在2306工作面对应点位置设计施工了5个离层水抽排孔和1个“两带孔”,总工程量1607.53m,累计抽水量63万方,回收煤炭资源……;完成导线测量8300m,井下7″导线5600m,复测导线2700m,共设测站95站,安全贯通14处。……这一连串数字是招贤矿业公司2024年开展防治水的工作写实。数字的背后,是招贤矿业公司防治水患的决心和艰辛。
矿井水文地质类型属复杂型,主要受离层水害影响。近年来,招贤矿业公司积极推进防治水工作由过程治理向源头预防、局部治理向区域治理、井下治理向井上下结合治理、措施防范向工程治理、治水为主向治保结合的转变,构建理念先进、基础扎实、科研攻关、综合治理的离层水害防治工作体系,在推进本质安全型矿井建设的道路上不断迈出坚实步伐。
刚性执行 保证制度落地
近年来,招贤矿业坚持“防治水重在过程”的管理理念,进一步明确和细化了防治水工作各环节的管理,严把防治水设计关、钻孔施工关、有效进尺验收关、允许掘进通知单下发关“四个关口”。先后制定完善了《地质灾害防治技术管理制度》《水害防治技术管理制度》《地质(水害)预测预报制度》等管理制度及考核办法。在集团公司和各级专家的指导下不断完善离层水治理的方案,落实了《设计》“六到位”即施工组织设计内容到位、数据精准到位、技术措施到位。图件平、剖、断面图到位、重点层位划分到位、贯彻学习到位。如:巷道平面图、地层柱状图、排水路线图、避灾路线图等,尤其对关键部位和重点区域开展钻孔成对布置、专人排水、每日专报、专孔分析、专孔设计的“五专”管理。
“没水按有水对待,小水按大水对待,大水按大灾对待,必须把各项工作做到最前面。”秉持着“谨慎小心、先行一步”的理念,招贤矿业防治水办公室完善了“物钻化并举”的探测手段,为矿井水害隐患源的快速、准确判别创造了条件。
源头管控 扼住水患“咽喉”
按照“防治水重在源头管控”的工作思路,招贤矿业公司确立以“综合探查、条件分析、区域疏放、局部补充、综合治理”为主要内容的水害防治技术路线,推动水害防治由过程治理为主向源头预防为主转变。
工作面布置、掘进作业、回采准备阶段以及回采过程中,招贤矿业公司基于“三按”施工理念,优化防治水顶层设计,科学规划布置井巷工程。
“工作面设计之初,我们就首先考虑排水、泄水问题。”招贤矿业公司防治水办公室主任梁启敬介绍说,特别是针对水害复杂的工作面,他们在设计时采用自下而上的开采顺序,在工作面上覆含水层标高较低处布置抽排水孔,并根据水文地质条件变化情况,不断完善离层水钻孔施工工艺和施工工期。
招贤矿业公司在+770水平设置了承担矿井排水任务的中央泵房,并安装了5台MD280-65×10(B)型多级离心泵,主排水管路选用3趟φ273×11无缝钢管。中央泵房采用远程集控系统,可以实现远程监控。
“在中央泵房设置了两台BQ725-640/16-1800/W-S型应急抗灾抢险潜水电泵,按照一级负荷供电,其10kV高压电源柜及固态软启动柜均设置在地面110kV变电所。梁启敬说,建设上下联动系统的排水网络,目的是筑牢防治水的“铜墙铁壁”。
对症开方 治水有术
随着矿山开采面积的增加,宜君组含水层离层空间也逐渐增加,成为了招贤矿业公司的治水重点,更是难点。
由于离层积水的存在,而离层空间分布形态难以判断,常常导致离层水的边缘、积水形状无规律可循。“招贤矿业公司离层水皆为回采后形成。”梁启敬表示,对于离层水的治理,招贤矿业公司也在不断地探索和完善当中。
