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陜北淺埋煤層采空區(qū)積水下安全開采技術(shù)研究

文檔作者：張立其1，劉洋2，方剛2 文檔來源： 1. 鄂爾多斯煤炭局 2. 中煤科工集團(tuán)西安研究院有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2022年11月19日
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第43 卷 第6 期 煤田地質(zhì)與勘探 Vol. 43 No.6
2015 年12 月 COAL GEOLOGY &amp;amp; EXPLORATION Dec. 2015
收稿日期: 2015-01-27
基金項(xiàng)目: 國家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目(41402265)；陜西省自然科學(xué)基礎(chǔ)研究項(xiàng)目(2014JM2-5064)
作者簡介: 張立其 (1969—)，男，河北元氏人，碩士，高級(jí)工程師，從事煤礦安全監(jiān)督管理工作.
E-mail：799923720@qq.com
引用格式: 張立其，劉洋，方剛. 陜北淺埋煤層采空區(qū)積水下安全開采技術(shù)研究[J]. 煤田地質(zhì)與勘探，2015，43(6)：
60–64.
文章編號(hào): 1001-1986(2015)06-0060-05
陜北淺埋煤層采空區(qū)積水下安全開采技術(shù)研究
張立其1，劉 洋2，方 剛2
(1. 鄂爾多斯煤炭局，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯017000；2. 中煤科工集團(tuán)西安研究院有限公司，陜西 西安 710077)
摘要: 淺埋煤層上覆采空區(qū)水威脅著陜北地區(qū)諸多煤礦的安全生產(chǎn)。以陜北地區(qū)某煤礦為例，針
對(duì)該類水害問題進(jìn)行分析，通過經(jīng)驗(yàn)公式、數(shù)值模擬等方法計(jì)算，開采3–1 號(hào)煤層產(chǎn)生的覆巖導(dǎo)水
裂縫帶高度至少為66 m，運(yùn)用類比法及經(jīng)驗(yàn)公式預(yù)計(jì)，礦井正常涌水量為163 m3/h，最大涌水量
203 m3/h，3–1 號(hào)煤層上覆采空區(qū)積水量約為2.6×106 m3。根據(jù)各計(jì)算結(jié)果，提出“物探先行、鉆探
驗(yàn)排、先治后采、有掘必探”的安全開采技術(shù)方案和思路，為礦井后期制定合理有效的煤層頂板采
空區(qū)水綜合防治措施打好基礎(chǔ)。
關(guān) 鍵 詞：淺埋煤層；采空區(qū)積水；導(dǎo)水裂縫帶；礦井水量；安全開采
中圖分類號(hào)：TD741 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI: 10.3969/j.issn.1001-1986.2015.06.012
Research on safe mining technology for shallow buried coal seam under the goaf
water in northern Shaanxi Province
ZHANG Liqi1, LIU Yang2, FANG Gang2
(1. Ordos Coal Board, Ordos 017000, China;
2. Xi′an Research Institute, China Coal Technology and Engineering Group Corp, Xi′an 710077, China)
Abstract: Goaf water above shallow coal seams is threatening the safe production in many coal mines in north
Shaanxi Province. The paper, taking a mine in north Shaanxi Province as an example, aiming at such kind of water
hazards, through using empirical formula, numerical simulation,conducted analysis, calculated that the water-
conducting height in the overlying rock due to mining seam 3–1 was at least 66 m. Using analogy method and
empirical formula, it was predicted that the normal mine inflow was 163 m3/h, the maximum mine inflow 203 m3/h,
the accumulated goaf water above seam 3–1 about 2.6×106 m3. According to the calculation results, the technical
scheme and idea for safe mining were put forward, that is, geophysical prospecting goes first, drilling verifies the
drainage, control is followed by mining, detection must be carried out before any excavation, laying the foundation
for formulating effective and reasonable comprehensive control measures of goal water in the roof of seam.
