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淺析煤礦老空積水的防治路徑

2021-05-25 3560 煤礦科學技術

參考國內礦井防治水先進經驗并結合張村礦實際情況,總結出“查、探、疏、排、防、躲、管”綜合防治小煤礦老空水總體方針。其主要內容為:“查”,就是在對小煤礦開采資料收集、調查的基礎上,在礦井有可能受小煤礦采空區積水威脅的區域范圍內進行地面物探,查明小煤礦采空積水區范圍;“探”,就是根據地面物探結果,在井下生產中實施超前物探和鉆探,探明小窯老空區積水的具體位置和水壓、水量等確切資料;“疏”,就是對探出的小窯老空水進行疏放,避免生產中透水事故的發生;“排”,就是完善礦井排水系統,以利于發生透水時及時排水,不造成淹井,不對生產造成大的影響;“防”,就是對已揭露的小窯老空或老巷要采取相應的安全技術措施,嚴防發生次生災害;“躲”,就是為防萬一,針對無法預防的水害,要編制礦井突水應急救援預案,躲開水災威脅,提高職工自救、互救能力;“管”,就是加強礦井防治水現場管理,促進礦井防治水群測群防工作。

“查、探、疏、排、防、躲、管”七字方針內容環環相扣、缺一不可。

1.地面采用瞬變電磁探測技術,查明小窯老空積水范圍(七字方針中的“查”)。瞬變電磁勘探技術在20世紀80年代末、90年代初應用于煤田地質勘探領域。該技術對其勘測范圍內的水體等低阻地質異常體具有較高的分辨率,當采空區充水時,在電性上出現低阻反映,因此,該方法對探測小窯采空區積水情況效果明顯。地面采用瞬變電磁儀器,圈定井下小窯老空積水范圍,物探結果及時填繪到采掘平面圖上,小窯老空積水范圍在圖紙上呈現出來,可以一目了然,做到心中有數,提前做好各采掘頭面的防治水設計。

2.掘進頭面施工過程中采用高分辨電法超前探測技術,查明掘進前方水文地質情況,對存在低阻異常區域,采用鉆探技術(七字方針中的“探”)。(1)高分辨電法的特點。YD32(A)高分辨電法儀以煤層或巖體為介質,根據巖石電阻率成像探測識別巷道頂、底板隔水層厚度、斷裂破碎帶、含水和導水構造等地質構造。高分辨電法儀物探距離可達100m,結合礦井實際情況,每次物探有效距離取60m,保證30m超前距前提下,可掘進30m,生產過程中如此循環,如物探結果存在低阻異常,經工程技術人員分析后,可進行鉆探。(2)井下超前鉆探。鉆探是井下探放水最直接、最可靠和最終必須實施的重要手段。在保證安全的前提下盡量減少探放水工作量是煤礦生產追求的目標,同時,也是工程技術人員渴望解決的難題。而井下物探儀器的運用,成功的解決了這個難題。

3.疏放老空積水(七字方針中的“疏”)。通過物探和鉆探,對探測到存在老空積水的區域要進行疏放,解除老空水對生產造成的安全隱患。疏水時前期工作為。(1)完善老空積水區附近掘進工作面的排水系統。根據預測的積水量,單孔最大放水量,工程進度情況合理設計排水系統。配備相應排水能力設施及設備,排水系統完善后,再由地測部門牽頭,對排水系統進行排查及聯合驗收,對排水系統的排水量實地測定并達到設計要求。(2)設計放水鉆孔。放水鉆孔布置原則方案最優,經濟合理,安全可靠。

4.完善排水系統,避免淹井事故(七字方針中的“排”)。排水系統是礦井防治水工作的關鍵環節,特別是水文地質條件復雜礦井,排水能力的大小直接關系著礦井的生產安全,依據規程的要求,礦井在正式生產前,首先必須完善其排水系統,保證其排水能力。

5.落實安全技術措施,嚴防次生災害發生(七字方針中的“防”)。為最大限度地解放小煤礦采空區附近的煤炭資源、提高資源回采率,對于已放完水或已探明沒有水體的小窯采空區或老巷道要揭露和通過,以盡可能多圈定儲量。然而小煤礦的采掘活動是沒有規律的,其采空區和巷道布置比較混亂,為保證能安全揭露小煤礦老空并能順利通過小煤礦老空,防止揭露和通過老空時發生殘余積水突然潰出、有害氣體及大面積冒頂、片幫等次生災害,要制定揭老空和過老空安全技術措施,揭、過小窯老空區后,還要制定小窯老空區綜合管理安全技術措施,防止后來不確定變化因素導致小窯老空區產生二次災害。張村礦小煤礦老空區綜合管理安全技術措施如下。(1)通過綜合技術手段(物探、長探、短探)進一步查明水害及氣體危害,可采取打密閉預留觀測孔或加強巷道周圍的支護后噴漿密閉等相應的技術措施,并設專人對小煤礦老空范圍區域看管,巡查,工程技術人員加強收集該工作面水文地質資料,重點分析并及時發放水情、水害分析預報用于指導生產工作。(2)施工單位井下帶班人員一定要加強該工作面的水文情況觀測,發現水情異常及時上報礦調度室及有關領導和業務科室,確定排除水情隱患后方可繼續進行回采施工。(3)地測隊人員要經常了解周邊小煤礦生產情況,做到心中有數,一旦小煤礦停止生產,要加強各工作面特別是透老空工作面的水文地質情況觀測,時刻處于備戰狀態。

6.編制礦井突水應急救援預案,提高廣大職工抗災自救能力(七字方針中的“躲”)。礦井防治水工作的最后一道防線體現在一個“躲”字上。針對張村礦小窯老空區遍布的實際情況,要求井下各生產作業單位,無論是掘進工作面或是回采工作面,在施工前都必須制定水災應急預案,并在施工前舉行演練,使井下作業工人遇到水災時能做到沉著冷靜、順利躲避開水災威脅,確保人身安全。

7.加強礦井防治水現場管理工作,提高全礦干部職工的群測群防意識(七字方針中的“管”)。(1)落實干部跟班盯崗制度:對防治水重點工作面實行干部跟班盯崗制度,加強考核和責任追究。(2)相關業務科隊定期到防治水重點工作面進行安全檢查,行使職能,齊抓共管,消除水害隱患,確保安全生產。(3)加強職工防治水知識培訓,提高職工水害防患意識,堅持工作面水情、水害觀察和匯報制度,做到群測群防,將水害隱患消滅于萌芽狀態。通過以上管理制度,做到井下防治水工作的層層監管、人人參與,從而達到真正意義上的群測群防,使井下水災隱患無處藏身。(本文作者:羅新橋、馬桂云 單位:中國平煤神馬集團安全監察局、河南省電子產品質量監督檢驗所)

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