礦井關(guān)閉后地下水處置方案的優(yōu)化

【摘要】潘一井于1983年建成投產(chǎn)，經(jīng)過三十多年的高強度開采，剩余優(yōu)質(zhì)資源已枯竭，集團公司領(lǐng)導(dǎo)決定將其列為去產(chǎn)能礦井，礦井收作后設(shè)備拆除、井筒封閉，井下日常涌水不再通過礦井排水設(shè)備排出而滯留井下，經(jīng)年積累，對相鄰礦井安全生產(chǎn)及礦井剩余資源以后開采都構(gòu)成巨大威脅。通過對礦井地下水處置方案的優(yōu)化，既解除了威脅、又節(jié)省發(fā)開支，還變廢為寶，增加了礦井資源。

【關(guān)鍵詞】礦井水；處置；優(yōu)化

引言

潘一井于1973年11月開工興建，1983年建成投產(chǎn)，現(xiàn)余優(yōu)質(zhì)資源已近枯竭，2014年、2015年我國煤炭產(chǎn)能嚴重過剩，中央決定對煤炭行業(yè)實施去產(chǎn)能政策，集團公司領(lǐng)導(dǎo)積極響應(yīng)國家號召，決定將其列為去產(chǎn)能礦井，礦井自2016年開始進入收作程序，計劃至2019年7月份全部收作完畢。礦井收作后將井下包括排水設(shè)備在內(nèi)所有的設(shè)備全部拆除，井筒封閉。井下在無生產(chǎn)的情況下每小時會產(chǎn)生100m3左右的水量，因礦井排水設(shè)備已拆除，礦井收作后產(chǎn)生的井下水只能滯留在井下，經(jīng)年累月，大量累積在井下的巷道中。而潘一井北面和潘二礦相鄰且有巷道相連，西面和潘三礦相鄰，按要求保留有40m的防水煤柱。礦井充水后，水面距煤柱最深處有700m，對煤柱造成7MP的水壓，井下積水對相鄰的潘二礦、潘三礦兩對礦井的安全生產(chǎn)構(gòu)成巨大威脅。而且在礦井收作后，礦井剩余可采儲量33276.9萬噸，按照集團公司遠景生產(chǎn)計劃，剩余的這超過3億噸的可采儲量以后還是要采出的，井下積水對以后的礦井安全生產(chǎn)同樣構(gòu)成巨大威脅，礦井收作后設(shè)備全部拆除、人員也全部分流，沒有常設(shè)設(shè)備和人員進行排水作業(yè)和井下積水水位監(jiān)測。而通過地下水處置方案的優(yōu)化，不僅解除了對礦井安全的威脅、又節(jié)省發(fā)經(jīng)濟支出。

1潘一礦井現(xiàn)狀

潘一井田東起第0勘探線，西以人定邊界線與潘三礦相鄰，北以F2、潘集背斜軸、F5斷層為界與潘二礦為鄰，東和南到13-1煤層-800m等高線地面投影線，走向長約14.6km，傾斜長約4.0km，井田面積為54.6717km2。綜合對潘一礦的礦井水文地質(zhì)條件分析，依據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》，按照分類就高不就低的原則，潘一礦礦井水文地質(zhì)類型劃分為中等類型。

礦井計劃至2019年7月份全部收作完畢，屆時將井下包括排水、通風設(shè)備在內(nèi)所有的設(shè)備全部拆除，井筒封閉，人員全部分流。井下砂巖水量中等，在無生產(chǎn)的情況下平均每小時會涌出超過100m3的水量，而此時礦井已無排水設(shè)備及人員，礦井收作后產(chǎn)生的井下水只能滯留在井下，經(jīng)年累月，大量累積在井下的巷道及采空區(qū)內(nèi)中。

井下積水可能對相鄰礦井形成超過700m的水頭差，對煤柱造成7MP的水壓，井下積水對與潘一礦相鄰的潘二礦、潘三礦兩對礦井的安全生產(chǎn)構(gòu)成巨大威脅，兩井皆為集團公司主力生產(chǎn)礦井，生產(chǎn)任務(wù)重、產(chǎn)量高，井下作業(yè)人員，單井單班井下作業(yè)人員近千人，一旦潰水，不僅會造成巨大的經(jīng)濟損失，還會造成大量的在員傷亡。

