《國家礦山安全監察局:全國煤礦防治水典型經驗匯編(351頁).pdf》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《國家礦山安全監察局:全國煤礦防治水典型經驗匯編(351頁).pdf(351頁珍藏版)》請在三個皮匠報告上搜索。
1、全國煤礦防治水典型經驗匯編全國煤礦防治水典型經驗匯編國家礦山安全監察局國家礦山安全監察局事 故 調 查 和 統 計 司事 故 調 查 和 統 計 司2023 年年 4 月月前前言言為進一步提高煤礦企業水害治理能力和水平,總結、交流、推廣煤礦水害治理先進適用技術和工作經驗,有效防范和遏制水害事故,2022 年 11 月,國家礦山安全監察局發函征集煤礦水害治理先進技術和工作經驗。各級煤礦安全監管部門、煤礦企業及有關科研院所對此項工作高度重視,認真梳理總結并積極報送推薦本地區、本單位煤礦水害防治有關先進適用技術和工作經驗材料,部分材料主題明確、經驗典型、重點突出、文字精煉、數據準確,具有很好的參考借
2、鑒價值。為了便于大家相互交流借鑒,共同提高煤礦水害治理能力和水平,有效防范和遏制水害事故,我司篩選部分典型經驗材料匯編成冊,供大家相互學習借鑒。國家礦山安全監察局事故調查和統計司2023 年 4 月1目目錄錄一、煤礦安全監管部門典型經驗1.煤礦防治水安全監管工作總結河北省應急管理廳.12.強化治本攻堅舉措 堅決遏制煤礦水害事故山西省應急管理廳.113.煤礦防治水現場調研書面材料貴州省能源局.164.守正創新筑屏障 篤定實干保安全山西省長治市應急管理局.225.介休市煤礦水害防治經驗材料山西省晉中市介休市應急管理局.30二、煤礦安全監察機構典型經驗6.正視形勢 探索創新 持續鞏固提升河北煤礦水害
3、防治工作水平國家礦山安全監察局河北局.357.煤礦防治水專題書面調研材料國家礦山安全監察局內蒙古局.408.積極推進煤礦防治水基礎工作 著力推進地面區域超前治理國家礦山安全監察局安徽局.469.山東省煤礦防治水工作匯報國家礦山安全監察局山東局.5310.廣西煤礦防治水專題調研報告國家礦山安全監察局廣西局.59211.云南省煤礦防治水工作開展情況報告國家礦山安全監察局云南局.64三、煤礦企業典型經驗(一)老空水害防治典型經驗(一)老空水害防治典型經驗12.復雜賦存條件下老空水綜合防治技術探索與應用河南能源集團有限公司.7613.煤礦水害防治工作經驗介紹山西長治王莊煤業有限責任公司.9014.煤礦
4、水害防治工作經驗介紹沈陽焦煤股份有限公司西馬煤礦.100(二)頂板水害防治典型經驗(二)頂板水害防治典型經驗15.煤礦深埋巨厚復合含水層帷幕截流與綠色開采技術中煤科工西安研究院(集團)有限公司.10516.巨厚煤層頂板離層水害治理實踐經驗交流陜西金源招賢礦業有限公司.12017.頂板巨厚砂巖含水層水害防治經驗介紹山東能源集團西北礦業正通煤業有限責任公司.12518.水文地質極復雜礦井水害防治技術與實踐國能錦界能源有限責任公司錦界煤礦.13119.煤礦頂板水害防治經驗介紹國家能源集團寧夏煤業公司麥垛山煤礦.140(三)底板水害防治典型經驗(三)底板水害防治典型經驗20.華北型煤田薄層灰巖水患超前
5、區域治理技術中煤科工西安研究院(集團)有限公司.15121.煤礦地面區域水害治理總結河南能源集團有限公司.162322.錨定“零突水”目標,構建“12551”水害防治體系 持續推進渭北奧灰復合承壓井田安全高效回采陜西陜煤澄合礦業公司.16523.九龍礦水害綜合高效防治成套技術應用冀中能源峰峰集團九龍礦.18124.開灤集團范各莊煤礦防治水經驗介紹開灤集團范各莊煤礦.18825.斷層超前注漿治理工程霍州煤電集團李雅莊煤礦.195(四)地表水害防治典型經驗(四)地表水害防治典型經驗26.加強地表河道治理 杜絕洪水灌井事故山西焦煤集團公司.20227.構建地表水害立體綜合防治體系 確保礦井防治水安全
6、山東能源新礦集團協莊煤礦.21328.完善預防體系推進綜合治理(水庫下開采)鐵法煤業(集團)公司大平煤礦.221(五)露天煤礦水害防治典型經驗(五)露天煤礦水害防治典型經驗29.露天煤礦帷幕截水關鍵技術與工作經驗中煤科工西安研究院(集團)有限公司.22630.露天煤礦疏干排水工作經驗內蒙古扎魯特旗扎哈淖爾煤業公司露天煤礦.23431.露天煤礦帷幕截水綜合技術國家能源集團雁寶能源扎尼河露天礦.24032.露天煤礦防治水經驗總結國能寶清煤電化有限公司朝陽露天煤礦.2494(六)煤礦綜合水害防治典型經驗(六)煤礦綜合水害防治典型經驗33.煤礦防治水典型經驗交流材料安徽省皖北煤電集團有限責任公司.25
7、734.煤礦水害治理先進適用技術和工作經驗淮北礦業(集團)有限責任公司.26335.高目標引領,健全體系與制度 堅持綜合探查、區域治理、分源防治、達標開采,實現礦井零透水淮南礦業(集團)有限責任公司煤業分公司.27236.積極推進地面區域超前探查治理技術中煤新集能源股份有限公司.28237.夯實基礎 精準施策 著力構建煤礦防治水安全長效機制山東能源集團有限公司.29138.目標導向抓重點 理念引領上臺階山西寧武大運華盛能源集團有限公司.29639.煤礦防治水工作經驗介紹四川省古敘煤田開發股份有限公司.30540.創新引領,科技賦能 提升礦井水害治理智慧化水平大唐集團國源礦業開發公司龍王溝煤礦.
8、31641.堅持地表治理和井下防治相結合 扎實推動煤礦水害治理工作取得實效湖北省建始縣龍潭坪煤礦.32342.查全 探清 放凈 提能 管好 物探鉆探結合 井下地面雙管齊下湖南省煤業集團大嶺礦業有限公司大嶺煤礦.33343.煤礦防治水工作經驗介紹貴州林東礦業集團紅林煤礦.3371煤礦防治水安全監管工作總結煤礦防治水安全監管工作總結河北省應急管理廳水害防治工作是影響煤礦安全生產的重大關鍵問題之一,具有不可見性、隱蔽性、突發性等特性,近年來,隨著開采規模、開采強度的加大,礦井水文地質條件日益復雜,水害探查、治理的難度明顯加大。作為行業監管部門的監管人員,要提高政治站位,強化底線思維和紅線意識;要提升
9、業務能力,做到一專多能;要在日常工作中做到嚴、細、實,洞悉煤礦安全生產的動態規律,做好風險研判;要學法用法、依法依規、嚴格執法,做好煤礦防治水安全監管,堅決遏制煤礦水害重特大事故的發生。一、煤礦防治水工作難點(一(一)客觀原因客觀原因:以目前的技術裝備手段以目前的技術裝備手段,煤礦水害隱煤礦水害隱患探查診斷困難?;继讲樵\斷困難。1.對廢棄礦井及老空水害條件探查認識不足,探查技術方法不足及達到精確定位、多手段綜合配套探查應用不夠、地質采礦學科與物探技術交叉融合不夠、對老空水本質認識不足,處置方法不當。2.對隱蔽型導水構造超前探查認知不夠:探查技術與裝備能力不夠、探查手段的選擇與應用不當、探查工作
10、的持續性和信息的積累性分析不夠。3.對相關礦井防治水概念的理解和應用不當,如水文地2質條件不等于礦井水文地質條件、涌水量概念及預測方法有誤。4.對突水系數概念的理解和應用不準確。5.對物探技術的理解和應用有誤,沒有理清物探不等于物質,物探僅是物性,需結合地質、水文地質綜合分析后才可以為物質。6.對構造水害理解及防水煤巖柱留設不合理,往往忽略斷層兩側導水破碎帶的存在,導致防水煤巖柱留設不足。7.對陷落柱水文地質性質認識不深。8.對防治水技術理論的理解與應用缺乏深層次認識,應用防治水防治理論時有照貓畫虎的特點。(二(二)主觀原因主觀原因:煤礦的技術人員煤礦的技術人員、制度管理制度管理、防治水防治水
11、觀念存在問題:觀念存在問題:1.防治水技術人員缺乏,部分礦井沒有按要求配齊專業防治水技術人員,現從事防治水工作的有的是從其他專業轉行而來的,對礦井水文地質基礎知識掌握不扎實,對發現的一些水文地質現象不能正確研判,對探放水設計及措施的制定不合理。2.防治水基礎資料管理混亂,存在防治水規章制度不健全、防治水圖紙資料更新不及時、圖例填繪不全等問題。3.防治水制度落實不到位,存在未嚴格執行水害隱患排查、水害預測預報、探訪水通知單制度等問題。4.防治水施工隊伍管理不嚴格,部防治分煤礦探放水隊伍人員不足,存在使用外包工隊的現象。35.防治水裝備不全,部分礦井存在使用風鉆探放水的現象。6.防治水資金投入不足
12、,防治水設施驗收不和規定且得不到及時維護。7.現場施工作業人員對煤礦防治水相關法律法規學習認識不足,采掘作業時存在饒幸心理,防治水措施不嚴格落實。8.安全管理不嚴、不細,對探放水方案或探放水環節把關不嚴,責任心不強。二、煤礦防治水工作重點(一(一)完善水害防治各項機制完善水害防治各項機制。煤礦企業要加強應急值守,嚴格執行礦領導到崗帶班和關鍵崗位 24 小時值班制度,要成立以主要負責人為組長、總工程師為第一副組長的防汛工作體系;要建立災害性天氣預警和預防機制,嚴格執行暴雨洪水可能引發淹井等事故災害緊急情況下及時撤出井下人員的制度,切實落實重點部位巡視檢查制度;要加大防汛投入,備齊備足應急救災物資
13、。各地各部門各企業要高度重視,加強管理,督促落實“三專兩探一撤”措施,要加大對煤礦企業防汛工作的監各煤礦企業要杜絕麻痹大意思想,水文地質類型中等的礦井也要按照復雜型礦井要求進行管理;各煤礦防治水工作要做到“一礦一策、一面一策”,確保安全技術措施的科學性、針對性和有效性;要及時修訂礦井水害應急預案和現場處置方案,明確調度室人員的撤人權力;要合理安排采掘布局,嚴格落實“三專兩探一撤人”和老空水“四步工作法”,規范鉆探隊伍管理,切實提高鉆探和物4探的工作質量;要全面排查礦井排水系統和防治水設備設施,復雜型及以上的礦井要對本礦井的水害風險進行安全評估,對水害應急預案和現場處置方案進行重新審定;要加強水
14、害事故教育培訓,增強煤礦職工水害事故防范意識和現場處置能力,提高水害事故逃生自救能力。各級監管監察部門要積極推動落實煤礦安全生產“三年行動”和“雙控”機制建設,督促煤礦運用好水害風險預警水害系統,及時解決系統發現的問題;要加強防治水專業質量標準化動態達標檢查,提高煤礦防治水工作的檢查力度,重點檢查防排水系統、防治水工程和重大隱患問題,發現違法違規行為的,要重處重罰,對整改不到位的要堅決停產停工。(二(二)落實水害防治各方責任落實水害防治各方責任。各煤礦企業嚴格按照 煤礦安全規程、煤礦防治水細則和河北省煤礦防治水管理辦法的相關規定開展水害風險辨識,切實整改水害事故隱患。煤礦要認真學習煤礦水害事故
15、警示教育片并引以為戒、舉一反三,高度重視暴雨、洪水、雷電、大風等極端天氣可能給礦井造成的安全隱患,進一步深入開展汛期安全隱患排查治理,確保各項防范措施落實到位。各市煤礦監管部門要壓實汛期煤礦水害防治責任,要與氣象、水利、國土等部門建立災害性天氣預警和協調聯動機制,做好水害監測預警。對轄區所有煤礦做到檢查全覆蓋,督促煤礦排查所有井口標高是否高于歷年最高洪水位線,制定防止地表水潰入井下的安全技術措施,提高防范標準,把防治水責任落實到崗位、落實到人頭、落實到現場。5(三(三)確保水害事故應急有力確保水害事故應急有力。各煤礦企業要強化調度中心建設,發揮調度中心指揮樞紐作用,主要負責人必須賦予調度員、安
16、檢員、井下帶班人員、班組長等相關人員緊急撤人的權力,確保其接到災害性天氣預警預報信息后快速響應、科學處置。要完善應急預案,使礦井管理人員、調度員和其他相關作業人員熟悉預案內容、應急職責、應急處置程序和措施,熟悉避災路線;要及時檢查、維護安全出口,確保安全暢通。各地各部門要督促企業加強應急演練和值班值守、嚴格執行礦長帶班下井、緊急情況撤人等制度。發生水害事故時要科學有力組織搶險救援,嚴禁盲目施救、冒險施救,有效防范發生次生事故,確保水害事故應急處置有力。三、對煤礦防治水安全監管工作的思考(一)事故隱患存在的原因(一)事故隱患存在的原因為什么監管執法、各項安全生產專項行動一直在進行,而煤礦重大安全
17、生產隱患會長期存在?主要存在以下問題。一是歷史遺留問題。一是歷史遺留問題。有的礦井采區設計、布置不合理,采掘接續緊張,隨意變更采區設計,給今后礦井安全生產系統埋下了隱患而且往往很難改正。煤礦防治水工程是水害治理的關鍵步驟,因工程進度慢會影響采掘銜接安排,導致不做、少做防治水工程,防治水數據造假、防治水工程把關不嚴等問題無法根治。二是學習不全不細二是學習不全不細。煤礦企業不能及時掌握最新標準和相關規定,對新的安全生產法 煤礦安全規程 煤礦重大隱患判定標準未能及時系統地學習,原來不是重大事故6隱患的問題已變成重大隱患而不知,不能及時采取措施整改。三是重生產輕安全三是重生產輕安全。對重大違法違規行為
18、的嚴重性認識不足,對重大隱患加以隱瞞。因為利益的驅使,礦井有超產的沖動,為逃避監管而隱瞞重大隱患;存在僥幸心理,對重大違法違規行為的嚴重性認識不足,沒有繃緊安全生產這根弦,沒有真正做到不安全不生產,也沒有意識到違法違規行為的嚴重性。四是職工培訓不到位四是職工培訓不到位。煤礦企業職工還沒有認識到自己是安全事故的直接受害者,沒有深刻體會到安全是職工最大的福利,反而為了眼前利益,心存僥幸,漠視自己的安全,成為企業違法違規行為的具體實施者。五是安全監督乏力五是安全監督乏力。煤礦生產是動態化的,安全檢查工作貫穿于采掘作業的全過程,也是一種動態化管理,煤礦企業內部安全檢查頻繁,對一些問題隱患看慣了、習慣了
19、,存在走形式重過場現象;煤礦對安全檢查工作麻木了,存在隱患整改不積極、不到位,應付檢查等情況;煤礦監管部門對發現的問題隱患需要多個系統統計、制作多套執法文書,嚴重影響執法效能。(二)煤礦防治水安全監管工作經驗(二)煤礦防治水安全監管工作經驗明確一個任務。煤礦防治水監管工作的目標是堅決遏制煤礦重特大水害事故的發生,監管內容是依照法律法規對照煤礦防治水工作的依法依規性,打擊違法行為,督促煤礦實現現有采掘工作面的水文地質條件清楚,防治水措施落實到位、管理可靠。7落實二個方面。煤礦防治水工作水害可以分為兩個方面。一方面具體指煤礦防治水人員機構設置、專業人員是否符合要求、探放水隊伍是否滿足需要,防治水的
20、設施設備的配備與維護是否可靠,防治水的規章、技術制度是否健全、完善;另一方面具體指煤礦防治水技術路線是否與采掘銜接相適應,防治水措施的制定與落實是否管理到位等。厘清三種根源。對煤礦防治水監管要厘清三種水害事故的根源性情況,一是煤礦井田范圍內水文地質情況是否清楚,二是現有采掘地區與水害治理進度是否匹配,三是防治水措施的制定是否合規,比如“限壓放水”,防治水措施的執行是否到位,探放水工程數據是否真實有效。做好四步工作。每一年度煤礦防治水監管可以分四個階段進行,第一階段,重點監管采掘工程與防治水規劃的銜接、防治水制度的制定,防治水人員的配備、探放水隊伍的管理等,夯實防治水工作基水害礎夯實防治水工作基
21、水害礎;第二階段,重點監管防治水制度的落實情況和防治水工程的施工管理情況,是否有打假鉆、提供假資料,數據分析不仔細等問題,嚴格執法,對發現的問題進行歸納總結,向集團公司通報,形成監管執法震形成監管執法震懾效果懾效果;第三階段要嚴查工作面水文地質情況報告的審查情況,復查防治水工程的落實做好雨季三防監管,督促企業落督促企業落實主體責任實主體責任;第四階段要總結分析,審查采掘工程與防治水規劃、防治水工程的完成情況,提出監管建議和意見,督促督促企業做好下一年的防治水規劃企業做好下一年的防治水規劃。緊握五個抓手。防治水監水害管工作有五個抓手,只有8把這五點做實做到位,煤礦防治水工作才能成系統,監管工作才
22、會有成效。一是規范并落實撤人制度一是規范并落實撤人制度,嚴查水害應急預案和水害撤人制度的制定與落實;二是嚴查二是嚴查“兩探兩探”規定落規定落實情況實情況,堅決打擊打假鉆,嚴懲未按規定探放水;三是嚴查三是嚴查企業落實防治水企業落實防治水“三專三?!鼻闆r情況,理順防治水工作機制,配齊防治水專業人員,杜絕鉆探隊伍外包問題和鉆探、物探數據采集、分析不實等問題;四是通過監管問題落實企業主體責四是通過監管問題落實企業主體責任任,具體可分為四個層級的責任:集團公司審批、煤礦采掘銜接規劃、防治水機構的探放水設計與關鍵環節管理、鉆機隊的現場數據采集等;五是五是通過對礦井水文觀測、排水系統維護、防治水圖紙填繪、臺
23、賬的更新、雨季“三防”、冬季“四防”等環節進行監管,細化煤礦防治水管理,樹立煤礦樹立煤礦水害可防可控的管理理念。水害可防可控的管理理念。四、河北省煤礦防治水先進經驗(一(一)地面區域治理地面區域治理。超前區域治理極大改變了邯邢地區煤礦水害防治現狀,提高了礦井治理和預防水害的能力。礦井根據本區水害類型和特點,分別制定了不同的防治水技術路線,有針對性的開展防治水工作。其中,邯鄲峰峰集團九龍礦、梧桐莊礦、羊東礦等采用了“地面區域治理,井下物探先行、有異鉆探驗證、注漿加固補強”的防治水技術路線;冀中股份公司東龐礦和西龐井采用了“地面高密度三維地震及瞬變電磁綜合勘探,精準查明井田內斷層、隱伏陷落柱等地質
24、構造發育及地質構造的富水性等水文地質特征;井下采用注漿加固改造煤層底板”的防治水技術路線。經不斷9實踐和推廣,目前我省冀中能源峰峰集團九龍礦、羊東礦、葛泉礦東井、邢臺礦西井等在奧灰水防治工作中,都采用了地面區域超前治理防治水新技術,取得了一定的效果。有關煤炭企業通過不斷總結優化區域治理設計、改造制漿系統,改進注漿工藝等手段,防治水關鍵技術取得新突破、新進展。1.地面區域超前治理技術:地面區域超前治理技術:冀中能源通過工藝優化,單個定向水平鉆孔最大鉆進距離由 800m 提高至 1500m;解決了定向分支水平鉆孔不能取芯的難題;探索出當注漿壓力達到 10MPa 時,用泥漿代替水泥漿的“替漿”施工工
25、藝,既避免了套管內水泥浪費又提高了掃孔效率;通過定向水平孔隨鉆自然伽馬值的測定,利用奧灰與其它巖性的自然伽馬值差異進行準確判層。利用該技術,邢東礦地面區域治理過程中在 2126 工作面提前發現了一大型陷落柱(79m40m)并進行了治理,為工作面安全回采消除了大隱患。研究出定向鉆探反向造斜技術,解決了村莊、水庫等地面影響或由于巖層產狀的變化而需要反向造斜的限制,提高了定向鉆進的適用性。2.高速渦流制漿系統:高速渦流制漿系統:針對深部注漿面臨高水壓、微小裂隙難以吃漿等問題,若采用射流法制漿或攪拌制漿,漿液易出現灰包(水包灰或灰包水)多,堆集在孔壁堵塞裂隙,導致進漿、注漿量少,嚴重影響注漿量和注漿改
26、造治理效果。冀中能源推廣國內先進的高速渦流制漿系統,使漿液的分散性、均勻性、流動性和密度穩定性較為理想,微小裂隙得到治理,使地面區域治理效果得到提升。10(二(二)礦井水害監測礦井水害監測。河北省煤科院建成了礦井水害“動態監測、自動定位、即時反饋、高效共享”的微震監測預警大智云系統平臺,在礦井水害微震設備及軟件國產化、微震數據中心擴容改造、現場監測研究、應用推廣等方面取得了突破性進展,該技術是通過監測采場圍巖破裂信號,查明突水隱患空間位置、監測地下水時空演變過程,開發出“1+N”工作模式,主服務器在冀中能源微震監控中心,檢波器布置在各監測煤礦井下,微震數據通過互聯網實時、連續傳輸到監控中心,數
27、據分析、水害預警等全部由室內工作中心專業人員來做,既減輕了煤礦設備投資,又確保了工作質量。礦井弱微震信號識別、提取技術,空間多層立體建模技術,“人工誘震”主動式探測技術,微震時、空、能耦合解析技術,水害微震監測預警專家系統等五項核心技術取得突破。微震技術融合了物探、鉆探、水文觀測、礦壓顯現綜合分析解釋微震數據動態變化,研究微震數據分析解釋技術,采用區域震源機制解對水動力引起的微震事件進行解釋,有效區分和提煉水運動、構造活化及采掘活動引發的各類微震事件,在一定程度上能夠實現突水監測預警,探測水體及導水通道,評估注漿等工程治理效果,監測導水通道受采動影響變化情況。11強化治本攻堅舉措強化治本攻堅舉
28、措堅決遏制煤礦水害事故堅決遏制煤礦水害事故山西省應急管理廳山西省現有煤礦 890 座。其中,生產煤礦 703 座、正常建設煤礦 70 座、長期停(緩)建及其他煤礦 117 座。多年來,全省煤礦領域認真學習貫徹習近平總書記關于安全生產的重要論述,始終堅持“兩個至上”,立足“兩個根本”,統籌發展和安全,嚴格落實國家礦山安監局和省委、省政府部署要求,以煤礦安全專項整治三年行動為抓手,深刻吸取省內外典型水害事故教訓,以高度的政治責任感和使命感狠抓煤礦水害治本攻堅,有效防范遏制了重特大水害事故發生?!笆濉币詠?,未發生重特大水害事故。主要做了以下幾方面工作:一、以構建制度體系為立足點,著力推動企業水害
29、防治主體責任落實。緊緊抓住企業主體責任落實、抓住煤礦礦長這個“關鍵人”,出臺了山西省加強煤礦安全生產工作特別規定 山西省煤礦礦長安全生產考核記分辦法及補充規定,大力推行煤礦安全監管專員、煤礦安全監察專員“雙專員”制度,對煤礦井下探放水等關鍵環節實行“雙保險”,促進了煤礦水害防治技術管理體系、責任、管理制度、規程措施等方面落實到位。著眼煤礦水害專項整治,制定煤礦安全風險分級管控和隱患排查治理雙重預防機制實施規范12(DB14/T2248-2020),其中將煤礦 6 大類水害重大安全風險辨識上升為山西省地方標準,強化了源頭管控和超前預防;制定山西省煤礦防治水“三專兩探一撤”規定,強化探掘分離、有掘
30、必探、物探鉆探相互驗證。在國家礦山安監局強調的“三必須”“五嚴禁”防治水措施基礎上,又結合山西實際增加了“必須落實遇有突(透、潰)水征兆緊急撤人措施,必須按規定保證煤礦水害防治工作所必需的資金投入”和“嚴禁疏放老空積水后未進行效果驗證、安全評價而進行采掘作業”,形成了我省煤礦防治水“五必須”“六嚴禁”措施。創新組織編制 煤礦防治水“三區”管理報告編制提綱,統一規范編制標準、提高編制質量,這在全國煤礦防治水工作中尚屬首次。二、以隱蔽致災因素普查治理為著力點,切實加強水害重大安全風險管控。預判風險是防范風險的前提,把握風險走向是謀求安全主動的關鍵。2021 年 9 月-2022 年 6 月,我們認
31、真落實國家礦山安監局要求,緊密結合 2021 年國慶期間我省遭遇強降雨侵襲、致使一些煤礦井下涌水異常增大實際,結合煤礦防治水專家會診成果報告,突出礦井老空、采空區及周邊廢棄老窯(井筒)、封閉不良鉆孔,地表水體、地下水體及斷層、陷落柱、導水裂縫帶,以及現有生產系統與井田周邊小煤窯廢棄井巷貫通區段密閉等重點部位,組織開展隱蔽致災因素普查治理,全省正常生產建設和部分停產停建共 736 座煤礦完成了隱蔽致災因素普查治理工作。認真落實煤礦防治水“三區”管理辦法,至 2022 年底有 705 座13礦井編制完成了煤礦防治水“三區”管理報告。同時,我們強化水害風險識別管控,督促煤礦按照相關規范定期開展研判,
32、實行風險、措施、責任“三個清單”管控,力爭把水害重大風險隱患發現和處置于萌芽狀態。經摸排有 474 座煤礦共存在 596 項水害重大風險,從而為水害防治精準管控奠定基礎。三、以深化水害專項整治為關鍵點,大力推進礦山重大水害治本攻堅。一是強化災害治理措施落實抓攻堅一是強化災害治理措施落實抓攻堅。深刻吸取水害事故教訓,堅持問題導向,督促煤礦嚴格執行“三專兩探一撤”和“四步工作法”工作要求,落實“探掘分離、審核確認”的探放水工作機制,強化物探成果驗證評價,強化鉆探治本之策,強化疏放水效果驗證驗準,強化災害嚴重礦井工程治理。據統計,全省 714 座生產建設煤礦共配備地質、水文類專業技術人員2542人、
33、專職探放水作業人員12459人、專用探放水鉆機 5323 臺、物探設備 1223 臺,有 208 座煤礦設置了強排水系統,120 座承壓開采礦井裝備了突水監測預警系統,31 座受承壓水威脅的礦井開展了底板注漿加固工程。二是強化采取信息手段抓攻堅二是強化采取信息手段抓攻堅。會同國家礦山安全監察局山西局制定下發關于在煤礦重要作業場所增設完善視頻監控的通知,創新信息化監管監察方式,構建無監控不作業、作業行為受監督的煤礦作業現場可視化監控環境,對有效防范“三違”行為起到積極促進作用。據了解,目前全省煤礦共增設 8180 處視頻監控探頭,實現對井下所有采掘、巷修、打鉆等高危作業的全過程監督和透明化管理。
34、三是強三是強14化重要時段抓攻堅?;匾獣r段抓攻堅。及早開展煤礦雨季“三防”風險研判,督促煤礦汛前開展以查匯水積水滲漏、山洪河流影響、防排水系統運行等為重點的“十查”工作,主汛期開展重點部位、關鍵環節風險隱患不間斷巡查,嚴格落實“三制度一預案”(即領導到崗帶班和關鍵崗位 24 小時值班制度、災害性天氣預報預警制度、極端天氣條件下緊急停產撤人制度、發現重大險情或事故立即啟動應急預案)。深刻吸取歷史上省內外露天煤礦邊坡滑坡、坍塌事故教訓,督促露天煤礦進一步加強凍融期、汛期邊坡管理工作,2022 年組織完成了對全省17 座正常生產建設的露天煤礦開展邊坡管理專項檢查。2022年汛期,全省煤礦安全監管部
35、門共發布災害預報預警信息次數 1175 次,自行和緊急停產 363 礦次,累計撤人 33133 人次,確保了煤礦安全度汛。四、以防范遏制水害事故為落腳點,不斷強化礦山安全監管執法。堅持執法檢查理直氣壯,2021 年,全省各級煤礦安全監管部門先后組織開展了煤礦防汛、防治水專項檢查,會同國家礦山安監局山西局聯合開展了煤礦井下防潰水潰砂專項檢查,共檢查煤礦 2958 礦次、查出問題隱患 12806條、行政罰款 760 萬元,依法責令停止井下采掘工作面 44處,責令停止使用相關設施、設備 23 臺,從危險區域撤出作業人員 2 次,責令停產整頓、停止施工 8 次。2022 年共檢查煤礦 2256 礦次、
36、查出問題隱患 9866 條、行政罰款 521 萬元,依法責令停止井下采掘工作面 13 處,責令停產停建煤礦 4 座,有效遏制了煤礦重特大水害事故發生。同時,我們15注重加強服務指導,圍繞解決“防治水技術薄弱、防治能力不足”等突出問題,2021-2022 年組織 30 名專家對近 200 座重點煤礦開展了防治水會診服務,發現問題及隱患 2068 條,提出合理化建議 1493 條。充分發揮煤礦水害防治典型示范引領作用,組織征集了各級煤礦安全監管部門、省屬國有重點集團和煤礦企業 50 余篇隱蔽致災因素普查治理和 100 余篇煤礦水害防治制度性、科技性、研究性、經驗性典型經驗,匯編成冊印發,組織學習借
37、鑒。建立監管部門微信工作群,及時推送防治水工作要求,發出事故警示、預報預警信息;建立 490 多名專家、專業技術人員參加的防治水交流群,發揮專家優勢,集思廣益,加強經驗交流,探討技術方法,服務企業建言獻策,破解專業難題,不斷提升全省煤礦水害防治能力和水平。16煤礦防治水現場調研書面材料煤礦防治水現場調研書面材料貴州省能源局貴州煤礦水害的類型大致可分為地表水、老空區積水、巖溶水、斷層水、頂板含水層水及鉆孔水等水害。目前,全省水文地質類型復雜礦井 25 處,規模 903 萬噸/年(正常生產建設煤礦 11 處,規模 660 萬噸/年);中等 698 處,規模31884 萬噸/年(正常生產建設煤礦 3
38、58 處,規模 19937 萬噸/年);簡單 63 處,規模 2484 萬噸/年(正常生產建設煤礦 18處,規模 960 萬噸/年)。水文地質類型復雜礦井主要分布:黔南州占 40%、畢節市占 20%、遵義市占 20%、銅仁市占12%,其它地區占比 8%。煤礦防治水工作重點主要有:一、把好隊伍建設關,確保機構人員滿足工作需要按要求配備總工程師、地測副總工程師,分解落實好防治水責任,加強對防治水工作的組織領導。成立專職防治水機構,配備至少 3 名防治水專業技術人員,做好防治水管理工作。成立專職探放水隊伍,由防治水機構統一管理,配備專職物探人員、專職鉆探人員,適時配備必要的化探人員,做好探放水日常工
39、作。礦長、總工程師、防治水助理、地測副總工程師必須具備相應專業知識;防治水專業技術人員必須具備水文地質類專業中專以上學歷;鉆探人員必須經特殊工種培訓并持證上崗;物探、化探人員必須經有關部門培訓合格持證上崗;煤17礦井下從業人員必須接受全員培訓,掌握必要的防治水知識,具備辨識水災隱患和緊急避險的能力。二、把好調查勘探關,確保水文地質情況全面摸清(一)總體要求。(一)總體要求。組織開展好隱蔽致災地質因素普查,通過小窯調查、地面踏勘、水文地質補充調查、物探、鉆探等綜合手段,全面摸清礦區范圍及周邊地表水、老空水、承壓水等充水水源,導水斷層、陷落柱、鉆孔、頂底板裂隙等充水通道,以及其他水文地質基本情況。
40、(二(二)受老空水威脅礦井受老空水威脅礦井。通過瞬變電磁等方法,對老空積水范圍進行探測驗證,出具驗證報告,并按規定審批備案。(三(三)水文觀測水文觀測。按要求對大氣降水、地表水、地下水等充水因素進行定期觀測,及時掌握礦井水文地質動態情況,并做好原始記錄。積極推廣應用水文動態觀測系統、水文地質信息管理系統等先進技術裝備,加強水文動態觀測和信息管理,努力提升水害防治信息化、科學化水平。(四(四)圖紙填繪圖紙填繪。在全面收集整理調查勘探資料的基礎上,及時、如實填繪 5 種水文地質圖件,并將地表水、老空水、承壓水等主要水患情況,認真填繪在采掘工程平面圖上,為煤礦防治水和安全生產提供可靠依據。三、把好水
41、害治理關,確保防治水措施嚴格落實到位(一(一)防治水計劃防治水計劃。煤礦根據各類水文地質報告、防治水設計,以及隱蔽致災地質因素普查結果,結合礦井水文地質條件、資源條件、采掘計劃,認真編制礦井現采煤層中長18期防治水規劃、年度防治水計劃,報企業審批后,認真組織實施。企業要對規劃計劃的前瞻性、針對性、可行性進行嚴格把關,并加強監督檢查,確保落實到位。(二)預測預報。(二)預測預報。年初,煤礦根據年度采掘接續計劃,在綜合各種水文地質資料的基礎上,全面分析各類水害隱患,提出水害分析預測圖表。在采掘過程中,對預測圖表逐月進行檢查,不斷補充和修正,做到年有年報、月有月報、及時下達。發現水患險情,及時發出水