Key words: shallow coal seam; goaf water; water-conducting fractured zone; mine water yield; safe mining
陜北侏羅紀(jì)煤田資源量豐富，地質(zhì)條件相對(duì)簡
單，是我國煤炭重要的生產(chǎn)基地之一，但多年來受
水害影響嚴(yán)重。侏羅系含煤巖系較厚，各煤組擁有
較多煤層，對(duì)于間距較近的淺埋煤層，下部煤層必
然會(huì)受上覆煤層開采后的影響，其所形成的采空區(qū)
積水將對(duì)下部煤層開采構(gòu)成重大的水害隱患。目前
來看，這種淺埋多煤層小間距開采，上覆采空區(qū)水
對(duì)下伏煤層回采造成威脅影響的情況存在于陜北侏
羅紀(jì)煤田內(nèi)的諸多礦井中。本文以陜北地區(qū)某煤礦
為例，針對(duì)采空區(qū)積水對(duì)下伏煤層后期回采產(chǎn)生的
影響和威脅這一水害問題進(jìn)行分析，進(jìn)而對(duì)礦井的
深部煤層未來安全開采技術(shù)和方案進(jìn)行探討和研
究，為礦井后期制定合理有效的煤層頂板采空區(qū)水
綜合防治措施打好基礎(chǔ)[1-2]。
1 概 況
該煤礦位于神木縣北端陜蒙省界3~4 km 處。井
田東西長4.7~5.1 km，南北寬2.1~3.0 km，井田面
積12.42 km2。礦井采用斜井多水平開拓方式，共有
4 個(gè)斜井，礦井開采煤層共五層，屬于近水平煤層
第6 期 張立其等: 陜北淺埋煤層采空區(qū)積水下安全開采技術(shù)研究 · 61 ·
群，其中1–2 上為局部可采，1–2 為部分可采，2–2、3–1、
4–2 號(hào)煤層屬于大部分可采或者全部可采。由于1–2 上
和1–2 號(hào)煤層間距小，合并為一個(gè)水平，其余各層煤
形成各自的開拓水平。采用綜合機(jī)械化采煤工藝，
通風(fēng)方式為中央并列式通風(fēng)，抽出式通風(fēng)方式。該
礦前期開采1–2 上、1–2 號(hào)煤層，且均已回采完畢；目
前開采的2–2 號(hào)煤層也將完成采掘工作，礦井生產(chǎn)布
局已經(jīng)開始向2-2 號(hào)煤層下部的3–1 號(hào)煤層轉(zhuǎn)移。由
于1–2、2–2 號(hào)煤層間距較小，平均約29 m，均屬于
近距離煤層重復(fù)開采，2–2 號(hào)煤層在開采過程中，其
形成的導(dǎo)水裂縫帶已與1–2 號(hào)煤層采空區(qū)溝通。計(jì)劃
開采的3–1 號(hào)煤層與2–2 號(hào)煤層平均間距約為37 m，
在3–1 號(hào)煤層采厚2.65 m 的情況下，其形成的導(dǎo)水
裂縫帶也將與2–2 號(hào)煤層的采空區(qū)溝通，屆時(shí)位于
3–1 號(hào)煤層上部的2–2 號(hào)煤層采空區(qū)積水將極有可能
會(huì)進(jìn)入3–1 號(hào)煤層工作面，造成礦井突水災(zāi)害，威脅
礦井安全生產(chǎn)。井田地層關(guān)系見圖1，井田水文地
質(zhì)剖面見圖2。
通過對(duì)礦井水文地質(zhì)條件及充水水源分析，本
區(qū)內(nèi)第四系松散層潛水位下降至基巖內(nèi)的地段，礦
井涌水量基本恒定；基巖薄、土層厚度薄、潛水富
水性好、大氣降水易于匯聚地帶，礦井涌水量較大
并可能伴有潰沙現(xiàn)象，尤其是冒落帶溝通潛水地段，
充水量一般是由大逐漸變小，充水的延續(xù)時(shí)間和過
程受充水水源的儲(chǔ)水量大小控制，以有限的靜儲(chǔ)量
為主。
根據(jù)上述礦井充水原因和礦井水文地質(zhì)條件，
