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牢記安全職責、實施科學治水 全面提升礦井老空水防治工作水平

所屬分類:行業動態    發布時間: 2020-07-31    作者:admin
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牢記安全職責、實施科學治水 全面提升礦井老空水防治工作水平
發布人:煤礦安全網    瀏覽: 735   發布時間: 2019-07-22   稿件來源:煤礦安全網

中煤華晉集團有限公司(以下簡稱中煤華晉)于2011年9月8日成立,是中國中煤能源集團有限公司核心骨干企業,屬中央企業;現有礦井4座,設計生產能力1420萬噸/年,其中生產礦井3座,公示生產能力1020萬噸/年,基建礦井1座(設計生產能力400萬噸/年),項目開工手續已獲批準,目前正在施工準備。

中煤華晉3座生產礦井分別為王家嶺礦、崖坪礦、韓咀礦,位于河東煤田鄉寧礦區西南部,井田邊界相鄰,均為資源整合礦井,先后于2014年、2015年、2016年投產,全部實現了當年投產,當年達產?,F開采二疊系下統山西組2號煤層,平均煤厚6.1m,區內構造相對簡單,褶曲、撓曲和斷層發育,但影響采區劃分和工作面布置的大構造較少,未見火成巖和陷落柱;主要含水層有第四系含水層、石炭—二疊系砂巖裂隙含水層、石炭系巖溶裂隙含水層以及奧陶系巖溶裂隙含水層,根據地質勘查成果和開采實踐,主要水害威脅為小窯老空水。

王家嶺礦井田南部(約7.5km2)、崖坪礦井田東部(約8.1km2)和韓咀礦全井田(25.2245km2)范圍內老窯、小煤礦開采歷史悠久,破壞嚴重,采空分布錯蹤復雜、雜亂無序,有巷道、柱式、短壁、分層、全層等各式采空,防治水任務十分艱巨。2010年3月28日,在建的王家嶺礦發生特別重大透水事故就是三期工程施工中遇到小窯巷道造成的。

中煤華晉成立后,上下齊心,痛定思痛,深刻吸取事故教訓,確定了“查清水患,科學根治”、“水患不除、礦無寧日、老空水害是可防可控可治”的工作理念,不折不扣的執行國家和地方各項防治水政策,充分借鑒兄弟單位防治水工作經驗,從制度、機構、人員、投入、裝備、素質、現場管理等方面全面對標,建立健全了適合我公司實際情況的防治水管理體系,有效治理了老空水害,迅速扭轉了防治水工作的被動局面,**了安全生產。2015年7月,在國家安監總局組織的全國煤礦水害防治現場會上我公司做為5家水害治理**單位之一進行了經驗交流。近幾年來,我們以經驗為起點,精益求精,科學治水,防治水工作邁上了新臺階?,F將我公司防治水主要做法匯報如下:

1.高度重視防治水工作

老空水害防治關鍵不在技術問題,而是認識和管理問題。我們做到了凡是防治水需要的人員很快能到位,防治水制度與現場脫節的立即能得到修改,防治水資金需要投入的一分不少、一刻不拖,沒有一個管理人員覺得防治水工作影響了生產而違章指揮的,現場作業人員做到了一旦出現可疑立即報告、停產撤人。要做到這些,首先是提高政治站位,公司、礦黨政一把手站到“講政治”的高度重視防治水工作,確實把水害防治擺在企業安全生產首要位置之一。二是充分發揮總工程師技術決策權,防治水要求就是..命令,就是高壓線,通過嚴要求,強考核,做到了堅決落實,不打折扣。三是各級、各專業管理人員協同配合,齊抓共管。

2.機構、人員設置到位

公司及各礦均成立了以黨政一把手為組長,副職為副組長的防治水領導機構,各礦均配了防治水專職副總工程師,專門防治水機構設在地測部門,防治水副總工程師均為地質專業、本科以上原始學歷、高級工程師以上職稱,地測科長原始學歷均在大專以上、工程師以上職稱,配備了24名專職防治水技術人員,技術人員年齡、學歷、工作經驗等結構合理,組建了99人的專業防治水隊伍,探放水工全部做到持證上崗,具備獨立完成采掘工作面鉆探等工作能力,防治水隊伍實現了標準化、專業化管理。

3.制度建設到位

我們建立了以企業主要負責人為..責任人,總工程師為技術負責人的防治水管理體系。建立健全了水害防治崗位責任制、水害防治技術管理制度、煤礦防治水基礎資料模板等32項管理制度。在嚴格按照相關規定進行探放水達到要求后,我們又給防治水加了一把安全鎖----短探,制定了《短探補充規定》,要求掘進工作面每天檢修班必須采用專用鉆機短探,每次不少于6個短探鉆孔,單次有效探測距離不小于15m,同時對短探設計、施工、驗收、成果分析利用等各個環節作了具體規定。

