2018-07-09

【中国煤炭报】撑起深部矿井的安全通道 ——探访南方煤矿瓦斯与顶板灾害预防控制安全生产重点实验室

                   
                                    
    “准备，3、2、1，开始！左边和右边墙加压，顶板加压……”夏日炎炎，南方煤矿瓦斯与顶板灾害预防控制安全生产重点实验室的工程实验室内宛如蒸笼，记者一走进其中，机器嘈杂的轰鸣声灌入耳中，热浪扑面而来，而工作人员却专心致志地在仪器前观察记录着模拟深部矿井巷道加压后的各项数据，相隔咫尺却只能通过大声说话来传达下一步的操作指令。
 

“别看它长相奇特，有了它，模拟深部矿井巷道方便多了，为我们的巷道围岩控制研究提供了可靠的技术支撑。”看着身前的大型深部矿井巷道模拟试验系统，岩石力学与巷道围岩控制科研团队的负责人王卫军满意地笑了。
 

秉承着“以科技手段为我国南方煤炭行业的安全和谐发展提供技术支撑”理念，南方煤矿瓦斯与顶板灾害预防控制安全生产重点实验室于2015年11月获得国家批准建设，并于今年5月入选国家首批安全科技支撑平台。
 

据了解，该实验室依托湖南科技大学进行建设，确定了南方复杂煤层开采矿压理论与顶板灾害防治技术、南方复杂煤层矿井瓦斯灾害防治理论与技术两个研究方向，创建了岩石力学与巷道围岩控制、瓦斯防治理论与技术两个科研团队。

    小身材大能量：

围岩控制给矿区戴上安全帽

  “别看支护结构其貌不扬，但它可是矿井深部巷道的‘维安’利器，其重要程度不亚于煤矿工人的安全帽。”王卫军介绍，“对于煤矿来说，为开采而开挖的巷道破坏了岩层原有的应力，余下的围岩应力将会重组，我们所要做的就是阻止巷道变形，保证井下工人的安全。”

  据了解，早在15年前，王卫军和同事便致力于巷道围岩控制方面的研究，并自然形成了岩石力学与巷道围岩控制科研团队。

  2011年，江西萍乡矿业集团高坑煤业二水平暗斜井井下巷道的加固和支护效果不理想，变形严重，安全生产面临挑战。

  该企业负责人找到了王卫军科研团队，以项目合作的方式将该科研团队发明的专利“一种用于深部大变形巷道的U型钢和锚索协同支护结构”应用于该矿，解决了矿井巷道变形的问题，取得非常理想的支护效果，安全采出煤炭100余万吨。

  该技术仅仅是王卫军科研团队研究成果应用于煤炭生产的一个缩影。该科研团队与中国矿业大学（北京）马念杰教授团队一起开发了多项基于给定变形的深部巷道围岩控制技术，初步创立了巷道围岩蝶形塑性区破坏理论，先后在神华宁煤集团、河南平顶山天安煤业、焦作煤业集团、湖南煤业集团等10多个矿区推广应用，维护了煤矿巷道的安全。

  中国煤炭工业协会煤矿支护专业委员会副会长兼秘书长杨树勇把该科研团队的一项新技术作为煤矿支护领域的技术创新典型写入了2017年度工作报告：“王卫军科研团队提出的‘两柔一刚’分期支护法，在全国多个矿区推广应用，效果良好。”

    屡下井勤实践：

15年煤炭情结初心不变

   除了在实验室内埋头做学问、做研究，到井下实地考察对于该科研团队成员来说也是家常便饭。

  “河南平顶山矿区采煤是要过采空区的，岩层的情况复杂，施工只能边掘边探。采空区的岩层疏松，要想经过采空区去采煤，就会面临采空区塌陷的问题。”王卫军说。2012年，平顶山天安煤业六矿负责人找到王卫军科研团队，想让该团队帮助该矿解决采空区安全防护问题。

  此时的王卫军除了担任现场施工总指挥外，在湖南科技大学还有教学任务。为此，王卫军要求科研团队成员实施三班倒，每个班都必须有人员在现场指导，并随时向远在千里之外的他汇报现场情况。王卫军每晚都要将传回的数据材料进行分析，并根据现场情况给出解决方案。经过3个月的艰苦奋战，他终于听到了来自现场的好消息——该矿采空区的安全防护问题得到解决。

  “工人的安危高于一切”，这是王卫军带领科研团队致力于煤炭安全开采的信念，这一信念也一直影响着团队成员。

  2017年，江西丰城一处煤矿深部巷道面临着严重变形。该矿巷道顶板下沉、边墙变形、底部凸起。为此，该矿负责人紧急向王卫军求助。王卫军立刻带领团队奔赴现场，解决问题。

  “导师的信念一直深深地影响着我，我愿意投身煤炭安全开采的事业之中。”湖南科技大学学生赵志伟一直跟随团队学习、实践。为煤炭开采创造更安全的条件成了他和师兄弟们的理想。

    科技兴煤新一代：

人才培养积蓄科技力量

    为还原矿山巷道的复杂环境，更好地满足研究需求，去年8月，在学校的大力支持下，该科研团队自行设计了一个大型实验平台——五面加载的深部巷道模拟实验平台。该平台主要用于大型深部矿井复杂地质力学环境条件下的软岩巷道、煤层巷道、动压巷道、大型硐室、交叉点等深部工程岩体力学响应与工程灾变机理的模拟试验研究。

  此外，该实验室的另一个科研团队——瓦斯防治理论与技术创新团队近3年开展国家级项目8项，获得了省部级科研奖励3个，出版专著5部，发表学术论文100余篇。该科研团队研究的矿井安全非线性动力学评价与事故控制理论和煤矿瓦斯抽采用聚乙烯覆层螺旋焊接波纹钢管在南方地区的煤矿得到了广泛应用，对降低煤矿事故发生率，保障煤矿井下人员安全发挥了重要作用。

  “要在新一代科研人员心中根植‘科技兴煤’的理念，为我国煤矿安全科技事业储备新兴力量。”该实验室主任李树清表示，“我们实验室将一直活跃在学术界、煤炭行业和煤矿企业，强调科技保安、人才培养，坚守煤炭情结，初心不变。”

  据了解，该重点实验室现有专兼职科研人员48人。其中，教授20人、副教授13人、具有博士学位的教师45人、长江学者特聘教授1人，享受国务院特殊津贴专家2人、国家安全生产专家3人、湖南省“百人计划”海外学者1人、湖南省“121人才工程”入选者3人、湖南省普通高校学科带头人3人。


新闻链接：中国煤炭报数字报网址（2018年6月30日第四版） 
http://epaper.aqsc.cn/mtb/epaper_founder/mtb/content/2014-03/12/node_11.htm