42、害通知單,通知人員及時撤離。(三(三)防治水設計防治水設計。煤礦在每個開拓、掘進、回采工作面開工前,編制與作業規程相對應的防治水設計。在警戒線以內區域探放水,編制專項探放水設計。(四(四)防防(隔隔)水煤水煤(巖巖)柱柱。在風化氧化帶、導水構造、地表水、老空水等水害威脅區域處,按規定設計并留設防(隔)水煤(巖)柱。防(隔)水煤(巖)柱一經確定,不得隨意變動。嚴禁在防(隔)水煤(巖)柱中進行采掘活動。(五(五)排水系統排水系統。煤礦配備與礦井涌水量相匹配的水泵、排水管路、水倉等設施設備,構建完善礦井排水系統。礦井防治水設計等要求構筑防水閘門或強排水系統的,在年內構筑完善;排水系統要按規定檢查、維
43、護、檢驗、試驗,確??煽窟\行。(六(六)防洪防汛防洪防汛。煤礦要按要求構建完善防洪堤壩、溝渠等防排水設施;對漏水溝渠、河床、裂縫、塌陷地點、滑19坡危險地段、廢棄老窯等,采取針對性的改道、封堵等治理措施。同時,進一步完善災害性天氣預警預防機制,嚴格執行汛期巡視檢查制度、強降雨停產撤人制度等制度規定,嚴防暴雨洪水侵入井下。(七(七)應急救援應急救援。煤礦針對礦井主要水害類型和可能發生的事故,制定水害應急預案和現場處置方案,并每年進行修訂完善,每年開展救災演練。認真落實預案有關要求,做好物資、設備、資金、隊伍等方面的應急準備工作;一旦發現隱患險情,要立即啟動預案,實施救援,并及時向上級部門報告。(
44、八(八)制度機制制度機制。各煤礦要建立健全水害防治崗位責任、技術管理、預測預報、排查治理等相關制度,并認真組織實施,不斷完善防治水體制機制,推動防治水工作規范、有序、扎實開展,確保各項防治水措施嚴格落實到位。四、把好探水管理關,確保水災隱患超前排查治理(一(一)配足探水設備配足探水設備。煤礦按規定配備必要的鉆探、物探、化探設備:配備專用探放水鉆機。10 月底前,配備化探設備,受奧灰水影響或地下水源較多的礦井要建立滿足日常檢測需要的水化學實驗室。(二(二)嚴格探水程序嚴格探水程序。嚴格執行井下探放水“兩探”要求,采掘工作面探放水應當同時采取鉆探和物探兩種方法,做到相互驗證。(三)確保探水質量。(
45、三)確保探水質量。進一步完善探放水啟動、驗收、超前距離核減等制度機制,加強鉆探管理,確保鉆探質量。20制定符合礦井本礦實際的物探、化探管理制度,加強物探、化探管理,不斷提升物探、化探的效果。根據面臨的水患類型、區域、水壓、水量等,采取科學的探放水措施,確保探水的針對性、有效性。每次探水工作結束,都必須標識探水位置,填寫原始記錄及探水管理牌板,提交報表報告,并由有關操作人員、監督人員、審核人員簽字,對探水結果承擔相應的責任。五、把好監督檢查關,確保防治水工作扎實有效開展監管年度計劃防治水工作重點,采取日常檢查、專項檢查、突擊檢查等多種方式,加強對煤礦防治水工作的監督檢查,推動防治水工作扎實有效開
46、展。六、監管中發現的主要問題(一(一)防治水工作會議未按制度要求召開防治水工作會議未按制度要求召開。如:一些煤礦煤礦存在礦長未按雨季“三防”管理制度每月召開雨季“三防”工作例會;總工程師未按要求定期組織召開一次水害分析會。(二(二)防治水基礎圖紙和工作記錄不規范防治水基礎圖紙和工作記錄不規范。如:個別煤礦防治水工作排查報告簽名表填寫不規范。部分煤礦煤層充水性圖不規范,防隔水煤柱在圖上只有文字說明,沒有用顏色標注出來。(三(三)地表氣象地表氣象、地表水觀測工作滯后地表水觀測工作滯后。如:部分煤礦地表水文觀測臺賬、氣象資料臺賬、降水量觀測站等記錄不規范。(四)井下涌水觀測不及時、探放水記錄不規范問
47、題(四)井下涌水觀測不及時、探放水記錄不規范問題。21如:煤礦井下有出水點,未實測水量,出水量標注未標注在采掘工程平面圖上。煤礦探放水管理牌板未記錄物探成果內容。(五(五)雨季前對排水系統維護及聯合試運轉工作不及時。雨季前對排水系統維護及聯合試運轉工作不及時。檢查時發現個別煤礦未對全部工作水泵和備用水泵進行 1 次聯合排水試驗。(六(六)水害應急準備工作存在差距水害應急準備工作存在差距。煤礦制定有演練計劃但未及時組織水害應急演練。煤礦接氣象預警信息后處理記錄內容不全,缺相應處置記錄。七、下一步工作措施加強對煤礦防治水工作的監管,督促煤礦企業認真落實各項防治水措施,并將復雜、極復雜礦井作為重點監
48、管對象,對防治水措施不落實、不執行探放水制度,不具備安全生產條件的煤礦,一律責令其停產整頓,嚴禁組織生產。督促煤礦企業加大對探放水工的培訓力度,加強對職工防治水知識的培訓,讓職工掌握透水征兆的相關知識,一旦發現有透水征兆,立即撤人。進一步督促煤礦落實好 煤礦防治水細則,雨季期間做好應急值守、安全風險防控措施,建立極端天氣預測預警長效機制,切實開展水害致災因素普查工作。督促煤礦企業落實好“三專兩探一撤”措施,著力解決煤礦水患“查全、探清、放凈、驗準”的工作程序,未查清或者未消除水患,嚴禁采掘活動,杜絕煤礦發生水害事故。22守正創新筑屏障守正創新筑屏障 篤定實干保安全篤定實干保安全山西省長治市應急
49、管理局長治市全域含煤面積 8430km,占國土面積的 61%,全市 11 個縣(區)賦存煤炭資源,有 9 個縣(區)進行煤炭開采。轄區內共有 1 家中央煤炭企業、3 家省屬煤炭企業和14 家地方煤炭主體企業,共有煤礦 112 座,批準規模 17940萬噸/年。其中:生產礦井 96 座,生產能力 16150 萬噸/年;建設礦井 16 座,建設規模 1790 萬噸/年。經勘察共有水文地質類型復雜礦井 3 座,承壓礦井 56 座。受資源整合、兼并重組和開采深度不斷增加的影響,老空水、奧灰承壓水已成為長治市煤礦面臨的主要水害威脅,煤礦水害防治形勢嚴峻復雜。為此,長治市以“時時放心不下”的責任感把防范化
50、解重大水害風險作為重大政治責任,深刻汲取近年來省內外水害事故教訓,聚焦關鍵區域、關鍵煤礦、關鍵環節,加強前瞻性思考、超前性謀劃、系統性推進,緊盯煤礦水害風險辨識評估和管控治理,大力推動各項防治水措施落地見效,切實筑牢煤礦水害防范屏障。一、立規矩、建制度,筑牢水害防治基礎近年來,長治市始終將制度建設作為安全管理工作的前提和根本,開展了一系列積極有益的探索。一是健全完善水害風險預判和重大事項決策機制。要求各煤礦及主體企業建立水害風險預判機制、完善水害風險評估、關鍵節點管控等23工作流程,做到企業一周一預判,縣級一月一預判,市級一季一預判。對預判出的風險,明確責任,進行有效決策和管控,確保風險受控。
51、二是構建水害分級監管機制。結合煤礦水害預防與治理的新情況、新變化、新特點,按照屬地監管原則,綜合確定防治水重點監管礦井 49 座,并根據具體情況隨時調整,形成可進可退管控模式。三是建立事前報備制度。要求各煤礦將積水異常區范圍內采掘活動情況、工作面回采前兩種物探實施情況、采掘計劃實施及變更情況,每月報備屬地應急管理部門,保證信息暢通、重點明確。四是明確水害防治費用提取標準和應急演練程序。要求各煤礦及主體企業用于防治水專項資金不得低于安全費用的 10%。所有兼并重組及受老空水威脅礦井每年必須組織針對老空水害事故的應急演練。同時,長治市始終狠抓煤礦“透明地質”建設。2021 年強降雨以來,市委市政府
52、主要領導高度重視礦井水文地質條件的變化,多次召集應急部門會商,組織全市所有煤礦扎實開展水文地質補勘、老空水害調查、隱蔽致災因素普查治理工作。尤其在補勘工作中,出臺了一系列行之有效的措施和辦法,強化了組織領導和責任落實,規范了地質勘察程序、方法、標準、內容,嚴格界定了服務機構行為邊界,加大事中事后監督指導,引導全市各煤礦主體企業及煤礦從機構、人員、資金、工程等多方面上下聯動,著力構建了全過程跟蹤體系,壓緊壓實環環留印、步步把控的責任“鏈條”。2022年全市共計安排落實補勘資金15379萬元,施工驗證鉆孔27424個,補勘面積達 383.85km2,圈定(解釋)煤層頂板富水異常區 887 處,采空
53、積水異常區 887 處(積水量 11543227.9m),奧灰頂界面富水異常區 121 處,14 家單位隱蔽致災因素普查治理經驗在全省推廣。二、防老空、抓承壓,守住水害防治重點區老空水是長治市煤礦最為嚴重的水害風險之一。2017 年至今,先后三次組織防治水“三區”劃分。2022 年,認真落實煤礦防治水“三區”管理辦法,充分運用隱蔽致災因素普查成果,推動全市 100 家煤礦按照省應急廳煤礦防治水“三區”管理報告編制提綱重新修訂了防治水“三區”管理報告,強化了煤礦防治水管理基礎。根據山西省煤礦老空水防治工作規定(晉政辦發201736 號)要求,持續加大探放水從設計、施工、物探分析、到鉆孔驗收等各環
54、節的管控力度。一是煤礦認真分析排查了井田范圍內的廢棄老窯、古空區、采空區及積水情況,定期收集、調查、核對相鄰礦井開采資料,對水害威脅程度作出預判,在采掘工程平面圖和礦井充水性圖上按照“三區四線”要求進行管理。二是煤礦嚴格堅持“預測預報、探掘分離、有掘必探、先探后掘、先治后采”原則,按規定編制并組織實施探放水設計,采取物探與長、短探相結合的方式加密探測,確保鉆孔密度、超前距和幫距符合要求,切實查明施工區域四周及上下方積水情況。三是強化日常掃孔、通孔等多種手段,嚴格落實可控放水措施,加強放水孔水量、水壓觀測,確保老空水疏干放凈,保障放水安全。四是做好探放水效果評價,確保老空25水害防治措施安全有效
55、、驗證準確可靠,真正將查全、探清、放凈、驗準“四步工作法”應用于實際并取得實效。去年全市共施工物探距離 57.7 萬 m,超前鉆探 50.68 萬 m,安全疏放老空及含水層水 1062.5 萬 m3。奧灰承壓水是長治市煤炭開采的又一重大水害風險。為此,進一步強化了奧灰水防范措施。一是牢固樹立“超前探測、采前治理、采后監測”理念,綜合采取區域治理、底板加固、帷幕注漿、監測監控等必要手段。二是必須首先對承壓開采進行危險性評價,劃分不同區域并針對性落實防范措施。三是逐步引入微震和電法耦合技術對承壓開采區進行監測監控。四是奧灰水帶壓開采工作面圍面后回采前積極推行并行電法、無線電波透視和槽波方法探測面內
56、及底板方向巖層富水性特征、構造發育情況及其含(導)水性。五是將受采動影響陷落柱活化誘發突水災害事故作為重大風險進行管控,進一步提升煤礦水害處理能力。三、強素質、上手段,保證水害管控到位長治市已連續 5 年通過政府購買社會化服務的方式,組織包含國內知名高等院校、科研機構和國內煤炭大集團防治水專家學者為企業進行防治水專家會診,累計為企業提出隱患及問題 4222 條,合理化建設意見 1505 條。每年都要針對性地組織兩次防治水業務知識培訓,使全市煤礦在防治水基礎管理、理念更新、人才培養、技術提升、設備升級、水害治理等多方面取得了長足進步。在專家會診和日常安全檢查中,認真落實市政府關于鞏固提升安全生產
57、基礎建設水平實26施意見,積極推進“逢查必考”常態化,每次檢查都會隨機抽取掘進、探放水等井下隊組,圍繞“透水預兆有哪些”“遇到透水征兆應行使哪些權利和義務”“所在工作地點的避水災線路”等應知應會內容開展普及性考試,倒逼煤礦從業人員提升安全素質,提高一線工人自救互救和避險逃生能力。緊跟國家智能化礦山建設和“可視化”作業的要求,長治市將“一探一視頻”列入煤礦防治水的一項重要工作內容來抓。一是在井下物探鉆探現場安裝監控監測設備,強力推行“無視頻不作業”,堅決杜絕不探、假探、漏探、弄虛作假等違法違規行為。二是進一步提升井下鉆探精度,要求各煤礦采用開孔定向儀進行探放水開孔標定。在單孔驗收環節,現場驗收人
58、員采用鉆孔軌跡儀對所有鉆孔參數進行檢查,配合留痕管理措施,建立“一鉆一驗一視頻”的影像資料檔案,做到安全確認移交。三是將“留痕”影像視頻資料抽查納入到煤礦安全監管部門日常監督檢查的必查項目中,做為日常監督煤礦執行有掘必探的重要手段。截至 2022 年底,有 83座礦井配置“一鉆一視頻”設備 379 套,36 座礦井購置開孔定向儀 53 臺,64 座礦井購置鉆孔軌跡儀 107 臺。四、強預警、早預防,保障汛期萬無一失近年來,長治市區域性暴雨天氣頻發,秋雨秋汛持續時間長、影響范圍大。為持續夯實汛期等特殊時段煤礦安全管理基礎,長治市多措并舉,確保萬無一失。一是每年入汛前,均按照國家局和省廳防汛要求重
59、新修訂雨季“三防”檢查要點,下發工作方案,制定年度煤礦雨季“三防”風險隱患27排查表,通過企業自查、屬地全覆蓋檢查、市局抽查,全面摸排汛期煤礦安全風險,切實把預防暴雨等極端天氣引發煤礦水害事故情況納入到日常風險研判和執法檢查過程當中,堅決杜絕暴雨等極端天氣下“應撤不撤”現象。二是將風險預判和信息預警作為汛期一項重點工作來抓,建立氣象預警信息臺賬,建設煤礦氣象災害預警服務平臺,為企業安全度汛服務。2022 年汛期共發送預警信息 153 次,及時督促停產撤人 3 礦 411 人,制止未入井 1 礦 1 班次。三是要求礦井根據預計涌水量及時評估和核定礦井排水系統能力,確保排水能力滿足要求。四是積極推
60、廣井下主要泵房無人值守和遠程控制,落實機械化減人、智能化換人。五是嚴格落實省應急廳“三制度一預案”“五必須、六嚴禁”等防治水措施,進一步完善細化緊急情況停產撤人標準,堅決做到令行禁止,迅速有效處置險情。六是主動對接市水利部門、協調漳澤水庫和后灣水庫錯峰泄洪,督促受地表河流影響礦井通過改造、硬化、加固河道等方式進行治理,確保礦井安全度汛。五、引技術、強裝備,提升防治水裝備水平長治市積極提倡推廣各類新裝備、新技術在礦井水害防治工作中的應用,取得明顯成效。逐步引進千米鉆機和礦用隨鉆測震軌跡儀等新裝備,在鉆孔測定的基礎上對孔中巖性進行識別編錄,確保鉆探的準確性。全市煤礦已配備履帶式液壓鉆機 232 臺
61、,液壓坑道鉆機 211 臺,深孔鉆車 24 臺。積極推廣水質指標數據庫建設,使各煤礦準確掌握涌水來源,28消除“化探跟進”的盲區,切實把“化探”跟進手段落到實處。積極引入微震和電法耦合監測等物探技術對承壓區開采進行監測預警,積極采用可控源和天然源音頻大地電磁探查方法和煤層頂、底板并行電法探測,目前有 12 座礦井安裝了微震與電法耦合系統,有 8 礦采用了并行電法物探技術。六、送服務、嚴執法,兩手保障煤礦安全始終堅持關口前移、靠前服務、過程管控和跟蹤問效,從事前、事中、事后三個關鍵環節入手,對煤礦企業進行常態化精準化技術服務和監督管理。一方面堅持服務基層的總體思路,深入開展專家會診服務,找準企業
62、防治水短板、弱項,為企業想辦法、出主意,開良好、抓好藥,解決企業的實際難題。另一方面強化事中事后監管格執法,督促企業落實各項防治水措施。一是規范駐礦安檢員與五人監管小組、煤礦監察專員等一線監管隊伍監管程序,嚴格落實煤礦防治水細則 山西省煤礦防治水“三專兩探一撤”規定 煤礦水害防治監管監察執法要點(2022 年版)要求,監督煤礦嚴格執行“有掘必探”“探掘分離”和“安全確認移交”等探放水制度。強化疏放老空水跟蹤管理,現場監督疏放過程,確保疏干放凈。二是強化專家會診成果運用,把專家會診提出的意見和建議做為一項主要內容進行檢查,把“應采納而不采納”“應整改而不整改”行為做為重點,嚴格執法。三是保持“打
63、非治違”高壓態勢,嚴厲打擊“不探”“假探”等違法違規行為。四是將隱蔽致災因素普查治理、防治水“三區”管理、“一探一視頻”等重點工作列入煤礦復工復產的29必備條件,倒逼煤礦落實水害防治主體責任,確保煤礦水害防治各項措施落地見效,切實增強水害事故風險防范能力。煤礦水害防治任重而道遠,須臾不可放松,絲毫不能懈怠。在今后的工作中,長治市將始終堅持以習近平總書記安全發展觀為指引,認真落實國家礦山安全監察局和山西省應急管理廳的部署要求,因地制宜、因礦施策,腳踏實地抓好各項水害防治措施落地見效,進一步鞏固提升全市煤礦防治水工作水平,全力確保安全生產形勢持續穩定向好。30介休市煤礦水害防治經驗材料介休市煤礦水
64、害防治經驗材料山西省晉中市介休市應急管理局為深入貫徹落實習近平總書記關于安全生產的重要指示批示精神,深刻汲取省內外發生的水害事故教訓,介休市政府及市應急管理局自 2020 年開始在水害防治方面高度重視,通過改變監管手段、推動災害治理、加強技術合作等幾方面入手,全面加強煤礦水害防治工作。一、基本情況介休市現有 16 座煤礦,隨著開采深度的延伸,目前介休市水害方面主要面臨承壓水和老空水兩方面災害,涉及承壓開采的礦井有 10 座,6 座全礦井帶壓(鴻發、青云、旺源、鑫峪溝、左則溝、德?。┳畲髱航?7 兆帕,4 座局部帶壓(正益、倡源、義煤、大佛寺),且全市 16 座煤礦不同程度存在老空、采空積水。
65、二、狠抓探放水工作,強化措施防治的目的(一(一)建設探放水智能化識別系統建設探放水智能化識別系統,實現探水施工全過實現探水施工全過程監管程監管。為進一步防范煤礦因不探、假探引發的事故,我市煤礦企業 2020 年 8 月在介休市應急管理局統籌下開始建設探放水智能化識別系統,于 2021 年 1 月全市 15 家正常生產礦井全部安設完成并進入試運轉,截止目前我市煤礦企業實現井下掘進工作面探放水視頻監控全覆蓋,通過井下作業面探水現場聯網監察模式,杜絕假探、少探、不按照設計等造31假行為,開創了一條“現場+互聯+電子資料留存”的監管模式,截止 2022 年底我市煤礦企業總計安設完成 70 套探放水監控
66、設備,涵蓋 654 次探水次數,3006 個打鉆過程。通過此項措施有效疏放采空積水總計 368482.94m,區別于過去監察企業必須到企入井,任務重、時間緊,井下探放水智能化系統由介休市應急管理局分管領導董金鐘責成專人隨時監控現場探水作業,同時對全市煤礦掘進工作面、可掘進米數、探水設計等可以做到及時掌握,對存在隱患問題的頭面由煤監一股負責針對性監察執法。同時井下探放水智能化系統運行實現了一個掘進作業面安裝一視頻監控裝置,做到“一鉆一視頻”,有效識別探水米數,真正把探放工作落到實處,有效杜絕煤礦的違法違規行為。(二(二)升級井下探放水設備升級井下探放水設備,提升鉆探功效提升鉆探功效。為提升探放水
67、精準度和功效,要求介休市煤礦企業逐步淘汰小功率的液壓鉆機,并配置大功率鉆機。一是解決小功率鉆機在鉆探時功效低,卡鉆現象頻發的施工現狀。二是大功率鉆機具備探查精度高,施工效率快,穿層能力強的作業優勢,進一步解決終孔層位探查偏差的情況。截止目前全市 15 座正常生產的煤礦企業均已配置功率在 2000Nm 以上的履帶鉆機。(三(三)應用鉆孔軌跡儀應用鉆孔軌跡儀,保障鉆探施工質量保障鉆探施工質量。截止目前介休市正常生產礦井全部購置鉆孔軌跡儀。結合探放水監管平臺,對井下鉆探效果驗證鉆孔、探查異常鉆孔、構造鉆孔通過鉆孔軌跡進行數據恢復,對鉆探軌跡、終孔層位出具成果報告,2022 年度鉆孔成果驗證 200
68、余次。通過專業設備從32鉆探勘探程度是否到位、終孔層位是否符合設計幾個方面細致分析,評估關鍵鉆孔鉆探工作成效,進一步提升探放水施工質量。(四(四)建設水質化驗實驗室建設水質化驗實驗室,實現水源快速識別實現水源快速識別。為解決我市煤礦存在化探工作的短板,由市政府牽頭同中煤科工集團重慶研究院有限公司合作,分管副市長親自協調組織組建介休市水質化驗實驗室,其目的一是具備測試分析地下水主要離子、主要化學性質和測試奧灰水,同時建立我市煤礦企業水化學離子庫,填補我市煤礦水化學方面的空白。二是要求我市煤礦企業全部購置水源快速識別儀,通過應用水源快速識別儀對井下涌水點水質對比,研判水源并及時制定防治措施,實現快
69、速反應、及時處理、措施防范的作用。三、強化煤礦水害監測預警工作,實現水害預測預報截止目前我市承壓開采礦井全部建設完成水文動態監測預警系統并投入運行。該系統實現了對井田范圍內主要含水層水位、水溫、水質,礦井涌水量及采空區水位(水壓)、水量、水質動態監測,對水位異常及時報警并將數據上傳。四、嚴格落實“先治后采”原則,持續深化重大災害超前治理(一)深化隱蔽致災因素普查治理工作。(一)深化隱蔽致災因素普查治理工作。根據 2022 年度各煤炭企業結合自身實際編制的隱蔽致災因素普查治理報告和三區管理報告成果,針對全市煤礦存在的老空水、承壓水以及兩種水害相互疊加的現狀,一是要求煤礦企業立即開展導水裂隙帶高度
70、測試和底板破壞深度測試工作,33通過科學合理的工程手段進一步獲取精準的地質變化信息,便于煤礦企業針對上覆老空威脅、地表水體下開采以及承壓開采等水害威脅進行科學防治和合理布置工作面,并將實測數據及時增加到礦井在用的水文地質報告和地質說明書中,便于指導企業安全生產。二是針對礦井未來五年采掘規劃范圍以及接替采區是否進行了地面物探全覆蓋和水文地質鉆孔實測工作進行檢查,未開展到位的煤礦企業要限定時間完善到位,同時限制在此區域進行采掘作業,進一步完善煤礦水文地質資料,同時也為水害防治提供依據和方向。三是要求全市煤炭企業根據普查成果結合礦井未來五年開采規劃及年度采掘計劃制定重大災害超前治理工程方案,分年度明
71、確治理項目、治理區域、治理時間、啟動資金、治理責任部門等,確保治理工作落實到位。(二(二)承壓礦井底板注漿加固區域治理承壓礦井底板注漿加固區域治理。本著“先治后采”的原則,我市在重大災害超前治理方面多次組織調研,并督促煤礦企業深入推進水害區域治理工作,截止 2022 年底介休市所轄 9 座承壓開采礦井開展區域治理工程,其中我市義棠煤業下組煤七采區南翼施工井下定向注漿鉆孔 28 個,累計注漿量 73834.935m,水泥用量 14623.28t,黏土用量228.59t,完成南翼底板注漿加固工程并進行效果評價報主體企業評審,解決我市在隔水層厚度薄的情況下實現安全回采的課題;青云煤業針對 F3 斷層
72、注漿施工,鉆探工程量 1.6 萬余米,累計注漿量 1.9 萬噸,探索我市在高承壓、構造復雜的情況下進行安全回采的課題;倡源煤業完成南翼七采區地34面瞬變電磁探查治理前期工作并編制完成 X2 陷落柱探查治理方案;左則溝煤業完成了構造導水性探查和治理,地面共布置 3 個勘探鉆孔和一個定向分支鉆孔,鉆探總進尺 3453米,目前已完成效果檢驗評估工作;大佛寺煤業、旺源煤業、鑫峪溝煤業相繼開展區域治理工作,2022 年全市煤礦企業在水害防治投入 2.2 億元。五、強化技術管理合作,提高水害防治技術力量為進一步提升煤礦安全監管的精準度和實效性,本著“監管與服務并重”的新時代監管理念,由市政府牽頭,分管副市
73、長組織協調同中煤科工集團重慶研究院有限公司組建介休市煤礦災害防治服務中心,利用專業團隊的先進技術和科學理念,緊緊圍繞全市礦井水害防治核心內容,建立水害探查、防治水技術服務為一體的煤礦水害防治技術研究的實驗平臺和裝備支撐體系,針對煤礦企業災害重,技術力量薄弱的現狀,為企業提供系統、便捷、權威和專業的服務,為政府提供災害監管的意見,進一步提升煤礦水害防治方面的安全管理和技術水平,防范煤礦事故發生,促進煤礦安全形勢持續穩定好轉。以上為我市水害防治工作經驗,雖有成績,也存在諸多不成熟的環節,希望通過此次經驗交流匯總各方經驗,拓展水害防治工作的新方式、新思路,為做好煤礦水害防治監管工作再上臺階。35正視
74、形勢正視形勢探索創新探索創新持續鞏固提升河北煤礦水害防治工作水平持續鞏固提升河北煤礦水害防治工作水平國家礦山安全監察局河北局河北主要礦區地處華北石炭二疊系巖溶裂隙水害分布區,礦井水文地質條件極為復雜,煤礦開采史上水害事故多發頻發。2000 年至 2015 年間,共發生煤礦水害傷亡事故 27 起、死亡 195 人,另發生奧灰突水淹井事故 9 起,經濟損失數十億元,嚴重危害著人民生命財產安全和企業的生存發展。截至 2022 年底,河北省正常生產建設煤礦 35 處,總生產能力5628 萬噸/年,其中水文地質類型復雜極復雜礦井 24 處,核定生產能力 3538 萬噸/年,受水害嚴重威脅礦井數及產能占比
75、達 68.6%、62.8%。一、河北煤礦水害特點總結分析有記錄以來河北發生的煤礦水害事故,老空透水造成人員死亡事故的起數和人數占比均達 95%以上,奧灰突水淹井事故造成經濟損失占比達 80%以上。老空水與奧灰水是河北省煤礦水害防治工作的重中之重。(一(一)老窯水害威脅嚴重老窯水害威脅嚴重。河北省煤礦受老窯水害威脅嚴重。全省歷史上在冊的小煤礦最多達 3000 多處,2000 年有 1406 處,截至 2022 年底全省小煤礦 20 處,大量小煤礦被關閉,地質資料不齊全,盡管開展了隱蔽致災地質因素普查,但仍有一些小煤窯老空積水情況無法查清,加之小煤礦36亂采濫挖破壞了其與相鄰礦井間的防隔水煤柱,對
76、生產礦井的水害威脅十分嚴重。2003 年 7 月 21 日,邯鄲縣姬石煤礦掘透小窯造成老空透水事故、死亡 12 人;2005 年 11 月 19日,邢臺市內丘縣遠大煤礦發生老空透水事故,造成 14 人遇難。(二(二)底板奧灰含水層威脅嚴重底板奧灰含水層威脅嚴重。河北主要產煤礦區地處石炭二疊系巖溶裂隙水害分布區,為典型的華北型煤田大水礦區,受底板奧灰高承壓含水層威脅十分嚴重,礦井水文地質條件極為復雜。1984 年 6 月 2 日,河北開灤集團范各莊礦巖溶陷落柱特大突水淹井事故,峰值涌水量達 2053m/min(約 12.3 萬 m/h),世界采礦史上罕見,還造成相鄰呂家坨被淹,并危及林西礦、趙各
77、莊、唐家莊礦三個礦井,經濟損失達 4.95 億元;2003 年 4 月 12 日,河北邢臺市東龐煤礦發生特大奧灰突水淹井事故,峰值涌水量達 7 萬 m/h,其峰值水量時為僅小于范各莊礦的國內第二大煤礦突水事故。二、防治水工作探索創新近年來,河北局確立完善了契合河北煤礦水害防治實際的“12345”工作思路(即堅持一個定位、樹立雙“零”目標、熟悉三個規范、突出四個重點、務求五個精準),聚焦“理念引領、制度規范、風險防控、執法推動、服務提效”,創新開展煤礦水害防治工作。(一(一)理念引領理念引領。引導煤礦企業牢固樹立“水害可防可控可治”“超前預防、源頭治理、區域治理”“井上治理與井下治理相結合”等先
78、進的水害防治工作理念,確立了“超前37主動、區域治理、全面改造、帶壓開采”水害防治工作原則,大力推進河北煤礦防治水工作實現“五個轉變”;在全國率先提出水害地面區域超前治理理念,率先采用地面超前區域治理技術,在全國首次將微震監測技術應用到水害防治上,破解了華北地區受奧灰水嚴重威脅下組煤無法開采的難題,對 14 處受奧灰水威脅的煤礦實現地面超前區域治理,有效治理采煤工作面 80 余個,安全回采煤量約 5000 萬噸。(二(二)制度規范制度規范。制修訂了一批水害防治方面的規范性文件和地方標準,著力提升全省煤礦水害防治規范化水平。按照煤礦防治水細則的新規定新要求,結合河北煤礦水害防治新形勢新任務,完成
79、了對河北省煤礦防治水管理辦法的修訂,補充了關于細則中“探”和“監”兩項新增水害防治措施的執行要求,細化明確了“三專兩探一撤”具體操作標準,經省政府同意印發實施。組織編制了頂板水害防治、老空水害防治等 10 項水害防治地方標準,供同類型水害威脅礦井復制推廣,有效提升全省礦井水害基礎保障水平。(三(三)風險防控風險防控。在全國首創煤礦水害風險預警與防控系統,組織制定出臺了煤礦水害風險預警與防控系統建設規范河北省地方標準,將計算機、大數據和云技術首次運用到水害防治工作中,對全省具備生產建設條件的 39 處煤礦的 67 個排水泵房、124 個水文觀測孔水文動態(水位、水溫等)和 50 個采掘工作面水害
80、微震事件實時監測,實現了礦井水害因素動態監測和遠程監察。2021 年 7 月 13 日,通過水害風險預警與防控系統發現承德市某礦因極端強降雨38天氣,造成涌水量驟增,我局立即發出預警信息,要求該礦立即停產撤人,有效避免人員被困井下的風險。(四(四)執法推動執法推動。始終把水害防治作為監察執法的關鍵重點,汛期前由局領導帶隊,對全省水文地質類型復雜、極復雜煤礦開展全覆蓋監察,監察做到“三個堅持”:堅持提前分析研判煤礦水害風險,把控防治工作重點;堅持“三專兩探一撤”落實必查,對照水患風險檢查對應管控措施;堅持工程措施關鍵環節必核,采用回放監控錄像、查詢人員軌跡等方式比對現場施工原始記錄,反演還原施工
81、過程。通過管控措施現場核查,我局查處 1 處受老空水威脅礦井未嚴格落實探放水措施(探放水措施設計 46 個鉆孔,現場僅施工 3個鉆孔),違規進入老窯越界巷道冒險作業的重大事故隱患。(五(五)服務提效服務提效。堅持監察與服務相結合,組織召開煤礦防治水專業研討會,總結交流煤礦水害防治工作經驗,座談研討防治水規章規范分歧內容,分析研判河北煤礦面臨的水害形勢,規范煤礦企業與監察執法人員對有關規定的執行標準,統一理解認識、達成思想共識。對 2022 年 6 月印發實施煤礦防治水“三區”管理辦法關于可采區、緩采區、禁采區劃分的標準進行具體明確,便于煤礦企業在開展劃分工作時有據可依、有章可循,有力確保了 2
82、022 年底所有正常生產建設煤礦全部劃分完畢。三、水害防治工作成效近年來,在河北煤礦安全監管監察部門和煤礦企業的共同努力下,河北煤礦水害防治工作取得顯著成效,水害安全39形勢得到根本好轉。(一(一)“零死亡零死亡”目標初步實現。目標初步實現。2015 年以來,發生水害事故 1 起,死亡 1 人。2017 年 8 月份至今,全省煤礦未發生水害傷亡事故,煤礦水害事故“零死亡”的目標初步實現。(二(二)“零淹井零淹井”態勢鞏固加強。態勢鞏固加強。2015 年 8 月至今,全省煤礦未發生淹井事故(2018 年 3 月 4 日邢東礦奧灰突水淹沒一個采煤工作面),“零淹井”的態勢得到鞏固加強。40煤礦防治
83、水專題書面調研材料煤礦防治水專題書面調研材料國家礦山安全監察局內蒙古局內蒙古自治區目前在冊煤礦 489 處、產能 143770 萬噸/年。井工煤礦 262 處、產能 75465 萬噸/年,均為 30 萬噸/年及以上煤礦。其中:井工煤礦水文地質條件極復雜礦井 1 處、復雜礦井 15 處、中等礦井 157 處、簡單礦井 88 處,因長期停產未進行評價煤礦 1 處。一、近年來煤礦防治水開展情況(一(一)堅持堅持“兩個至上兩個至上”,強化政治引領強化政治引領。始終堅持以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導,統籌發展與安全“兩件大事”,以“兩個至上”為引領,錘煉政治思維,始終堅持把治好“水老虎”作為安
