深部掘进破局记——淮北矿业集团芦岭矿-900m大巷的技术突围之路

在地心深处数百米，一条全长3700米的巷道正书写着深部煤炭开采的新篇章。近日，淮北矿业集团芦岭矿-900m大巷传来捷报，该矿通过与中煤科工开采研究院、工程处矿建工区联手攻关，将-900m大巷围岩收敛量减少45%以上，掘进效率提升30%，为深部复杂地质条件下的煤矿安全高效开采树起了新标杆。

困境：深埋地下的“硬骨头”

随着芦岭矿开采重心向深部延伸，一场严峻的挑战悄然而至。深部采区埋深大、地应力高，软岩、软煤巷道遍布，围岩治理难度陡增，巷道失修率居高不下，不仅威胁着采掘工作面安全，更成了制约矿井高效生产的“拦路虎”。

-900m大巷恰处Ⅲ2、Ⅲ4采区深部，标高从-810m延伸至-898m，穿层施工的巷道要穿越10煤层底板至一灰顶板区间，这里地质条件复杂得如同“乱麻”——地应力高，层节理密密麻麻，仿佛随时可能发生变形垮塌。“就像在豆腐里打洞，稍不留神就会出问题。”该矿掘进副总工程师张勇这样形容施工难度。

破局：三方联动的“地质密码”

面对这块“硬骨头”，科研团队祭出了“组合拳”。他们创新构建“井上定向钻超前探查+井下普钻动态验证+原位地质力学快速测试”的联动地质保障体系，为巷道掘进装上了“透视眼”。

地面定向钻“一钻四孔”，精准“扫描”地层岩性、节理裂隙和水文条件；井下普钻实时验证，原位测试装置快速获取围岩地应力、强度等数据。“相当于给巷道做了全身CT，每一米的地质情况都清清楚楚。”中煤科工项目负责人焦健康介绍。

在此基础上，团队建立深井复杂构造地层三维数值模型，首次揭示了TBM掘进巷道围岩大变形的“时效密码”：节理倾角越小、组数越多，围岩稳定性越差；地应力方向与巷道轴线的夹角，直接影响着变形风险。这一发现，为后续防控技术指明了方向。

攻坚：全周期协同的“防护网”

针对深部地质的复杂性，科研团队创新推出“超前预加固-动态支护-掘后锚注”分阶段协同防控技术，为巷道织起全周期“防护网”。

掘进前，地面定向顺层孔对节理岩层、断层破碎带“打针注浆”，用特制水泥浆填充裂隙，让松散围岩“抱团”变强；掘进中，根据围岩等级实施“分级护理”——从Ⅰ级的锚网索+喷浆，到Ⅴ级的超前注浆+全锚索强化，如同给巷道穿上“定制铠甲”；掘进后，预应力高压锚注一体化装置登场，高压注浆材料顺着中空锚索深入微观裂隙，完成最后的“加固手术”。

这套技术的“利器”不少：亲岩型纳米改性注浆材料抗压粘结力提升20%，预应力高压锚注装置封孔压力达25MPa以上，注浆锚索破断力提高72～112kN。“就像给巷道打了加强针，稳定性大幅提升。”现场施工技术人员说道。

实效：从“卡脖子”到“加速度”

如今，行走在-900m大巷，岩壁平整坚实，矿压监测数据亮眼：顶板最大变形量322mm，平均仅156mm；帮部最大移近量253mm，比同类巷道减少近一半。TBM掘进最高月进尺达360m，累计进尺突破3700m。

效益更是实打实。按每米巷道节省返修成本1.45万元计算，仅在-900m大巷和Ⅲ1043底抽巷，已累计新增经济效益7975万元。更重要的是，巷道长期稳定避免了大范围返修，消除了安全生产隐患。

“这项技术不仅解了我们的燃眉之急，更为全国深部煤矿开采提供了可复制的经验。”芦岭矿矿长周为军感慨道。

从深埋地下的“卡脖子”难题，到技术突围的“加速度”，芦岭矿-900m大巷的实践，不仅推动了深部资源开发技术的进步，更为“双碳”目标下的绿色矿井升级注入了强劲动力。这条深巷里的创新故事，还在继续书写新的篇章。（毛海警）

责任编辑：陈瑾