地下千米深处蕴藏着宝贵的煤炭资源,也隐藏着高地压、高瓦斯、高地温等世界性开采难题。在这里,每推进1米,都面临着未知的挑战与风险。然而,有一群人正在用自己的智慧与汗水,为深部煤炭资源安全高效开采点亮科技之光。
8月27日,记者走进炼焦煤资源绿色开发全国重点实验室。这里不仅是集团下属唯一的国家级科研平台,还是攻克深部煤炭开采技术难题的“智慧大脑”。
“过去,我们连实验所需的岩石标准样品都要外购,费钱又耗时。”该实验室科研人员指着新建成投产的标准化制样车间说。而今,该实验室通过对闲置设备进行改造,形成了一套针对软煤岩、脆煤岩的标准加工工艺流程,掌握了8种规格力学样品标准试样的加工工艺,结束了标准样品依赖外购的历史,每年可节约资金9万元。
今年年初,该实验室抽调5名博士研究生及多名科研骨干,组建高水平实验测试研究团队,并下设多个实验小组,聚焦集团煤矿安全生产实际需求,启动了“平顶山东五矿深部煤层突出规律实验研究”“岩石力学标准样品制备研究”等十大重点项目。在前期充分调研的基础上,团队明确了研究方向、制定了实施方案、签订了责任书,从2月起全面开展实验工作。
在一楼实验大厅的中心,整齐陈列着数百个颜色不一的圆柱形石头。“这是从集团东部矿区钻孔采集的岩芯,只有真实的煤样才能带来可靠的实验数据。”该实验室一名检测人员介绍道。
为了掌握煤与瓦斯突出规律,在模拟井下煤与瓦斯突出的大型设备前,焦峰博士团队正进行模拟实验。“我们单次实验需要制备220公斤煤样,周期在15天以上。无论严寒酷暑,团队成员都要下井采集煤样、完成设备调试等工作。”该实验室科研人员焦峰说。目前,该团队已成功复现平顶山矿区复杂地质条件下煤与瓦斯突出全过程,为矿区灾害预警与防控提供了有力的理论依据。
一旁的试验区域内,焦慧策博士团队正利用真三轴多功能物理模拟系统,开展注水条件下煤体气—液—固耦合渗透实验。“我们通过还原十矿高应力工作面环境,研究不同注水参数对煤体渗透性与力学特性的影响,优化深部突出煤层的注水工艺,为高应力工作面安全开采提供理论支持。”该实验室科研人员焦慧策说。
在微观层面研究领域,该实验室同样取得了重要进展,正积极探索煤炭清洁高效利用新方向。在二楼微观实验室内,杨洁博士团队成员将切割好的小型煤块放入场发射扫描电子显微镜,系统分析集团东部五个矿区己组煤在不同垂深下的裂隙发育规律,为瓦斯抽采与灾害防控提供微观依据。
与此同时,“不同因素影响下瓦斯放散初速度演化规律”和“CO₂/N₂混合气体注入强化瓦斯高效抽采机理及应用”两项重点课题已陆续启动,通过测定不同气体在煤体中的竞争吸附行为与放散特性,为煤层瓦斯含量精准评估、突出风险预测及注气增产工艺设计提供关键实验支撑。
“未来,炼焦煤资源绿色开发全国重点实验室将继续聚焦深部开采前沿科技,力争在深部灾害防控、绿色开采等领域取得更大突破。”该实验室执行副主任王满说。
离开实验室时,夕阳照在墙上的标语上——“工资靠课题,奖金靠成果”这行字格外醒目,它不仅是科研激励的具体体现,还映射出该实验团队以成果为根本、主动破解难题的决心。
(融媒体中心记者 师义园 图片由炼焦煤资源绿色开发全国重点实验室提供 编辑 景笑羽)