84、全監管重點,保障從業人員的生命財產安全作為做到“兩個維護”、捍衛“兩個確立”的最終落腳點,將所有工作統一到實現工人對美好生活的向往上,統一到實現好、維護好、發展好礦山工人最根本的利益上,從政治建設層面構筑起了一道保障發展與安全的堅固屏障。(二)強化責任落實,筑牢治災基礎。(二)強化責任落實,筑牢治災基礎。將企業安全生產主體責任的落實作為減災治災的“牛鼻子”,堅持“機構健全、人員充足、制度完善、管理閉環、投入到位、系統完備、流程規范、應急科學”的防治水監察模式,以煤礦防排水系統不健全等重大隱患為突破口,堅持責任倒查,突出“人”的責任,以“人”為本,從機構、隊伍、制度、管理、投入、流程、系41統七
85、個方面,進一步補全責任鏈條,筑牢減災治災的基礎。(三)立足源頭防治,風險關口前移。(三)立足源頭防治,風險關口前移。堅持源頭治理的防治水工作理念,推動防治水工作向事前預防轉型。在做實隱蔽因素普查的基礎上,成功推廣采用底板區域改造技術治理奧灰水、形成“大水防控,小水管理,強化支護,水和軟協同治理”的水害與軟巖治理體系,從源頭治理上統籌發展與安全,守好了“發展決不能以犧牲人的生命為代價”這條紅線。(四)聚焦重點環節,堵塞過程漏洞。(四)聚焦重點環節,堵塞過程漏洞。隨著煤礦開采的年限不斷增長,受老空水威脅的井工煤礦的數量不斷增加,老空水的探查與疏放已逐漸成為大多數老礦井防治水的主要課題。聚焦這一制約
86、礦井安全生產的重大風險,系統研判、科學引導、多措并舉,以公務素煤礦為示范點,扭轉了煤礦掘進作業中將防治老空水與掘進“兩探”混為一談的思想誤區,在正確劃定采空區“四線”“三區”的基礎上,在探放過程中嚴格落實“查全、探清、放凈、驗準”的四步工作法,極大地控住了老空區透水的風險;進一步強化隱蔽工程過程把控,在堅持“預測預報、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原則及“三?!薄皟商健钡幕A上,針對探放水過程中鉆孔工程量隱蔽性強的特點,要求煤礦鉆探全過程視頻記錄,一孔一檔。同時,推廣采用長距離定向鉆代替常規鉆探,將“短兵相接”的鉆探模式提升為“遠程精準打擊”的長距離鉆探模式,杜絕假探、不探的違法違規行為。(
87、五)強化業務培訓,提升人員素質。(五)強化業務培訓,提升人員素質。守護安全為政治使命,保護基層從業人員的生命安全更是國之大者。始終將加42強一線從業人員的業務素質作為保障一線作業人員的最后一道防線。在反“違章作業、違章指揮”的基礎上進一步加強應急培訓,確保每一位礦工能夠正確、及時捕捉到水害前期的預兆,并能夠正確履行在直接危及人身安全的緊急情況下停產撤人的權利,做好自我防護的同時不斷提升一線隊伍整體性應急水平,最大限度保證從業人員的生命安全。二、防范煤礦水害事故和加強煤礦防治水工作建議(一)樹立水害防治先進經驗。(一)樹立水害防治先進經驗。理念先進是加強防治水工作的重要引領。要大幅減少水害事故,
88、必須要有先進理念引導,水害防治工作才能實現新突破,在理念引領上要求煤礦企業都要牢固樹立水害事故可防可控、水患不除、礦無寧日、超前預防、區域治理、井上治理與井下治理相結合等先進理念,將礦井防治水與瓦斯治理擺在同等重要的位置,積極推進五個轉變,積極推動科技治災,堅定水害防治的信心和決心,加強教育培訓和宣傳引導,做到全員重視、協同防范,消除和根治各類水患水害,推動更多煤礦企業實現水害零事故、零死亡。(二)強化水害防治基礎管理。(二)強化水害防治基礎管理?;A扎實是加強防治水工作的關鍵。一是構建煤礦企業防治水責任體系,其法定代表人或主要負責人要承擔起防治水工作的第一責任,總工程師具體負責防治水技術管理
89、工作。二是配備三專人員和設備,水文地質類型復雜、極復雜的煤礦要設置專門防治水機構。三是加大資金和裝備投入。完善強排水系統,建立地下水動態觀測系統。四是按規定建立健全水害防治各項制度,編制中長期規劃和年度計劃,建立水文地質信息管理系統實現礦井水文地質資43料、數據、圖件、計算評價和預報一體化。五是加強防治水安全培訓。教育職工具備必要的防治水知識,掌握水下透水征兆,熟悉避災路線,并結合典型案例開展警示教育,提高職工防治水工作技能,增強防范水害事故能力。(三)強化水害超前防治、超前勘探。(三)強化水害超前防治、超前勘探??碧角宄羌訌姺乐嗡ぷ鞯那疤?。要在預測預報工作的基礎上,分析可能構成水害威脅的
90、區域,采用鉆探、物探化探等綜合技術手段,查明水害隱患,提出水文地質分析報告,查明煤礦水害方面隱蔽性致災因素。一是所有生產建設煤礦井下探放水必須編制專門設計,做到一面一策,嚴格落實探放水安全技術措施。二是巷道過導水斷層、裂隙帶及影響區等地帶時,必須探水施工。水文地質條件類型復雜、極復雜的礦井進行采掘活動,必須堅持有掘必探。防止井下采空區因長期積水導致潰水事故。(四)強化水害防治科技攻關。(四)強化水害防治科技攻關??萍脊リP是加強防治水工作的重要支撐。防治水是一項龐大的系統工程,專業性和技術性很強,必須充分發揮科技是第一生產力的作用,建立“產、學、研、用”相結合的模式,加強技術攻關與交流合作。一是
91、煤礦企業必須建立以總工程師為首的技術管理體系,大力開展井工煤礦和露天煤礦水害預測評價,健全以煤礦水害防治和效果檢驗為重點的防治水量化指標體系,從規劃、設計等源頭入手,切實把水害防治貫穿于基建水平,延伸采區設計、生產準備的各個環節。把煤礦水害防治與采礦工程有機結合起來。從時間上和空間上保證水害防治,實現安全開采。二是加強基礎研究。重點是探尋老空水的地球物理響應特征,建立老空水探測的綜44合探查體系。三是加強關鍵技術與裝備開發。重點是老空水和導水斷層的精細探測,井下超長距離定向鉆探及水害精確預測預報等。(五)(五)強化水害防治效果評價。強化水害防治效果評價。效果評價是檢驗防治水工作的重要手段。一是
92、存在水害隱患的掘進工作面,施工前必須進行防治水安全評價,編制有掘必探總體設計,包括物探和鉆探設計,掘進中開展循環前探。二是回采工作面,安裝前必須采用兩種以上物探方法進行探測,其中至少有一種對水體敏感的物探方法,對物探異常區必須進行鉆探驗證,開采前進行防治水安全評價。三是對老空水頂板離層水的疏放效果,要采取綜合探測手段進行效果驗證,確保治理效果可靠。(六)(六)加大防治水監察監管力度。加大防治水監察監管力度。結合煤礦防治水工作實際,做到“三個嚴格、一個注重”。一是嚴格開展防治水日常安全監管監察執法。按照季節特點和煤礦安全生產情況,科學制定監察計劃,每年至少開展一次防治水專項檢查,對其他類型煤礦要
93、組織抽查,并保證一定覆蓋全面。不定期對轄區煤礦防治水工作,開展暗查暗訪,掌握真實情況,排查安全隱患,對不落實防治水有關規定、不落實技術措施、違規組織生產建設的礦井,依法進行嚴厲查處,對存在重大隱患的礦井,要堅決責令停產整頓。二是嚴格建設項目安全設施設計審查,對資源整合技改、新建的煤礦建設項目水文地質情況不清、礦井及周邊老空區積水不明、防治水機構專業人員不落實的煤礦,一律要求煤礦健全體系,查明水文地質條件。三是嚴格事故查處和警示教育。對水害事故調查要按照“科學嚴謹、依法依規、實45事求是、注重實效”和四不放過的原則,嚴肅損害事故調查處理。同時深化事故警示教育,結合全國和各地煤礦透水事故典型案例,
94、開展逢查必警教育,深刻吸取事故教訓,防范重特大透水事故。四是注重發揮典型示范引領作用。鼓勵轄區內煤礦企業探索創新,及時總結推廣好的經驗做法。通過典型引領,提高煤礦防治水整體水平。46積極推進積極推進煤礦防治水煤礦防治水基礎基礎工作工作著力推進地面區域超前治理著力推進地面區域超前治理國家礦山安全監察局安徽局一、全省煤礦基本情況安徽省現有煤礦 41 對,核定生產能力 1.28 億噸/年;其中,水文地質類型復雜、極復雜礦井 17 對,核定生產能力6440 萬噸/年,礦井數量、核定生產能力分別占全省的 40.5%、49.3%。安徽省煤礦水害類型齊全,受底板灰巖承壓水、頂板砂巖水(甚至出現“離層水”)、
95、第四紀松散層水、朱羅紀“五含”水,老空(窯)水等水害威脅。因礦區煤礦地質條件極復雜,突水通道更加難以查清,水害防治任務十分艱巨。近10年來共發生了2起奧陶系灰巖水突水淹井事故和1起較大透水事故,分別是 2013 年淮北礦業集團公司桃園煤礦“2.3”突水事故(1 人死亡),2017 年淮河能源集團公司潘二煤礦“5.25”突水事故(無人員傷亡),朱仙莊礦 2015 年“1.30”透水事故(7 人死亡)。二、防治水工作主要做法我局認真貫徹落實應急管理部、國家礦山安全監察局和安徽省委、省政府安全工作部署,不斷推進水害地面治理、區域治理和超前治理,目前取得了較好成效,全省煤礦已連續 6 年沒有發生水害事
96、故。主要有以下幾個方面:(一(一)積極推進體系建設積極推進體系建設。2013 年就組織制定了安徽47省煤礦防治水和水資源利用管理辦法,并根據近年來國家礦山安全監察局防治水專題會議及相關文件要求、安徽省煤礦實際先后進行了 2 次修改。在“管理辦法”中,突出強調推進防治水“五個轉變”、構建“七個體系”、健全水害防治模式,為持續推進煤礦水害防治地面治理、區域治理和超前治理提供了基本遵循。為防范下組煤層開采受奧灰水害威脅,我局積極推進地面區域超前探查治理技術,確立了底板灰巖水害防治“四層網”防治體系。即:三維地震勘探普查、地面區域探查治理、井下含水層疏水降壓、和井下物探鉆探驗證及回采安全監測、預警等“
97、四層網”綜合防治體系。為推進煤礦構建雙重預防工作機制,我局于 2020 年制定出臺了安徽省煤礦重大安全風險管控暫行辦法,推進煤礦全面辨識瓦斯、水等重大安全風險,制定并落實管控措施。2022 年我局制定印發了安徽省煤礦采掘接續和災害治理中長期規劃編制工作指導意見,對瓦斯、水害等地面超前治理、井下區域治理提出了更加具體的要求。為了進一步發揮地質探查對防治水的保障作用,我局今年計劃制定安徽省煤礦加強地質保障工作規定。(二(二)扎實推進工程治理扎實推進工程治理。我局始終把推進煤礦堅決查清開采區域地質水文地質條件和推進煤礦超前實施重大水害防治工程,作為防治水安全監察的重點內容。目前,全省煤礦生產開拓區域
98、均進行地面三維地震勘探全覆蓋,同時每年積極開展地質水文地質補充勘探,全面查清開采區域地質水文地質條件。48查清開采條件是前提,推進工程治理才是保障。全省煤礦在查清地質和水文地質條件基礎上,對開采下組煤層受底板灰巖承壓水威脅的、三維地震勘探發現“反射波異常體”、大中型斷層等,必須全面采取地面工程探查治理措施;淮北礦業集團公司朱仙莊煤礦受侏羅系“五含水”威脅的區域,已完成地面帷幕注漿工程并進行區域疏干措施,目前正在對帷幕墻的局部區域進行工程探查驗證;對煤礦新水平、新采區開拓延伸工程,必須全過程落實“鉆探+物探”探查措施;受新生界“四含水”威脅的采取合理留設防隔水煤(巖)柱措施,對于縮小防隔水煤(巖
99、)開采的,必須落實開采方案專家評價、集團公司主要負責人審批制度;對于受老空積水威脅的,正在全面推進在巖巷施工定向長鉆孔遠距離集中探放水措施。據初步統計,全省煤礦自 2017 年以來,共投入資金約 65.2 億元(含朱仙莊煤礦地面帷幕注漿工程 5.3 億元),對下組煤層開展地面區域探查治理工程面積約 37.6Km2,探查發現隱伏陷落柱、驗證三維地震反射波“異常體”等垂向導水構造 32 處,避免了 15 次突水淹井事故。同時解放煤量2.9 億噸,安全開采煤炭 6500 萬噸。(三(三)全面推進基礎建設全面推進基礎建設。我局持續推進煤礦嚴格落實煤礦安全規程 煤礦防治水細則等措施要求,不斷加強基礎建設
100、。目前,全省各集團公司和正常生產煤礦均設置專門的防治水管理機構,配置防治水專業技術人員;各煤礦裝備了滿足工作需要的探放水設備,建立了探放水(鉆探、物探)專業化隊伍;建立了水質化驗室,實現發生異常出水49時,6 小時內完成水質化驗;建立了煤礦水害風險與防控系統,對下組煤層工作面開采進行微震監測;水文地質類型復雜極復雜礦井均建立潛水電泵應急排水系統,各集團公司均配備齊全的水害搶險裝備,增強搶險能力。(四(四)努力推進努力推進風險防控風險防控。一是開展采掘接續審查。每年 10 月份,我局聯合安徽省能局對全省煤礦下一年的生產接續計劃進行集中審查,重點審查瓦斯、水等重大災害治理的時間和空間保障。對不能保
101、障瓦斯、水等重大災害治理工程按期完成的采掘工作面,必須做到推遲接續。二是開展重大風險集中會商。圍繞年度采掘接續計劃,我局會同安徽省能局、各煤礦企業查找辨識瓦斯、水等重大災害治理措施可能落實不到位的風險,針對性的制定管控措施,明確分級管控內容,印發全省煤礦年度重大風險清單,提出明確的具體要求。三是開展專題會商?;春幽茉醇瘓F公司、中煤新集公司等煤礦企業每月均由公司總工程師組織重大風險管控集中會商,細化量化月度重大風險管控清單。針對生產過程中的出現新情況、新問題,我局會同煤礦上級公司進行現場研究會商,指導幫助煤礦解決具體問題。如 2022 年,我局對潘二煤礦、朱仙莊煤礦、恒源煤礦、板集煤礦等 7 對
102、水文地質類型復雜、極復雜礦井開展防治水專題會商,指導幫助煤礦解決防治水具體問題,確保安全生產。(五(五)扎實開展專項監察扎實開展專項監察。一是每年初,我局各監察執法處編印轄區煤礦精準監察指導手冊,明確各煤礦水害防治技術路線、重點區域、區域探查治理工程、區域驗證時間和50方式,老空水探放、構造探查治理等單項工程,提出水害防治專項監察針對性建議。二是扎實開展專項監察,對全省水文地質類型復雜、極復雜礦井和受水害威脅嚴重采掘工作面,由省局領導帶隊,整合防治水專業監察員,同時邀請煤礦防治水專家,開展全覆蓋防治水專項監察。在專項監察中重點檢查:防治水“一礦一策、一面一策”落實情況,方案制定是否科學合理,重
103、點工程是否按期完成,效果檢驗是否符合要求,安全防范措施和風險管控措施是否落實到位等。三是對重點頭面、重點時段、關鍵區段安排專人采取遠程監察、現場核查、住礦盯守等措施,堅決防止煤礦因采掘接接續等原因而減少防治水工程、忽視防治水措施。(六(六)充分發揮平臺作用充分發揮平臺作用。依托皖北煤電集團公司組建了國家煤礦水害防治工程研究中心,深入開展煤礦防治水“產、學、研、用”深度合作和技術交流,為推進全省煤礦全面實施地面區域探查治理、頂板“離層水”超前探查疏放、松散砂層注漿改造和縮小防隔水煤(巖)開采等重大水防治發揮重要技術支撐作用。2022 年國家礦山安全監察局煤礦防治水實操培訓班就是由國家煤礦水害防治
104、工程研究中心承辦的,我局主動配合會務組做好接待服務工作,同時專門安排 51 位煤礦企業、煤礦防治水專業技術人員參加學習,效果很好、收獲很大。我局聯合安徽省能源局建立了全省煤礦防治水專家庫,推進全省煤礦落實重大水害防治的方案確定、措施完善等專家評審評價和異常情緊急處理處置制度,幫助指導煤礦根據不同的水害類型科學采取工程防治措施。51三、存在問題和下一步打算一是隨著煤礦采深增大,垂向導水構造探查難度大,超高灰巖水壓(10Mpa 以上)的防治任務艱巨。我們要推進煤礦企業積極開展隱伏導水陷落柱探查治理技術研究,積極探索超高灰巖水壓防治技術手段、標準,推進地面區域探查治理工程技術規范化、標準化管理。二是
105、由“過斷層”向“治斷層”推進不夠。要從強化瓦斯、水、頂板等重大災害統籌治理的高度,強力推進“過斷層”向“治斷層”的轉變,推動煤礦企業制定超前治理斷層的標準要求。三是部分煤礦推廣應用老空水遠距離集中探放存在誤區。我們要督促煤礦從設計源頭優化采掘布局,優先考慮遠距離集中探放老空水的巷道施工或施工專用探水巷,為遠距離集中探放老空水提供空間保障。四是隨著新技術新裝備推廣應用,防治水專業監察員業務水平存在許多不適應現象。我們要充分發揮國家煤礦水害防治工程技術研究中心的平臺優勢,積極開展防治水專業知識培訓,提升掌握煤礦防治水關鍵技術能力水平。五是制定出臺安徽省煤礦加強地質保障工作規定作為我局今年防治水工作
106、重點,推動煤礦進一步加強地質基礎工作,推動煤礦做到局部地質透明化;持續推廣應用新技術新工藝,加強重大水害風險過程管控,嚴格落實防治水“三區”管理。我局將深入學習貫徹落實習近平總書記關于安全生產52重要指示批示精神,貫徹落實應急管理部、國家礦山安全監察局和安徽省委、省政府安全工作部署,積極推進煤礦防治水基礎工作,著力推進防治水地面區域超前治理,努力推進防治水重大風險管控,堅決遏制水害事故,努力促進全省煤礦安全生產形勢穩定。53山東省煤礦防治水工作匯報山東省煤礦防治水工作匯報國家礦山安全監察局山東局近年來,山東局緊緊圍繞國家局工作部署,認真落實 煤礦防治水細則煤礦地質工作規定及有關文件要求,立足查
107、大系統、控大風險、治大隱患、除大災害、防大事故,以煤礦安全專項整治三年行動為總抓手,多措并舉抓防治,強化監察執法,推動水害防治能力、基層基礎和裝備水平不斷提升,煤礦防治水工作更加穩固,水害事故大幅下降,連續 17 年未發生較大及以上水害事故,近 5 年沒有發生水害傷亡事故,全省煤礦防治水安全形勢持續穩定。一、奮力攻堅,煤礦防治水工作成效顯著(一)(一)積極履行核心職責,強化防治水監察執法積極履行核心職責,強化防治水監察執法1.構建防治水責任體系。構建防治水責任體系。推動地方政府、煤礦企業健全防治水監管體系、地測防治水保障體系,建立健全煤礦企業主要負責人、總工程師、防治水副總工程師、班組長等“關
108、鍵少數”“業務保安、環環相扣”的防治水安全共管機制。2.扎實開展防治水扎實開展防治水“三區三區”劃分。劃分。率先部署,聯合省能源局制定煤礦防治水“三區”管理辦法實施細則,規范煤礦防治水“三區”劃分與管理,培訓煤礦工程技術人員 900 人次,全省煤礦“三區”劃分報告均已編制完成。3.強化防治水監察執法。強化防治水監察執法。嚴格按照國家局關于印發防范遏制煤礦水害事故若干措施的通知(礦安202322號)54和煤礦水害防治監管監察執法要點(2022年版)開展水害防治監察執法。落實國家局“九個緊盯”要求,每季度對水害威脅嚴重煤礦至少監察一次。先后開展防治水專項監察、汛期專項監察、隱蔽致災因素普查專項監察
109、,共監察110礦次,查處防治水類問題隱患737條、地質類問題437條,罰款2248.4萬元。(二)聚焦防治水重點,突出重大水害治理(二)聚焦防治水重點,突出重大水害治理1.強化地表水治理。強化地表水治理。加強柴汶河地表水防治,持續推動新礦集團實施柴汶河河床鋪底、砌壩護坡、修整河道等綜合治理工程,先后投入 5.8 億元,累計完成河床鋪底 22 萬,筑河壩 1.1 萬 m,基本消除了柴汶河地表水威脅。2.強化老空水防治。強化老空水防治。嚴格落實“查全、探清、放凈、驗準”四步工作程序,督促泰安市、棗莊市制定“有掘必探,不探不掘不采”措施加強老空水探查。2022年,山東能源集團疏放老空水340萬 m3
110、,棗莊市疏放積水24.3萬 m3,杜絕了老空水害事故的發生。泰安市利用老窯水為電廠供水,降低對相鄰生產礦井的水害威脅。3.強化承壓水害區域治理。強化承壓水害區域治理。實施“一礦一策”精準治理方案和重大水害分類治理方案,推動受承壓水威脅的肥城、新汶、黃河北煤田積極開展深孔遠距離區域注漿改造,實施地面區域水害治理工程,邱集煤礦投資9億多元,先期解放煤量350萬噸,確保安全開采。4.從嚴管控提高上限開采從嚴管控提高上限開采。利用開采上限“三必查”“提限開采三張圖”分析法,采用等高線分析排查、基巖厚度等值線55法對煤礦提高開采上限工作面的煤柱留設進行穿透式監察。先后查處了鉆孔基巖厚度及防隔水煤(巖)柱
111、造假、煤層露頭區防隔水煤(巖)柱留設不足等重大事故隱患。(三)多措并舉,精準防范重大水害風險(三)多措并舉,精準防范重大水害風險1.精準防范化解水害重大風險。精準防范化解水害重大風險。每季度與省能源局開展風險分析研判和預警通報,2022年全省煤礦共辨識水害重大風險262項,每月開展礦山事故及安全風險分析研判,及時報送國家局。開展年度季度預防性技術監察,提前防范因采掘接續緊張造成水害治理工期不足、治災效果差引發的頂底板突水風險,2022年下達采掘接續緊張方面重大風險預警96條。2.全面做好汛期防治水工作。全面做好汛期防治水工作。2022年召開兩次全省煤礦汛期安全生產會議和事故警示教育會議,全面部
112、署汛期防治水工作。汛期前,組織開展拉網式、起底式隱患排查,督促所有煤礦開展水害應急演練和停產撤人演練。發布停產撤人警示2017次,停產撤人及未組織人員入井1260礦次、14.9萬人次,實現安全度汛。3.推動隱蔽致災因素普查治理。推動隱蔽致災因素普查治理。把隱蔽致災因素普查治理開展情況作為督導地方政府的主要內容,推進煤礦隱蔽致災因素普查治理取得實效,目前全省煤礦均已完成報告編制,煤礦致災因素基本查清。開展隱蔽治災因素普查專項監察,查處問題隱患547條。4.應用新技術裝備管控水害風險。應用新技術裝備管控水害風險。大力推廣安全先進適用技術,實現井下涌水量、水壓等自動化、可視化、智能化56監測管理,所
113、有煤礦主要泵房均建立了遠程集控系統,水文復雜礦井安裝水害微震與電法耦合監測預警系統。推動山東能源集團實施防治水科研項目47項,投入資金2.5億元。二、多措并舉,探索創新防治水方式方法(一)創新水害風險管控,提高應急能力(一)創新水害風險管控,提高應急能力1.創新主要負責人重大風險隱患審核機制。創新主要負責人重大風險隱患審核機制。實施分管副局長和局長重大風險、重大隱患雙重審核,堅持監察執法和風險辨識同步進行,把風險挺在隱患前面,每周對監察執法處上報的重大風險、重大隱患嚴格審核把關。2022年以來審定41條防治水重大風險,推動煤礦企業提升風險辨識能力和管控效果。2.提高應急電源保障能力。提高應急電
114、源保障能力。積極應對極端天氣引發的大面積停電帶來的風險,按照“寧可備而不用,不可用而不備”原則,全省煤礦均配備應急電源,容量不小于提升機功率的1.5倍,高瓦斯煤礦不小于主要通風機功率的2倍,確保應急電源能快速接入,接入后15分鐘內恢復提升機供電,60分鐘內完成人員提升撤離。汛期前督促煤礦對應急電源進行可靠性試驗。(二)積極應用信息化系統,提高風險預警能力(二)積極應用信息化系統,提高風險預警能力1.采用采用“互聯網互聯網+”超前預測預警超前預測預警。與省氣象局天氣預報系統實現對接,實時獲取全省氣象衛星云圖、災害天氣預警等信息;自動關聯井下人員定位系統數據,對大雨暴雨天氣停產撤人狀態進行實時監測
115、報警,24小時降雨量達到50mm時,立即啟動人員升井。2022年汛期,累計采集降雨量記錄5719.42萬條。推動煤礦實施水位突變自動預警,實現與礦井應急廣播、人員定位聯動,提高水害應急處置能力。2.建設復合災害預警系統。建設復合災害預警系統。通過監測礦井涌水量、長觀孔水位水溫、排水量等數據,實現煤礦水害預測和防范,全省水文地質條件復雜礦井均已接入該系統。正在建設煤礦智能化監察分析平臺,利用智能AI視頻識別技術,遠程監控井下探放水作業規范性,自動抓取違法行為、自動固定違法證據。三、依法治水,構建防治水長效機制下一步我局將嚴格落實防治水系列制度規定及本次會議要求,以防治水“五零”(“零突水、零透水
116、、零潰水、零潰砂、零事故”)目標為主線,重點抓好以下六個方面工作:(一(一)強化水害風險管控和隱患排查治理強化水害風險管控和隱患排查治理。2023 年開展煤礦安全生產風險專項整治,提升防治水風險辨識管控質量?,F場監察與遠程監察及風險研判同步進行,提高防治水重大風險研判精準度。(二)認真落實(二)認真落實煤礦煤礦探放水各項規定。探放水各項規定。嚴格執行“三專兩探一撤”規定、老空水“四線”管理及探放老空水“四步”工作程序,督促煤礦嚴禁在各類防隔水煤柱中進行采掘活動。督促向淺部、已采區、邊角塊段區域轉移的煤礦、退出采深超千米的煤礦以及復采煤礦加強老空積水探查。督促煤礦加強探放水現場管控,嚴格落實井下
117、探放水工作錄像制度,留存視頻資料。58(三(三)推動防治水科技攻關推動防治水科技攻關。督促引導煤礦企業加強與煤炭院校、科研院所交流合作,攻克防治水技術難題。對水害隱患嚴重的煤礦,組織專家開展“雙專雙查”。利用煤礦智能化監察分析平臺和智能 AI 視頻識別技術,時時監控井下探放水作業,杜絕不按設計施工、弄虛作假等違法行為。(四(四)強化水害應急處置強化水害應急處置。督促煤礦汛期前開展水害應急演練,落實礦井領導干部在崗帶班和汛期 24 小時值班制度,執行災害性天氣停產撤人規定。健全“叫應”機制,及時發布災害性天氣預報預警信息,確保安全度汛。(五(五)強化培訓及警示教育強化培訓及警示教育。常態化開展煤
118、礦地質及防治水專題培訓,提升各級管理人員、技術人員業務素質,提升煤礦防治水工作水平。定期開展警示教育活動,汲取歷史上重特大水害事故和因暴雨洪水淹井造成的事故災難教訓,防范遏制煤礦水害事故發生。(六)嚴懲重處防治水違法違規行為。(六)嚴懲重處防治水違法違規行為。組織開展防治水專項監察和汛期抽查督查,對標對表國家局印發的防范遏制煤礦水害事故十項措施,以受奧灰承壓水、老空水、地表水、松散層水威脅煤礦為檢查重點,對不執行停產撤人制度、擅自開采各類防隔水煤(巖)柱、超層越界、水文地質資料造假、不按規定探放水等嚴重違法違規行為,依法依規從嚴查處。59廣西煤礦防治水專題調研報告廣西煤礦防治水專題調研報告國家
119、礦山安全監察局廣西局根據國家礦山安全監察局綜合司關于開展煤礦防治水專題調研的通知(礦安綜函202314 號)要求,現將近年來我局煤礦防治水工作開展情況報告如下。一、嚴格履行煤礦防治水工作國家監察職責一是與氣象部門聯動。確保強降雨天氣預報與煤礦安全監察監管人員及煤礦企業安全管理人員實現無縫對接,近 5年來通過微信、短信等手段向相關人員發送天氣預報信息540 多次,13000 多人次接收到天氣變化信息,煤礦企業收到極端降雨天氣信息停產撤人 70 多礦次。二是強化煤礦防治水專項監察工作。近五年共開展集中煤礦防治水專項監察 70 礦次,與其他監察同時開展的煤礦防治水專項監察 90 多礦次,查出各類水害
120、隱患 460 多條,對存在水害威脅的作業點責令立即停止作業。如:對合山市貴能三礦-280 探水巷發現可能存在水害威脅后,責令其立即停止掘進,按要求落實探放水并觀察穩定后按照相關技術要求封閉該巷道等。三是督導煤礦企業按時按質完成隱蔽致災因素普查。隱蔽致災因素普查治理是有效防范煤礦水害事故的重要手段。根據國家礦山安監局相關文件要求,結合廣西降水豐富的特點,要求煤礦每年開展 1 次水害隱蔽致災因素普查,并根據60水害隱蔽致災因素普查情況,制定落實治理方案和防范措施,并在采掘工程平面圖、井上下對照圖、礦井水文地質圖上標明積水線、探水線和警戒線,劃定可采區、緩采區、禁采區域。四是督促煤礦做到“四個嚴禁”
121、。嚴禁在受老窯、廢棄井巷、采空區積水或其他承壓水威脅區域進行采掘活動;嚴禁在水庫、河流等地表水體下開采;嚴禁開采有巖溶水威脅的煤層;嚴禁頂水作業和開采各類保安煤柱。二、督促地方煤礦安全監管部門加強監管一是監督檢查地方礦山安全監管工作,督促落實煤礦安全準入,要求地方煤礦安全監管部門嚴把煤礦水害隱蔽致災因素普查關,若發現煤礦企業水害隱蔽致災因素普查做樣子、走過場的,一律要求推倒重來。如對有水害威脅導致淹井的宜州市沖谷一號井移交自治區應急管理廳暫扣安全生產許可證,責成聘請資質過硬的機構重新開展煤礦水害隱蔽致災因素普查。二是督促地方煤礦安全監管部門把好“雨季三防”關,各監管轄區內出現暴雨情況,必須確保
122、煤礦停產撤人落實到位。三是督促地方煤礦安全監管部門把好復查關,由于我局人員編制少,人員還沒有完全到位,在開展煤礦安全生產監察、抽查、檢查時,對發現的水害隱患采取現場處置措施,交由地方監管部門開展隱患整改復查工作。三、督促煤礦企業嚴格落實防治水的主體責任61按照煤礦防治水細則督促煤礦企業開展自查自改工作,按照煤礦水害防治監管監察執法要點(2022 年版)開展水害專項監察,同時重點督促企業落實以下工作。一是落實事故災害緊急撤人制度。煤礦礦長必須賦予調度員、安檢員、井下帶班人員、班組長等相關人員緊急撤人的權力,發現有暴雨、大風、雷電等災害性天氣可能導致淹井、垮塌、斷電、瓦斯事故以及受老空水、地表水、
123、頂底板水威脅的礦井,要立即撤出所有受水患威脅地點的人員。近6 年來,全區煤礦因暴雨等水害風險停產撤人 70 多次。二是落實專人巡視檢查制度。在暴雨、洪水期間,煤礦企業要安排專人對井田范圍內廢棄老窯、地面塌陷坑、采動裂隙以及可能影響礦井安全的河流、水庫、涵閘、堤防工程等實施 24 小時不間斷巡查,發現問題及時處理,確保安全。三是督導煤礦企業認真做好水害隱蔽致災因素普查工作。對礦區周邊、礦區內水情了然于胸,做到防患于未然。四是抓好三項排查。排查地面防洪設施。位于地表河流、山洪部位、水庫附近的煤礦,井口、工業廣場要修筑堤壩、開挖溝渠等截流措施,防止地表水體倒灌礦井。地表水體、采煤塌陷區、煤系地層露頭
124、等部位有漏水現象時,要對漏水的水體基底進行防漏加固處理。排查礦井排水系統。及時清理水倉、沉淀池和水溝中的淤泥,全面檢修水泵、水管、閘閥、配電設備和線路,在雨季前對全部工作水泵、備用水泵進行聯合排水試驗,確保各種排水設施正常運轉并發揮作用。排查礦井供電系統。加強對礦井供電線路的巡視檢查工作,62確保輸電線路正常供電;變電所及各種繼電保護、避雷器等必須靈敏、可靠,防止雷電擊壞各種設施。五是落實“三專兩探一撤”。制定煤礦防治水“三專兩探一撤”規定;督促企業堅持預測預報、有掘必探、先探后掘、先治后采“的原則,建立專門的探放水隊伍,配備滿足工作需要的防治水專業技術人員,配齊專用探放水設備;采掘作業前采用
