完善礦井防治水體系與防治水措施

文/米書田

完善礦井防治水體系與防治水措施

文/米書田

邢臺(tái)礦區(qū)地處太行山東麓與華北盆地的接觸帶上，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，北東向斷裂構(gòu)造非常發(fā)育。礦區(qū)地下水系屬于邯邢水文地質(zhì)單元中的百泉泉域，百泉泉域?yàn)橐换惊?dú)立封閉的全排型泉域，地下巖溶水豐富。

冀中能源股份公司一直主采上組煤層，由于長期開采，上組煤的可采儲(chǔ)量日益減少。為持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，進(jìn)一步解放受水害威脅的下組煤資源勢(shì)在必行。為確保礦井安全生產(chǎn)，對(duì)礦井防治水工作常抓不懈，以地測(cè)防治水安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化為根本，嚴(yán)格井下防探水管理，狠抓重大水害隱患排查治理，建立健全防治水管理體系、技術(shù)保障體系及裝備支撐體系，杜絕各類水害事故發(fā)生。

一、認(rèn)真落實(shí)礦井水害防治責(zé)任制，建立健全防治水管理體系

1.為強(qiáng)化防治水工作管理，根據(jù)《礦井水文地質(zhì)規(guī)程》《煤礦防治水工作條例》，建立安全生產(chǎn)責(zé)任制，建立健全了防治水組織機(jī)構(gòu)，進(jìn)一步完善防治水方面的勞動(dòng)組織、技術(shù)管理及崗位責(zé)任制等規(guī)章制度，健全完整的礦井防治水管理體系。

2.各礦成立以礦長為組長，以總工程師為常務(wù)副組長，各分管礦長及副總工程師為副組長，成員由各職能部門正職組成的礦井防治水領(lǐng)導(dǎo)小組。強(qiáng)化各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)安全生產(chǎn)責(zé)任制、職能機(jī)構(gòu)安全生產(chǎn)責(zé)任制，嚴(yán)格業(yè)務(wù)保安責(zé)任制和水文地質(zhì)專業(yè)人員責(zé)任制。

二、采取防探水技術(shù)措施

1．防探水原則

采掘工作面必須堅(jiān)持 “預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，科學(xué)查疑，有疑必探，先探后掘，先治后采”的防探水原則和“防、堵、疏、排、截”五項(xiàng)綜合治理措施。

2．主要技術(shù)措施

（1）各礦的新水平、新采區(qū)等未開采區(qū)域開采前均要進(jìn)行地面三維地震及電法綜合勘探，查明區(qū)內(nèi)主要構(gòu)造形態(tài)、斷層和陷落柱的賦存狀態(tài)及其含（導(dǎo)）水情況，否則不得開采。

（2）各礦井非沿空掘進(jìn)巷道必須做好超前探測(cè)工作，按規(guī)定嚴(yán)格控制超前距，先探后掘。超前探測(cè)主要內(nèi)容為掘進(jìn)前方可能存在的隱伏含（導(dǎo)）水構(gòu)造，探測(cè)手段采用物探與鉆探相結(jié)合的方式，一般以直流電法超前探測(cè)為主，兩幫側(cè)前方利用底板超前鉆探進(jìn)行探測(cè)。對(duì)明顯的物探異常區(qū)，必須用鉆探查明。

各礦下組煤采區(qū)的非沿空掘進(jìn)巷道除認(rèn)真執(zhí)行以上規(guī)定外，必須安排底板超前鉆，對(duì)掘進(jìn)前方及其兩幫附近有無斷層及導(dǎo)水構(gòu)造進(jìn)行重點(diǎn)探測(cè)。

（3）新掘進(jìn)巷道要盡量利用現(xiàn)有巷道采用井下瞬變電磁、直流電法對(duì)鄰近的巷道掘進(jìn)一定范圍內(nèi)進(jìn)行側(cè)向探測(cè) （要保證巷道兩側(cè)足夠的安全距離），為其起到超前探測(cè)作用。

（4）工作面回采前均要采用無線電坑道透視方法對(duì)工作面內(nèi)部隱伏構(gòu)造進(jìn)行探測(cè)，對(duì)坑透查出的異常區(qū)必須用鉆探或音頻電透視或瞬變電磁等探測(cè)手段查明可能存在的隱伏構(gòu)造及其導(dǎo)（含）水性。在確定坑透異常區(qū)無導(dǎo)（含）水異常情況下，可在煤層中用鉆探查明隱伏構(gòu)造情況，否則必須在底板巖層中按探水鉆孔進(jìn)行進(jìn)一步探查。

3．防治水技術(shù)路線

（1）預(yù)疏大青水，淺部設(shè)防小煤礦潰水，重點(diǎn)針對(duì)奧灰水開展防治水工作。

（2）充分利用9#煤底板至奧灰頂面隔水層的阻水性能，進(jìn)行帶壓開采。

（3）提高隔水層有效厚度和完整性，補(bǔ)強(qiáng)其阻水性能，對(duì)本灰含水層進(jìn)行注漿改造。

（4）建立水閘門，實(shí)現(xiàn)隔離開采，預(yù)掘泄水巷和臨時(shí)水倉，增強(qiáng)采區(qū)、工作面臨時(shí)排水能力和礦井的強(qiáng)排能力，健全安全措施，確定安全的避災(zāi)路線。

