中國煤炭科工集團(tuán)開采研究院有限公司深部巷道圍巖控制研發(fā)團(tuán)隊(duì)作為我國煤礦巷道支護(hù)領(lǐng)域的“國家隊(duì)”，始終秉承“引領(lǐng)科技創(chuàng)新 開采未來無限”的宗旨，緊密圍繞現(xiàn)場難題開展攻關(guān)，持續(xù)引領(lǐng)行業(yè)技術(shù)發(fā)展。團(tuán)隊(duì)獲評“中國煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”，其學(xué)科帶頭人、集團(tuán)一級(jí)首席科學(xué)家、開采研究院總經(jīng)理吳擁政于今年10月榮獲第三十四屆孫越崎能源大獎(jiǎng)。面對沖擊地壓、深部高應(yīng)力、軟巖大變形等復(fù)雜地質(zhì)條件巷道挑戰(zhàn)，團(tuán)隊(duì)聚力攻堅(jiān)，不僅為煤礦安全提供了關(guān)鍵技術(shù)支持，更推動(dòng)我國巷道圍巖控制技術(shù)持續(xù)保持國際領(lǐng)先水平，成功打造了守護(hù)巷道安全的解決方案。

 

2013年，長期飽受沖擊地壓困擾的河南義馬煤業(yè)集團(tuán)下屬煤礦找到開采研究院，請求破解難題。吳擁政和團(tuán)隊(duì)深入礦井，啟動(dòng)“義馬礦區(qū)特厚煤層特大斷面強(qiáng)動(dòng)壓巷道圍巖控制技術(shù)及應(yīng)用”項(xiàng)目攻關(guān)。

 

支護(hù)材料是支護(hù)系統(tǒng)的關(guān)鍵，面對沖擊地壓巷道支護(hù)，現(xiàn)有的支護(hù)材料和技術(shù)是否滿足現(xiàn)場需要，是否需要開發(fā)新的支護(hù)材料和技術(shù)，都是擺在團(tuán)隊(duì)面前的核心問題。

 

吳擁政和同事們下決心試試。沿著“巷道到底會(huì)受到怎樣的地壓沖擊”的思路，他們著手設(shè)計(jì)、研發(fā)了錨桿力學(xué)性能綜合測試實(shí)驗(yàn)臺(tái)。“完全沒有經(jīng)驗(yàn)可借鑒，我們把礦井錨桿支護(hù)測試時(shí)的數(shù)據(jù)全部調(diào)出來，從錨桿受力、圍巖受力、錨桿與圍巖關(guān)系等問題入手，倒推設(shè)計(jì)測試實(shí)驗(yàn)臺(tái)，很長時(shí)間進(jìn)展緩慢。”

 

三年時(shí)間，歷經(jīng)數(shù)不清的失敗，吳擁政和團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)完成國際首套錨桿動(dòng)靜載力學(xué)性能綜合測試系統(tǒng)，能夠用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行模擬測試，揭示了錨桿在井下的受力狀態(tài)及破斷機(jī)理。憑借這一成果，義馬煤礦沖擊地壓巷道治理難題迎刃而解。義馬沖擊地壓巷道支護(hù)項(xiàng)目獲得2018年中國煤炭工業(yè)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。

 

2021年11月，由開采研究院作為第一完成單位，康紅普院士等作為主要完成人的項(xiàng)目“煤礦巷道抗沖擊預(yù)應(yīng)力支護(hù)關(guān)鍵技術(shù)”，獲2020年度國家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)。

 

“科研課題既要來自煤礦一線，也要能夠應(yīng)用到現(xiàn)場生產(chǎn)中去”

 

2004年起開工建設(shè)的清水營煤礦，軟巖治理成為該礦揮之不去的陰霾。極其復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造和軟巖支護(hù)問題讓其經(jīng)歷了從建設(shè)到投產(chǎn)，到停產(chǎn)緩建，再復(fù)產(chǎn)、投產(chǎn)，又從停產(chǎn)到全面建設(shè)的一波三折，十余年始終未能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)產(chǎn)能目標(biāo)，嚴(yán)重制約了礦井的正常運(yùn)行與發(fā)展。