125、物探、鉆探等方法,執行物探先行、鉆探驗證程序,并相互驗證,督促企業建立遇暴雨或井下遇重大險情停產撤人制度。六是開展水害應急救援演練。各煤礦企業每年汛期要制定水害應急預案和現場處置方案并開展一次水害應急救援演練,在演練過程中發現存在問題和取得的成效進行全面總結,增強應急救援能力。四、精準分析水害特點,嚴防煤礦地面塌陷造成的井下潰水事故廣西屬低緯度地區,煤礦主要分布在北回歸線以南,屬亞熱帶季風氣候區,南臨熱帶海洋,礦區常年降雨量均在1500mm 以上,雨季時土壤含水飽和度可達 100%,因此防地面塌陷造成井下潰水是廣西煤礦防治水的重點工作。主要做好 3 方面工作:一是各級煤礦安全監察監管部門和煤礦
126、企業建立了災害性天氣預警機制,嚴格落實汛期值班制度。通過密切聯系氣象和防汛抗旱部門,及時掌握暴雨洪水等災害性天氣的預報預警信息,認真研判汛期轄區內煤礦生產安全事故風險重63點,監督檢查汛期應急值班值守制度的落實情況。二是汛期煤礦安全做好預防為主。針對汛期特點,重點檢查煤礦防治水機構、制度、防洪防雷設施、防汛物資、供電系統、排水系統、防治水措施、應急值班巡查等落實情況,嚴防煤礦擅自開采各種防隔水煤柱、探放水施工造假、水文地質資料造假等違法違規行為。三是反復強調嚴格落實災害天氣停產撤人制度。煤礦企業在礦區出現重大降雨時,各級監察監管部門和煤礦企業上下聯動,第一時間啟動停產撤人指令并層層落實確認停產
127、撤人狀態。64云南省煤礦防治水工作開展情況報告云南省煤礦防治水工作開展情況報告國家礦山安全監察局云南局目前,云南省保留煤礦 226 處,分布在昆明市、昭通市、曲靖市、楚雄州、紅河州、麗江市、大理州、文山州、普洱市 9 個州(市)、36 個縣(市、區),生產能力合計 10569萬噸/年。按開采方式劃分:井工煤礦 208 處、生產能力 7794萬噸/年,露天煤礦 18 處、生產能力 2775 萬噸/年。按煤礦水文地質類型劃分:水文地質類型為復雜的 8 處、生產能力1585 萬噸/年,中等的 197 處、生產能力 8294 萬噸/年,簡單的 21 處、生產能力 690 萬噸/年,無水文地質類型極復雜
128、的礦井?,F將云南省煤礦防治水工作開展情況報告如下:一、工作開展情況(一(一)強化制度執行強化制度執行。一是深入落實煤礦防治水管理辦法。與云南省能源局聯合印發云南省井工煤礦防治水管理辦法(暫行),總結固化近年來云南省井工煤礦水害治理的有效經驗,強制推行“有掘必探,先探后掘”、老空水防治“四步工作法”等制度,明確劃分煤炭企業、煤礦的主要負責人(含法定代表人、實際控制人、礦長)防治水工作的第一責任人責任和煤礦總工程師(技術負責人)技術管理責任,細化量化了“防治水專業技術人員”“專用探放水設備”“專門的探放水作業隊伍”的具體要求,進一步規范煤礦防治水工作。二是認真開展“三區”劃定。督促煤礦企業和監65
129、管部門,按照 國家礦山安全監察局關于印發煤礦防治水“三區”管理辦法通知(礦安202285 號)要求,對照煤礦防治水“三區”管理辦法,結合隱蔽致災因素普查結果,編制煤礦防治水“三區”管理報告,分煤層劃分可采區、緩采區和禁采區。目前,已有 80 處煤礦完成“三區”劃定工作,推動“四線”(積水線、探水線、警戒線、禁采線)管理,取得一定成效。三是深入推進“兩把鎖”管理制度。印發了云南省煤礦安全監察監察局關于學習借鑒富源縣煤礦探放水基準線“兩把鎖”管理經驗的通知,明確在探水基準點掛牌上鎖管理,鑰匙分別由駐礦人員和礦領導保管,有效管控探水安全距。四是強制推進鉆孔施工視頻化監控制度。按照“一鉆孔一工程”要求
130、,督促煤礦企業在探水鉆孔施工地點安設視頻監控探頭,對探水鉆孔施工全過程監控,嚴防打假孔、假打孔。(二(二)著力夯實基礎著力夯實基礎。一是推進煤礦隱蔽致災因素普查治理。與云南省能源局聯合印發了云南省能源局云南煤礦安全監察局轉發國家礦山安全監察局關于全面開展煤礦隱蔽致災因素普查治理工作文件的通知,明確煤礦企業、監管部門及地方政府的職責,并把是否開展隱蔽致災因素普查治理工作作為煤礦復工復建的前置條件,強化推進煤礦隱蔽致災因素普查治理。據統計,保留的 226 礦井中,有 166 處礦井開展了隱蔽致災因素普查工作。二是開展防治水示范礦井建設。制定 云南省煤礦水害防治示范礦井建設工作方案,明確煤礦水害防治
131、示范礦井建設指導意見、建設標準、考核66辦法及評分標準,推進水害防治示范化礦井建設。目前,已組織專家對 2 個礦井開展驗收評估,4 個礦井待評估驗收。三是完善防治水機構人員設置和裝備提升。督促正常生產建設的煤礦單獨或在地測科設置了防治水機構,配備防治水技術員,成立了探放水隊伍。據統計,208 處井工礦井中,183處生產建設檢修煤礦配備了物探設備,196 處煤礦配備了鉆探探水設備,55 處煤礦裝備了水害監測預警系統,進一步夯實煤礦防治水基礎。(三(三)嚴格專項監察嚴格專項監察。一是認真開展水害防治專項監察。對照國家局下發的煤礦水害防治監管監察執法要點,制定專項監察方案和監察標準,認真開展專項監察
132、。據統計,2020年到 2022 年專項監察期間,對 349 個煤礦開展專項監察,查出水害各類隱患和問題 966 條,其中重大隱患 2 條,實施行政處罰 547.5 萬元。責令 1 個煤礦停產整頓,2 個煤礦停止建設,停止采掘作業點 87 個,停止使用設備 22 臺件,停止 4 人從事防治作業。通過水害防治專項監察,煤礦防治水意識和防治能力進一步提升。二是深入開展防潰潰砂專項監察。與省能源局制定專項監察方案,明確重點檢查礦井和檢查內容,分成 4 個組,共對 21 處重點礦井開展了檢查,查出各類隱患 246 條,其中水害隱患 75 條,實施行政處罰194.1 萬元,停止采掘作業點 14 個,停止
133、使用設備 9 臺件。三是強化汛期應急值守。進入汛期,駐地監察執法處通過現場檢查或電話調度方式,抽查煤礦企業應急值守、礦領導帶班、應急物資儲備、極端天氣撤人及安全防范措施落實情況,67及時處置突發事件。據統計,2020 年至 2022 年,共抽查 2336個礦井,責令 38 礦次撤出井下作業人員 2053 人次,有效防范極端天氣引發的水害事故。四是及時發送預警信息。進入汛期以來,云南局利用云南煤監工作微信群和云南煤礦水害防治工作微信群,第一時間向煤礦安全監管部門、煤礦企業發出災害天氣預警信息。據統計,2020 年至 2022 年,共發送警示信息 270 次 92 萬條,督促地方監管部門和煤礦企業
134、積極采取應對措施。(四(四)強化能力建設強化能力建設。一是開展專項培訓。圍繞物探成果運用、基礎圖件繪制、基礎臺賬建、先進裝備、技術運用推廣等方面,聘請專家對全省煤礦企業技術負責人、部分監察監管部門人員開展防治水專題培訓,進一步提升煤礦防治水能力;組織防治水重點區域監管部門人員和重點煤礦總工、防治水技術人員赴河北學習考察水害防治工作,借鑒先進省份在煤礦水害防治方面好的做法和經驗,不斷夯實煤礦水害防治基礎;通過云南局“大講堂”,圍繞煤礦安全規程煤礦防治水細則及典型水害事故,開展水害防治講座,深刻吸取事故教訓,落實落細防控措施。分區域開展應急救援預案編制專題培訓,提高監管部門和煤礦企業水害應急處置預
135、案的指導性、針對性、可操作性。二是組建云南省防治水專家組。從大專院校、科研院所、中介機構、煤炭集團公司考察評選工作作風實,業務能力強的專業技術人員,組成云南省防治水專家組,為水害專項監察、水害防治示范化礦井建設、水害事故調查等工作開展提供技術支撐。三是成立68專業小組。在省局成立地測防治水專業化小組,在監察執法處成立監察專業化小組,明確小組工作職責和工作方式,認真落實上級關于水害防治工作要求,努力提升專業能力和工作成效。二、存在問題(一(一)觀念滯后觀念滯后,依法辦礦意識不強依法辦礦意識不強。部分煤礦落實防治水的主體責任,推進防治水工作由過程治理向源頭預防、局部治理向區域治理、井下治理向井上下
136、結合治理、措施防范向工程治理、治水為主向治保結合的轉變,構建理念先進、基礎扎實、勘探清楚、科技攻關、綜合治理、效果評價、應急處置的防治水工作體系有差距。一是水文地質類型劃分不準。部分煤礦編制的礦井水文地質類型報告內容不全,未分析井田老空水分布情況。部分煤礦企業總工程師未組織對礦井水文地質類型報審或審批把關不嚴,礦井井田地質、水文地質條件及礦井充水因素不清,仍劃定為簡單或中等類型,人為降低水害設防等級。二是先進裝備推廣較慢。目前,云南省保留的 226 處煤礦中,只有 6 處煤礦配備長距離定向鉆機,34 處煤礦配備了鉆孔軌跡測定儀,55 處煤礦安裝水文動態監測系統,先進裝備推廣應用進展緩慢。三是物
137、探設備配備、使用有差距。目前全省保留的 226 處煤礦中,有 62處煤礦配備的物探設備型號為 YCS200 型,在實際使用過程中,探測能力有限。部分煤礦對物探成圖的分析能力較差,更多依賴鉆探。且少部分煤礦仍使用 750 型鉆機,鉆探可靠性差。部分煤礦對物探低阻異常區域未進行鉆探驗證,物探69只是應付檢查。四是防治水意識不強。部分煤礦落實防治水制度不到位,防治水培訓針對性不強,現場作業人員防范意識不夠,作業現場已出現透水征兆,仍然冒險作業,有的煤礦超層越界、隱瞞采掘工作面、拒不執行監管監察指令,最終屢屢重蹈覆轍。(二(二)人才缺乏人才缺乏,技術管理力量薄弱技術管理力量薄弱。一是部分煤礦原設計為平
138、硐開拓,礦井自然排水,當轉為下山開采后,未根據礦井涌水量對整個礦井排水系統進行設計并施工永久排水系統,長期使用臨時排水系統,排水能力不清,排水系統不可靠。二是防治水技術力量薄弱。配備的防治水專業技術員為非地質或水文地質專業人員,部分煤礦雖然是地質或水文地質專業人員專業畢業,但從事煤礦防治水工作時間較短,工作能力不強。部分礦井掘進和回采前未編制地質說明書,開采設計參數不準確,水害防治存在想當然現象。三是探放水鉆孔施工隨意。部分煤礦施工探水鉆孔時測量人員未到現場標定鉆孔方位和傾角,不按設計布置鉆孔;部分煤礦鉆孔施工執行基準點“兩把鎖”管理制度不嚴。(三(三)基礎薄弱基礎薄弱,防治老空水有差距防治老
139、空水有差距。一是隱蔽致災因素普查走過場。部分煤礦開展了隱蔽致災因素普查,對開采區域內的水文地質情況仍不十分清楚,有的普查內容照搬照抄,內容不全、缺乏針對性和指導性。且經過多輪整合重組,現存煤礦對被整合的礦井圖紙資料掌握不多以及所掌握的圖紙資料的真實性了解不清,對礦井周邊已關閉礦井和歷史上非法開采及積水情況掌握不清。二是礦圖交換工作執行不70好。一些煤礦對相鄰煤礦采掘動態掌握不清,未將相鄰煤礦、周邊老窯采空區積水情況填繪在采掘工作平面圖和礦井充水性圖上。三是部分煤礦開展防治水“三區”、“四線”管理有差距,特別是開采近距離煤層群煤礦,未查全上部煤層開采區域積水情況,未開展鉆孔軌跡測定工作,放水鉆孔
140、是否施工在積水區最低點不清,部分煤礦探放水工作結束后,未對放水效果進行檢驗。四是部分煤礦水害日趨嚴重。隨著開采不斷延伸,開采深度、廣度增加,巖溶水、裂隙水、老空水等威脅越來越大。特別是云南大多數煤礦處于山區,大氣降水通過沖溝匯水,容易形成洪水,礦井受單點暴雨等極端天氣影響大,地面水可能通過裂隙、塌陷區等途徑進入井下,加大礦井涌水量。(四(四)監督不力監督不力,中介服務有待規范中介服務有待規范。目前,云南省大部分煤礦不具備開展礦井水文地質勘探、隱蔽至災因素普查、礦井水文地質類型劃分、地面鉆孔施工等技術能力和條件,需向社會購買服務。在實際檢查中發現,部分中介機構未按照規定開展上述工作,提交的報告或
141、成果與實際不符,未圈定老空積水范圍,未查明導水構造及主要含水層富水性,水文地質類型劃分不準確,對煤礦水害防治沒有實際指導意義。煤礦企業常常只是滿足“有報告”,實際工作中基本不用。監管監察部門在實際檢查過程中,對中介機構技術服質量缺少有效監督手段。(五(五)裝備不足裝備不足,應急救援能力有待提高應急救援能力有待提高。全省煤礦和應急救援基地、專職救護隊均未配備大揚程、大功率、大流71量的水泵,配套的排水管道。部分煤礦水害應急預案編制與相關規范要求有較大差距。煤礦水害應急救援演練走過場,效果差。三、下步對策(一(一)深入開展隱蔽致災因素普查工作深入開展隱蔽致災因素普查工作。按照國家礦山安全監察局關于
142、加強隱蔽致災因素普查治理工作的通知(礦安2022132 號)要求,認真開展隱蔽致災因素普查,查清煤礦致災因素并準確制定防控措施。明確工作職責明確工作職責,由州(市)、縣(區、市)兩級財政按比例安排配套資金,地方人民政府牽頭、煤礦安全監管部門負責,省煤田地質局提供技術支持,以縣(區、市)為單位組織,以地質單元為普查區塊,開展隱蔽致災因素普查工作。強化考核應用強化考核應用,把煤礦隱蔽致災因素普查治理工作納入安全生產標準化考核定級等工作中,推動隱蔽致災因素普查治理常態化制度化規范化。對煤礦因隱蔽致災因素普查內容不全,治理措施落實不到位而導致事故發生的,依法依規嚴肅追責問責。嚴格執法嚴格執法檢查檢查,
143、發現煤礦隱蔽致災因素未查清、治理措施未落實而進行采掘作業的、依法責令立即停止作業,屬于重大事故隱患的要依法責令停產整頓,并進行督辦;發現煤礦隱蔽致災結果依據不充分、審核把關不嚴格的,督促推倒重來、責令限期整改;發現弄虛作假、應付檢查的,按規定納入聯合懲戒對象;發現承擔煤礦隱蔽致災因素普查治理業務的技術機構出具虛假報告的,依法依規嚴肅處理。(二(二)持續開展水害防治專項監察持續開展水害防治專項監察。根據煤礦隱蔽致災72因素普查情況和日常監察情況,認真梳理全省煤礦防治水現狀,對水害嚴重、老空積水不清、人員配備不齊、裝備配備不符合要求、應急措施不到位的,堅決停下來。依法嚴查違法違規行為,用好“黑名單
144、”、聯合懲戒等手段,敢于動真碰硬,嚴肅約談有關責任單位和責任人。對專項檢查發現的突出問題和共性問題,及時向有關地方政府及監管部門下達監察建議書并跟蹤落實。(三(三)強化煤礦企業主體責任落實強化煤礦企業主體責任落實。完善完善“三專三?!迸鋫渑鋫?。督促煤礦企業淘汰鉆距小于 150 米的鉆探設備和物探效果差的物探裝備,配齊配強水害防治專業技術人員和探放水專業施工隊伍,定期組織開展防治水專項培訓,補齊能力短板。確保排水系統可靠確保排水系統可靠。生產礦井延深水平,必須在建成新水平的防、排水系統后方可開拓掘進。平硐開拓改為下山開采的煤礦,要在礦井永久排水系統建成后方可布置開拓掘進,確保排水系統可靠。強化煤
145、層頂板水防控強化煤層頂板水防控。煤層頂板存在富水性中等及以上含水層或者其他水體威脅時,煤礦必須實測垮落帶、導水裂隙帶發育高度,進行專項設計,確定防隔水煤(巖)柱尺寸。緊盯水害防治關鍵措施落實緊盯水害防治關鍵措施落實。督促煤礦企業加大防治水資金投入,嚴格落實“三專兩探一撤人”和“三必須、五嚴禁”防治水措施,進一步健全完善水害防治崗位責任制、探放水施工作業規程等規章制度。(四(四)強力推進煤礦防治水基礎提升強力推進煤礦防治水基礎提升。嚴格水文地質類嚴格水文地質類型劃分型劃分。聘請專家組織開展礦井水文地質劃分專題培訓,提高礦井水文地質劃分的規范性、準確性;督促煤礦企業認真73收集礦井水文地質類型劃分
146、各項指標的相關資料,分析礦井水文地質條件,規范編制礦井水文地質報告并認真開展審批,按規定向煤礦安全監管監察部門報備,嚴肅查處人為降低煤礦水文地質類型等級等違法違規行為。標明標明“四線四線”、劃定、劃定“三區三區”,將礦井水患區域的積水量、積水標高、積水線、探水線、警戒線、禁采線標繪在采掘工程平面圖和礦井充水性圖等防治水相關圖件上,同時根據老空水查明程度和防治措施落實到位程度劃定可采區、緩采區、禁采區,水患未消除前不得在受水患威脅區域進行采掘作業。規范基礎臺帳建規范基礎臺帳建立立,推進相鄰礦井采掘工程平面圖定期交換制度,查清礦井周邊 200m 范圍老空積水情況。規范建立防治水 16 種基礎臺賬,
147、定期修訂防治水基礎圖件,指導煤礦企業修訂完善“一礦一策、一面一策”水害防治措施,督促煤礦按規定開展水害隱患排查。深入開展水害事故警示教育,舉一反三,采取針對性措施,防止重蹈覆轍。(五)加強地質及水害預測預報。(五)加強地質及水害預測預報。加強水文地質工作加強水文地質工作。煤礦建設、生產階段,應開展地質及水害預測預報工作,對揭露的煤層、斷層、褶皺、巖漿巖體、陷落柱、含水層、出水點及礦井涌水量等進行觀測和描述,綜合分析,建立相應臺賬。井巷揭煤前、掘進和回采前必須編制相應的地質說明書。地質說明書、地質及水害預測預報由礦總工程師(技術負責人)審簽后送達相關科室作為編制相應安全技術措施的依據,否則不得從
148、事采掘作業。加強監測監控工作加強監測監控工作,督促煤礦加強礦區地表水體及老空水資料收集、分析,及時繪制井74上下對照圖,加強礦井老空、采空區及周邊廢棄老窯(井筒)、封閉不良鉆孔,地表水體、地下水體及斷層、陷落柱、導水裂縫帶,以及現生產系統與井田周邊小煤窯廢棄井巷貫通區段密閉以及監測監控。加強雨季加強雨季“三防三防”工作工作,認真開展汛前風險隱患排查整治,建立完善暴雨、雷電、大風等災害性天氣預報預警和應急協調聯動機制,適時掌握氣象和災害信息,加強短歷時強降雨的臨災預警,及時發布預警信息,督促落實防范及應對處置措施。(六(六)強化措施有效提升煤礦水害治理效果強化措施有效提升煤礦水害治理效果。用好用
149、好“笨笨辦法辦法”。督促煤礦企業落實有掘必探、探放水基準線“兩把鎖”管理制度,用好老空水防治“四步工作法”,做到查全、探清、放凈、驗準,針對水文地質情況未查清的煤礦一律先停產、后整改,及時開展水文地質補充勘探。推廣新技術推廣新技術,督促煤礦建立或依托煤礦監管部門、科研單位、地質隊等,成立水文地質勘查、地面鉆孔施工、地面注漿堵水等專業隊伍,逐步推進老空水預警監測系統、地面或井下定向鉆進及注漿堵水工藝、鉆孔軌跡測定等新技術的使用;強力推進探放水鉆孔全過程視頻監控,切實做到“一鉆孔一視頻”。探放老空水、斷層水、巖溶水和主要含水層等重要探水鉆孔,必須對鉆孔進行測斜,對失效鉆孔要及時補打,確保鉆孔按設計
150、施工到位。強化示范引領強化示范引領,制定時間表、路線圖,加強督促指導,督促煤礦企業對照云南省煤礦水害防治示范礦井建設標準,加快水害防治示范化礦井建設進度,從治標向治本轉變,著力夯實云南煤礦水害防治能力。75(七(七)加強應急救援處置加強應急救援處置。加強應急救援能力建設加強應急救援能力建設,建議國家對云南省救援基地(如國家應急救援東源隊)配備大揚程、大功率、大流量的水泵以及配套的排水管道等物資。督促曲靖、昭通等煤礦集中的區域加快配備煤礦大型排水設備、管道,以滿足大應急、大救援的要求。加強對煤礦水害應急預案編制的督查檢查,督促煤礦加強應急搶險隊伍建設和物資儲備,認真組織開展水害應急救援演練。加強
151、應急值加強應急值班值守處突班值守處突,督促煤礦落實礦領導到崗帶班和關鍵崗位 24小時值班制度、災害性天氣預警制度、極端天氣條件下停產撤人制度,遇有災情立即啟動應急預案,積極協助并指導煤礦開展應急處置。76復雜賦存條件下老空水復雜賦存條件下老空水綜合防治技術探索與應用綜合防治技術探索與應用河南能源集團有限公司河南能源水害形式多樣,底板灰巖水、小煤礦(窯)老空水、本礦采空區積水、頂板砂巖水、地表水、火燒區水和薄基巖頂板水等水害類型齊全,水害威脅嚴重。特別是老空水,是河南能源集團礦井最主要的水害威脅,各礦均存在不同程度的老空水害,其中以鄰近關閉礦井或小煤礦(窯)老空水害和火燒區水害影響最為嚴重,其中
152、影響較大的有義馬煤田、陜澠煤田、新安煤田、登封煤田、安鶴煤田、宜洛煤田、偃龍煤田等淺部生產礦井和新疆公司部分礦井。開采歷史上,曾多次發生老空透水事故,造成財產損失甚至人員傷亡。一、老空水防治整體思路對于老空水防治防治,河南能源探索出了“定期排查、弄清范圍,合理布面、減少積水,留設煤柱、可靠有效,有掘必探、疏水到位,探后評價、消災采掘”的老空水害防治模式,通過定期開展老空分布范圍及積水情況調查,井下或井上下結合的鉆探、物探、化探等綜合技術手段探查,查清老空區采掘積水情況,劃分可采區、緩采區和禁采區等“三區”,劃定積水線、探水線、警戒線等“三線”,并通過留設防隔水煤巖柱、構筑防水閘墻、自然疏放、主
153、動探放等措施77消除老空水害威脅。對于存在老空水威脅的采掘工作面,堅持“探掘分離、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原則,探查疏放老空水。井下探放水施工時嚴格按照“四步工作法”組織施工,并強化工程驗收、效果檢驗和評價等工作,確保了老空水探放徹底,煤柱留設可靠,水害威脅徹底解除,實現安全采掘。二、老空水綜合防治技術(一)無煤柱沿空掘巷綜合防治水技術(一)無煤柱沿空掘巷綜合防治水技術1.工程概況工程概況永煤公司車集煤礦 2604 下巷沿 2606 老空區無煤柱掘進施工,2606 工作面動水量約 15m3/h 自 2608 上巷流出,2606采空區積水面積 42367m2,積水量 31775m3,積水
154、區外緣標高-794.0m,積水水位高差 13.8m,最大水壓 0.138MPa。2.施工過程施工過程2604 下巷施工至 2606 采空區積水線時,2606 積水區外緣標高為-794.0m,為消除積水影響,2604 下巷掘進期間邊壓水邊掘進。2604 下巷施工至巷道底板標高為-794.0m 時,開始預留底煤,底煤厚度為 1m 時停止掘進,此時迎頭底板標高與 2606 老空區水位標高一致,巷道上部支護完好后,在迎頭下幫施工泵坑,泵坑規格長*寬*深=2*1*1.2m,并將排 水 管 延 接 至 迎 頭,迎 頭 安 裝 BQS50-25-7.5kW 及BQS80-80-37kW水泵各一臺,并配備1臺
155、37kW排沙泵備用;第一次壓水后,2606 采空區積水水位降至-794.8m,依次邁步循環向前施工,具體施工情況見圖 1。78d=219mm(1)d=159mm(1)泵 坑2 37kW排 沙 泵預 計 原 始 水 位-794m第 一 次 壓 水 后 水 位-794.8m第 二 次 壓 水 后 水 位-795.6m第 三 次 壓 水 后 水 位-796.8m預 想 剖 面 圖二 煤 層22 0 02604下 巷積 水 量 31775m積 水 面 積 42367掘 進 方 向平 面 圖探 水 線圖圖 1 1 限壓放水施工示意圖限壓放水施工示意圖3.施工效果施工效果2604 下巷向前掘進期間累計放水
156、量 41840m3,其中疏放采空區積水量 28640m3,2606 采空區水位自-794.0m 降至-807.3m,實現了老空區積水自流入 2604 下巷迎頭,自 2604下巷掘進以來未出現因疏放水施工造成迎頭停掘的事故,很好的促進了掘進施工。2604 下巷揭露積水區標高-794.0m,與預計積水位一致,足以證明 2606 老空區積水區積水位及范圍預測較準確。根據后期迎頭排水量計算 2606 老空區動水量 8m/h,較預計值小。通過掘進巷道揭露的老空區情況,驗證了預測積水區情況的準確性。無煤柱沿空掘進疏放水技術極大改變了傳統的老空水79防治施工工藝,避免了鉆探疏放老空水的施工,可有效消除探放老
157、空水施工對掘進工程的影響;從根本上消除因探放老空水帶來的安全隱患,在確保安全生產的同時,提高了掘進施工效率。(二)(二)泄水巷集中疏放老空水技術泄水巷集中疏放老空水技術1.工程概況工程概況城郊煤礦 22002 綜采背拉工作面于 2016 年 5 月 4 日回采結束,于工作面下段形成一個積水區,積水區總面積26855m2,總積水量 33568m3,積水區外緣標高-796.3m,最低標高-806.9m,積水水位高差 10.6m,最大水壓 0.106MPa,疏放工程施工前動水量約 10m3/h,自 22002 下巷車場流出。根據 22002 工作面二2煤層底板等高線圖及回采期間揭露情況分析,計劃施工
158、一條泄水巷集中疏放 22002 工作面的老空水。2.設計與施工情況設計與施工情況泄水巷設計長度為 158.9m,標高-801.5m-809.8m,在二水平西翼膠帶大巷二 X1 點前 4.3m 右幫開口,采用錨網噴+錨索支護,斷面形狀為三心拱形,斷面巷道凈寬 4.9m,凈高 4.1m,巷道施工至通尺 128m 探水線時停止掘進,施工放水鉆場,鉆場距 22002 下巷煤柱側巷幫最短距離 30m,鉆場底板標高-808.3m,鉆場和 22002 積水區間最大水頭壓力為0.12MPa(圖 2、圖 3)。本次疏放水工程累計施工工期 13 天,共施工鉆孔 3 個,最大放水量 175m3/h。本次疏放水工程累
159、計放水量 11312m3,80老空區水頭高度已經由最初的-796.3m 降至-805.4m 標高,而老空積水區最低標高為-806.9m,剩余水頭高度為 1.5m。22002 老空區剩余動水可通過疏放鉆場持續疏放,二水平西翼泄水巷剩余巷道可安全掘進。22002下 巷2002G6-806.424265m229118m3-796.3m積水面積積 水 量積水標高二水平西翼泄水巷二 水 平 西 翼 回 風 大 巷鉆場 泵坑229F2002-3 88 40 H=0.8mF2002-2 307 67 H=4.1mF新 5 110 75 H=0.6mF新 8 120 75 H=1.0m圖圖 2 2 泄水巷與放
160、水孔平面示意圖泄水巷與放水孔平面示意圖81圖圖 3 3 放水孔剖面示意圖放水孔剖面示意圖(三)(三)預留泄水鉆孔疏泄老空水技術預留泄水鉆孔疏泄老空水技術河南能源集團為防止采后老空水積水大量匯集,提前在工作面下部底抽巷(巖巷)向工作面最低點施工泄水鉆孔,使采空區涌水自然流入底抽巷,防止采空區積水形成。泄水孔孔徑一般為 150mm,全程下套管,套管上端覆蓋朔袋網,并設置井型木垛,防止鉆孔坍塌和堵塞;套管下端安設閘閥,方便放水和封閉。下面以鶴煤九礦 3202 工作面預留泄水孔疏泄老空水為例進行說明。821.工程概況工程概況3202 綜放工作面為 32 采區首采工作面,工作面下部主要有 3202 上底
161、板抽放巷、3202 下底板抽放巷,34 采區軌道運輸巷。為了使 3202 工作面回采期間不受采空區動水影響,確?;夭山Y束后形成的采空區不存有大量的采空區積水,保證相鄰工作面掘進及回采期間不受 3202 采空區積水威脅,在 34 采區軌道運輸巷對 3202 工作面實施了預埋管引水工程。2.工程施工情況工程施工情況礦井在 34 采區軌道運輸巷(與 3202 工作面下順槽立交處)對 3202 工作面進行預埋管引水孔的埋管設計和施工,共施工 5 個孔,合計 193.5m。本次施工的 5 個埋管引水鉆孔均施工打到 3202 上順槽及鉆場內,對鉆孔全程埋管后,對鉆場及上順槽進行打木垛,上部安裝 T 字形過
162、濾裝置(圖 4)。圖圖 4 4 泄水孔設計圖泄水孔設計圖3.預埋管引水效果評價預埋管引水效果評價在 34 采區軌道運輸大巷對 3202 工作面進行的預埋管引F137 60 H=13m-1120備用 孔 17 +6737.5m 38m38m現場定現場定現場定北15mD180 B孔 A孔31mS117 -563.3地測副總 4m 4m75mm/94mm/133mm75mm/94mm/133mm75mm/94mm/133mm設 計審??崎L總工程師比 例 尺圖號日期示意圖JDZMG-15-012015年9月8日34采區軌道運輸巷D180點前30m及31m處鉆孔技術數據表 A孔 B孔 打鉆地點 孔號方位
163、傾角孔徑 17+6830開孔位置 備注孔深 17+66說明:1、施工前施工單位出安全技術措施,并向施工人員認真貫徹,要確保施工安全。2、A孔與B孔開口位置間距為1m。3、水窩位置為S117點退15m處工作面外幫,支護形式為U型棚。4、水窩規格為:深4m,寬4m,高3.2m,水窩處標高由測量進行核實??卓诠苎b置示意圖 7 巖墻3 安爾 4 肋條545 108鋼管 6 截止閥門 2 133鉆孔1 法蘭盤7612337m8 壓力表8測壓裝置示意圖0.1m1231 擋板2 32鋼管3 截止閥門3202 切 眼0.2m30m-600-595-590-585-580-575-570-565-560-555
164、17二1煤層A孔 6830 37.5mB孔 66 38m設 計審??崎L總工程師比 例 尺圖號日期1:200JDZMG-15-022015年9月8日地測副總3202上順槽埋管引水平面設計圖 河南能源化工集團有限責任公司鶴煤九礦 3202工作面埋管引水平面設計圖 河南能源化工集團有限責任公司鶴煤九礦 3202工作面埋管引水剖面設計圖 3202上順槽埋管引水剖面圖83水,正常情況下最少可以排水 100m3/h,可以滿足工作面最大涌水量 95m3/h 的排水要求。在 3204 工作面機巷掘進期間揭露了該埋管引水鉆場,現場顯示鉆場內木垛和孔口管口 T字形過濾裝置均處于完整的正常狀態,仍然可以將水引至 3
165、4采區軌道運輸巷。通過本次對 3202 工作面進行預埋管引水鉆孔的設計與實施,徹底消除了 3202 工作面回采期間采空區動水的影響,確保了回采結束后形成的采空區未積存大量的采空區積水,保證了相鄰工作面掘進及回采期間不受 3202 采空區積水威脅。4.經驗與總結經驗與總結進一步證實在工作面回采之前,提前預埋管引水可以為工作面以后的防治水工作減輕負擔,工作面回采期間無需安裝排水設備。同時在這次預埋管引水鉆孔實施的過程中,顯示如果不使用扶正器,打鉆期間給壓不均勻,則會出現鉆孔穿孔、飄鉆等問題。在今后的實施過程中應加強技術上的學習和提高,嚴格使用扶正器,從而更有效的保證鉆孔的施工質量。(四)(四)控水