集團公司本土礦井經(jīng)過長期高強度開采，所擁有資源大半已被采出，且計劃今后本土礦井每年維持7000萬噸左右產(chǎn)量，在可預(yù)見的不久將來，集團公司本土煤炭資源必將枯竭。而礦井收在作后，礦井剩余可采儲量33276.9萬噸，這是集團公司的后備資源，按照集團公司遠景生產(chǎn)計劃，為保證集團公司的正常生產(chǎn)，剩余的這超過3億噸的可采儲量以后還是要采出的。安全生產(chǎn)需在一個安全的環(huán)境，井下積水會對以后的礦井安全生產(chǎn)構(gòu)成巨大威脅。

礦井收作后無專職排水設(shè)備及人員，如果設(shè)置專門設(shè)備和人員進行排水作業(yè)和井下積水水位監(jiān)測，會給集團公司帶來巨大經(jīng)濟開支。

2地下水處理的方案優(yōu)化

自潘三礦17181（1）巷道以36°方位、0.3%坡度平巷施工260m處停頭，停頭處距潘一礦2682（1）采空區(qū)余50m，沿疏水巷掘進方向以-12.5°角度施工2個鉆孔與2682（1）采空區(qū)貫通。當潘一礦收作后井下積水進入2682（1）采空區(qū)后會逐步漫入鉆孔，當水頭高度超過疏水巷打鉆處標高后會自流入潘三礦所施工的疏水巷，并沿疏水巷高南自流入17181（1）瓦斯治理巷，并沿瓦斯治理巷自流入潘三礦排水系統(tǒng)。

地面工廣附近在礦井正常生產(chǎn)期間由地表向井下施工2個制冷孔，2孔深度均超過800m，由地表直至二水平巷道，礦井收作關(guān)閉后制冷孔不再使用，將制冷孔下端打開，該孔整體保留不充填，礦井充水后水由孔下端漫入孔內(nèi)，由地表向下安裝太陽能供電的自動觀測系統(tǒng)，系統(tǒng)終端可以實時接收監(jiān)測數(shù)據(jù)，掌握井下水位變化情況。

4結(jié)束語

（1）不用在與潘二礦相鄰的邊界砌防水墻。如果井下積水不由潘三礦排出，為解除積水對潘二礦安全生產(chǎn)的威脅，集團公司計劃在與潘二礦相鄰邊界處潘一礦一側(cè)出資1500萬元修建12道防水墻。現(xiàn)在積水自潘三礦排出后為集團公司省去12道防水墻的工程量及1500萬元工程費用。

（2）解除了井下積水對潘三礦安全生產(chǎn)的威脅。潘一礦井下積水如不排出可對相鄰潘三礦井形成超過700m的水頭差，對煤柱造成7MP的水壓，造成極大安全威脅，利用潘三礦已有巷道及排水系統(tǒng)將潘一礦井下積水排出，徹底解除了對潘三礦安全生產(chǎn)的威脅。

（3）解放了潘一礦井田范圍內(nèi)的礦產(chǎn)資源。潘一礦收作后，礦井剩余可采儲量33276.9萬噸，隨著本土煤炭資源逐漸枯竭，剩余的這超過3億噸的可采儲量是集團公司的后備資源，以后還是要采出的。而井下積水對以后的礦井資源復(fù)采造成了極大的安全威脅，現(xiàn)將井下積水排出可解除安全威脅、解放煤炭資源。

（4）可實時掌握井下水位變化情況。利用廢棄的制冷孔安裝自動觀測系統(tǒng)，可在終端設(shè)備上實時掌握水位情況，及時消除安全隱患。

（5）礦井停產(chǎn)后井下涌水未受到污染，該方案還可為潘三礦每天提供超過2000 m3的清潔水源。

參考文獻

[1]《淮南礦業(yè)集團潘一煤礦礦井生產(chǎn)地質(zhì)報告》.北京華安奧特科技公司.2015.12.20

[2]《淮南礦業(yè)集團潘一煤礦地質(zhì)類型劃分報告》.北京華安奧特科技公司.2015.03

[3]《淮南礦業(yè)集團潘一煤礦礦井水文地質(zhì)類型劃分報告》.淮礦集團潘一煤礦.2016.08

作者簡介：曹況山（1980—），男，本科，現(xiàn)從事煤礦地質(zhì)工作。