 

攻關(guān)的難題最終交給團(tuán)隊(duì)。吳擁政帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)去了現(xiàn)場很多次，一次次下井，實(shí)地查看，升井討論方案。在測試不同材料，論證不同工藝后，團(tuán)隊(duì)最終獲得了軟巖巷道圍巖“一水三弱”的劣化特征，揭示了巷道圍巖變形破壞機(jī)理；提出了泥質(zhì)弱膠結(jié)軟巖巷道圍巖“一隔三強(qiáng)”控制機(jī)理，開發(fā)了泥化軟巖巷道全斷面支護(hù)技術(shù)；提出軟巖巷道治理施工工藝，形成了泥質(zhì)弱膠結(jié)軟巖巷道圍巖控制技術(shù)體系，奠定了軟巖巷道多場景使用基礎(chǔ)；提出了軟巖巷道“預(yù)制墻體+墩柱”的沿空留巷護(hù)巷技術(shù)，開創(chuàng)了軟巖礦井無煤柱開采新格局，項(xiàng)目研究成果獲得了2025年度中國煤炭工業(yè)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。

 

2016年，“煤礦千米深井圍巖控制及智能開采技術(shù)”國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃申報(bào)在即，在一次次不分晝夜的立項(xiàng)研討、課題申報(bào)書撰寫和修訂中，康紅普院士、吳擁政、姜鵬飛等創(chuàng)新支護(hù)理念，發(fā)揚(yáng)科學(xué)家精神，堅(jiān)定了“啃下硬骨頭”的決心。

 

經(jīng)過激烈角逐，2017年，團(tuán)隊(duì)申報(bào)項(xiàng)目成功。針對千米深井軟巖強(qiáng)采動(dòng)巷道圍巖大變形這一世界級(jí)難題，康紅普院士領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊(duì)在國內(nèi)外首次提出了支護(hù)－改性－卸壓“三位一體”協(xié)同控制理念，開發(fā)了配套的協(xié)同控制技術(shù)，形成了巷道“支護(hù)-改性-卸壓”控制理論與技術(shù)體系，解決了深部高應(yīng)力巷道大變形圍巖控制難題，為保障強(qiáng)礦壓巷道暢通與穩(wěn)定提供了技術(shù)途徑，實(shí)現(xiàn)了深部巷道圍巖控制的重大進(jìn)步。目前已廣泛應(yīng)用于新汶、淮南等10余個(gè)大型深部礦區(qū)。

 

近期，國家能源局正式發(fā)布了《煤炭深部資源開采中長期規(guī)劃(2025—2035年)》，千米以深的煤炭資源開采面臨一系列嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，要求有序開展深部煤炭資源開采試點(diǎn)試驗(yàn)，強(qiáng)化深部開采科技支撐，提升深部開采安全保障能力。作為我國煤礦巷道支護(hù)理論與技術(shù)的國家隊(duì)，在煤礦巷道圍巖控制領(lǐng)域不斷開拓創(chuàng)新，筑牢煤礦安全生產(chǎn)根基，團(tuán)隊(duì)責(zé)無旁貸。

 

朝向新的目標(biāo)，團(tuán)隊(duì)的成員們一如往常，全身心投入地質(zhì)條件復(fù)雜的煤礦巷道圍巖控制科研攻關(guān)，駐守煤礦與現(xiàn)場技術(shù)人員的研討交流，深入井下與礦工們并肩作戰(zhàn)中……堅(jiān)守、突破、前行，于煤礦巷道圍巖控制的科技創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)控制、安全支撐中，扛起央企科研人的職責(zé)使命，勇當(dāng)高水平科技自立自強(qiáng)、建設(shè)現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系、發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的先鋒，不斷貢獻(xiàn)守護(hù)煤礦巷道安全的“中國方案”。