突破難題 研發新技術

我國煤炭行業發展很快，但是還有許多有待于進一步優化之處，即使是在最先進的技術下，煤炭開采過程中煤炭的回采損失仍然在10%左右。如何實現煤炭完全開采?國內一直沒有規模化應用的成熟技術。學礦建的王曉利，1982 年畢業留校后一直致力于煤炭完全回采方面的研究。

“從生產過程來說，要把煤炭盡可能多地采出來，就要實行無煤柱開采。我們采用柔模混凝土復合材料，隨著工作面回采，在采空區邊緣澆筑一道連續密閉的混凝土墻體，將巷道保留下來，為下一個工作面服務，利用混凝土墻體置換區段煤柱，提高煤炭回采率，利用柔模混凝土復合材料，將這部分損失的煤炭更安全有效地采出來。”王曉利說， 該個技術的原理、構想不簡單，要工業化應用更難。該技術最基礎和關鍵的部分在于研發具有透水不透漿特性的柔模，將混凝土注入柔模后，水能流出來，但水泥不能流出來。

為此，他和團隊做了上百次試驗，利用水與水泥透過柔模孔隙的差異性，通過不斷調整柔模的孔徑與孔隙率，最終實現了柔模的透水不透漿特性。柔模要在井下使用，還要具有阻燃和抗靜電的特性。 在紡織行業，使紡織材料單獨實現阻燃或抗靜電，較容易。但要同時具有上述兩種特性，又要保證高強度、透水不透漿卻很難。經過幾年反復探索，王曉利團隊最終研制出復合型阻燃抗靜電劑，開發了阻燃抗靜電纖維紡紗工藝，攻克了透水不透漿的高強度纖維布織造技術難題，發明了三維紡織結構柔性模板。

在此基礎上，王曉利團隊建立了柔模混凝土施工作業線，開發出柔模混凝土制備輸送機組與沿空留巷自動圍護裝備，填補了國內外相關方面的空白。

提高煤炭回收率10%以上

最初研制柔模，是為了將其用在巷道砌碹支護上。2007 年，王曉利團隊將柔模應用于紅柳煤礦大斷面緩坡副斜井的支護項目中。這是國內外首次將柔模用于地下支護工程領域，該項目取得了巨大成功。

沿空留巷是緊跟工作面回采，通過巷旁支護將回采巷道保留下來，這就需要在緊跟回采工作面在端頭支架后方的采空區側作業，施工難度大，而采空區矸石易竄入作業空間，威脅作業人員的人身安全。

2009 年，柔模支護成套技術首次應用于羊渠河煤礦沿空留巷。柔模支護成套技術解決了沿空留巷采空區漏風的難題。利用柔模支護體將區段煤柱置換出來，實現了無煤柱開采，既不影響正常采煤，又能使留巷護得住。

柔模支護技術在沿空留巷的成功應用，受到了業內專家的廣泛關注。此后，柔模支護成套技術一直在刷新沿空留巷中的應用紀錄。2012 年，柔模充填開采技術在陜煤化集團榆陽煤礦進行了試驗，實現了采煤與充填平行作業，工作面產量大幅度提高。

2015 年，柔模支護成套技術在陜煤化集團黃陵礦業公司雙龍煤礦進行試驗，成功穿越采空區190 米。很多人不敢做這個項目，最終王曉利團隊做成了。試驗成功意味著可以用柔模支護技術穿越采空區為復采創造條件，回收廢棄煤炭資源。

據了解，柔模支護成套技術已經在50多個煤礦得到應用。據不完全統計，截至目前，應用該技術已減少回采巷道54000 余米，多回收煤炭700 余萬噸，提高煤炭回收率10%以上，創造經濟效益8 億元以上。

一項技術只有足夠簡單，才可能被推廣下去，從難到易是一個艱難的創新過程。王曉利團隊一直在嘗試將柔模支護成套技術變得更簡單，更利于一線礦工操作。

談到團隊未來的目標，王曉利表示：“未來該技術的發展方向是實現自動掛設柔模，進一步簡化工藝，同時還計劃對采空區的煤礦進行復采，回收采空區煤柱。”