4.投入到位

八年以來,我們累計完成礦井防治水專項投入達4.5億元(不含在建礦井),年均投入5625萬元。

(1)配備了**、高效、滿足工作需要的探放水設備,購買ZYW-1200型(8臺)、ZYW-2000型(1臺)、ZLJ4000D型(1臺)、ZDY1200S型(2臺)、ZDY1900S型(2臺)、ZYWL4000型(1臺)、ZYJ1280型(6臺)等鉆進能力大于200m的鉆機共21臺,12臺ZQJC1-180礦用短探鉆機,礦井地質探測儀和全方位水文探測儀各1臺;委托中煤科工集團西安煤科院等行業標桿隊伍采用直流電法、瞬變電磁、音頻電透、槽波、無線電坑透方法等進行井下超前物探。

(2)全方位進行礦區隱蔽致災因素勘查,查清老空區分布條件。對礦區南部及東南部54平方公里的小窯采掘活動區域及其造成的隱蔽致災因素拉網式調查,對查出的17個封閉不良小窯井口全部按規定重新回填封堵,切斷了地表水與小窯井筒之間的直接聯系,每旬進行一次小煤窯巡查,雨季等特殊時段加大巡查頻次,發現異常及時處理。持續不斷專人負責問探并采取有償措施,每年都能收集到有價值的小窯資料。

投入6891.8萬元完成了各礦井首采區和接續采區89.3723平方公里(約占礦區面積的53%)的地面綜合物探探查(三維地震+瞬變電磁),并對21.44平方公里的物探成果進行精細解釋與研究。投入6263.9萬元完成了礦井水文地質補充勘查和小窯采空區地面鉆探驗證。施工各類鉆孔154個,鉆探工程量83593m,其中采空區驗證孔25個,鉆探工程量8853m,地質孔110個,鉆探工程量63531m,水文孔19個,鉆探工程量11209m,補充勘查控制面積約90平方公里(約占礦區面積的53%)。地面補勘和綜合物探覆蓋面積已至少滿足未來20年的生產需要。

完成了礦區的地形航測及地形地質圖修編,摸清了地表水分布、流向、庫存情況及小窯采空造成的地表塌陷、滑坡、地裂縫分布。

5.強化現場管理

時刻摸清水情水害是我們防治水現場管理永恒的主題。重點把握關鍵時段、關鍵區域、關鍵環節,突出小窯老空水預防治理是我們防治水現場管理重中之重;緊緊圍繞技術保障、現場執行、安全監管體系建設,形成安全、生產、技術良性互動、相互監督保障機制。

一是加強水患排查治理力度。認真排查治理礦井及其周邊受威脅的水害隱患,重點包括采掘工作面是否接近小煤礦或老窯破壞區、采掘區域老窯開采范圍及積水狀況是否清楚、采掘工作面是否落實“有掘必探,有采必探”規定、是否執行允許掘進(停掘)通知單制度、物探異常區是否進行強鉆探驗證等。對查出的水害隱患按危險程度大小,分類制定整改計劃措施,做到責任、措施、資金、期限和預案“五落實”。

二是堅持開展“日排查、周分析、旬評價、月總結、季通報、年考核”工作機制,形成“個人無違章、班組無三違、區隊無隱患、礦井無事故”良性循環。區隊、礦井嚴格按照工作機制、管理流程、時間節點,對采掘進度、水情水害進行排查、分析、評價,制定措施、落實責任、全程跟蹤、閉合管理。

三是嚴格執行“有掘必探、有采必探”探放水規定,堅持“物探先行、化探跟進、鉆探驗證、長短結合、探掘分離”原則查明采掘工作面水害情況。受小窯老空水威脅區域,除了分析老空的空間位置、積水量和水壓、劃定“三區”(安全區、警戒區、危險區)管理外,專門采取防止小窯老巷漏探、誤探針對性措施,實行全方位、立體探測。建立探放水施工現場視頻監控管理系統。

對于回采工作面內和距掘進巷道30m內探測到的小窯巷道只要具備條件的,均及時揭露、修復,派專業技術人員進入探查,測準位置、斷面等情況,及時組織排出積水,并按標準封閉。

四是嚴格執行探放水作業優先機制。在安排各類生產計劃的同時,首先安排探放水計劃,所有采掘工程施工前必須完成探放水工作并確認安全簽字移交程序,在開拓、掘進、回采及排水設施安裝等設計、規程和措施編制中,必須有地測部門審查意見,做到優先介入、全程跟蹤。

五是細化標準、提升管理、**質量。為了**探放水規定真正落實到現場,從設計、施工、現場管理、工程驗收、資料提交、效果驗證等嚴格規范:探放水設計由礦地測部門編制、礦總工程師組織審查后方可實施;探放水作業實行掛牌施工、通知單界定管理,每次探水結束后,施工單位只有收到允許掘進通知單,履行安全確認簽字移交程序后方可恢復掘進;工程驗收嚴格實行“誰驗收、誰簽字、誰負責”制度,確保零漏洞、零失誤、零缺陷。