井田范圍內(nèi)局部地段的第四系松散巖類潛水與1–2
煤、2–2 煤開采后形成的采空區(qū)有所溝通，但目前所
形成的采空區(qū)積水充水水源主要是煤系及其上覆基
巖砂巖裂隙水，水源以靜儲(chǔ)量為主，且水量有限。
未來礦井開采3–1 號(hào)煤層，上覆煤層的采空區(qū)積水對(duì)
其將形成一定的影響，需采取相關(guān)疏放水措施，保
證礦井安全生產(chǎn)。
2 覆巖導(dǎo)水裂縫帶高度預(yù)計(jì)
覆巖導(dǎo)水裂縫帶高度預(yù)計(jì)是分析下伏煤層采動(dòng)
裂隙對(duì)上覆煤層先期回采后所形成的采(老)空區(qū)積
水的波及程度、評(píng)價(jià)在積水區(qū)下煤層開采安全性等
工作的必要前提準(zhǔn)備環(huán)節(jié)[3-4]。
2.1 經(jīng)驗(yàn)公式[5-6]
根據(jù)巖樣測試結(jié)果分析，煤層頂板覆巖為中硬
度巖層。綜采條件下，導(dǎo)水裂縫帶高度的確定主要
有2 種方法：
a. 根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》確定計(jì)算公式
圖1 井田地層關(guān)系示意圖圖
Fig.1 Mine formation diagram
圖2 井田水文地質(zhì)剖面簡圖
Fig.2 Hydrogeological section
100 5.1
li 3.3 3.8
H M
n
= +
+
(1)
式中 M 為累計(jì)采厚；n 為煤分層層數(shù)；5.1 為修正
系數(shù)。
計(jì)算結(jié)果：
100 2.65 5.1 42.42 m
li 3.3 1 3.8 H ´
= + =
´ +
，
· 62 · 煤田地質(zhì)與勘探 第43 卷
裂采比約為16。
b. 根據(jù)《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱
與壓煤開采規(guī)程》確定計(jì)算公式
100
5.6
li 1.6 3.6
M
H
M
= +
+
å
å
(2)
式中 åM 為累計(jì)采厚；5.6 為修正系數(shù)。
計(jì)算結(jié)果：
100 2.65 5.6 39.40 m
li 1.6 2.65 3.6 H ´
= + =
´ +
，裂采比約
為14.87。
2.2 數(shù)值模擬
運(yùn)用F-RFPA2D 軟件模擬再現(xiàn)煤炭資源回采后，
工作面上覆巖層破壞的動(dòng)態(tài)演變過程，在整個(gè)采場
開挖的過程中，通過提取頂板隔水層應(yīng)力、位移變
化的信息，分析頂板隔水巖層的變形、破壞過程。
根據(jù)礦井水文地質(zhì)條件，簡化的耦合數(shù)學(xué)模型
長度為200 m，高160 m，將數(shù)值計(jì)算模型簡化為
12 個(gè)巖層的結(jié)構(gòu)體進(jìn)行研究，劃分為37 500 個(gè)單元
(圖3)。通過分步開挖模擬采動(dòng)的影響，開挖步距為
5 m，共20 步，累計(jì)開挖長度為100 m。模型開挖
的煤層為3–1 號(hào)煤層，開挖厚度為4 m。在試驗(yàn)過程
中，采用修正的帶拉伸截?cái)?tensile cut–off)庫侖準(zhǔn)則
作為破壞的判別準(zhǔn)則。
圖3 數(shù)值模擬力學(xué)模型示意圖
Fig.3 The numerical simulation of mechanics model
數(shù)值模擬結(jié)果表明，工作面直接頂初次垮落步
距為5~10 m，此后隨采隨垮。老頂?shù)某醮慰迓洳骄?