离层水犹如地下胡泊,一旦突水,来势凶猛,涌水量大,破坏性强。2020年3月29日,5月6日,7月1日,招贤矿业1304工作面先后发生过三次离层水突水,对工作面破坏极为严重。为了超前治理矿井离层水害,2020年7月24日皖北煤电集团公司邀请武强院士等6位国内知名防治水及矿压防治专家就招贤煤矿离层水害问题进行讨论,提出具有自主知识产权的离层水防治技术,确定了“抽、排、用、裂、支、控”+综合预警分析的离层水综合防治技术措施,在1305、1302、1303和2306等工作面进行了工程实践,截止2025年3月31日,32个抽、泄水孔,总工程量13724.04m,总抽水量412万m3,保证了工作面安全回采,抽出的离层水用作生活用水,变“害”为“宝”,大大缓解矿井及周边百姓生活用水紧张的现状,产生经济效益超过35亿元。目前该技术广泛推广应用于崔木、郭家河、亭南、园子沟等煤矿水害防治,解决了鄂尔多斯盆地黄陇煤田顶板离层水害威胁难题。
科技撑腰 防治水“如虎添翼”
在治水的道路上,招贤矿业公司将目光投向新技术、新设备、新工艺的引进与应用。
摒弃常规治理方式,利用定向钻进精准定位及开分支技术,提高钻孔覆盖面积,精准探放老空水及疏放顶板水,避免”短兵相接博刺刀“,保障施工安全;建立边坡灾害治理自动化监测预警系统,为公司采取应急措施提供较为准确的参考数据;建成“矿井智能地质保障系统”,实现了煤矿地测、一通三防、机电运输、生产设计等相关专业数据与图形的一体化、协同化管理;通过集成矿井安全监测子系统、人员定位系统、水文观测系统等监测数据,实现数据共享,联动报警应用;在四采区的新区掘进中引进长掘长探技术,利用定向长钻孔进行孔内瞬变电磁、雷达探测,超前探明巷道前方地质及水文地质情况,解决制约掘进工作面快速掘进问题;与中国矿业大学等科研院所合作,构建了国内外首个矿山离层水害多因素综合监测预警平台,攻克了矿井离层水害危险判识及准确预测难题,实现矿山高位离层水害的多因素综合监测预警。
如今,这些新设备都是招贤矿业公司的治水“利器”,为煤矿智能化建设、实现防治水本质安全提供了保障。
招贤矿业公司持续优化离层水抽排技术,2306-CP4孔换泵过程中,孔内套管变形,无法用先前的φ108mm排水管路进行下泵,通过选用有柔性、可弯曲的φ73mm石油套管作为排水管进行抽水,有效缩短了换泵时间,降低了工作面上方离层水水头高度,有效保障了工作面安全回采;将2306-CP2孔二路套管由φ406mm石油套管变更为φ346mm石油套管,给环状间隙留够释放压力的缓冲空间,确保水泵顺利下置;在离层水害技术项目的研究过程中,《白垩纪巨厚含水层离层水防治技术研究》获得了皖北煤电集团公司2021年度安全技术经济一体化课题推广成果奖;获得皖北煤电集团公司第十一届科学技术奖科技进步特等奖;荣获中国煤炭工业科学技术奖一等奖。该矿申报了5项专利,分别是3项实用新型专利《一种煤矿地质井下防治水预警装置》、《一种煤矿地质工程防治水用钻探装置》、《一种煤矿地质防治水监测用取样装置》;2项发明专利(已受理),分别为《地面抽排覆岩离层水防突水方法、装置、终端及存储介质》《抽排覆岩离层水结构及施工方法》。《高位离层突水诱导工作面切顶压架灾害预警研究》、《采动覆岩高位离层水害防治地面抽排关键技术研究》、《离层积水量估算方法及离层突水预测研究》4篇论文在国家级媒体发表。并承办了宝鸡咸阳区域煤矿水害治理经验现场交流会,2023年被评为安徽省职工技术创新竞赛“金项目”。《陕西招贤公司矿山离层水害多因素综合监测预警平台建设实践》入选中国煤炭行业标杆案例。
“水害可防可控”。这就是防治水人朴素的安全观,他们怀着对职业的敬畏,扛起自己的责任使命,在防治水工作道路上脚踏实地、坚定前行……