八年來,我們累計完成井下掘進工作面超前物探1412次,鉆探56.8萬m;回采工作面超前物探:電透10.49km,槽波19.32km,直流電測深3.4km,瞬變電磁4.28km,鉆探驗證19.1萬m;在不計算自有探放水人員工資的情況下,井下探放水投入達10438.572萬元,年均1491.22萬元,噸煤探放水費用2.06元。有計劃疏放小窯老空水114.3萬m3、自身采空區積水53.1萬m3;2018年,我公司施工超前鉆探14.8392萬m,疏放小窯老空水49.8923萬m3,自身采空區積水3.2806萬m3。

6.注重科研,加大新裝備、新技術應用

我們以問題為導向,完成了多項水害防治研究課題,其中《高精度地質模型及重大危險源預警系統研究》、《王家嶺煤礦充水條件與底板水害預測評價綜合研究》分別獲煤炭工業協會科技進步一等獎、二等獎。

(1)科研攻關,優化鉆探設計

我們認為,目前老空水害防治沒有更好的辦法,只有認認真真、規規矩矩、實實在在的打好鉆,但實踐中,受裝備性能、施工條件等限制,鉆孔軌跡與設計存在偏差,甚至誤差很大,會造成盲區,雖然我們初期采用鉆孔內窺儀測量孔斜、孔深,加強鉆孔施工參數驗證,但由于探放水工作頻繁,人工分析對比工作量大、耗時長、效率低、可視化程度差,不能夠準確分析實際打鉆情況,為此,我們與北京龍軟科技公司合作開發了礦井掘進超前探測保障系統,實現了將礦用鉆孔軌跡測量儀硬件設備與龍軟煤礦地理信息系統軟件相融合,建設了一套從超前探設計全參數標準化一鍵成圖->超前探鉆孔軌跡采集與管理->任意超前位自動剖切->剖切面盲區分析掃描及掃盲鉆孔反演設計->二三維一體化展示,提高了礦井掘進超前探工程的工作效率和成果質量。

圖1 系統自動生成的超前探設計五種圖示意圖

圖2 超前位置任意剖切示意圖

圖3 鉆孔軌跡、巷道、煤層頂板、老空區三維示意圖

(2)引進新技術、新裝備,加快老空水疏放速度

韓咀礦32101主運巷于2017年6月掘進(上山掘進)至411m停掘探放水,迎頭施工探查鉆孔21個(工程量1113 m)鉆孔放水量平均約40m3/h,為加大探水量,在迎頭左幫又開了鉆場,施工鉆孔48個(工程量2182 m),雖然出水鉆孔有變化,但出水量沒有增加,由于斷面限制,已無法再增加鉆孔。至2018年7月,由于有動態水源補給,13個月水位從10m才下降至8m,一直不能掘進,據此,我們經過再三調研,決定在煤層底板施工長距離定向鉆孔,實施遠距離、高精度、大流量引流掘進工作面前方的老空水。2018年7月..個定向鉆孔開鉆(位于北橫貫鉆場),施工至526.4m孔深時鉆孔出水,初始涌水量為134m3/h,截至2018年12月,鉆孔水量衰減至零,該孔共放水85232m3,該孔出水10天后,32101主運巷迎頭鉆場鉆孔涌水量驟減至0.3m3/h,水位下降到1m以下,恢復了掘進。2018年11月我們又陸續施工了五個定向鉆孔,截至2019年5月8日,通過定向鉆孔已累計疏放老空水21.6萬m3,大幅縮短了掘進工作面老空積水的疏放時間。截止2019年4月底,32101主運巷已安全掘進1100m,剩余200m(平距)貫通,水害已基本得到控制。

圖4未施工定向鉆孔前老空水分布圖

圖5..個定向鉆孔平面軌跡示意圖

地面鉆孔驗證采空區工程量大,孔位布置受地形影響大,見空后判清是否積水十分困難,通過定向鉆在32101工作面的成功使用,給我們新的啟發,我們擬利用定向鉆機施工距離長并可沿主孔開分支的特點,結合引進、研發孔內窺視、物探等技術,用于區域水害的探測和防治。

7.提升防治水人員素質

我們通過組織標準、規定宣貫,定期培訓、專題培訓等多種形式來提高防治水相關人員和生產一線員工業務素質。

印刷了《防治水相關規定匯編》、《地測防治水管理制度》、《煤礦防治水專項技術管理體系》等小冊子,做到人手一冊。人人配備了崗位防治水應知應會卡,簡明扼要標識透水征兆、應急措施。通過“一日一題,一月一考”的形式對防治水技術人員和生產一線職工進行培訓學習,使職工進一步精通地測防治水工作的相關要求,確保了各項技術措施能夠落實到現場。八年來共組織防治水專項培訓1500人次。

圖6 防治水小冊子


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