為35~40 m，周期性垮落步距10~15 m。導(dǎo)水裂縫
帶在老頂初次來壓后5 m 范圍內(nèi)直接溝通上覆巖
層，導(dǎo)水裂縫帶高度約69.20 m，裂采比約為26 倍。
2.3 現(xiàn)場實(shí)測
煤礦對(duì)于3–1 號(hào)煤層導(dǎo)水裂縫尚未開展針對(duì)性
的“三帶高度”探查工作，而在先期數(shù)值模擬和理論
計(jì)算的基礎(chǔ)上，對(duì)區(qū)內(nèi)2–2 號(hào)煤層施工2 個(gè)探查鉆孔
(8 號(hào)和G1 號(hào))，綜合鉆探過程中的沖洗液漏失情況
分析，判斷其導(dǎo)水裂縫帶發(fā)育高度。在鉆進(jìn)至7.46 m
處的基巖頂界面時(shí)，沖洗液已不能返至孔口，說明
導(dǎo)水裂縫帶已經(jīng)發(fā)育到基巖的頂界面。第四系松散
層由于采用的泥漿護(hù)壁鉆進(jìn)技術(shù)，沖洗液漏失量觀
測不到，無法判斷導(dǎo)水裂縫帶在其內(nèi)部的發(fā)育情況，
不過根據(jù)鉆進(jìn)過程中的簡易水文觀測和地面塌陷情
況分析，導(dǎo)水裂縫帶可貫通其上覆基巖面至地表。
說明在該地質(zhì)條件和開采強(qiáng)度下，導(dǎo)水裂縫帶發(fā)育
高度為110.11 m，裂采比不小于24.9(2–2 號(hào)煤層采
厚按4.43 m 考慮)。
2.4 導(dǎo)水裂縫帶高度最終確定
對(duì)于經(jīng)驗(yàn)公式，它簡單易行，其原理主要以統(tǒng)
計(jì)學(xué)為基礎(chǔ)，而且形成時(shí)期較早，當(dāng)時(shí)我國煤炭井
工開采時(shí)大多處于淺部地區(qū)，所得的上三帶發(fā)育高
度，大多適合于分層開采及煤層厚度較小的情況，
而且當(dāng)時(shí)的采煤方法也與現(xiàn)今差異較大，生產(chǎn)實(shí)際
證明，采用這種采煤方法時(shí)采動(dòng)導(dǎo)水裂縫帶高度一
般大于經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算結(jié)果，同時(shí)，很多復(fù)雜的地質(zhì)
因素被概化或忽略，復(fù)雜地質(zhì)條件下的工程問題誤
差較大，且不能模擬覆巖的動(dòng)態(tài)變形過程，所以，
該方法基本不太適合應(yīng)用于現(xiàn)階段我國高效綜采的
采煤方法，不能充分地反映現(xiàn)研究區(qū)內(nèi)的具體煤層
實(shí)際開采時(shí)的頂板擾動(dòng)破壞特點(diǎn)。
綜上所述，根據(jù)理論計(jì)算、數(shù)值模擬和現(xiàn)場實(shí)
測三個(gè)方法確定的導(dǎo)水裂縫帶發(fā)育高度，認(rèn)為理論
計(jì)算中所確定的導(dǎo)水裂縫帶高度值及裂采比偏小，
不適用于本地區(qū)煤層開采后導(dǎo)水裂縫帶發(fā)育高度值
計(jì)算；對(duì)于現(xiàn)場實(shí)測的導(dǎo)水裂縫帶與數(shù)值模擬得出
的導(dǎo)水裂縫帶發(fā)育高度相對(duì)較為接近，因此，以實(shí)
際探查結(jié)果為準(zhǔn)，暫確定現(xiàn)煤礦綜采條件下，裂采
比為24.9 倍，根據(jù)3–1 號(hào)煤層厚度計(jì)算，其導(dǎo)水裂
縫帶發(fā)育高度至少為66 m 左右。
然而，根據(jù)對(duì)陜北地區(qū)多個(gè)礦井在類似地質(zhì)條
件下開采的導(dǎo)水裂縫帶發(fā)育高度實(shí)測資料統(tǒng)計(jì)，本
礦井的開采條件下裂采比應(yīng)大于24.9 倍(如區(qū)內(nèi)補(bǔ)
連塔煤礦31401 工作面實(shí)測得出的裂采比為31.93~