166、限壓技術控水限壓技術1.工程背景工程背景新興煤礦位于豐陽煤礦淺部井田邊界西部,主采二1煤層,兩礦淺部相鄰區域受以往小煤礦采掘影響,可能存在溝通。新興煤礦關閉后,根據調查原新興煤礦礦井正常涌水量為 25m/h,由于不再進行排水,其老空水位持續上漲,若不84加控制,將可能通過淺部露頭區域小煤礦采空區,涌入井下,形成重大水害風險。2.探查與控水工程探查與控水工程為保證礦井安全,新興煤礦關閉后,礦井在+70m 西九石門對新興煤礦越界開采情況及老空積水情況進行了探查,探明新興煤礦采空區積水情況,新興煤礦沒有進行越界開采。同時為了控制新興煤礦老空水位,在與新興煤礦臨近的+70m西九石門施工放水鉆孔,主動將
167、新興煤礦老空積水疏放至本礦,在相鄰邊界處施工疏放鉆孔 10 個(圖 5),對新興煤礦采空區積水進行持續疏放,水量穩定在 80-110m/h,水位在+110m 以下。同時在新興煤礦采空區范圍內施工地面水文觀測孔,安設水位在線監測裝置,實現新興煤礦老空水位在線監測。始終保持新興煤礦老空水位在安全水位以下,消除西翼相鄰礦井老空水重大風險。圖圖 5 5 限壓控水疏放鉆孔布置平面圖限壓控水疏放鉆孔布置平面圖3.工程效果工程效果豐陽煤礦控水限壓老空水害防治技術實施 5 年多來,累85計放水量超過 500 萬 m3,為礦井安全提供了重要保障。特別是 2021 年雨季極端異常天氣,針對淺部小煤礦積水量、積水水
168、位迅速上升情況,礦井果斷增加放水孔數量,最大放水量超過 300m3/h,迅速降低了小煤礦老空水位,消除了礦井重大水害威脅。(五)(五)千米定向鉆機遠距離疏放技術千米定向鉆機遠距離疏放技術1.工程概況工程概況隨開采向深部延伸,深部工作面在掘進受相鄰上部采空區積水影響,為減少掘進(返修)時因疏排采空區積水的影響時間,采用千米定向鉆機前疏放采空區積水,巷道掘進過程中不再排水。以疏放 9304 工作面積水為例。9304 工作面位于三采區,傾向上部為 9302 采空區,下部為 9306 掘進工作面,工作面回風巷為 9304 進風巷沿空留巷,工作面回采后在下巷里段低洼處有積水。為保證 9306工作面返修不
169、受疏排旁邊采空積水影響,從西翼軌道大巷提前向 9304 工作面內低洼處施工鉆孔提前疏排水。2.鉆孔施工情況鉆孔施工情況放水鉆孔施工位置為西翼軌道大巷測點西軌14后17.5m,即三采區變電所口處,施工了 2 個孔,開孔標高約+1107.09m(見圖 6、7)。鉆孔開孔方位為 156,施工至孔深 150m 后向 9304 工作面偏斜,至 280m 位置方位角開始減小偏斜,至438m 時終孔方位與巷道平行,由底板進入 9304 采空積水區。1#鉆孔:施工用時 30 小班,1382m 巖,383m 進入采空區出水,初始水量 37m3/h;2#鉆孔施工用時 24 天,1392m86巖,393m 進入采空
170、區出水,初始水量 45m3/h。3.工程效果工程效果施工兩個鉆孔后,礦井對積水區進行了持續疏放,累計放出水量約 5.4 萬 m3,基本解除了巷道掘進老空水水害威脅。后期 9306 回風巷掘進至原積水區域前,又進行了物探探查,顯示沒有異常區,在掘進過程中,同時采用鉆探方法進行了驗證,老空積水已通過定向鉆孔進行了徹底疏放。采區大巷保護煤柱(黔儲決字第8807號)西運14西運15西回301126.228(T)西回291126.873(T)1137.238(T)+12+2西回271140.971(T)西回261143.625(T)西軌14水倉泵房西翼第一聯絡巷外31102.380(T)通風9304進風
171、巷1127.525(T)1129.786(T)1129.493(T)1127.075(T)1125.248(T)1126.596(T)ZK7221563.349305輔助巷39304采空區鉆場位置最低點位置鉆孔軌跡圖圖 6 6工作面位置及鉆孔布置平面圖工作面位置及鉆孔布置平面圖圖圖 7 7鉆孔實際軌跡示意圖鉆孔實際軌跡示意圖(六)(六)大量老空積水體帷幕注漿加固技術大量老空積水體帷幕注漿加固技術1.工程概況工程概況87新安煤礦 15020 工作面位于 15 采區上山西翼上部,上鄰井田邊界保護煤柱,下鄰 15040 工作面(已回采),東鄰15 皮帶、軌道上山,西鄰 15 采區上山保護煤柱。工作面
172、存在五條三維勘探斷層,其中工作面內部一條,三條距工作面上巷及切眼平距 3590m 處,一條在切眼附近。15020 工作面上部臨近原東沙二礦采空區,可能存在越界開采現象,并存在大量積水,積水量超過 500 萬 m3。工作面上巷掘進期間,頂板存在少量淋水,同時探查鉆孔見水后取樣化驗,水質類型為 HCO3*SO4-Na 型,具有頂板砂巖水及老空水特征,說明該區域頂板砂巖裂隙水與老空區積水存在水力聯系,富水性較強。若中間煤柱留設不可靠,回采后小煤礦老空水潰入井下,其后果將不可估量。2.探查與帷幕注漿加固工程探查與帷幕注漿加固工程(1)探查加固情況)探查加固情況為了保證掘進安全,礦井探水隊在 15020
173、 工作面上巷掘進期間施工順煤層探查鉆孔 47 個,總進尺 2386.1m,單孔涌水量 0.2-48 m/h,孔口水壓 0-1.6MPa,實測水溫 17-22,平均 20。最大涌水量鉆孔為 15020 上巷 1#鉆場 1-3#鉆孔,該孔斜長 101.5m,終孔于煤層頂板上 5m,最大涌水 48m/h,水壓 1.2MPa;順層鉆孔中涌水量小于 5m/h 的鉆孔 29 個,大于 5m/h 的鉆孔 14 個。根據鉆孔水量、水壓及注漿情況分析:上巷所施工的順層鉆孔水量0.2-48 m/h,水量較大的9個鉆孔均位于上巷1#、2#鉆場內,說明該區域頂板裂隙較發育,分析與 15020 工作88面距上巷 60m
174、 處三維地震勘探斷層有關(F8、F9 斷層)。超前探水階段累計注漿量 10983.8t(水泥 2623.8t,粘土1260t),各鉆孔注漿終壓 6-8MPa,均達到了設計要求。圖圖 8 8 超前探查與帷幕注漿加固工程施工情況圖超前探查與帷幕注漿加固工程施工情況圖(2)帷幕注漿加固情況)帷幕注漿加固情況工作面形成后,為保證回采安全,對 15020 工作面切眼西部及上巷存在的采空區積水影響進行治理,避免在工作面回采時受采動影響,造成工作面頂板涌水增大。礦井探放水附件在 15020 工作面切眼及上巷對工作面西部及上巷煤層頂板進行頂板帷幕注漿加固,設計鉆孔 35 個,進尺 3627m,實際施工鉆孔 4
175、4 個孔,其中驗證鉆孔 9 個,累計鉆孔進尺 4141.4m,累計注漿量 5238.65t。鉆孔單孔涌水量 0.2-107 m/h,孔口水壓 0-1.5MPa,實測水溫 18-21,平均 20。帷幕注漿鉆孔中涌水量小于 10 m/h 的鉆孔 27個,大于 10 m/h 的鉆孔 17 個。3.治理效果治理效果通過超前探查注漿和帷幕注漿,15020 工作面切眼西部89煤層及上巷煤層頂板內導水裂隙得到有效充填,15020 工作面切眼西部煤層及煤層頂板得到有效加固,防隔水煤柱得到進一步加固,削弱受采動影響對工作面西部煤層及上巷煤層頂板破壞,解放煤量 46 萬 t。目前,該工作面已安全回采 2年,井下無
176、涌水異常。河南能源通過多年探索與實踐,形成了一套老空水防治技術體系,解決了復雜賦存條件下的老空水探放問題,近 10年來,實現了老空水害事故零傷亡,在保證礦井安全的同時,累計解放受老空水威脅煤炭資源超過 6000 萬 t,為礦井可持續發展奠定了重要基礎。90煤礦煤礦水害防治水害防治工作經驗介紹工作經驗介紹山西長治王莊煤業有限責任公司山西長治王莊煤業有限責任公司隸屬于晉能控股集團有限公司,行政區劃隸屬長治市上黨區蔭城鎮管轄,核定產能 240 萬噸/年。由于礦井開采歷史悠久,井田范圍內古空區、采空區、小煤窯破壞區較多,僅井田內就有 12 個廢棄井筒,周邊還有 4 座生產礦井,水害治理難度較大。200
177、8 年 7 月12 日,因小窯采空區透水,造成 10 人死亡的重大透水事故,教訓極其深刻。痛定思痛,在 2009 年兼并重組后,王莊煤業就千方百計、大力提升礦井防治水工作力度,嚴抓井下現場管理,不斷總結創新,提煉、形成了“一查一震兩電一鉆”防治水工作模式和“有掘必探、鉆探留痕、見痕掘進、班班確認”現場管理方法,基本摸清了礦井內及周邊煤礦的采空區、積水區分布情況,成功避免了 9 次水害事故的發生,放水量累計約 700 多萬立方,同時重視防治水創新工作,并應用推廣探放水人工智能管理系統,在水害治理上取得了一定的成效。主要做法有:一、落實“三?!惫芾?,規范制度建設,提升基礎技術管理水平王莊煤業高度重
178、視防治水工作,嚴格落實“三?!惫芾?,設置了專門的防治水組織機構,下設地測科和探放水隊,配齊了專業的防治水技術人員,配備了專用的探放水設備。制度建設方面:依托煤礦防治水細則、安全生產標91準化要求和上級公司相關文件精神,我們在防治水制度建設上保障了防治水工作能夠從地面到井下全面貫徹落實。在已建立防治水各級崗位責任制、預測預報制度、安全確認移交制度、生產安全聯系制度、探放水現場驗收制度等多項管理制度基礎上,又相繼完善了鉆孔可視化管理制度、現場圖牌板管理制度和各項獎懲細則。鉆探設備方面:配備 ZYJ-160/460 型鉆機 6 臺、ZDY1900型履帶式全液壓坑道鉆機 1 臺、ZDY1200 型履帶
179、式全液壓坑道鉆機 5 臺,ZDY4500 型履帶式全液壓坑道鉆機 1 臺,ZDY6500 型履帶式全液壓坑道鉆機 1 臺,鉆機數量及能力能夠滿足現場鉆探的要求?;皆O備方面:在化探方面,2016 年 5 月王莊煤業耗資297 萬元建設了礦井突水水源預測中心,通過采集地表水、含水層水、老空積水、奧灰水等不同水樣,進行化驗分析,建立了自己的水源識別數據庫,通過水樣中的鈉、鉀、鈣、鐵等離子和硬度的化驗,對水源類型的判別和水質進行全面分析,為水害防治工作提供技術依據。二、鞏固傳統經驗,創新管理模式王莊煤業認真落實防治水相關規定,始終堅持“預測預報、有掘必探,先探后掘、先治后采”的原則,從基礎工作著手,
180、通過狠抓現場管理,形成了一套以“一查、一震、兩電、一鉆”具有“王莊特色”的防治水管理辦法(一查:對礦井及周邊煤礦生產要素和充水因素等進行走訪調查;一震:地面三維地震勘探;兩電:地面電法勘探和井下瞬變電磁法超前探測;一鉆:井下超前鉆探)。92通過“一查、一震、兩電、一鉆”的水害綜合管理辦法,利用調查和物探的手段,基本摸清了礦井內及周邊煤礦的采空區、積水區分布范圍及積水情況,并進一步通過鉆探驗證的方法確定了采空區和積水區的準確范圍和位置,王莊煤業在技術資料管理上取得的很好的效果,并得到了集團公司的大力推廣;此管理方法還被列入全省煤礦防治水專項培訓教材,有效的保障了防治水工作安全,特別是在小窯、老空
181、水防范治理上,取得了一定的成績。三、流程化管理,加強采掘工作面探放水工作在“一查、一震、兩電、一鉆”的防治水管理辦法的基礎上,王莊煤業在嚴格執行“探掘分離”制度的過程中,制定了適合自身情況的探放水設計,采用了長探加短探的鉆探方式,確定在每天的八點班實施鉆探,摸索了一條適合掘進面實際生產情況的“探、掘流程”體系,細化了操作過程中各個步驟。圖圖 1 1探掘流程圖探掘流程圖具體做法是:(1)由地測科根據生產技術科掘進計劃,向探放水隊下發探水通知單;93(2)探放水隊接到通知后,按設計要求進行探水,探水完成后由地測科、安全科、探放水隊、掘進隊四家進行聯合驗收,探放水隊向地測科遞交探水日報表;(3)地測
182、科對探水鉆孔日報表進行分析,確認安全后向掘進隊下發允許掘進通知單;(4)掘進隊依據通知單要求,進行作業,掘進完成后,向地測科遞交進尺報表;(5)地測科分析掘進報表后,向探放水隊下達下一次的探水通知單。通過防治水各項工作的流程化管理,王莊煤業做到了“有掘必探、不探不掘、先探后掘”的探水優先機制。流程化管理,既簡化了科室與區隊之間的工作步驟,又讓各個隊、組互相監督,互相制約,起到了齊抓共管,共同防治的作用。在回采方面,15#煤工作面回采前,采用電法和槽波兩種物探方法對工作面內地質及水文地質情況開展綜合探查,并采用定向鉆機對物探異常區、上覆 3#煤層采空區積水區進行鉆探驗證、疏放。在此基礎上,編制工
183、作面回采地質說明書、工作面水文地質情況評價和水害隱患治理分析報告,制定工作面水害防治安全技術措施。四、提升現場管理,加強技術革新近年來,我們狠抓現場管理,制定了“有掘必探、鉆探留痕、見痕掘進、班班確認”的探放水鉆孔管理辦法,結合自身實際情況制定了相應的管理制度和實施辦法。采用脆性 PVC 管作為鉆孔留痕桿,拍攝了現場執行標準。通過實施,94實現了流程制約,鉆孔合格確認。具體做法是:(1)探放水隊鉆探完成經地測科、安全科、掘進隊、探放水隊等 4 部門聯合驗收后,現場簽字確認,填寫圖牌板,并用白色自動噴漆留下鉆孔痕跡。(2)掘進隊班組長進行現場鉆孔交接確認,鉆孔確認合格后方可掘進。(3)鉆孔確認后
184、,由探放水隊施工人員將鉆孔留痕桿(PVC 管)塞入每個鉆孔內,便于掘進隊組在掘進過程中隨時查找鉆孔。(4)掘進隊組對鉆孔可視化進行班班移交管理,當幫孔出露時,用白色噴漆對揭露鉆孔進行標記,探放水隊次輪超前探水作業時,對標記揭露鉆孔進行木楔封堵掛牌管理。(5)每班掘進作業前,由當班安全員和掘進隊組當班隊干共同對超前鉆孔進行核實與確認。(6)當掘進現場看不到鉆孔時,立即匯報調度室,由地測科技術人員現場確認,通知探放水施工人員及時進行補探,確?!坝泻劬蜻M、班班確認”落到實處。五、加強設備技術革新工作近年來,王莊煤業加大了對探放水設備的技術升級和改造力度,淘汰了一批功率小、鉆進速度慢、不易操作的設備,
185、其中有突出成效的是對架柱式液壓鉆機進行了升級改造。原架柱式鉆機在實際的操作過程中,由于操作繁瑣、自動化程度低、操作人員勞動強度大,鉆孔定位利用中線和角95度尺確定,方法繁瑣且精度低。為提高鉆孔定位精度,減輕勞動強度,王莊煤業領導帶頭深入現場指導,牽頭自主研發,通過對增加鉆機行走裝置、橫桿的固定裝置、鉆桿拆卸裝置、角度準確定位裝置、操作閥集中控制臺等幾個方面進行升級改造,使鉆機的整體性加強,具有了結構更為緊湊、操作靈活、機動性好等優點,并且實現了自動化操縱控制,保證了鉆孔精度,減輕了勞動強度,提高了工作效率,安全性和可靠性也得到了保證,并成功申請了國家自移式履帶鉆機實用型專利,并獲得了山西省煤炭
186、工業協會五小競賽優秀獎,為探放水工作順利開展提供了強有力的硬件支撐。另外,王莊煤業對探水鉆孔驗收測量探桿進行了改造。原鉆孔測量桿為金屬探桿,采用彈簧卡扣連接,成本高,安全性能差,經常出現連接失效、連接卡扣損壞,造成探桿掉落至鉆孔丟失的現象;為解決這一難題,經過多方查找和調查,發現 PPR 管材韌性好,強度高,耐用安全,且成本低,并通過長絲扣連接,牢固、可靠,操作簡便、速度快、不易損壞,安全可靠性得到了保障,提升了驗收速度,避免了原金屬探桿彈簧卡扣松動導致探桿丟失的問題,并獲得了長治市總工會五小競賽活動三等獎。六、建設探放水人工智能化管理系統為確保采掘工作面現場探水鉆孔質量,杜絕出現假檢、漏檢、
187、假鉆等現象,采用探放水人工智能化管理系統對現場打鉆實時掌握,同時解決井下和地面人員溝通不暢的問題,提高防治水工作效率,后期,王莊煤業結合現場實際情況,96與廠家合作升級了該系統的智能化程度,真正實現一鉆一孔一視頻的工作要求。該系統實現了對煤礦探放水過程中探水設計、探水計劃、探水驗收、探水臺帳等信息電子化全流程管理,運用人工智能視頻識別技術對探水打鉆過程視頻進行實時識別分析、存儲,準確識別鉆探深度,同時利用已購買的鉆孔定向儀、防爆手機拍照等設備功能升級實現了現場對鉆孔傾角、方位角的定位、驗收,實現了鉆孔數據與視頻信息關聯;通過云端部署,實現了手機移動端查看探水作業信息及電子審批功能,提高工作效率
188、,減少作業現場和地面監鉆人員,可實現智能化驗收,提高工作效率,實現了數據聯網上傳,滿足監管要求,做到無人或減人提效。圖圖 2 2產品架構產品架構97圖圖 3 3系統各工作面視頻信息系統各工作面視頻信息圖圖 4 4系統各工作面探水臺帳頁面系統各工作面探水臺帳頁面圖圖 5 5系統工作面探水視頻記錄系統工作面探水視頻記錄98圖圖 6 6手機移動端系統頁面手機移動端系統頁面七、加強防治水培訓工作為進一步做好公司防治水工作王莊煤業自主設計了井下掘進面水害模擬培訓現場,完善自動化設施,實現了自動演示,主要利用水泵自動化原理,利用靜壓水的壓力使煤體產生頂板淋水、掛紅、掛汗、頂鉆等預兆和迎頭突水的模擬,真實的
189、再現了發生老空透水時的場景。通過模擬透水前的各種預兆,讓工人在現場“聞、聽、看、體會”,增強工人對預兆的識別能力;同時也為防治水應急預案提供演練場地,最大程度地提高廣大職工識別征兆、抵御水災和緊急避險的能力,并進一步提升了對工人的培訓學習工作。八、工作成效王莊煤業利用地面三維地震勘探技術,共投資 324.72 萬元,勘探面積 10.3 平方公里,共查明斷層兩條、陷落柱 4 個、查明疑似采空破壞區 14 處、向斜 2 條、背斜 1 條,推斷出異常區 2 處,查明了井田范圍內的斷層、陷落柱及褶曲構造,準確圈定老窯、采空區范圍及煤層變薄區結構的變化趨勢。99后期投資 2000 余萬元,分 9 期進行
190、了地面電法補充勘探,勘探面積累計 36 平方公里,圈定出 3#、15#煤層含水采空區和頂板含水層富水異常區。王莊煤業通過掌握詳實的基礎資料,加上鉆探驗證到位,采取的措施得力,防范有效,目前已成功探測并安全排放老空積水共計 700 余萬立方,成功避免了 9 次特大透水事故的發生??傊?,在小窯老空水的防治工作方面,王莊煤業做了一些工作,取得了一些成效,但防治水方面的諸多問題還有待我們進一步研究解決,成績只能說明過去,問題關系到今后。防治水工作仍任重道遠,王莊煤業將不斷完善防治水各項規章制度,不斷學習、總結探索防治水方面的先進技術、經驗,進一步加大水害防治力度,加強防治水標準化工作,推動水害防治工作
191、水平再上新臺階!100煤礦水害防治工作煤礦水害防治工作經驗經驗介紹介紹沈陽焦煤股份有限公司西馬煤礦西馬煤礦位于紅陽煤田南部,行政區劃隸屬遼寧省燈塔市西馬峰鎮管轄。礦井水文地質類型為復雜型,正常涌水量815.5m3/h,近三年最大涌水量 916.0m3/h。一、采空區水害防治技術(一)(一)長遠部署,提前施工長遠部署,提前施工空區水治理與開采同步設計,超前施工,不形成或少形成空區積水,減少探放水工程。根據礦井中長期生產布局,從設計入手,提前形成泄水系統,使空區不積水或少積水,從根本上預防空區積水對以后生產帶來的影響,做到一勞永逸。我礦開采煤層為 12 煤層和 13 煤層,12 煤層與 13 煤層
192、層間距為 3.5 米28 米,12煤采后的空區積水直接影響下部的 13 煤開采,因此在設計12 煤工作面時,根據煤層賦存情況,提前沿 13 煤施工泄水巷,再施工泄水川或泄水孔與 12 煤低洼點連通。這樣在 12煤回采時,空區涌水可直接泄入 13 煤泄水巷,使 12 煤采空區不積水或少積水,減少空區積水帶來威脅。例 1,西馬井田為完整的不對稱傾伏向斜,軸向 N3040E,南北貫穿整個井田。北二區北翼布置工作面時橫跨向斜軸,布置工作面前,在 13 煤層沿向斜軸施工一條專用泄水巷,全長 1702 米。12 煤層橫跨向斜軸布置了 10 個工作101面(N2-1200N2-1209),13 煤泄水巷分別
193、與這 10 個工作面的下順槽連通,連通處為工作面下順槽的向斜軸處,即工作面最低處,連通方法采用施工泄水川或泄水孔,這樣使 13煤泄水巷與 12 煤工作面之間形成了一個良好的泄水通道,當 12 煤開采時,工作面涌水可經順槽水溝自流到 13 煤泄水巷,再流出,達到了 12 煤層采后空區不積水,從根本上解決了上層空區積水對下層開采帶來的影響。截至 2023 年 1月,西馬煤礦北二采區北翼泄水巷已持續使用 14 年,該采區自開采以來從未發生過工作面排水不及時或采空區積水影響安全和生產的情況,全采區總泄水量累計達 5492 萬 m3,僅排水用電就節約生產成本 2733 余萬元,實現了煤礦安全生產與企業效
194、益的“雙豐收”。例 2,西馬煤礦北二區南翼沿向斜軸方向,在向斜軸兩翼布置工作面,向斜軸東翼布置 3 個 12 煤工作面,分別為N2-1213、N2-1212、N2-1211 工作面;向斜軸西翼布置 2 個工作面,分別為 N2-1216、N2-1218 工作面,N2-1216 工作面正在回采,1218 工作面正在安裝。5 個工作面整體均為仰采。沿 13 煤層施工了兩條泄水巷,分別為 13 煤南翼泄水巷和 13煤西翼泄水巷,南翼泄水巷全長860米,西翼泄水巷全長1200米。南翼泄水巷服務于 N2-1213、N2-1212、N2-1211 工作面,西翼泄水巷服務于 N2-1216、N2-1218 工
195、作面。南翼利用一條 13 煤舊巷與 13 煤南翼泄水巷連通,N2-1213、N2-1212、N2-1211工作面開采前均在工作面下順槽最低處向下部13煤舊巷施工了泄水孔,N2-1213 工作面最大涌水量 100m3/h,102N2-1212 工作面最大涌水量 180m3/h,N2-1211 工作面最大涌水量 150 m3/h,涌水全部經泄水孔自流到 13 煤南翼泄水巷,3 個工作面的涌水對生產未造成任何影響,并且 3 個采空區未形成大面積積水。另外,通常對工作面涌水治理的方法是采用排水,但眾所周知,影響排水效果的因素很多,如電、水泵、管路、涌水量及人員等,風險性很高,且很難管理。使用泄水系統為
196、主要治水方法,排水系統為應急治水方法,這樣對工作面治水形成了雙保險,提高了安全性,達到了安全生產的目的。我礦曾單個工作面最大涌水量達 240m3/h,采用“雙系統”治水,取得了非常好的效果。(二)(二)科學安排生產布局,消除空區積水影響科學安排生產布局,消除空區積水影響單傾斜煤層同層開采,往往是淺部空區積水影響鄰面深部工作面生產,采用“先深后淺”的順序開采,即根據煤層的傾斜情況,先開采埋深深的,后開采埋深淺的,這樣可以減少同煤層空區積水對鄰面的影響。無煤柱開采充填留巷時,在巷道低洼處預埋返水管,這樣可以使兩面之間形成了既不漏風又能導水的通道,可減少鄰面開采時空區積水。例 3,在例 2 中介紹的
197、 6 個工作面為充填留巷,無煤柱開采,均采用“先深后淺”的順序開采。N2-1213 采面,開采標高為-462.0-407.0;N2-1212 采面,開采標高為-442.0-379.0;N2-1211 采面,開采標高為-414.0-306.0。因此我礦開采順序依次為N2-1213、N2-1212、N2-1211。開采N2-1213面對上順充填留巷時(做 N2-1212 下順),在巷道局部低洼103處,預埋泄水管,開采 N2-1212 面對上順充填留巷時(做N2-1211 下順),在巷道局部低洼處,同樣預埋泄水管,這樣每個相鄰的空區之間形成了泄水通道,解決了工作面局部低洼積水的可能。二、其它水害治
198、理(一)查清礦井水文地質條件(一)查清礦井水文地質條件礦井投產至今,多次聘請專業的勘探隊伍,使用鉆探、物探等綜合手段,對我礦進行水文地質補勘。為查清“三帶”高度及含水層有無水體空間或地下暗河的存在,曾采用可控源音頻大地電磁測深法、瞬變電磁測深法以及施工探 1、探2、探 3 鉆孔,對北二區進行補充勘探。為查清北二區西翼及西二區是否存在含水斷裂構造及含水層的強弱等情況,共施工了補 1、補 2、補 3、補 4、補 5、增 1、增 2 補勘鉆孔,并在地表使用瞬變電磁測深法、可控源大地音頻測深法進行了大范圍的探測。為查清充填采區第四系下部粘土層及底礫巖深度、厚度;基巖風化帶和煤層風化帶的深度、厚度;了解
199、風化帶含水層的情況及巖石裂隙發育情況,在北翼充填采區施工了水 1、水 2、水 3、水 4、水 5、長觀孔,共 6 個水文地質鉆孔?;静槊鞯V井范圍內的水文地質情況,為制定可行的防治水措施提供了可靠的依據。(二)井筒漏水治理(二)井筒漏水治理西馬煤礦主、副、風井井筒均出現過井筒漏水,主、副井采用井壁直接注漿(水泥漿),風井采用帷幕注漿及井壁直接注漿(水泥漿及化學漿)進行封堵,封堵后已無漏水點。104副井井底空車線,曾大面積淋水,西馬煤礦采用預留導水管,再對頂板裂隙進行注漿,使各出水點的涌水集中到導水管流出,取得了極好的效果。(三)頂板裂隙水治理(三)頂板裂隙水治理頂板裂隙水是我礦的另一種水害,主
200、要是在回采過程中,采空區頂板達到充分冒落,采面為俯采時,頂板裂隙水沿冒落裂隙直接滲入工作面,嚴重影響生產。遇此情況,我礦在采面的兩順,向工作面的出水比較集中的頂板施工高位導水鉆(終孔打在裂隙帶上半部內,一般在煤層頂板 30 米以上),這樣可以將水通過鉆孔導入兩順再排出,大大減少了工作面的出水量。截止目前,已對 5 個采面使用該方法進行過治理,共施工高位導水鉆孔 150 多個,總計 12000 多米,均取得了不錯的效果。(四)(四)-350 水平以上涌水治理水平以上涌水治理排水存在著安全隱患,并且消耗人力、物力、財力,我礦本著“能自流,決不排”的宗旨治理,取得非常好的效果。例 5,西馬煤礦為單水
201、平(350 水平)上、下山分區式開拓。北二區水倉位于-460 水平,北二區北翼-350 水平以上最大涌水量 460m3/h,正常涌水量 170m3/h,平均按250m3/h計算,每年排水產生的電費約109.5萬元。因此在-350水平施工了一條泄水巷(740 米)與北二區北翼 13 煤泄水巷貫通,將-350 水平以上的涌水全部截流,使涌水沿大巷水溝直接流入中央水倉,減輕采區水倉的壓力,保障安全,節約排水費用。2015 年投入使用以來節省排水電費約 876 萬元。105煤礦深埋巨厚復合含水層帷幕截流煤礦深埋巨厚復合含水層帷幕截流與綠色開采技術與綠色開采技術中煤科工西安研究院(集團)有限公司我國是世
202、界上重要的煤炭生產和消費國,2021 年全國原煤產量 41.3 億 t,煤炭進口量 3.23 億 t,煤炭消費量超過全球總消費量的 50%。在“碳達峰、碳中和”的目標下,預測到 2035 和 2050 年,煤炭占一次能源需求的比重分別降至40.5%和 30.7%,但中國煤炭需求基數大,“缺油、少氣、相對富煤”能源資源稟賦特征決定煤炭仍將是我國能源安全穩定的壓艙石。煤礦水害是嚴重制約煤炭工業安全可持續發展的重要原因之一,頂板水害防控是防治水的最重要任務之一,尤其是西部侏羅紀煤田頂板砂巖水害的防治難度極大,傳統疏水降壓方法無法根治水害,同時不可避免地造成水資源浪費與環境破壞,需要開發和推廣綠色保水
203、開采的水害防治新技術?;幢敝煜汕f井田北翼發育一層主要由灰巖礫石、角礫組成的深埋、巨厚、極強含水層侏羅系底礫巖(俗稱五含),塔橋斷層隔水邊界以南面積為9km2,其中井田內面積2.8 km2,埋深 220530m,厚 6080m,礫巖溶隙、溶孔、溶洞發育,線巖溶發育率 8.8213.12%,q91=0.26310.78 L/(ms),K=1.3315.67m/d。五含角度不整合覆蓋于太奧灰含水層及煤系之上,四含整體角度不整合覆蓋下伏所有地層。五含與106四含、太奧灰含水層之間存在極其密切的水力聯系。放水試驗表明:五含具有靜儲量大、水壓高、導水性好、補給強的水害特征,經計算五含靜儲量約為 1400
204、萬 m3,疏降條件下奧灰穩定動態補給量超過 2000m3/h。而五含下壓覆優質煤炭資源儲量約 1500 萬 t,探明可采儲量約 1000 萬 t。2015 年 1月 30 日,866-1工作面發生了 7 人死亡的五含潰水潰砂事故,造成重大損失,五含水害已嚴重威脅下伏煤炭的安全開采,五含水害問題亟需解決。圖圖 1五含賦存條件平面示意圖五含賦存條件平面示意圖圖圖 2五含溶孔溶隙發育照片五含溶孔溶隙發育照片107針對五含特殊水害特征,如果采用區域直接疏干,則奧灰將對五含形成巨大的穩定補給,疏降難度大,成本極高;如果利用逐面局部疏干的方式,存在施工難度大、可靠性差、安全風險高的問題,疏干放水的方法均無
205、法徹底根治五含水害,并且將對水資源及生態環境造成極大地破壞。帷幕截流疏干開采是根治水害和實現保水綠色開采的唯一途徑。一、煤礦深埋巨厚復合含水層帷幕截流建造技術體系(一(一)松散孔裂隙混合含水介質松散孔裂隙混合含水介質“根系骨架根系骨架”帷幕建造技術帷幕建造技術針對砂、土、礫石互層交錯組成的孔隙含水介質和風化帶裂隙含水介質,根據漿液在不同介質中的擴散運移機理,研發形成了梅花樁交錯布孔、垂向分段下延、平面分序鉆進、脈沖式注漿、多回次劈裂注漿、分級控壓控量注漿等帷幕建造技術,旨在控制漿液在設定范圍內縱向延伸、橫向交錯,壓密松散土體,擠排孔隙裂隙水,漿脈在受注層中形成類似“根系”的空間網絡結構,起到骨
206、架支撐和“加筋”作用,提高巖土體強度、穩定性和隔水性,從而在松散層及基巖風化帶內形成一道連續穩定的隔水帷幕。定流量脈沖式多回次劈裂孔壓流量PePf控量鼓泡壓密劈裂流動被動土壓力再滲透第第1 1回回次次第第2 2、3 3回回次次注漿壓力注漿時間注漿流量圖圖 3松散層帷幕建造技術松散層帷幕建造技術圖圖 4控制注漿示意圖控制注漿示意圖108(二二)基于地面定向鉆的溶裂隙巨厚極強含水層帷幕建基于地面定向鉆的溶裂隙巨厚極強含水層帷幕建造技術造技術針對五含復合介質、極強富水、巨厚層、大埋深和帷幕長的特征,選用了快速高效的地面定向斜孔和順層孔鉆進技術,采用雙排多層錯位搭接布孔方式,配合前進式充填壓密控制注漿