（5）以大青灰?guī)r與本溪灰?guī)r為指示層，進(jìn)行垂向?qū)畼?gòu)造的探查。其中，在大青灰?guī)r預(yù)疏放過程的同時(shí)，根據(jù)疏放具體情況，探查導(dǎo)水構(gòu)造。

（6）采用物探、鉆探綜合探查手段，先探后掘、先探后采，探查采場(chǎng)隔水層薄弱地段、富水區(qū)段和潛在導(dǎo)水通道（斷層、裂隙帶、陷落柱）。

（7）利用鉆探工程，進(jìn)行水量、水壓、水溫“三量”測(cè)試，計(jì)算隔水層帶壓系數(shù)，定量評(píng)價(jià)工作面隔水層阻水性能。

（8）在工作面回采過程中，應(yīng)用突水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)預(yù)防底板突水，實(shí)測(cè)和評(píng)價(jià)采動(dòng)效應(yīng)對(duì)底板破壞深度和強(qiáng)度。

（9）根據(jù)采掘工程階段性特點(diǎn)，防治水工程有重點(diǎn)分階段進(jìn)行實(shí)施。

（10）對(duì)有可能造成奧灰突水的斷層、變薄帶預(yù)留防水煤柱，確保隔水層厚度。

4．下組煤開采各階段防治水措施

（1）開拓掘進(jìn)前階段。地面利用三維地震勘探及電法勘探，查明煤層與基底主要含水層的分界面、含水層的富水區(qū)域或集中徑流帶、采場(chǎng)內(nèi)的斷層、導(dǎo)水構(gòu)造、巖溶陷落柱的分布，圈定可疑區(qū)。

（2）巷道掘進(jìn)階段。巷道掘進(jìn)階段防治水工作的重點(diǎn)是對(duì)掘進(jìn)頭前方煤層底板導(dǎo)水構(gòu)造的探查與治理。采取超前綜合探測(cè)的措施，先探后掘。對(duì)掘進(jìn)前方及其兩幫附近有無斷層及導(dǎo)水構(gòu)造進(jìn)行重點(diǎn)探測(cè)。對(duì)鉆探驗(yàn)證查明的導(dǎo)水構(gòu)造，采用注漿加固的方式進(jìn)行治理，處理后方可繼續(xù)掘進(jìn)。

（3）工作面回采前階段。該階段防治水工作的重點(diǎn)：進(jìn)行底板水文地質(zhì)條件探查與試驗(yàn)；完成工作面內(nèi)部和底板構(gòu)造及其富水性的探測(cè)，以及原始導(dǎo)升高度的探查和評(píng)價(jià)；施工突水監(jiān)測(cè)鉆孔，做好突水監(jiān)測(cè)等各種試驗(yàn)準(zhǔn)備；對(duì)工作面底板注漿加固改造；對(duì)工作面回采過程中發(fā)生突水可能性進(jìn)行分析，圈定突水危險(xiǎn)區(qū)，對(duì)帶壓開采的安全性進(jìn)行總體評(píng)價(jià)。

(4)工作面回采階段。確保礦井、采區(qū)、工作面防排水系統(tǒng)、通訊報(bào)警系統(tǒng)、水文地質(zhì)觀測(cè)系統(tǒng)、突水監(jiān)測(cè)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，重大水害應(yīng)急預(yù)案貫徹落實(shí)。地測(cè)、安檢、生產(chǎn)等各有關(guān)單位要密切注意工作面各種出水征兆，一旦發(fā)現(xiàn)異常要及時(shí)匯報(bào)，采取措施。重點(diǎn)工作面回采過程中對(duì)工作面底板薄弱區(qū)段和受采煤擾動(dòng)影響較大的區(qū)段進(jìn)行底板突水實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，布置底板擾動(dòng)破壞深度觀測(cè)孔，監(jiān)測(cè)水壓變化情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)突水征兆，保障工作面的回采安全。同時(shí)，研究采動(dòng)破壞深度尤其是采動(dòng)引起的導(dǎo)水裂隙帶深度，為安全開采9#煤提供基礎(chǔ)技術(shù)資料。

三、建立礦井水害預(yù)警系統(tǒng)及應(yīng)急救援預(yù)案

鑒于礦區(qū)上組煤開采普遍受到隱伏陷落柱突水的威脅及下組煤開采受底板奧灰水突水威脅，各開采礦井要求必須設(shè)置好三道防線：

1．不出大水。要求各項(xiàng)預(yù)防、探查處理措施嚴(yán)密，下組煤開采礦井井上下注漿系統(tǒng)可靠。

2．出水不淹井。要求防排水系統(tǒng)可靠，水閘門、墻隔離設(shè)施可靠，下組煤開采礦井原則上宜獨(dú)立建井。

3．淹井不傷人。要求強(qiáng)大的防排水設(shè)施作為后盾，有可靠的預(yù)警系統(tǒng)和完善的應(yīng)急救援預(yù)案，保證人員逃生撤離時(shí)間。

（作者單位：河北冀中能源集團(tuán)）

（責(zé)任編輯：李元）