34.98)。因此，需在3–1 號(hào)煤層后期開采過程中對(duì)其
“上三帶”發(fā)育高度進(jìn)行針對(duì)性的研究探查工作。
3 礦井水量預(yù)計(jì)
3.1 礦井涌水現(xiàn)狀
根據(jù)煤礦2012–2014 年的礦井涌水統(tǒng)計(jì)情況(圖4)，
涌水量135.0~190.6 m3/h。從礦井涌水量實(shí)際觀測情況可
知，現(xiàn)階段涌水量主要以采空區(qū)及生產(chǎn)工作面的涌水量
為主，其余水量來自巷壁滲水和盤區(qū)大巷?？傮w來看，
近幾年來礦井涌水量變化不大，穩(wěn)定在157 m³/h 左右。
第6 期 張立其等: 陜北淺埋煤層采空區(qū)積水下安全開采技術(shù)研究 · 63 ·
圖4 2012–2014 年礦井涌水量統(tǒng)計(jì)
Fig.4 Mine water inflow of 2012–2014 years
3.2 工作面涌水量
根據(jù)井田現(xiàn)狀及與其毗鄰且條件類似礦井的實(shí)
際涌水情況，結(jié)合礦區(qū)多年涌水資料，開拓降深和
開拓面積與礦井涌水量之間的關(guān)系密切，并建立如
下計(jì)算公式：
0
0 0
Q Q S F
S F
= ? ?
(3)
式中 Q、Q0 為預(yù)算礦井及現(xiàn)礦井正常涌水量，m3/h；
S、S0 為預(yù)算礦井及現(xiàn)礦井水位降低值，m；F、F0
為預(yù)算礦井及現(xiàn)礦井開拓面積，km2。
以此計(jì)算的礦井正常涌水量為163 m3/h，最大
涌水量為203 m3/h。此預(yù)算結(jié)果是在無特殊原因出
水參與的情況下的礦井涌水量。但隨著開采深度的
不斷增大，未來礦井開拓至帶壓區(qū)后，在受構(gòu)造破
壞或隔水層沉積薄弱地段，水壓、礦壓增大、采掘
不斷擾動(dòng)的條件下，極有可能造成突水災(zāi)害，災(zāi)害
性突水水量理論上難以預(yù)測。礦井需按照預(yù)測涌水
量值布設(shè)礦井防排水系統(tǒng)，若礦井后期實(shí)施疏水降
壓措施開采帶壓區(qū)煤層，需布設(shè)專門的疏放水工程，
疏降水量不影響先前布設(shè)的礦井防排水系統(tǒng)[7]。
3.3 采空區(qū)積水量
采空區(qū)積水量計(jì)算采用：
Q=KMS/cosα (4)
式中 Q 為采空區(qū)積水量，m3；M 為煤層采高，m；
S 為采空區(qū)淹沒面積，m2；α 為煤層傾角，(°)；K
為充水系數(shù)。
M、S、α 皆為固定值，K 的取值范圍為0.25~0.5，
K 的取值是采空區(qū)積水量計(jì)算的關(guān)鍵參數(shù)[5]。其還
與采煤方法、采出率、煤層傾角、頂?shù)装鍘r性及其
碎脹程度、采后間隔時(shí)間等因素有關(guān)，對(duì)采空區(qū)充
水系數(shù)影響最大的因素是煤層頂板巖性及其碎漲程
度，而影響的結(jié)果最終都集中且直觀地表現(xiàn)在地表
的下沉上。充水系數(shù)K 及地表下沉量H 都與采煤方
法等因素有關(guān)，經(jīng)過論證，得到充水系數(shù)K 與地表
下沉量H 的關(guān)系為：
K=1－H/M (5)
現(xiàn)煤礦2–2 號(hào)煤層基本已完成回采工作，根據(jù)礦
井工作面接續(xù)計(jì)劃，結(jié)合公式計(jì)算，得出井田內(nèi)3–1
號(hào)煤層上覆采空區(qū)積水量約為2.6×106 m3，該采空
區(qū)積水對(duì)未來3–1 號(hào)煤層的安全開采將構(gòu)成嚴(yán)重的
威脅。因此，對(duì)采空區(qū)積水要采取科學(xué)的、有效的
防治水措施。
4 煤層安全開采方案