207、方法,實現有效覆蓋面積大、施工周期短、經濟效益高的帷幕建造方法。形成了包括順層平行錯位布孔、溶隙裂隙混合介質中控制注漿、雙排交叉分序檢驗等深埋含水層帷幕建造技術。圖圖 5地面定向鉆帷幕建造技術示意圖地面定向鉆帷幕建造技術示意圖(三三)帷幕頂底界斷層帶繞流封堵技術)帷幕頂底界斷層帶繞流封堵技術為防止帷幕在高水壓作用下經頂底界斷層破碎帶產生繞流,以達到預期的截流防滲效果,研究制定了帷幕頂底界斷層帶繞流封堵方法,利用順層鉆孔在帷幕全線頂底界巖層內鉆探探查,對包括斷層破碎帶等薄弱地段進行劈裂補強注漿,增厚帷幕并使其完全嵌入在隔水圍巖中,形成了帷幕頂109底界圍巖破碎帶探查補強防繞流封堵技術。頂界探查孔
208、底界探查孔帷幕斷層斷層圖圖 6帷幕頂底界斷層帶定向孔探查示意圖帷幕頂底界斷層帶定向孔探查示意圖(四四)動水條件下深埋高承壓帷幕防滲薄弱段判斷與合動水條件下深埋高承壓帷幕防滲薄弱段判斷與合龍技術龍技術帷幕初步形成后,通過放水試驗獲取帷幕內外水位動態及地下水流場,分析判斷帷幕防滲薄弱段,研究制定動水條件下的帷幕合龍方法:利用帷幕薄弱段外側鉆孔,采用控壓放水引流注漿方法增加合龍段帷幕寬度,形成了地下水流場分析判斷、“外注內引”和定量放水動態檢驗的帷幕合龍綜合技術。注漿結石體含水層地層合龍后水位合龍前水位巷道放水孔群鉆孔帷幕注漿鉆孔放水點注漿結石體圖圖 7帷幕薄弱段注漿封堵示意圖帷幕薄弱段注漿封堵示意
209、圖110二、帷幕內“五位一體”綜合疏放水技術(一)(一)“五位一體五位一體”綜合疏放水技術綜合疏放水技術針對五含復合介質、極強富水、巨厚、埋深差異大、靜儲量大,常規井下單一疏降方法不能充分疏降等問題,研究制定了集地面直通疏降、井下常規疏降、網格狀斜孔加密疏降、井下順層孔和近帷幕泄水巷攔截孔驗證疏降的“五位一體”綜合疏降技術。利用地面直通孔對五含強徑流帶集中區域疏降,利用井下常規放水孔對五含深埋區多層次疏降,井下網格狀斜孔貫穿四含、五含密集疏放,井下順層孔對采區全覆蓋驗證疏放,近帷幕泄水巷攔截孔對帷幕滲流全面攔截。圖圖 8“五位一體五位一體”綜合疏降技術示意圖綜合疏降技術示意圖(地地面面直直通通
210、疏疏降降;井井下下常常規規疏疏降降;網網格格狀狀斜斜孔孔加加密密疏疏降降;井井下下順順層層孔孔;近近帷帷幕幕泄泄水水巷巷攔攔截截孔孔)(二二)帷幕截流效果綜合評價)帷幕截流效果綜合評價在帷幕內施工專門鉆孔開展抽、注、壓水試驗和瞬變電磁勘探,獲取帷幕滲透性參數,對帷幕截流效果進行初步評價。建立帷幕形成后的開采區水文地質模型,帷幕作為隔水邊界將五含由太灰、奧灰頂托補給的半無限含水層,改造為周邊隔水的相對封閉含水層,采用解析法和數值模擬方法對疏降條件下的地下水流場和疏放水量進行預測。開展工業性放水試驗和“五位一體”的綜合疏降,根據帷111幕內外水位、疏放水量,對帷幕截流效果進行綜合評價。施工過程分析
211、法水文地質試驗地孔瞬變電磁法解析法數值模擬工業性放水試驗初步定性評價定量預測評價定量評價方法評價階段疊加效應分析離散性分析水位流場分析帷幕滲透系數邊界條件流場分析低阻異常體內容帷幕滲流量預測疏放量預測帷幕滲流量預測疏放量預測流場預測疏放量實測截流率圖圖 9帷幕截流效果綜合評定技術體系帷幕截流效果綜合評定技術體系三、帷幕穩定性動態監測預警評價體系(一)帷幕滲透穩定性動態監測預警評價技術(一)帷幕滲透穩定性動態監測預警評價技術建立健全分區、分段、分層的地下水位動態在線監測系統,實時獲取水位、水壓、水量、水溫、水質等數據,依據敏感、一般和輔助三級指標建立動態預警評價系統。圖圖 10帷幕滲透穩定性監測
212、預警技術體系帷幕滲透穩定性監測預警技術體系(二二)帷幕結構穩定性動態監測預警評價技術)帷幕結構穩定性動態監測預警評價技術對帷幕定期開展高密度三維地震精細勘探,對比分析帷112幕形態的變化特征。在帷幕上埋設常規應力應變、位移和分布式光纖傳感器,在較大范圍設置地表巖移監測站,獲取帷幕應力、應變、位移及采動引起的圍巖移動等參數,建立疏干開采條件下的多場耦合模型,對帷幕結構穩定性進行動態預警評價,形成帷幕結構穩定性動態監測預警評價技術。圖圖 11帷幕結構穩定性監測預警技術體系帷幕結構穩定性監測預警技術體系四、工程應用本技術成果在淮北礦業股份有限公司朱仙莊煤礦進行了應用。帷幕長 3200m,高 6080
213、m,有效寬度 40m,埋深220550m。經地孔物探、抽(注)水試驗、工業性疏干放水等手段驗證,帷幕注漿效果良好,當前帷幕總過水量小于40m3/h,截流率超過 98%,截流效果顯著。帷幕內外水位差350m,應力應變、位移小于預警值,帷幕已持續安全穩定運行四年。朱仙莊煤礦帷幕工程解放煤炭儲量約 1000 萬 t,潛在經濟價值近約百億元。113(一)帷幕建造工程(一)帷幕建造工程工程建設項目歷時 1066 天,施工完成了 202 個鉆孔。其中直孔段三個序次 104 個鉆孔;水平孔段三個序次 10 對20 個水平孔組,91 個支孔和 7 個檢查驗證孔,合計 98 個鉆孔。帷幕工程總鉆探進尺 7484
214、3.5m,下入套管 1165.16t,固井 131 次;總注水泥 673201t,注粉煤灰 34087.54t,合計注漿 707288.54t。共完成鉆機進場、搬遷 1051 次,掃孔配合362 天,注漿配合 2011 天。直孔段、定向/水平孔段兩類鉆孔均分為三序次施工,各類型鉆孔各序次鉆探、注漿完成工作量見表 1。表表 1帷幕工程鉆探注漿工程量一覽表帷幕工程鉆探注漿工程量一覽表圖圖 12帷幕平面位置示意圖帷幕平面位置示意圖注水泥注粉煤灰注漿一序孔14258.522478517877.54242662.54 45個直孔(LWZ0242、43,偶數孔)二序孔1415810171420861038
215、00 44個直孔(LWZ0141,奇數孔)三序孔49632065211820770 15個直孔(CJ110/CJ1822)33379.534715120081.54367232.54 共計共計104個鉆孔個鉆孔一序孔2951627263713994286631 68個支孔(水平孔組)二序孔8581395001239512 23個支孔(水平孔組)三序孔33671391313913 7個檢驗孔(CJ1117)4146432605014006340056 共計共計98個鉆孔個鉆孔74843.567320134087.54707288.54 總計總計202個鉆孔個鉆孔鉆探工程量(延米)注漿工程量(噸)
216、總計總計備注直孔段小計小計定向/水平孔小計小計區段114朱仙莊煤礦“五含”帷幕墻北線(1011.74m)LS1/WS1LS2/WS2LZ31LZ32LZ33LZ34LZ35LZ36LZ37LZ38LZ39LZ40LZ41LZ42050100150200250300350400450500550600650700750800位移/m850900950 1000一灰頂板奧灰頂界面WZ1LZ2WZ2LZ3WZ3LZ4WZ4LZ5WZ5LZ6WZ6LZ7WZ7LZ8WZ8LZ9WZ9LZ10WZ10LZ11LZ12LZ13LZ14LZ15LZ16LZ18LZ19LZ20LZ21LZ22LZ23LZ24
217、LZ25LZ26LZ27LZ28LZ29LZ30CJ1CJ2CJ3CJ6LZ1WZ11WZ12WZ13WZ14WZ15WZ16WZ17WZ18WZ19LZ17WZ20WZ21WZ22WZ23WZ24WZ25WZ26WZ27WZ28WZ29WZ30WZ31WZ32WZ33WZ34WZ35WZ36WZ37WZ38WZ39WZ40WZ41CJ4CJ5CJ7CJ8CJ10CJ11-650-600-550-500-450-400-350-300-250-200-150-100-50050標高/m57-650-600-550-500-450-400-350-300-250-200-150-100-5005
218、0-650-600-550-500-450-400-350-300-250-200-150-100-50050-700-750-800-850-900-950-1000-1050-1100-115010501100-650-600-550-500-450-400-350-300-250-200-150-100-50050標高/m141-650-600-550-500-450-400-350-300-250-200-150-100-50050-650-600-550-500-450-400-350-300-250-200-150-100-50050-700-750-800-850-900-950
219、-1000-1050-1100朱仙莊煤礦“五含”帷幕墻東線(2118.36m)四含LS4/WS4LS5/BS5LS6/WS6LS7/WS7LS8/WS8LS9/WS9LS3/WS3位移/m-500-300-200-150-100-500標高/m-500-300-200-150-100-500標高/m-600-550-500-450-400-350-300-250-200-150-100-50050標高/m115012001250 1300 1350140014501500 1550 16001650 1700175018001850 190019502000 205021002150 2200
220、22502300 235024002450 250025502600265027002750 2800 28502900 29503000 305031003150 3200五含-650-650-650-700-750-800-850-900-950-1000-1050-1100-1150奧灰頂界面一灰頂板325033003350CJ1LS1WS2LZ1WZ2圖例F21逆斷層落差超過200m侏羅系砂巖相對隔水層斷層隔水邊界北線帷幕墻起點A北線帷幕墻拐點B北線帷幕墻終點C東線帷幕墻起點C東線帷幕墻終點D朱仙莊煤礦“五含”帷幕截流疏干開采綜合治理項目帷幕墻鉆孔設計剖面布置圖朱仙莊煤礦“五含”帷幕截
221、流疏干開采綜合治理項目帷幕墻鉆孔設計剖面布置圖LS10/WS10903400345035003550 3600圖圖 13帷幕鉆孔設計剖面布置圖帷幕鉆孔設計剖面布置圖115(二二)帷幕內五含水疏放工程)帷幕內五含水疏放工程五含疏干工程經歷了試放水試驗、放水試驗、工業性放水、地面疏降直排孔疏干放水和井上下聯合放水五個階段。疏干開采工程于2018年8月開工,完成地面直疏孔4100m/12孔,井下探放水孔 67946 萬 m/367 孔,井下定向驗證孔12074m/21 孔,總放水量 497.47 萬 m3,見表 2。表表 2“五含五含”疏干放水各階段放水情況統計表疏干放水各階段放水情況統計表階段時間
222、放水量(m3)墻內“五含”水位(m)墻外“五含”水位(m)“五含”試放水試驗階段2018/5/42018/5/810687-120-16“五含”放水試驗階段2018/8/162018/9/16124813-233-27“五含”工業性疏干放水階段2018/9/162018/10/29424000-295-30地面疏降直排孔疏干放水階段2018/11/122019/2/20682000-340-32井上下聯合放水階段2019/2/202022/6/303733259-390-42合計4974759目前井下五含放水量70m3/h,其中86采區放水量25m3/h,88回風上山五含攔截孔15m3/h,另
223、有810采區放水量30m3/h,放水量基本穩定,見圖 14。圖圖 14朱仙莊五含帷幕疏干放水量歷時曲線朱仙莊五含帷幕疏干放水量歷時曲線(三三)帷幕截流效果)帷幕截流效果1施工質量分析116(1)注漿施工質量:帷幕注漿前五含滲透系數為 2.716.842m/d,注漿后滲透系數為 0.001110.00352m/d。直孔段與水平孔段鉆孔終孔壓水試驗計算單位吸水率分別為 0.070.59Lu、0.010.08Lu,完全滿足設計及規范要求。(2)水位動態監測:原始條件下區域五含水位基本一致,帷幕施工后期內外出現約 50m 的水頭差,初步形成了隔水帷幕。2疏干放水檢驗根據井下測壓孔換算,帷幕內五含放水中
224、心水位疏降至-390m,帷幕外五含水位穩定在-42m 左右(見圖 15),內外水位差近 350m,四含及太灰、奧灰含水層基本保持穩定,五含水位未發生突升突降的現象,表明帷幕基本隔絕了帷幕內五含與其他含水層的水力聯系,帷幕運行穩定,截流效果顯著。圖圖 15疏干放水期間各含水層水位動態變化曲線(疏干放水期間各含水層水位動態變化曲線(2018.8-2022.6)目前,帷幕區內 8105、866 工作面“五含”下已安全回采,工作面生產期間頂板無滴淋水現象,已實際采出煤炭約117215 萬 t,已獲得經濟效益約 20 億元。間接經濟效益方面,采用帷幕截流綠色開采技術后,五含疏降水量下降 98%,預計將減
225、少排水費用約 3 億元。(四四)帷幕運行穩定性監測與評價)帷幕運行穩定性監測與評價為檢驗帷幕墻截流效果、監測帷幕墻穩定性,朱仙莊煤礦設計并建立了地面水文長觀系統和帷幕穩定性監測系統。1水文長觀監測系統:針對五含覆蓋區地下水流場與補徑排關系,需監測的含水層主要有:四含、五含(帷幕內、外)、太灰和奧灰。根據含水層分布和帷幕內、外監測要求,共布置 48 個地面觀測孔,其中五含 28 個(帷幕內外各 14個),四含 11 個,太灰 4 個,奧灰 5 個。疏干和回采期間帷幕內外水位一直呈陡崖式水位差,五含水位等值線基本與帷幕墻垂直,五含流場穩定,帷幕運行穩定。圖圖 19五含疏降工程地面長觀孔平面布置圖五
226、含疏降工程地面長觀孔平面布置圖2帷幕墻穩定性監測系統:建立了“地面+井下”的帷118幕變形監測系統和采動影響監測系統。其中,帷幕變形監測點以減少對帷幕破壞為原則布設,利用原有帷幕四含、五含直覆區鉆孔和推測帷幕薄弱區鉆孔下入錨固型密集分布式應變感測光纜進行變形監測;采動影響監測系統在井下距離圖圖20 疏干工程五含流場平面示意圖疏干工程五含流場平面示意圖(2021.12.31)圖圖21 疏干工程五含流場平面示意圖疏干工程五含流場平面示意圖(2022.6.30)帷幕最近的開采工作面向帷幕方向布置 3 組鉆孔,每組 3 個分支,安裝弱光纖光柵。目前煤礦截水帷幕穩定性監測閾值的確定,尚無可參照的規范或研
227、究成果。經綜合分析水利水電工程安全監測設計規范(SL 725-2016)、鐵路隧道監控量測技術規程(QCR9218-2015)及建筑基坑工程監測技術規范(GB50497-2009)中的規定,本監測項目暫定穩定服務期的監測閾值如表 3,若監測值達到以下標準時則需對監測成果進行綜合分析判定監測數據變化原因。119表表 3帷幕穩定服務期監測閾值帷幕穩定服務期監測閾值監測項目監測項目累計值絕對值累計值絕對值變化速率變化速率水平位移50mm/年3mm/天應力應變5mm/年0.015mm/天水位1000mm/月50mm/天帷幕內最大壓應變-412-487,地層呈壓縮沉降狀態,壓縮層位主要是五含頂部以上的粘
228、土層和粉砂巖,五含處于穩定狀態,應變變化速率較小,最大 9/d;井下巷道內五含穩定性監測鉆孔應變變化速率較小,最大 16/天。綜合判斷帷幕運行穩定。圖圖 22帷幕變形監測鉆孔應變分布圖帷幕變形監測鉆孔應變分布圖圖圖 23采動影響監測鉆孔應變分布圖采動影響監測鉆孔應變分布圖120巨厚煤層頂板離層水害治理實踐經驗交流巨厚煤層頂板離層水害治理實踐經驗交流陜西金源招賢礦業有限公司招賢煤礦位于陜西省寶雞市麟游縣西北部,生產能力240 萬噸/年。礦區內煤層頂板為軟硬巖相間發育,且發育厚度穩定的泥巖類地層安定組和硬巖層宜君組;兩者呈上硬下軟的組合結構。延安組煤層回采后,白堊系巨厚含水層與其下伏的侏羅系軟弱泥
229、質巖層易形成高位離層積水。自 2005年 5 月 21 日淮北海孜煤礦發生覆巖離層水特大突水事故以來(瞬時最大突水量 3887m3/h,造成 5 人死亡),全國共發生過離層突水的礦井多達 30 余對,遍布安徽、山東、陜西、內蒙、遼寧、重慶等 13 個省區直轄市。2016 年 4 月 25 日,陜西銅川照金煤礦發生特大型離層水涌突(瞬時突水量2000m3/h,突泥量 1680m3),造成 11 人死亡重大安全事故。隨著我國煤礦開采強度和深度的不斷增加,采動覆巖離層水害事故有增加的趨勢。采動覆巖離層水害具有瞬時水量大、突水征兆不明顯、危害大等特點。2020 年 3 月 29 日至 7 月 1 日,
230、招賢煤礦 1304 工作面發生了“329”、“56”、“71”三次頂板離層出水,出水后,由于 1304 工作面頂板巖層大部分為泥巖及泥鈣質膠結的砂巖,遇水易崩解,三次工作面離層水涌出時,均發生工作面煤壁切冒現象,離層水攜帶大量泥砂進入工作面,瞬間造成排水系統癱瘓,導致工作面淤堵,通風系統中斷,工作121面恢復時間長。一、離層水害防治實踐2020 年 7 月 24 日,招賢煤礦邀請武強院士等國內知名防治水及礦壓防治專家就招賢煤礦離層水害問題進行討論,提出離層水防治的“超前疏排、工程試驗、科研攻關、綜合治理”災害防治總體思路和“抽、排、用”疏放水源、“裂、支、控”控制頂板涌水及其它復合災害綜合防治
231、技術。(一(一)地面地面抽排離層水鉆孔抽排離層水鉆孔。因為招賢煤礦致災離層水位置在宜君組礫巖或洛河組砂巖與安定組泥巖交界面形成的離層空間,在地面設計施工抽排離層水鉆孔時,鉆孔施工至宜君組含水層底部,安定組上部離層空間,安裝大功率深井潛水泵,對工作面采動后煤層上覆巖層離層空間積水進行提前疏放。隨著抽排水鉆孔的持續抽水,工作面周邊長觀孔觀測到宜君組水位持續下降,宜君組含水層向離層空間補給減弱,減少離層水量,降低離層水水壓,降低了在工作面回采期間發生突水的危險性。鉆孔施工期間,安排技術人員定期到現場研判層位,根據施工情況進行指導,鉆孔施工結束后,下入相應功率的潛水泵進行抽水并對水量進行測量,待水量穩
232、定后,視水量大小調整潛水泵的功率型號。(二(二)工作面建立完善的排水系統工作面建立完善的排水系統。在工作面兩巷根據需求建立水倉、水溝以及沉淀池,水倉內安裝潛水排沙泵進行排水,排水系統中泵流量和管路符合排水要求,排水系統的布置滿足預計的工作面涌水量的疏排要求;根據 1304 工作面出水攜帶泥砂淤堵工作面的經驗,在工作面兩巷設置攔122砂壩,沉淀泥砂,防止泥砂進入工作面淤堵水泵。(三(三)超前施工頂板預裂爆破孔超前施工頂板預裂爆破孔。分別在工作面兩巷施工深孔預裂爆破孔和走向切頂爆破孔,利用深孔預裂爆破措施提前弱化頂板,減小基本頂滑落、回轉強度;其中深孔預裂爆破孔為降低工作面回采時裂隙發育高度及初次
233、來壓、周期來壓步距和強度,減小工作面回采后頂板大面積斷裂造成的沖擊;走向方向切頂爆破孔旨在破壞工作面上方“T”型覆巖空間結構,切斷與大煤柱上方高位厚硬頂板的聯系,減弱其對機巷煤柱側應力集中效應。同時對相鄰工作面的風巷掘進提供一個應力相對降低的圍巖環境。(四(四)工作面離層突水預警機制工作面離層突水預警機制。招賢煤礦在工作面回采過程中,每天將地面長觀孔水位觀測數據、微震頻次及總能量值數據、瓦斯涌出量數據、工作面內工作阻力數據進行統計分析,將這些不同時間空間的數據在一張圖中以曲線的形式表現出來,每月對其中曲線變化規律進行研究,通過對日分析,周研判,月總結的分析方式,總結出適用于招賢煤礦的部分離層水
234、突水規律,并以此研究出較實用的突水預警條件。(五(五)加強工作面支架管理加強工作面支架管理。加強工作面管理,尤其是對支架初撐力、架形、設備使用與維護、頂板等的管理,采取精細化管理思路,注重細節、小隱患等;強化工作面風、機巷兩巷支護,防止巷道受工作面超前壓力影響兩幫及頂底板移近量過大,阻礙工作面勻速推進,特采用錨索對兩巷超前加固、采用單元垛式支架超前支護沿空風巷。進入工作面123液壓系統凈化水必須經多級過濾,保證支架初撐力。(六)(六)控制回采強度??刂苹夭蓮姸?。工作面回采期間控制回采強度,在采用綜采放頂煤采煤工藝條件下,通過落實措施實現均衡放煤。在向斜軸部、構造發育等位置,堅持限高開采或只采不
235、放,快速推進,在頂煤較厚區段,控制采高均衡放煤。加強工作面放煤的精細化管理,實現工作面勻速推采,避免停采滯采。(七(七)離層水再利用離層水再利用。對地面抽排離層水鉆孔抽排到地面的離層水進行水質化驗,離層水水質完全符合生活飲用水標準,招賢煤礦將離層水作為礦區生產及生活用水進行再利用,避免了水資源的浪費,同時也解決了煤礦用水困難的難題。三、成果及經濟效益礦井在水源控制方面采用地面抽排離層水、井下建立排水系統,防治離層水害是有效的;在采礦管理方面采取深孔預裂爆破、兩巷強化支護及控制工作面支架,防止工作面切頂壓架有效。1304 工作面在三次出水后,通過對頂板離層水的防治,成功推進 22m 后,工作面安
236、全收作回撤設備、支架,共計挽回經濟損失 1.2 億元左右。1305 工作面通過對頂板離層水的治理后,安全回收煤炭資源314.3萬噸,產生經濟效益為18.86億元。1302 工作面截止目前已安全回采 720m,工作面無水。地面抽排離層水鉆孔成功抽水是全國首例成功實施的地面離層水抽排工程,不但大大減少了工作面頂板離層水害124威脅,而且把工作面上方的離層水抽排后,減輕了工作面頂板壓力,為工作面加快推進創造條件,降低了工作面出水概率;另一方面抽排的水符合飲用水標準,可以用于生活用水,緩解招賢礦業生活用水缺乏的局面,產生良好的社會及經濟效益,將對陜西乃至全國利用離層水作為飲用水資源提供成功范例。125
237、頂板巨厚砂巖含水層水害防治經驗介紹頂板巨厚砂巖含水層水害防治經驗介紹山東能源集團西北礦業正通煤業有限責任公司正通煤業公司高家堡煤礦位于彬長礦區西北部,坐落在咸陽市長武縣彭公鎮境內,井田面積 219 平方公里。礦井地質儲量 9.74 億噸,設計可采儲量 4.7 億噸,核定生產能力 450萬噸/年,服務年限 62.5 年。礦井主采煤層為 4 煤,煤層平均厚度 9.4m,采用綜采放頂煤回采工藝。礦井采用中央并列式通風,通風方法為抽出式。礦井為高瓦斯礦井,2020 年瓦斯等級鑒定瓦斯絕對涌出量 11.49m3/min,瓦斯相對涌出量 1.24m3/t。煤層自然發火傾向為類容易自燃煤層,煤塵爆炸指數 4
238、8.65%,一級熱害礦井,水文地質條件極復雜,煤層具有強沖擊傾向性。礦井主要水害類型有白堊系洛河組砂巖含水層水害、侏羅系直羅組與延安組砂巖含水層水害、老空水害、封閉不良鉆孔水害,其中巨厚白堊系洛河組砂巖含水層水害已成為威脅、制約礦井安全生產的首要問題。一、地質條件與防治思路礦井水文地質類型為“極復雜”型。工作面回采主要受頂板白堊系洛河組含水層水害威脅,含水層主要接受區域側向徑流補給,自西北向東南緩慢徑流,地下水徑流條件較差。白堊系洛河組含水層全井田分布,具有厚度大、水壓高、不具備可疏放性、距離煤層近等特點,該含水層平均厚度126409.83m,由東南向西北變厚,富水性由弱中等,呈有規律變化。4
239、 煤層頂板距離洛河組底界 36.65-160.3m,平均88.55m,開采后頂板導水裂隙波及洛河組含水層,是影響礦井安全生產的主要水害威脅。礦井開采的 4 號煤層地質條件為深埋、高應力、頂板存在巨厚強富水砂巖含水層,其中,頂板巨厚含水層導致礦井涌水量長期處于高位。礦井秉持“預防為主,防治結合”的理念,厘定了洛河組含水層垂向富水性差異特征,首次創新性提出了超前注漿帷幕截流及頂板注漿改造精準治理洛河組水害的思路?;诼搴咏M含水層精細勘探和導水裂隙帶發育高度精準反演、識別,開展了采前、采后獨立和聯合注漿,地面和井下聯合注漿,井下疏放,在停采線附近建帷幕墻等方案,實現了側向截流,減少了頂部垂向滲流,減
240、少工作面架前涌水和礦井總涌水量,為礦井安全高效生產保駕護航,同時為礦井生產經營減負。二、精準探查與科學防治根據礦井開采實踐和注漿治理工程,高家堡礦區內工作面頂板的砂礫巖、原生裂隙、采動裂隙等共同作用形成了復雜“網狀”導水通道,影響了煤礦安全、高效生產,需對礦井原生裂隙和采動裂隙進行探查,對采動裂隙發育規律進行精準分析,同時對煤層上覆巖層的裂隙進行穿層性和發育程度情況進行評價,并根據探查結果對煤層頂板進行治理來確保工作面安全生產。目前礦井防治水工作堅持“積極主動、預防為主、超前127治理”為方針,以不波及洛河組中上段為原則,通過不斷的探索與實踐,礦井逐步建立了符合正通實際的防治水體系,緊緊圍繞“
241、探、防、治、排”四字構建多重手段精細探查、多工藝注漿減水、多舉措污水治理、多投入排水系統建設等防治水綜合治理體系,實現了水害的有效防治,為礦井安全生產奠定了基礎。(一)多重手段精細探查(一)多重手段精細探查首先使用兩帶探查工程,采用地面鉆孔壓水測試、數值模擬、微震監測、孔內窺視等方法,得出頂板導水裂縫帶發育高度和采高的關系。后基于雙 Packer 系統的洛河組精細劃分,在煤礦巨厚含水層中引入了雙 Packer 系統進行抽水試驗,將洛河組劃分為 4 個層段,分別為上段、中上段、中下段和下段,其中中上段和中下段富水性弱至中等是主要含水層段,上段和下段富水性弱。在裂隙及富水異常區探查方面,引用廣域電
242、磁法勘探,基于對地球物理數據分析和建模,發展電磁數據成像和資料解譯方法,形成非均質熱儲層精細描述電磁法探測理論和新方法,在華池組下段、洛河組全段,查明區域內的裂隙、裂縫發育特征、富水性、巖性特征及水徑流條件,通過對比煤層開采前后富水性及裂隙發育特征,分析導水裂隙的發育機制,預測其發育范圍。最后進行覆巖高承壓水及導水通道分布規律研究,引用石油行業先進的成熟的地球物理配套技術,利用一、二盤區地面三維地震勘探數據結合錄井剖面、測井曲線組合、鉆井巖屑觀察等資料進行綜合分析,預測了煤層上覆巖層中砂泥巖空間分布、高承壓含128水層分布及裂縫空間分布特征,實現了煤層頂板導水通道精細刻畫,形成了三維可視化裂縫
243、預測數據體,然后通過導水通道形成機理預測形成直觀、準確的地層模型,通過模型獲取準確的裂隙切片,指導井上下千米鉆機采用注漿加固方式,加強洛河組下段隔水能力,提高洛河組整體巖層完整性和隔水性,降低井下采掘期間頂板水害威脅程度。(二)多工藝注漿減水(二)多工藝注漿減水針對高家堡煤礦水害類型及其誘發機理,在采動裂隙發育規律研究和含水層精細劃分的基礎上,采用定向注漿的方式封堵煤層頂板裂隙,改造煤層頂板導水層,構建侏羅紀煤層頂板水害主動防治技術體系,解決礦井水害問題,保證礦井工作面的安全回采,保障礦井安全。針對高家堡礦井涌水主要以洛河組中下段側向徑流和中上段垂向滲流為主的特點,礦井注漿設計主要分為“截水帷
244、幕”和“平面注漿改造”兩種方式,在三盤區西翼五個工作面范圍或局部地段采用地面定向鉆孔水平注漿改造洛河組中上段底部地層,在三盤區西翼外側采用地面定向鉆孔截水帷幕改造洛河組中上段和中下段地層;通過高壓注漿改造含水層以達到減小工作面和礦井涌水量,從而解決高家堡礦井特大流量頂板涌水水害問題,該項目施工至今已完成進尺41959m,注水泥 58238t,注粉煤灰 36949t,通過該項目的實施,工作面水量逐步減少,為礦井下一步發展提供了可貴的經驗。(三)多舉措污水治理(三)多舉措污水治理129為減輕礦井排水系統和水處理系統壓力,確保系統能力,分別采取了“清污分流分排、機械清淤、煤水分離”等綜合防治措施。一
245、是清污“分流分排”。將一、二盤區清水與污水分別排放,通過優化泵房和水倉布置,清水直排地面后達標外排,減小了清淤系統和水處理的壓力,緩解了環保壓力。二是機械清淤提效率。采用變頻刮板機、清淤機、清淤耙裝機等獨創設備,替代了原來的人力清淤,實現對礦井水中的煤泥充分過濾和分離,減少煤泥進入水倉,通過清淤系統每日產出煤泥量 1800 噸,緩解了水倉的淤積速度,提高了清淤效率。三是煤水分離情況。在工作面順槽皮帶機均安裝了煤水分離裝置,使用高頻振動篩將煤流中的水進行分離,實現煤流脫水,解決了煤流帶水導致運輸和提升難題,確保了主運輸系統和提升系統的安全穩定運行。(四)多投入排水系統建設(四)多投入排水系統建設
246、為保證礦井排水安全,正通煤業建立了一套較為可靠的排水系統。通過對礦井排水系統不斷進行優化,目前的礦井排水系統排水能力,排水效率都得到了進一步提升。礦井排水整體系統整體呈現分區聯排+清污分排+清淤與排水等多種技術相結合三大特點,極大提高礦井排水可靠性。通過擴容和優化排水系統,礦井綜合排水能力大幅提升,實現了大能力排水系統兜底。目前礦井排水系統正常排水能力為 11050m/h,最大排水能力為 18996m/h。通過大能力的排水系統,礦井有效杜絕了水害威脅。130三、結語高家堡礦井巨厚洛河組砂巖含水層厚度大、富水性強等特點,一直威脅、制約礦井安全生產,通過超前注漿帷幕截流及頂板注漿改造精準治理洛河組
247、水害,實現了側向截流,減少了頂部垂向滲流,減少工作面架前涌水和礦井總涌水量,為礦井安全高效生產提供保障,降低煤層上部含水層對礦井生產的威脅,減少礦井排水量,為我國巨厚含水層下采煤提供有效手段。131水文地質極復雜礦井水害防治技術與實踐水文地質極復雜礦井水害防治技術與實踐國能錦界能源有限責任公司錦界煤礦錦界煤礦位于陜西省神木市境內。礦井主要充水水源為第四系松散層孔隙水和煤系地層上覆直羅組風化基巖裂隙水。在上覆基巖較薄地段及上覆土層隔水層缺失地段導水裂隙帶與第四系含水層溝通。風化基巖裂隙水全井田賦存,為礦井的直接充水水源,含水層厚度大、富水性強、補給充沛,造成礦井涌水量大。礦井水文地質類型劃分為極
248、復雜型,正常涌水量為 5500m3/h,最大涌水量 5800m3/h。主要做法有:圖圖 1:沙層含水層厚度等值線圖:沙層含水層厚度等值線圖132圖圖 2:風化基巖裂隙含水層厚度等值線圖風化基巖裂隙含水層厚度等值線圖一、勘探先行采掘活動前,提前 3-5 年利用水文地質遙感調查、鉆探、物探等綜合手段,探查煤層頂板地質及水文地質條件,查清含水層的厚度、巖性、富水性及其他異常區。查清各含水層之間的水力聯系,隔水層的分布范圍和厚度。并根據探查結果對 31 煤頂板地質及水文地質進行分析評價,制定采取防范范措施后,才方可進行采掘活動。同時,礦井每年根據采掘接續情況,制定年度防治水計劃及中長期規劃,對接續區可