為實(shí)現(xiàn)3–1 號(hào)煤層的安全開采，綜合考慮煤層
埋深、作業(yè)條件和經(jīng)濟(jì)技術(shù)合理性，提出了“物探
先行、鉆探驗(yàn)排、先治后采、有掘必探”的安全開
采技術(shù)方案[8-9]。
物探采用地面瞬變電磁法和井下直流電法等手
段，基于煤層上覆采空區(qū)積水的物探成果解釋，在
下伏煤層采掘巷道及工作面施工仰上驗(yàn)證探水孔，
在可控疏水量的前提下逐步疏干工作面回采影響范
圍內(nèi)的積水，待積水基本疏干后進(jìn)行采掘作業(yè)。與
此同時(shí)，根據(jù)采空區(qū)積水量的預(yù)計(jì)及施工鉆探工程
的數(shù)量合理設(shè)置礦井排水系統(tǒng)，以防放水孔瞬間出
水量超過排水能力，造成不必要的損失。該安全開
采方案的合理性體現(xiàn)在以下4 個(gè)方面：
a. 在采空區(qū)積水探測方面，物探結(jié)合鉆探的方
法相比完全依靠鉆探手段探查優(yōu)勢突出，不僅可以
縮短探查工期、節(jié)約成本，還能從面上摸清積水區(qū)
分布概況，局部積水區(qū)域的井下鉆探是對(duì)物探成果
解釋的驗(yàn)證，驗(yàn)證鉆孔同時(shí)還可以留作工作面排放
水鉆孔。
b. 礦區(qū)地表?xiàng)l件較為簡單，植被不發(fā)育，有便
利的地面物探工程的作業(yè)條件，同時(shí)，區(qū)內(nèi)先期勘
探資料較為詳實(shí)可靠，有利于井下物探、鉆探工作
的開展[10-11]。
c. 井田內(nèi)3–1 號(hào)煤層平均埋深約160~180 m，
該測深條件下可以發(fā)揮地面瞬變電磁法探測其上覆
采空區(qū)積水的優(yōu)勢，探測精準(zhǔn)度高。
d. 通過導(dǎo)水裂縫帶高度計(jì)算，工作面采動(dòng)裂隙
必然導(dǎo)通煤層上覆采空區(qū)，而通過井下鉆探手段，
其鉆孔疏干過程可控，可操作性強(qiáng)，疏干后進(jìn)行煤
層的采掘工作，以此可解除上覆采空區(qū)積水對(duì)下伏
煤層安全開采的威脅。
5 結(jié) 語
a. 礦井煤層開采面臨的主要水害問題為上覆
采空區(qū)積水水害隱患。當(dāng)采掘活動(dòng)即將開展至采空
區(qū)下部時(shí)，應(yīng)提前查清上覆采空區(qū)積水分布情況，
預(yù)計(jì)其采動(dòng)裂隙發(fā)育高度，分析煤層采掘后對(duì)上覆
· 64 · 煤田地質(zhì)與勘探 第43 卷
采空區(qū)積水的影響，評(píng)價(jià)煤層開采活動(dòng)的安全性及
可行性，提出有針對(duì)性的安全開采技術(shù)措施。
b. 根據(jù)先期探查工作，運(yùn)用數(shù)值模擬和現(xiàn)場實(shí)
測相結(jié)合的方法，對(duì)3–1 號(hào)煤層開采后覆巖導(dǎo)水裂縫
帶高度值進(jìn)行計(jì)算，得出裂采比至少為24.9，其導(dǎo)
水裂縫帶發(fā)育高度至少為66 m。
c. 通過對(duì)礦井水文地質(zhì)條件分析研究，運(yùn)用水
文地質(zhì)比擬法對(duì)未來礦井涌水量進(jìn)行預(yù)算，預(yù)算礦
井正常涌水量為162.54 m3/h ， 最大涌水量為
203.18 m3/h；并預(yù)計(jì)井田內(nèi)3–1 號(hào)煤層上覆采空區(qū)積
水量約為2.6×106 m3。
d. 綜合考慮煤層埋深、作業(yè)條件和經(jīng)濟(jì)技術(shù)合
理性，提出了“物探先行、鉆探驗(yàn)排、先治后采、有
掘必探”的安全開采技術(shù)方案和思路，為礦井后期制
定合理有效的煤層頂板采空區(qū)水綜合防治措施打好
基礎(chǔ)。同時(shí)為陜北地區(qū)條件類似井田煤層開采及礦