249、疑地段進行綜合探查。執行采掘前地質及水文地質條件不清楚不采掘的制度。二、有疑必探,先探后掘巷道掘進執行“有疑必探,先探后掘”,每掘進 70m,133利用瞬變電磁對掘進頭前方,巷道頂板及側幫進行探測,當日出具探測成果,并根據探測情況,使用 ZYWL-15000DS型煤礦用履帶式全液壓坑道定向鉆機進行長距離千米定向鉆實施超前探放水,每組設計一個鉆孔,設計深度 1200m 左右,將鉆場布置在工作面以外的巷道,穿過工作面拐至掘進方向。沿掘進方向施工,始終保持 1000 米以上超前距離,實現了對掘進前方區域的全覆蓋,保證安全掘進;同時采用定向長距離探放水鉆機進行超前探放水,大大提高了施工效率,消除了超前
250、探放水施工對掘進的影響,避免了探放水隊與掘進隊之間交叉作業,大大降低了安全風險。圖圖 3:錦界煤礦:錦界煤礦 31414 回順掘進工作面超前探放水鉆孔布置圖回順掘進工作面超前探放水鉆孔布置圖三、采前疏放、超前截流針對含水層厚度大、富水性強、疏放水量大等特征,進行了專門的放水試驗研究,研究表明,工作面回采前提前 6134個月以上進行疏放水,鉆孔施工向補給方向施工鉆孔,單孔影響半徑為 50-200m。結合研究成果,對所有工作面回采前提前進行半年以上的疏放水,根據含水層厚度、完整基巖厚度、地質構造及鉆孔疏放半徑等在接續面運輸順槽間隔 50200m 布置鉆孔進行疏放,鉆孔布置傾角為 5155,方位垂直
251、于上一工作面水源補給方向,大大截流了含水層對在采工作面的補給,減少了工作面的涌水對安全生產和煤質的影響。工作面疏放水采用 ZYWL-2000Y 全液壓自動鉆機,由中煤科工集團重慶研究院有限公司生產。鉆機采用整體履帶車布置,主履帶車搭載主機、電控箱及操作臺等部件,副車搭載電機、油箱、冷卻器等部件;集機械、電子、液壓、傳感等技術為一體,通過自動控制程序、電液聯合驅動系統、鉆桿自動裝卸系統等有機結合,實現一鍵全自動鉆孔施工、自動上下鉆桿、自動鉆進、自動調整方位角和傾角等功能。該鉆機結構緊湊、操作靈活、機動性好、能顯著減輕工人勞動強度及提高作業安全系數。相比常規鉆機,單臺鉆機每班操作人員減少至 12
252、人,具有下井人員少、綜合鉆進效率高、經濟效益高、智能化程度高、安全性好等優點。自從該全液壓自動鉆機投運后,不僅減少工人作業淋水、降低員工勞動強度,而且較普通鉆機平均每班可減少操作工2 人,減少了人工成本,提高了工作效率。煤礦井下鉆探設備的革新,對推進安全、高效、智能礦井建設將起到深遠而積極的影響。135圖圖 4:ZYWL-2000Y 全液壓自動鉆機施工現場全液壓自動鉆機施工現場四、分區關聯排水礦井共有 7 個泵房(中央 1#、2#主排水泵房及盤區 1#、3#、4#、5#、7#水泵房)68 臺水泵、28 趟排水管路和 14 個水倉組成,排水系統能力為 14100m/h。礦井分為四個排水分區,其中
253、中央 1#水泵房負責 31 煤、42 煤大巷、井筒排水;中央 2#水泵房負責 4 盤區所有涌水、三盤區污水;盤區 1#泵房負責 1 盤區所有涌水;盤區 3#、4#泵房負責 2 盤區所有采空區涌水;盤區 5#、盤區 7#負責三盤區所有清水。礦井主要排水管路相互之間有機聯結、閥門控制水流方向,各盤區涌水即可排至盤區水倉,也可排至中央水倉;各盤區泵房即可排至中央泵房,也可通過強排鉆孔直接排至地面,大大提高了排水的靈活性和可靠性。五、均衡智能排水為提高排水系統的可靠性,避免人為失誤造成事故,避136免污水濁度過大影響污水處理效率,解決高峰排水造成的成本增加,建立了礦井均衡智能排水系統。減少固定崗位工
254、27人,通過大數據的分析,對主要水泵房的排水系統進行了優化,優化管路 32550 米,年節約費用 1300 余萬元。實現了礦井水清污分流,減輕了地面污水處理廠壓力。井下產生的清水直接收集或污水經采空區過濾后通過清水泵房直接排至地面復用,年節約污水處理成本約 970 萬元,同時降低了環保風險,避免了污水處理廠因濁度影響而造成的環境事件;實現了錯峰排水,年節約電費約 220 余萬元。(一)均衡智能排水系統首先通過在采空區、井下所有主排水倉安設水位傳感器,排口安裝電動閘閥以及水倉液位傳感器,當水位達到設定位置時,水泵開關自動開啟,當水位低于設定位置時,水泵開關自動停止,實現自動排水。中轉水倉、分散小
255、水泵實現自動以及遠程監控排水,總回風巷實現風泵自動排水,主要排水地點設置安全預警水位并聯動自動排水,確保礦井安全排水。(二)主排水泵房在水倉容量滿足的情況下,根據供電的高峰、平段、低谷,實行高峰不排、平段少排、低谷多排原則,制定各排水泵房排水時間表,分別通過邏輯控制實現錯峰排水和超水位自動排水功能、電動閘閥等實現在電價平段和谷段的錯峰排水,實現了盤區一號水泵房、盤區三號水泵房、31403、31405、31408、31409 等排水地點錯峰排水,有效降低了用電成本,同時錯峰排水范圍還在不斷擴大。(三)均衡排水,實現基于濁度、壓力、水位、用戶自137控等參數的無人自動、遠程控制、自動切換和聯動控制
256、的安全智能排水,具備濁度超限、管路壓力超限自動切換,減少地面污水處理廠的處理壓力及用藥消耗,同時實現了基于用戶需求的自動控制排水等功能。(四)排水量預警模型包括流量分析、濁度儀分析、水量明細、地點-流量計關聯、預警配置、地點配置、流量計配置。通過分析最大涌水量比正常涌水量的超出幅度,同時結合礦內排水系統的設防能力,確定了各排水泵房涌水量的預警值。如果當日排水量大于或等于設定預警值,系統自動預警,并將預警信息以短信形式推送到相關人員。圖圖 5:均衡智能排水管理系統功能:均衡智能排水管理系統功能六、防治水應急設施建設在 31 煤膠、輔運大巷安設了防水閘門,并在 31 煤、42煤安設了潛排電泵。潛排
257、系統電源安裝在地面可以遠程控制,礦井應急情況下使用,排水能力達到 6600m/h。其中 31 煤強排系統安裝 BQ1100-340/4-1600/W-S 強排泵 4 臺,五趟138DN400 管路與三趟 DN500 管路對接直接外排地面,排水能力為 4400m/h,42 煤強排系統安裝 BQ1100-320/4-1200/W-S強排泵 2 臺,兩趟 DN400 管路直接通過鉆孔外排地面,排水能力為 2200m/h。防水閘門液壓系統壓力 18-20Mpa,整套系統符合 煤礦防治水細則第九十六至第九十九條規定。在發生災害時可以有效將盤區之間隔離,提高了礦井防災、抗災能力。七、分區段預測分級管控工作
258、面涌水量技術針對錦界煤礦井田面積大,工作面推進長度長,上覆含水層厚度、隔水層厚度分布、導水裂隙帶高度變化大,以往工作面涌水量預測只對整體預測出正常涌水量和最大涌水量,工作面排水系統按預測最大涌水量的 2 倍布設。實際回采過程中風化基巖含水層厚度薄的區域工作面涌水量相對較小,排水系統富余較多,排水設備利用率低,造成了較大的浪費,后期末采期間含水層厚度較大區域由于該區域含水層較厚且工作面為俯采,工作面涌水量較大,造成工作面排水系統不足,排水壓力較大。為此在錦界煤礦 31409 工作面首次采用分區段預測分級管控工作面涌水量技術,根據不同區域含水層厚度變化,將工作面分為三段,分別預測涌水量,并且根據預
259、測的涌水量大小分級布設排水系統。有效解決了以往工作面一次將排水設備布置到位后,設備利用率不足40%,分級布設排水系統后,設備利用率能達到 70%左右,有效的提高了設備利用率,降低了排水設備備用狀態下的電量損耗,一個工作面節約電費 20.4 萬元。排水設備維護工作139由以前的平均每天 2 人工減少到現在的每天 1.5 人工,人工成本預計節約 10 萬元左右。圖圖 6:錦界煤礦錦界煤礦 31409 工作面剖面示意圖工作面剖面示意圖圖圖 7:錦界煤礦:錦界煤礦 31409 工作面涌水量預測分區圖工作面涌水量預測分區圖錦界煤礦在多年的防治水實踐中,通過大膽探索、不斷總結,形成了一套較為完善的頂板水害
260、防治技術,在生產過程中取得了顯著的成效,為類似大涌水量礦井的水害防治提供技術借鑒。140煤礦煤礦頂板水害防治經驗頂板水害防治經驗介紹介紹國能寧夏煤業公司麥垛山煤礦煤礦頂板水害防治是礦井災害防治的重要內容,盡管近年來水害事故數量及死亡人數總體呈下降趨勢,但較大以上水害事故時有發生,形勢依然嚴峻。因此,做好煤礦頂板水防治工作,并制定針對性的防控措施,是防范煤礦重特大事故的有效途徑,更是深入貫徹落實習近平總書記關于安全生產的重要指示精神的重要舉措。本文以麥垛山煤礦頂板水害防治技術應用,主要闡述頂板水防治的特點、技術手段和治理理念,通過查清頂板含水層賦水特點,采取“探、防、堵、疏、排、截、監”綜合防治
261、措施,完善排水系統,實施鉆探疏水降壓,采取超前預注漿等,有效疏放含水層靜儲量,總結一些探放水的技術和方法。一、麥垛山煤礦水文地質概況國家能源集團寧夏煤業有限責任公司麥垛山煤礦,位于寧東煤炭基地鴛鴦湖礦區南部,井田呈北西南東向條帶狀展布,面積 65km2,礦井設計生產規模為 8.00Mt/a,服務年限為 91.9a。井田屬半沙漠低丘陵地形,地勢為西北高,東南低。井田屬苦水河流域,常年地表無逕流。井田水文地質區劃屬于鴛鴦湖礦區裂隙孔隙水分區。麥垛山煤礦水文地質條件復雜,井田含水層按巖性組合141特征及地下水水力性質、埋藏條件等,由上而下劃分為以下五個主要含水層,具體見圖 1。圖圖 1 麥垛山煤礦含
262、水層示意圖麥垛山煤礦含水層示意圖麥垛山直羅組下段裂隙孔隙強含水層是影響 2 煤的主要直接充水含水層之一,分布于整個井田,含水層厚 60.21317.70m,平均厚 138.7m,俗稱“七里鎮”,是以古封存地下水且以靜儲量為主、富水性強的承壓水含水層。該含水層滲透性較好,局部地段富水性相對較強,是影響 2 煤開采的礦井主要充水水源,也是影響礦井開拓及安全生產最大的含水層。在11采區2煤頂部賦存有1-2煤間延安組砂巖強含水層,主要分布在 20 勘探線以北,在 20 勘探線以南,隨 1 煤尖滅。根據地質資料,在 110207 工作面范圍內 1-2 煤間砂巖含水層厚度為 10.25m29.08m,平均
263、 20.03m,總體呈北薄南厚趨勢。巖性以細砂巖、粗砂巖為主,該含水層下距工作面 010.12m,平均 3.88m,16 勘探線以北含水層逐漸成為 2 煤直接頂。142根據礦井水文地質補充勘探、防治水工程總結等,經過不斷對頂板水的認識和防治探索,總結出頂板含水層富水性分布不均一、可疏性強,具有孔隙含水、裂隙導水、構造出水三個特點。針對在不同水文地質條件、不同水害類型的階段性水害提出防治思路和經驗。二、頂板水害致災因素分析(一)構造(斷層)致災因素斷層破壞了頂板隔水層的完整性,給頂板水創造了良好的導通條件,尤其是正斷層,由于斷層帶孔隙多、孔隙度大,加之斷層兩盤常伴有次生裂隙構造,形成斷層的裂隙帶
264、,與斷層破碎帶共同成為斷層水的儲存體和良好通道。當巷道掘進揭露斷層,斷層破碎帶內的水或者斷層溝通煤層頂板含水層水會使礦井涌水量顯著增加。(二)不良地質體類致災因素寧夏區域煤礦頂板含水層多是直羅組、延安組砂巖含水層,這類水特性是“易疏難干”。寧東煤田鴛鴦湖礦區的紅柳煤礦、麥垛山煤礦和石槽村煤礦主采侏羅系延安組煤層,其2 煤回采受到頂板直羅組底部砂巖含水層的威脅,該含水層具有滲透性較差、富水性不均一且以靜儲量為主的特點。工作面開采后周期來壓時,伴隨著基本頂垮落,頂板含水層水通過導水裂隙帶、封閉不良地質鉆孔等導水通道涌入工作面。(三)離層水致災因素離層水害根據離層水體發育高度的不同,形成機理也有所差
265、異,寧東煤田侏羅系煤層開采過程中出現的離層水,其143形成特點是離層空間發育在導水裂隙帶高度范圍內,且在頂板含水層中發育有厚層隔水層。隨著回采頂板垮落,隔水層與含水層發生不同程度的垂向位移形成層間離層,隨后隔水層遇水膨脹愈合采動裂隙,形成具有儲水功能的離層水體。隨著工作面的推進,基本頂周期來壓垮落,原先的平衡打破,離層水體涌入工作面。(四)工程地質條件致災因素從工程地質的角度分析,當煤層頂板為泥巖、炭質頁巖、炭質泥巖和粉砂巖,巷道圍巖強度低,自承載能力差,特別是圍巖含有粘土礦物成分,遇水后強度損失嚴重,且軟化膨脹。錨桿、錨索容易揭露含水層導致頂板出現淋水,使圍巖強度不斷降低,支護穩定性下降,甚
266、至失效,頂板開裂下沉現象明顯,極易發生漏頂現象。三、水害防治技術路線在總結歷年防治水工作經驗的基礎上,廣泛聽取各專家會診及科研院所研究成果,針對頂板含水層防治,制定了采取“井上下結合”、“兩探結合”方法開展探放水;“區域疏水降壓”、“工作面超前疏放”開展頂板水害治理的防治水技術路線。144麥垛山煤礦防治水技術路線圖麥垛山煤礦防治水技術路線圖四、水害防治經驗(一(一)持續完善礦井排水系統建設持續完善礦井排水系統建設。礦井在主水平、副水平分別建立了直排地面的永久排水系統。在主水平建立了地面直接啟動的搶險救災排水系統的基礎上,根據采區劃分、水平分布及煤層開采水文條件等,合理規劃建設采區排水系統及工作
267、面排水系統,以保障礦井排水安全。145(二(二)不斷深化水害防治理念不斷深化水害防治理念。積極推進防治水工作由局部治理向區域治理、措施防范向工程治理、過程治理向源頭治理轉變。通過已施工探(疏)放水工程的巷道或弱含水層巷道,對區域內強含水層進行超前疏放,解放相關巷道掘進或工作面回采期間頂板含水層隱患影響,達到區域和源頭治理。(三(三)不斷強化水害區域管理不斷強化水害區域管理。根據麥垛山煤礦防治水“三區”管理報告,開始逐步實施 11 采區長梁山周家溝背斜兩翼疏放工程和 11 采區北翼 F10 逆斷層西側等區域疏放工程,為 2 煤層三區轉換提供技術支撐。(四)不斷深入水害防治路線(四)不斷深入水害防
268、治路線。掘進期間“超前探、提前疏”,采用長距離定向鉆或大扭矩鉆機超前探水,“長短探結合”對低阻區進行驗證,實現巷道安全掘進。同步按照“廣布孔、多放水”實施疏放水,為工作面具備安全回采創造時空條件。(五)不斷走實逢掘必探(五)不斷走實逢掘必探。在 2 煤工作面“逢掘必探”的基礎上,擴展到全礦井各掘進工作面。采取“物探先行、鉆探驗證”開展探放水,所有掘進工作面均實施瞬變電磁超前探測,每次探測掘進前方 100m 范圍含水層富水性及巖層裂隙發育情況,針對探測出的相對低阻區,實施鉆探探查驗證,確保鉆孔鉆進軌跡覆蓋物探探測相對低阻區域,做到相互驗證,以消除含水層導水影響。(六)扎實開展水文地質基礎工作(六
269、)扎實開展水文地質基礎工作1.深入開展水文地質補勘深入開展水文地質補勘。接連實施了 11 采區水文地質146補充勘探、二分區長梁山向斜以西煤炭地質補充勘探,正實施的 12 采區煤炭地質補充勘探計劃在原有基礎上再增加 5個水文孔,通過實施地質、水文地質補充勘探,擴大對含水層的探查,進一步查清礦區水文地質條件。2.主動開展井下放水實驗主動開展井下放水實驗。開展了麥垛山煤礦 11 采區 2煤放水實驗,驗放水試驗共施工 12 個鉆孔,包括 5 個放水孔和 7 個觀測孔,總工程量 1674m,取得新的水文地質參數,為礦井開展 2 煤防治水工作提供技術依據。3.規范開展水文地質類型劃分。規范開展水文地質類
270、型劃分。嚴格按照煤礦防治水細則定期修編水文地質類型報告,根據劃分結果,科學合理制定礦井防治水方案、措施。4.完善礦井水文監測系統。完善礦井水文監測系統。建立了礦井水文監測系統,并依托礦井災害精準預警與智能通風示范建設項目,新建礦井疏放水監測系統,建設礦井三維地質模型,實現對 2 煤頂板直羅組砂巖含水層的水位、水溫、水質等進行長期動態觀測,在井下設監測分站,對采區涌水量、礦井排水量進行實時監測,實現突水風險的分級預警。5.強化開展防治水培訓和應急演練。強化開展防治水培訓和應急演練。定期對礦屬防治水技術人員及相關人員進行防治水,每年雨季前開展一次水災事故應急演練,提高對突發事故的防范意識和救援處置
271、水平。6.積極開展科研攻關和科技創新積極開展科研攻關和科技創新。聯合科研院所,在“副立井、回風立井凍結與上部井壁保護關鍵技術”、“礦井水害危險源辯識與動態評價技術研究”、“礦井突水水源快速判識與水災防控關鍵技術研究”及“麥垛山煤礦 11 采區 2 煤頂147板直羅組下段粗砂巖含水層防治水技術研究”的科研成果的基礎上,積極開展礦井頂板水害防治技術研究,科學總結 2煤工作面掘進頂板砂巖防治水技術,制定頂板含水層可疏性評價及區域疏放水方案,為礦井安全開采 2 煤提供技術支撐。(1)管式超前預注漿技術)管式超前預注漿技術通過采取大直徑注漿孔注漿對出水點及其附近的裂隙進行封堵和對頂板破碎的巖體進行加固。
272、注漿鉆孔布置方式為“梅花形”布置,針對頂板裂隙發育區,盡量靠近鉆孔的塌孔段,對泄水鉆孔已經探明的無水區域不布置鉆孔或者布置少量鉆孔,鉆孔施工時先施工編號為雙數的鉆孔,再進施工編號為單數的鉆孔,注漿方式采用上行注漿;后續施工的鉆孔既可以對前一階段注漿情況進行檢驗,又可以作為補充注漿鉆孔,加強前一階段注漿效果,注漿參數根據現場施工情況及時調整,實現巷道圍巖的穩固性、安全性,保障掘進安全。圖圖 井下施工超前預注漿鉆孔井下施工超前預注漿鉆孔148(2)兩帶探查技術)兩帶探查技術通過在井下鉆孔內分段壓水測試和鉆孔彩色電視,綜合研究 2 煤工作面頂板“兩帶”發育高度。對現場所取水樣進行室內水質分析;對首采
273、工作面覆巖破壞研究采用 FLAC3D軟件進行數值模擬,綜合現場實測與數值模擬取得的成果資料,研究首采工作面采后頂板覆巖“兩帶”發育高度及其特征?!皟蓭А碧讲殂@孔中設置原始地層對比孔、導水裂隙帶探查鉆孔和垮落帶探查鉆孔,根據鉆孔彩色電視觀測、壓水試驗及數值模擬等分析結果,測定了 2 煤工作面開采后垮落帶高度,為 2 煤工作面水害防治提供了技術支撐。圖圖 井下施工井下施工“兩帶兩帶”探查鉆孔探查鉆孔和鉆孔彩色電視觀測和鉆孔彩色電視觀測(3)礦井突水水源快速判識與水災防控關鍵技術研究)礦井突水水源快速判識與水災防控關鍵技術研究結合麥垛山煤礦地質資料和三維地震資料,建立符合礦區的地電模型,進行電磁法數
274、值模擬。建立導水通道的 3D地震和電磁法聯合精細定位技術,按照不同的電磁法、電磁與地震探測成果綜合對比分析和聯合解譯的原則,實現礦區巖層富水性及構造裂隙發育區等導水通道的精細定位。149圖圖 110205 和和 110207 工作面頂板富水性綜合解釋圖工作面頂板富水性綜合解釋圖(4)寧東礦區麥垛山礦及紅柳礦礦井水害危險源辯識)寧東礦區麥垛山礦及紅柳礦礦井水害危險源辯識與動態評價技術與動態評價技術以麥垛山煤礦地質背景條件為基礎,開展工作面推進采掘擾動過程中頂板突水通道形成、含隔水層結構動態演變以及突水危險性動態評價、致災危險源動態辯識等方面的評價工作,為礦井頂板水害防治提供決策依據,形成礦井適用
275、性強、可靠性高的突水危險源動態辯識與危險性評價方法,成為技術領先的頂板采動導水通道形成及動態演化過程的“電震一體化”監測與辯識,以及突水危險源辯識與動態評價。圖圖 130606 工作面兩帶監測微震事件定位圖工作面兩帶監測微震事件定位圖150五、水害防治技術效果通過實施掘進探放水、采前疏放水等,礦井含水層靜儲量得到有效疏放,含水層水位降深明顯。目前,礦井正常涌水量 831m3/h,采區工作面單位涌水量 106m3/h,遠小于工作面回采預測正常涌水量 357.27m3/h,工作面已安全回采 1800多米。礦井共計疏放水 8801 萬 m3,其中 11 采區疏放 2 煤頂板含水層 5669 萬 m3
276、,首采工作面累計疏放水量達 1140 萬m3。通過水文監測系統各長觀孔監測 11 采區直羅組下段含水層水位均有不同程度的下降,局部最大降深 243m。六、結論(一)煤礦頂板水害類型多,包括裂隙水、構造水、鉆孔水等,應采取“探、防、堵、疏、排、截、監”綜合防治措施,并加強水文地質基礎工作,保證水文地質資料的詳實可靠。(二)開展煤礦頂板水害防治工作,應堅持分煤層頂板巖性特征、含水層富水性,按掘進及回采分階段逐步實施。煤礦頂板水害防治應堅持局部治理向區域治理、措施防范向工程治理、過程治理向源頭治理理念。按照“兩探結合”,采取“長短探結合”,“超前探、提前疏”,疏水降壓,為工作面具備安全回采創造時空條
277、件。(三)開展煤礦頂板水害防治應積極應用新技術、新設備、新工藝,智能化監測手段,實現分級預警,提高水害防治水平。151華北型煤田薄層灰巖水患華北型煤田薄層灰巖水患超前區域治理技術超前區域治理技術中煤科工西安研究院(集團)有限公司華北型煤田東部礦區的采掘活動逐步向深部延拓,在高地應力、高礦壓、高水壓的影響下,同時受采掘擾動影響以及深部導水構造探查不準的影響(如陷落柱的探查率目前只能達到約 30%),煤礦開采飽受頂底板灰巖水害隱患威脅。開采實踐表明:傳統的地面及井下治理手段無法根除水害威脅,部分大水礦井因強徑流導水構造(如陷落柱、構造集中破碎帶)造成的災難性突水事故時有發生。2004 年至2014
278、 年的 10 年間,上述礦區發生十余次災害性突水,其中5 次突水量超 1 萬 m3/h,造成礦井被淹,人員傷亡等重大災害。相關礦井已經面臨無煤可采、被迫關井的處境。2014 年 2 月,中煤科工西安研究院(集團)有限公司與淮北礦業(集團)有限責任公司合作,以“朱莊礦631 工作面底板水害治理”為試驗工程,初步形成了“地面順層孔探注治理成套技術”。該技術的基本原理是:綜合考慮工作面突水機理、地質及水文地質條件、采掘活動影響、現有探查、治理技術等因素,采用地面順層孔“精準探查”、“高效治理”和“即時全面檢驗”,以實現區域超前治理和保水安全開采。超前區域治理技術對復雜水文地質條件礦井深部開采水害治理
279、具有重大意義,對我國其它復雜構造深部礦井水害152治理也具有普遍的借鑒價值。該技術徹底根治了底板大型災變突水,實現了區域超前治理的理念,實現了由被動治理向超前治理的轉變,由過程治理為主向源頭預防為主轉變;實現了由局部治理向區域治理轉變;實現了由井下治理為主向井上下綜合治理的轉變;實現了由治水為主向治保結合的轉變。該技術填補了國內該領域的空白,達到了國際領先水平,是煤層頂底板區域超前治理的唯一行之有效的技術手段。一、薄層灰巖水患超前區域防治理念針對華北煤田下組煤底板薄層灰巖水患,提出“水源-通道一體化”超前區域防治水理念,煤層受底板多層薄灰巖水直接威脅、且受未查明的隱伏垂向導水通道與基底強富水奧
280、灰水源溝通的威脅,井下底板常規注漿治理已近失效,以采區甚至更大范圍防治底板水害為目的,在采掘工程施工前選擇距煤層底板適宜的薄層灰巖為目的層,地面實施順層孔高壓注漿,大范圍改造薄灰巖直接充水層和封堵垂向導水通道,隔斷基底奧灰水源,達到超前區域治理、實現安全掘進和回采水害防治目的。針對黃河北煤田下組煤頂底板多層富水灰巖水害的技術難題,提出頂底板多層富水灰巖水威脅下以“頂底板協同”為核心的“查治疏驗”四位一體水患動態防治理念。頂板采用“邊界帷幕截流內部充填加固”,底板采用超前區域治理。二、地面定向孔順薄層灰巖精準、快速鉆進及成孔技術順層注漿孔方向與地質構造、區域地應力方向的關系:153主孔方向盡可能
281、沿垂直優勢構造、裂隙方向布置,次主孔方向盡可能沿垂直水平方向最大主應力方向布置。注漿孔斷層斷層注漿孔斷層圖圖 1鉆孔方位與斷層不同交角注漿效果示意圖鉆孔方位與斷層不同交角注漿效果示意圖sHsH圖圖 2水平鉆孔不同布設軌跡下的劈裂裂隙方位示意圖水平鉆孔不同布設軌跡下的劈裂裂隙方位示意圖針對礦區超 1200m、控制精度 5m 范圍內的地面定向孔穿越采空區、斷層及陷落柱等地質條件復雜區域,采用“隨穿隨注”L 型鉆孔柔性鉆桿水平鉆進成孔關鍵技術以及基于鉆前利用直孔“靶點”精準造斜、鉆中基于無線隨鉆測斜、隨鉆伽馬和“三項錄井”控制下的精準控制順層鉆進施工技術。154圖圖 3鉆孔軌跡精準控制測斜儀器和隨鉆
282、伽馬鉆孔軌跡精準控制測斜儀器和隨鉆伽馬三、高承壓薄層灰巖水患超前精準查治一體關鍵技術針對特大型巖溶陷落柱突水點地面快速封堵、大型斷層破碎帶地面預治理、頂底板薄層灰巖地面預治理和疑似陷落柱地面超前探查治理等不同水害治理類型,形成了高承壓薄層灰巖重大水患的地面“點、線、面、體”全空間定向鉆孔精準、立體探查的關鍵技術以及基于地面隨鉆“梯度增壓”、“分段分序下行”注漿工藝,開展底板超高承壓薄層灰巖水及大型斷陷類通道等典型重大礦井水患的超前預治理。具體如下:1.特大型巖溶(疑似)陷落柱探查治理技術包括:巖溶陷落柱“分段下行”注漿工藝,高承壓陷落柱三維立體治理,高承壓陷落柱治理效果精細分析。根據大型陷落柱
283、在小尺度范圍內的“體”狀特征,采取“分段下行”注漿工藝;確定治理空間內“體”狀陷落柱的注漿主孔與分支孔,進行特大型巖溶陷落柱地面快速封堵,根據探查注漿工程獲取的多項指標,精細評價特大型巖溶陷落柱地面快速封堵效果。155圖圖 4地面超前探查治理(疑似)陷落柱示意圖地面超前探查治理(疑似)陷落柱示意圖圖圖 5桃園煤礦桃園煤礦1 采區采區 D5、D6 疑似陷落柱地面探查治理工程竣工圖疑似陷落柱地面探查治理工程竣工圖2.頂底板薄層灰巖地面預治理關鍵技術主要包括:針對大面積薄層灰巖的“面”型空間分布,采取“梯度增壓”注156漿工藝;確定“面”狀治理下的注漿主孔組與分支孔間距,開展大區域地面綜合治理,最終
284、完成多參數區域治理效果精細評價。4812T1T2T3孔口壓力/MPa總注漿量/t注漿時間/d無壓填充微壓填充升壓加固高壓劈裂孔口壓力總注漿量0圖圖 6梯度增壓注漿孔口壓力梯度增壓注漿孔口壓力-總注漿量總注漿量-注漿時間曲線示意圖注漿時間曲線示意圖圖圖 7桃園煤礦桃園煤礦1027、1029 工作面地面定向順層鉆進注漿工程平面圖工作面地面定向順層鉆進注漿工程平面圖157(a)四五灰治理平面圖四五灰治理平面圖S19S3-3S12孔孔組組S19-2S2-1S12-2S5孔孔組組S3-4S17-1S11孔孔組組S1S14-2S5-5S3-1S13孔孔組組S19-6S1-5S8-1S6S14-2S20-1
285、S15-1S4-5S1孔孔組組S3-1S11-5S4-4S4-4S5S4-3S7-2S3-3S4-3S8-2S17S20-3S1-3S19-7S2-4S16孔孔組組S1-7S3-4S4-4S11-4S15孔孔組組S16-2S18孔孔組組S4-3S15-2S14-1S4-1S2S3-2S11-6S17孔孔組組S13-1S19-4S17S14孔孔組組S16-1S19孔孔組組S11-3S16S11-1S4-2NS4-2S5-4S20孔孔組組S1-2S2-3S8S4新新S6-2S7S3-2S4-2S20-2S1-6S19-3S6孔孔組組S7-1S3-5S12-1S4孔孔組組S2-6S3S14-1S3S
286、1-4S19-5S2-2S2孔孔組組S5-3S13-2S7孔孔組組S3-5S11-2S2-7H=03m 431102工作面XX DF531101工作面1105工作面1103工作面1采區 DF53XX.DF51 DF45H=03m 65H=04m 65DF46 H=08m 65XX.X.XH=03m 43.H=03m 65DF60H=03m 65DF60.XX(b)徐灰治理平面圖徐灰治理平面圖D11孔孔組組D4孔孔組組D3孔孔組組D13-13D10-4WX9-6D11主孔D 3-3D2-7D11-3D8-6D6D13-2D8-121102工作面D13-5D1-7WX9-3D8-4D11-7D2-
287、4D10孔孔組組D13-8D1-4D8-10D11-8D 3-6D13-6D1-6D6-1D1孔孔組組D13-12D1-1D8-1D13D6-4D13-14D 3-2D13-11D1-8D11-4D3主孔WX9D8-7D2D11-2D8-3D2-1WX9-1D81采區D10-31103工作面D 3-5D8-2D8孔孔組組D6-5D13-10D 3-1WX9-4D8-5D11-5D 3-7D2-5D13-9D 4-5D1-6D6-2D2-2D6孔孔組組D13-1D1-2WX9-2D8-11D 3-3D13孔孔組組WX9孔孔組組D11-9D8-8D6-6D10主孔1105工作面D8-14D2孔孔組
288、組D13-3D10-6ND11-1D 3-4WX9-5D8-131101工作面D2-6D11-6D6-3D8-9D D1 10 0-5 5D13-4D14孔孔組組D1-6D2-3D10-2D13-7D1-3.H=03m 65DF60H=03m 43 DF53XX.DF51 DF45H=03m 65H=04m 65DF46 H=08m 65H=03m 43.DF53XX.XXXXXXH=03m 65DF60圖圖 8山東邱集煤礦頂底板薄層灰巖水患超前區域治理工程平面圖山東邱集煤礦頂底板薄層灰巖水患超前區域治理工程平面圖3.大型斷層破壞帶地面綜合治理技術主要包括:大型破壞帶“分序分段注漿”工藝,大型
289、破壞帶重點線性治理和大型斷層帶治理效果精細分析。針對大型斷層帶的“線”型空間分布及斷層的性質,采取“分序分段注漿”工藝;運用注漿主孔組與分支孔形成的“羽狀”空間分布,開展大型斷層破碎帶地面綜合治理工程;在多指標綜合評價下,完成大型斷層帶治理效果精細分析。圖圖 9袁店一井煤礦東翼大巷過袁店一井煤礦東翼大巷過 aF1 斷層超前區域治理工程平面圖斷層超前區域治理工程平面圖158圖圖 10地面定向孔掩護巷道過斷層關鍵技術體系地面定向孔掩護巷道過斷層關鍵技術體系四、高承壓薄層灰巖查治成效的“三位一體”綜合檢驗與評價體系圍繞礦井煤層底板高承壓薄層灰巖重大水患地面預治理成效的評價,提出了本組及鄰近組 L 型