井防治水方面提供一定的參考和借鑒。
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(責(zé)任編輯 張宏)
“ZDY3500LP 型多變幅履帶式鉆機(jī)”等
三項(xiàng)科技成果通過中國煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)鑒定
2015 年11 月3 日，中國煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)在北京組織
召開了科技成果鑒定會(huì)，由中國工程院院士袁亮任主
任、中國煤炭科工集團(tuán)董事長王金華研究員任副主任和
來自中國礦業(yè)大學(xué)、中國地質(zhì)大學(xué)、西安科技大學(xué)以及
神華集團(tuán)、陜西彬長礦業(yè)集團(tuán)的9 位專家任委員的鑒定
委員會(huì)，對(duì)中煤科工集團(tuán)西安研究院有限公司主持完成
的“ 煤礦井下大功率定向鉆進(jìn)技術(shù)與裝備” 、
“ZDY3500LP 型多變幅履帶式鉆機(jī)”、“煤礦用全液壓定
向鉆機(jī)操作模擬培訓(xùn)系統(tǒng)”3 項(xiàng)科技成果進(jìn)行鑒定。
“煤礦井下大功率定向鉆進(jìn)技術(shù)與裝備”在煤層
中提高鉆進(jìn)效率15%以上，巖層中提高鉆進(jìn)效率30%
以上，排渣效果顯著提高、鉆孔事故發(fā)生概率有效降
低，有利于實(shí)現(xiàn)深孔鉆進(jìn)。采用該鉆進(jìn)技術(shù)與裝備在
晉城寺河煤礦完成了主孔孔深為1 881 m 的超深近水
平定向鉆孔，創(chuàng)造了煤礦井下定向鉆進(jìn)新的世界記
錄。項(xiàng)目成果對(duì)保障煤礦安全高效開采，提高瓦斯抽
采效率具有良好的實(shí)用價(jià)值和應(yīng)用前景。項(xiàng)目成果達(dá)
到國際領(lǐng)先水平。
“ZDY3500LP 型多變幅履帶式鉆機(jī)”開孔方位
角、傾角、高度調(diào)節(jié)范圍大，適用于煤礦井下跨皮帶、
穿層孔、多層孔鉆孔施工，研究成果達(dá)到國際先進(jìn)
水平。
“煤礦用全液壓定向鉆機(jī)操作模擬培訓(xùn)系統(tǒng)”研
制了數(shù)字化煤礦定向鉆機(jī)操作模擬平臺(tái)，控制信息傳
輸實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確；建立了虛擬鉆機(jī)模型機(jī)虛擬鉆場模型，
實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)反映鉆機(jī)工作狀態(tài)，準(zhǔn)確地展示了鉆進(jìn)施
工場景；開發(fā)了鉆機(jī)操作模擬教學(xué)模塊，建立了操作
規(guī)程專家數(shù)據(jù)庫，首次實(shí)現(xiàn)了煤礦坑道定向鉆進(jìn)全部
操作流程的操作模擬；系統(tǒng)具有理論教學(xué)、模擬操作、
特定場景教學(xué)、考試考核等7 大功能模塊，能夠快速、
有效提高受訓(xùn)人員鉆機(jī)操作水平，滿足不同水平受訓(xùn)
人員的培訓(xùn)、考核需求。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)新穎、技術(shù)先進(jìn)、
實(shí)用性強(qiáng)，改變了現(xiàn)有鉆機(jī)操作技能培訓(xùn)方式。項(xiàng)目
成果達(dá)到國際先進(jìn)水平。
(梅 新)

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