290、治理孔組的分序次交叉檢驗、聲波遠探測、井下鉆物探的“三位一體”綜合檢驗方法。1.地面順層孔分序交叉檢驗技術:采用支孔相鄰檢驗、分序施工、間隔檢驗以及孔組交叉驗證方法,一孔多穿,重點驗證,實現施工過程中的自檢和治理效果的過程控制。159圖圖 11超前區域治理地面順層孔交叉檢驗超前區域治理地面順層孔交叉檢驗2.采用地面順層孔聲波探測技術,對注漿效果進行檢驗,通過聲波探測,對鉆孔注漿前后目標地層的裂隙充填注漿效果進行評價。圖圖 12地面順層孔聲波遠探測驗證注漿效果地面順層孔聲波遠探測驗證注漿效果3.地面區域治理結束后,井下可采用如底板音頻電透視探查等物探方法對注漿工作面或采區進行探測,分析其視電導率
291、分布情況與相對異常區。然后,在井下順槽檢查孔中對音頻電透低阻異常區、構造發育區及地面定向鉆漏失點、注漿量大的區域及三灰層位未覆蓋區域進行驗證,兼顧對未覆160蓋區域注漿加固;簡言之,井下檢驗孔布孔重點關注:物探異常區、注漿空白區、斷層破碎帶、進漿異常點。01234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041424344454647484950515253545556575 85960616263646566676869707110010110210310410510610710810 91101111
292、1211311411511611711811912012112212312412512612712812913013113213313413513613713813914014114214314414514614714814915015115215315415515615715815916016116216316416516616716816917017117224681216251023軌道巷1025 機巷F19:17055H=1.0mF18:15454H=1.9m回9回10回11山上光石1石2回風運2石2g口人C4C5石1運0運11027底抽巷8F17:16043 H=1.7m1027底抽
293、巷2014年5月26日收作線采1027風巷1027機巷切0切1F1:4246H=4.0mXXX.(正斷層)X口泄水巷X10#1號異常2號異常俯俯6 64 4 1 10 02 2m m補補9 9#注注0 0.7 75 5t tG4俯俯6 64 4 1 10 02 2m m補補9 9#注注0 0.7 75 5t t俯33.5,74.5m終孔三灰底,二灰出水2m3/h,水壓4.3MPa注2噸俯41,65m終孔三灰底,一灰出水0.5m3/h,注0.6噸俯42,46m終孔三灰,未出水注0.6噸俯30,66m終孔三灰,三灰出水0.5m3/h,注0.8噸俯49,48m終孔三灰,未出水注0.5噸俯俯6 64
294、4 1 10 02 2m m補補9 9#注注0 0.7 75 5t t俯52,74m終孔三灰,三灰出水1m3/h,注1噸俯25,73m終孔三灰,未出水注1.4噸俯66,50.6m終孔三灰,未出水注0.7噸俯15,90m終孔三灰,三灰出水0.1m3/h注1.2噸俯56,81m終孔四灰圖圖 13桃園礦桃園礦1027 工作面底板音頻電透視探查成果和井下驗證孔布置平面圖工作面底板音頻電透視探查成果和井下驗證孔布置平面圖五、地面超前區域治理工程案例“華北型煤田薄層灰巖水患超前區域治理技術”是基于多分支定向鉆探技術、集成優化的注漿工藝,是中煤科工西安研究院(集團)有限公司、淮北礦業(集團)有限責任公司、冀
295、中能源集團有限責任公司和山東能源邱集煤礦等單位,在對深部煤層頂底板灰巖水害長期研究的基礎上,創新性提出的“超前區域治理”的整體思路,通過對煤層頂底板突水機理、多分支水平定向鉆進、漿液擴散控制工藝、工程質量檢驗、開采安全評價等關鍵技術進行攻關,確定了“超前區域治理”水害的防治水新理念和查-治-驗一體化的成套技術,較好地解決了我國中、東部地區華北型煤田深部煤層開采面臨的頂底板灰巖水害威脅嚴重的安全難題。自 2014 年以來,“地面順層孔探注治理成套技術”不僅在淮北朱莊礦、桃園礦各個采區得到實施,并迅速推廣至淮北楊莊煤礦、楊柳煤礦,皖北恒源煤礦,淮南潘集二礦、唐161家會煤礦,山東臨礦集團邱集煤礦,
296、河南永煤陳四樓煤礦、神火泉店煤礦,山西同煤麻家梁、榆樹坡煤礦,陜西陜煤澄合礦業西卓煤礦,內蒙古國能棋盤井煤礦等十余對礦井,解放煤炭儲量超過 1 億噸,減少礦井涌水超 60%,既治理了災害,又實現了保水采煤,為治理礦井帶來經濟效益約數百億元。該技術于 2018 年寫入 煤礦防治水細則,形成煤礦“七位一體”(即理念先進、基礎扎實、勘探清楚、科技攻關、綜合治理、效果評價、應急救援)和“五個轉變”(即煤礦水害防治方式逐漸由過程治理為主向源頭預防為主,由局部治理為主向區域治理為主,由井下治理為主向井上下結合治理,由措施防范為主向工程治理為主,由治水為主向治保結合轉變)為主體的水害防治工作要求,杜絕了重大
297、水害事故,保障了職工人身安全和礦井安全生產。162煤礦地面區域水害治理總結煤礦地面區域水害治理總結河南能源集團有限公司河南能源化工集團目前省內有 39 對生產礦井,突水系數超過 0.06MPa/m 的有 17 對礦井 24 個回采工作面,均采用底板全覆蓋注漿加固措施進行了治理,有效保障了工作面安全回采。自 2016 年開始,河南能源化工集團義煤公司趙固一礦、趙固二礦、古漢山礦和永煤公司陳四樓礦等 4 對礦井先后探索實施地面區域水害治理工程。開展地面區域治理工程 26 個工作面,安全回采 6 個工作面,正在施工工作面 6個。累計鉆孔進尺 17.9 萬 m,注入干料 142.3 萬 t,累計解放煤
298、量約 2460 萬 t。區域治理工程開展較早的趙固一礦、趙固二礦,地面區域治理工程已覆蓋未來 3-5 年采掘區域。開展煤礦地面區域水害治理的主要做法有:一、完善機構,升級裝備,提升綜合治理能力。(一(一)完善機構完善機構。河南能源集團成立了能源管理公司和地質研究分院,統領公司的地質、測量、防治水、礦井物探等工作。(二)(二)升級升級井下井下鉆探裝備鉆探裝備。近三年來,陸續為 30 多對礦井增加大功率履帶式鉆機 80 余臺、定向鉆機 10 余臺,有效提升了水害治理裝備水平。(三(三)加強地面注漿系統建設加強地面注漿系統建設。實施底板注漿改造工程163的礦井全部建成了地面注漿站,實現了高效連續注漿
299、。(四(四)配備完善物探裝備配備完善物探裝備。目前存在水害威脅礦井常用物探裝備、測斜裝備已配備到位,實現了“日常物探礦井做、重點物探煤業公司做、綜合物探研究總院做”的三級物探工作模式,為兩探工作開展打下堅實基礎。二、積極推進水害治理示范性礦井建設為有效解決現場水害防治技術難題,破解技術管理瓶頸,積極探索水害治理新模式,扎實推進水害治理示范礦井建設,先后建成趙固一礦、趙固二礦 2 對地面區域水害治理示范礦井和城郊礦、陳四樓礦、新安礦、孟津礦等 4 對井下水害治理示范礦井,并以 6 對水害治理示范礦井建設成果為引領,全面推進水害治理標準化、高效化。三、大力開展地面區域治理工程在水文地質條件復雜、極
300、復雜礦井積極推動地面區域治理工程,目前先后在趙固一礦、趙固二礦、古漢山礦和陳四樓等 4 對礦井探索實施地面區域治理工程,逐步形成了“地面區域超前治理、井下物、鉆探驗證、異常區域注漿補強”的總體防治水工作路線,破解了有掘必探難題,提高了掘進效率,降低了水害威脅,實現了水害防治“由局部治理為主向區域治理為主、井下治理為主向井上下聯合治理”的轉變,保證了安全掘進與回采。四、深入開展專家技術會診,提高了地測防治水系統管控能力返聘精干、高素質的離崗同志組成安全生產指導專家組,164由集團公司總工程師牽頭對省內四煤業公司 34 對礦井進行了 43 次技術會診,對礦井所屬采掘頭面逐頭逐面進行水害風險研判。通
301、過現場查看、溝通交流、查閱資料、辯證會商等形式,提出問題與建議 400 余條,對礦井防治水系統進行會診把脈,提高了防治水系統管控能力,也為礦井下一步水害防治提供了技術支撐。五、科技攻關,創新驅動,破解水害防治技術難題針對制約礦井安全高效生產的水害防治技術難題,河南能源及所屬煤業公司、礦井積極探索三級協調攻關的新模式,圍繞困擾礦井安全高效生產的防治水技術難題,在地面區域治理、薄基巖下開采水害防治、大采高工作面底板水害防治、井上下綜合治理、硬巖鉆進、水害治理工程效果評價、井下隱蔽致災地質因素精細物探技術、快速掘進高效超前探等方面,開展科研攻關項目近 100 余項,通過積極總結、探索,并借鑒外部智慧
302、,內外結合,共同協作,實現水害治理工程高效施工,提升了災害治理綜合治理能力和安全保障能力。165錨錨定定“零零突突水水”目目標標,構構建建“12551”水水害害防防治治體體系系持持續續推推進進渭渭北北奧奧灰灰復復合合承承壓壓井井田田安安全全高高效效回回采采陜西陜煤澄合礦業公司澄合礦區位于渭北石炭二疊紀煤田中段,東西長約67km,南北寬約 30km,總面積約 1718km2,礦區煤炭資源儲量豐富,預測煤炭資源量 85.6 億噸。澄合礦業公司目前下屬 6 對生產建設礦井,其中生產礦井 5 對,建設礦井 1 對,核定生產能力 1020 萬噸/年。礦區為典型的華北型煤田大水礦區,區域奧灰靜水位標高+3
303、65m,現主采的 5#煤層底板標高+100m+350m,承受奧灰 含 水 層 水 壓 0.4MPa 2.7MPa,突 水 系 數 0.023 0.067MPa/m。礦區由西向東,K2含水層距煤層間距呈變薄趨勢,承受 K2含水層水壓 1.32MPa2.32MPa,當煤層底板發育隱伏導水通道導致 K2與奧灰含水層存在水力聯系時,煤層開采受復合底板承壓水害威脅極大。此外,采掘活動也受頂板砂巖水、采空積水、斷層構造、褶區等隱蔽致災因素的影響,礦區內董家河煤礦水文地質類型為“極復雜”型,其余礦井均為“復雜”型。一、以關鍵技術為支撐,構建“12551”綜合防治體系公司積極貫徹習近平總書記關于安全生產重要論
304、述精神,立足“兩個至上”,落實“兩個根本”。在優化總結礦區以往水害防治經驗的基礎上,系統構建了渭北復雜地質條166件下“12551”水害綜合防治體系,即:牢固樹立“探查治理不到位就是事故”這一理念;持續推進兩項技術突破;創新五項關鍵技術提升,夯實五項綜合治理保障,執行一套完備的水害治理驗證流程,確保實現安全回采。礦區始終秉持理念先進、素質過硬、工藝科學、裝備先進的原則,將礦井隱蔽致災因素普查作為先決條件,全面查清礦井水文地質條件和致災因素,構建“一礦一策、一面一策”的水害防治頂層設計。圖 1澄合礦區“12551”水害綜合防治體系(一)樹立(一)樹立“一個理念一個理念”隨著礦區中深部斷層、陷落柱
305、等隱伏導水通道的增加,一旦發生突水,后期的災害治理難度極大,且治理時間較長,安全風險極高。因此,公司堅定了“探查治理不到位就是事探查治理不到位就是事故故”的理念,確立了“先探后掘先探后掘、科學治理科學治理、多重驗證多重驗證、達達標回采標回采”的水害治理方針,強化了水害“可防、可控、可治”的防范意識。167(二)持續推進(二)持續推進“兩項治理技術突破兩項治理技術突破”技術突破一技術突破一:井下局部治理轉向井上下結合區域治理井下局部治理轉向井上下結合區域治理隨著礦井單進水平和采掘強度的增加,以往的井下治理工藝已無法適用于目前的快速掘進系統和大型智能化安全高效生產需要。公司綜合采用井上下相結合區域
306、綜合探查治理的工作思路,率先在渭北西卓煤礦與董家河煤礦邊界 F25斷層開展復合承壓水害地面長距離定向鉆超前大區域治理工程。技術突破二技術突破二:著力發展地質透明化著力發展地質透明化,查明礦區隱蔽致災查明礦區隱蔽致災因素因素澄合礦區中深部煤層埋深達 500m 以上,以西卓煤礦首盤區為例,累計發現落差大于 5m 的斷層達 23 條,落差小于5m 的斷層 7 條,此外煤層變薄帶和褶曲發育地段探查不清也對智能化高效開采帶來較大挑戰。為解決這些問題,公司在礦區利用高密度地面三維地震成果解析、井下定向鉆、孔內瞬變、超前反射槽波、隨掘震源監測等工藝,著力提高隱伏導水通道、斷層、陷落柱等構造的探查精度,將地質
307、探查透明化作為采掘前置首要工作開展。(三)創新應用五項關鍵技術提升(三)創新應用五項關鍵技術提升1.渭北復合奧灰水承壓地面大區域超前治理技術渭北復合奧灰水承壓地面大區域超前治理技術2020 年,公司積極與中煤科工西安研究院(集團)有限公司(以下簡稱西安院)協作,率先在渭北煤田利用地面長距離定向鉆開展復合底板承壓水害超前區域探查治理,創新應用了“薄層灰巖精細探查及追層技術”“主孔探查、高壓168預注、目標導向、分序帷幕”“前后序次驗證、跳孔注漿驗證、井下兩探驗證”的效果驗證技術,以及“施工全過程管控技術”等四大核心技術,成功實施了西卓煤礦地面大區域超前治理。截至 2022 年 11 月底,已累計
308、完成鉆探進尺58965m,注水泥 93954t,保障了礦井 8000m 的安全掘進,解放原煤儲量 648 萬噸,相比類似水文地質條件的山陽煤礦順槽掘進,出水點涌水量下降 90%。圖 2西卓煤礦地面區域治理鉆孔布置圖圖 3西卓煤礦地面區域治理示意圖董家河煤礦三采區 F25斷層側向截流與局部加固治理工程完成鉆探進尺8327m,注水泥干粉4535噸。治理后的23502工作面涌水量由 96m/h 下降并穩定在 45m/h。169圖 4董家河煤礦 F25斷層側向截流與局部注漿工程平面布置圖圖 5董家河煤礦 F25斷層側向截流與局部注漿工程示意圖2.三軟地層長距離定向鉆三軟地層長距離定向鉆+孔內外電法孔內
309、外電法“兩探兩探”技術技術2020 年公司針對煤層底板軟硬互層、穿層鉆進欺軟怕硬的特點,采用大傾角穿層、跟管鉆進、快速水泥漿液洗孔等關鍵技術,克服了定向鉆進難題。并在西卓煤礦成功應用,實現單孔鉆距最大 470m,順利完成了井下長距離定向鉆對南翼大巷 K2含水層的疏放,累計疏放水量約 25 萬萬余立方米。同時公司與西安院協作,運用孔中瞬變電磁進行長距離物探。解決超前兩探與快速掘進在施工時間、作業空間和探測環境上的沖突,克服了“短掘短探”工藝中“兩探分離、串行作業”缺點。170圖 6井下長距離定向鉆探成果圖圖 7孔中瞬變電磁探測示意圖3.底板注漿改造全過程漿液動態調整優化技術底板注漿改造全過程漿液
310、動態調整優化技術公司通過總結多年注漿經驗和科研成果,利用地面注漿站配比制作了黏土水泥雙液漿、雙液漿黏土水泥雙液漿、雙液漿+速凝劑,速凝劑,同時配合骨料等不同漿液配比比例,建立了多類型漿液配比數據庫。治理過程中全過程動態管控,根據治理情況對漿液進行全過程動態優化,提高了災害治理效果,成功實現對董東公司50112、山陽煤礦 1502、董家河煤礦 23502 等工作面大流量動水點的成功封堵,工作面減水量接近 300m3/h。171圖 82020 年以后工作面注漿前后電法探測對比圖4.井上下注漿系統井上下注漿系統“DJL”連通技術連通技術隨著礦井的采掘延伸,以往的井下注漿系統漿液輸送距離不斷延長(最長
311、可達 5km,并安裝 13 個彎頭)。由于雙液漿中水泥占比低,漿液配比和注漿壓力達不到要求,嚴重制約注漿效果。2020 年以來,公司創新性提出了井上下注漿系統“DJL”連通技術,研發出全國首套井下長距離注漿中轉系統,與礦井原有注漿系統相互結合,形成了“井上下漿液中轉”和“地面井下鉆孔直連中轉”兩種核心模式。該技術已在山陽煤礦 3505 工作面進行試驗推廣,在工作面進行地面輸料孔與井下長距離定向鉆孔直連注漿治理過程中,通過提高注漿漿液配比,水泥消耗較原注漿工藝提高 300%以上,保障了地面運輸供應,鉆孔注漿持續大流量輸送,鉆孔持續高壓注漿,確保了注漿效果。注漿前低阻異常區范圍較大,呈連通狀,單孔
312、平均出水量 15m/h,工作面涌水量50m/h。注漿后低阻異常區零星小面積分布,呈獨立塊段,單孔平均出水量 1m/h,工作面涌水量 10m/h。172(a)地面注漿系統圖(b)井下注漿系統圖圖 9井上下注漿系統“DJL”聯通技術5.“3+1”模式地質精準探查技術模式地質精準探查技術公司積極按照中省市有關開展煤礦隱蔽致災因素普查治理工作的文件要求,結合澄合礦區災害類型分布特點,提出了結合礦井“一礦一策”的隱蔽致災因素普查方法和治理要求。為解決小斷層及小型構造的探查精度較低,2022 年公司在西卓和山陽井田開展地質構造精準化探查研究,綜合利用地面三維地震精細探查、井下采煤面全區域槽波透視探查(超前
313、反射槽波)、井下采煤面雙重電法探查、構造異常區域全覆蓋長距離定向鉆孔探查,實施“3+1”模式地質精準探查技術,進一步增強了礦井地質透明化工作水平。173圖 10“3+1”模式地質精準探查技術(a)探查前(b)探查后圖 11 三維地震精細化探查前后對比圖374195003741975037419000374185003741800037417500374170003741650039040003903500390300039025003902000390400039035003903000390250039020003741950037419750374190003741850037418000
314、37417500374170003741650018-3736.72309.8217-2657.9286.2519-1670.36CH140747.463.355.5516-3771.58CH159764.82299.324.71ST2704.75311.744.94CH161752.12325.933.71CH163756.7335.835.7916-2766.71316.264.753-3746.37342.122.66W33739.99340.952.1316-1759.63337.035.7CH162751.41332.224.86274.684.5328.664.02331.563.
315、85滿 覆 蓋 范 圍勘 探 邊 界圖 例孔 號孔 口 標 高煤 厚底 板 標 高350742.94W39332.265.11勘 探 前 煤 層底 板 等 高 線350勘 探 后 煤 層底 板 等 高 線330335340345350335325320315115119123127131135139143147151155159163167171175179183187191195199203207211215219223227231235239243247251255259263267271275279283287291295299303307311315319323327331335339
316、343347351355359363367164172180188196204212220228236244252260268XLineInLineXLineXLineXLineXLineXLineXLineXLineXLineXLineXLineXLineXLineXLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLin
317、eInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLine11511912312713113513914314715115515916316717117517918318719119519920320721121521922
318、3227231235239243247251255259263267271279283287291295299303307311315319323327331335339343351355359363367InLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLin
319、eInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLine164172180XLineXLineXLine220XLine260268XLineXLine320325330335340345350355360335330340330325325330X1向 斜X2向 斜B2背 斜B3背 斜B1背 斜勘 探
320、后 褶 曲X1向 斜陜 西 陜 煤 澄 合 礦 業 有 限 公 司 山 陽 煤 礦 三 采 區 地 面 三 維 地 震 及 瞬 變 電 磁 勘 探 5號 煤 層 勘 探 前 后 構 造 對 比 圖比 例 尺 1:5000DF1 H=0-4mDF2 H=0-3mDF3 H=0-3m勘 探 后 斷 層備 注:本 圖 坐 標 系 采 用 1954北 京 坐 標 系,1985國 家 高 程 基 準 編 制總 工 程 師1:5000日 期資 料 來 源2020.10物 測 公 司8制 圖審 核項 目 負 責圖 號順 序 號比 例 尺許 德 才8韓 志 雄5號 煤 層 勘 探 前 后 構 造 對 比 圖總
321、 經 理汶 小 崗陜 西 省 煤 田 物 探 測 繪 有 限 公 司陜 西 澄 合 山 陽 煤 礦 有 限 公 司 山 陽 煤 礦 三 采 區 地 面 三 維 地 震 及 瞬 變 電 磁 勘 探 徐 換 霞孫 文 華757.12740.2654.48753.57742.9417-118-118-2CH158W39329.56341.27325.18359.64332.264.74.494.553.714.243 7 4 1 9 5 0 03 7 4 1 9 7 5 03 7 4 1 9 0 0 03 7 4 1 8 5 0 03 7 4 1 8 0 0 03 7 4 1 7 5 0 03 7
322、4 1 7 0 0 03 7 4 1 6 5 0 039040003903500390300039025003902000390400039020003 7 4 1 9 5 0 03 7 4 1 9 7 5 03 7 4 1 9 0 0 03 7 4 1 8 5 0 03 7 4 1 8 0 0 03 7 4 1 7 5 0 03 7 4 1 7 0 0 03 7 4 1 6 5 0 01 8-37 3 6.7 23 0 9.8 21 7-26 5 7.92 8 6.2 53.3 55.5 53-37 4 6.3 73 4 2.1 22.6 6煤 層 底 板 等 高 線C D P 網 格3 5
323、 0巷 道陜 西 陜 煤 澄 合 礦 業 有 限 公 司 山 陽 煤 礦 三 采 區 地 面 三 維 地 震 及 瞬 變 電 磁 勘 探5 號 煤 層 底 板 等 高 線 圖比 例 尺 1:5 0 0 03 2 7InLineInLineInLine勘 探 邊 界孔 號孔 口 標 高煤 厚底 板 標 高2292372452532612692777097177257333 2 7X LineX LineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLine3 4 33 5 9X Li
324、neX LineX Line390350039030003902500圖 例7 4 2.9 4W 3 93 3 2.2 65.1 12852933013093173253333413493573653733813893974054134214294374454534614694774854935015095175255335415495575655735815895976056136216296376456536616696776856937013 4 33 5 93 7 53 9 14 0 74 2 34 3 94 5 54 7 14 8 75 0 35 1 95 3 7X LineX Li
325、neX LineX LineX LineX LineX LineX LineX LineX LineX LineX LineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLi
326、neInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLine557565573581589597605613621629637645653661669677685InLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLine4 3 9X Line5 1 95 3 7X LineX Line7 5 7.1 27 4 0.26 5 4.4 87 5 3.5 77 4 2.9 41 7-11 8-11 8-2C H 1 5 8W 3
327、 93 2 9.5 63 4 1.2 73 2 5.1 83 5 9.6 43 3 2.2 64.74.4 94.5 53.7 14.2 41 9-16 7 0.3 6C H 1 4 07 4 7.4 6C H 1 5 97 6 4.8 22 9 9.3 24.7 1S T 27 0 4.7 53 1 1.7 44.9 4C H 1 6 17 5 2.1 23 2 5.9 33.7 1C H 1 6 37 5 6.73 3 5.8 35.7 9W 3 37 3 9.9 93 4 0.9 52.1 3C H 1 6 27 5 1.4 13 3 2.2 24.8 63 2 8.6 64.0 23
328、3 1.5 63.8 5709717725733InLineInLineInLineInLineInLine693701InLineInLineInLineInLine229237245253261269277InLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLine285293301309317325333341349357365373381389397405413421429437445453461469477485493501509517525533541549InLineInLineInLineInLineInLineInLineInL
329、ineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineInLineP 3 23 0 4.7 63P 1303.24X P 3 23 0 4.9 8 13P 6315.683P 5303.043F3314.383P 7325.34H L1304.983F3314.383P 7325.34H L1304.983P 8335.01H L3H L4305.17H L5H L6318.153332.75
330、5中33 1 2.7 9 2H L9334.540H L10352.308H L7339.627H L11354.1643F4313.240H L12351.600H L3 54.1653P10357.1773P9353.319H L3 54.1653F6313.34711353.2423P 12H 323 06.7 64H 1350.9363H2355.237H 23 5 0.9 0 43H3361.6513 5 3.9 2 8H 3XXXXX3 4 5.9 8 4H 43F16362.4613H4364.098XIX IXIX I3 4 7.1 6 8H 5XIIXIIP 23 4 4.0
331、 8 23 4 6.1 8 0H 6I II IP 33 3 7.2 8 33 3 7.3 1 83 4 7.8 6 5H 7P 43 3 5.4 5 4H 0 13 5 1.2 3 7IIH 1 03 4 3.8 8 44.10P 53 3 1.9 4 7H 1 13.20IIIIIIP 63 3 5.0 0 4H 1 24.104.20H 1 3P 73 3 8.0 0 64.20H 1 45.105.10P 83 3 5.8 6 65.205.20中5.205.205.20中H 1 5臨P 93 3 6.8 1 5水76 4 0.7 63.7 83 5 0.8 9354.940山 陽 煤
332、 礦 三 采 區 三 維 地 震 資 料 精 細 化 處 理 與 解 釋煤 底 板 等 高 線 圖制 圖1:5 0 0 0日 期項 目 負 責審 核總 工 程 師順 序 號圖 號比 例 尺資 料 來 源0 11-1西 安 研 究 院2 0 2 2年8月中 煤 科 工 集 團 西 安 研 究 院 有 限 公 司程 建 遠孫 永 亮總 經 理姚 寧 平張 孝 文孫 永 亮斷 層174圖 12 工作面槽波透視成果圖圖 13工作面音頻電透視成果圖圖 14 西卓煤礦 DFX4、DF19 斷層探查鉆孔布置圖(四)災害治理五項保障(四)災害治理五項保障1.水害防治制度機制保障水害防治制度機制保障公司秉持“探
333、查治理不到位就是事故”的理念,建立健全了水害防治制度、防治水資金投入使用制度、應急處置制度、重大水患停產撤人制度、水害防治崗位責任制度等 20余項制度,明確了以礦井主要負責人為第一責任人,以總工175程師為第一技術負責人的防治水技術管理體系。2.業務人員素質提升保障業務人員素質提升保障公司通過澄合科技引導和激勵專業技術人員論文撰寫,定期邀請專家教授對防治水技術人員專題培訓并赴優秀同類單位對標學習,鼓勵專業技術人員參與科研活動、“五小創新”等,礦區累計培養地測高級工程師 8 名,中級工程師 12 名,確保專業技術人員能夠“引得來,留得住,用得好”。3.水害防治裝備設施保障水害防治裝備設施保障公司現配備專用探放水鉆機 59 臺,定向鉆機 7 臺,預計到 2023 年底礦區扭矩大于 6500 的定向鉆機配備達 12 臺;工作面共安裝水文動態監測系統 6 套;采煤面安裝突水預警系統 8 套,并配備