冀中能源集团矿井防治水工作情况介绍

冀中能源集团矿井防治水工作情况介绍

冀中能源集团

二O一六年五月

冀中能源集团矿井防治水工作情况介绍

冀中能源集团有限责任公司成立于2008年6月，是以煤炭为主业，医药、机械、物流等多个产业板块综合发展的特大型现代企业集团。集团拥有7个产煤子公司，其中：河北省6个、山西省1个，分别为峰峰集团、冀中股份、邯矿集团、张矿集团、山西冀中、邢矿集团及井矿集团；煤炭储量150亿吨，在册职工10.5万人，位列世界500强第315位，2015年原煤产量1.02亿吨。

冀中能源集团在河北省境内有矿井39对，其中：水文地质类型极复杂矿井2对，水文地质类型复杂矿井15对，这些矿井主要集中在邯邢矿区，大部分已进入深部开采，采深超过800米的有8对，其中4对矿井采深超1000m，最大采深达到1341m。邯邢矿区是华北型煤田典型的大水矿区，水文地质条件极其复杂，受煤系地层基底奥灰强岩溶含水层威胁十分严重。邯邢矿区隐伏导水陷落柱和断层发育，发现陷落柱的矿井占总矿井的67%，其中葛泉矿已探明揭露陷落柱68个。历史上曾发生多起突水淹井事故，矿井最大突水量70000m3/h，1995年12月峰峰集团梧桐庄矿建井期间发生死亡17人的水害事故，1999年3月邢台市临城县澄底煤矿还发生过一次死亡40人的水害事故。

邯邢矿区煤层底板突水主要有两种类型：一是以隐伏构造为通道的底板突水；二是以微小断裂构造及裂隙带为通道的底板突水。底板突水主要表现为工作面滞后出水，具体组

合构造形式有：

(1)导水陷落柱+小型断层；

(2)导水大断层+小断层或裂隙带；

(3)隐显性小断层组+裂隙带。

冀中能源集团以“夯基础、重预防、强科技、抗大灾”、“地面区域治理是治本，井下局部治理是补充”以及“不掘突水头，不采突水面”等理念为指导，严格程序化管理，依靠科技进步，不断推进防治水工作扎实开展，通过努力，实现了矿井“突而不伤亡”，并逐步向“治而不突水”的目标迈进。

一、以“四个保障”强化防治水科学管理体系

（一）组织保障是前提

各子公司、矿成立了以主要领导为第一责任人、以总工程师为技术负责人的防治水领导机构，设臵专职防治水部门；水文地质条件复杂的子公司和矿井均设有专职地测副总工程师；峰峰集团实行了矿井防治水首席专家制度，大水矿井还设臵了专职的防治水副矿长，完善了防治水管控体系。

（二）制度保障是基础

根据国家安监总局《煤矿防治水规定》并结合本单位防治水工作特点，建立健全了各项规章制度。制定了《冀中能源集团煤矿防治水管理规定》和《冀中能源集团煤矿防治水管理补充规定》两个规定；各子公司也相应制定了防治水管理规定和实施细则，还制定了防治水工作精细化管理标准，由粗放型管理迈向精细化管理；各矿井均健全了《水害防治

岗位责任制》和《水害隐患排查治理制度》等制度。各项制度的健全，为矿井防治水工作管理的科学化、程序化、标准化、规范化运行提供了制度保障。

（三）装备保障是重点

近3年来，冀中能源集团投入了1.18亿元，购臵了钻进能力300m以上的大型钻机209台及测斜仪40套；建设了地面注浆系统12座；购臵了先进的物探设备45台套，主要有瞬变电磁仪、音频电透视仪、直流电法仪、坑透仪和瑞利波探测仪等；构建了井下语音广播预警系统、水文动态监测遥测系统；建立了矿井突水水源快速判别系统；还引进了加拿大产井下瞬变电磁仪2套和微震监测仪1套、德国产槽波地震仪1套；为矿井防治水提供了有力的装备保障。

（四）现场保障是关键

严格现场管理，增强全员水害防范意识，各生产单位及职能部门全员、全过程、全方位齐抓共管，保证各项防治水措施落实到位，矿井防治水工程从设计、施工、验收、评价严格把关，尤其对现场施工，由地测和安检等部门现场联合验收，确保防治水工程符合设计及质量要求；推行矿井防治水程序化管理，每个环节未达标准不得进入下一环节；在井下各个打钻地点安装了视频监控系统，对钻探的各个环节实时全程监控。利用中澳煤矿安全培训示范中心的井下实训基地，开展防治水专业人员、班组长的防治水业务培训，提升了整体队伍的防治水素质和技能。

二、以“四位一体”创新矿井防治水技术体系

冀中能源集团结合邯邢矿区防治水工作的复杂性、艰巨性，将矿井防治水和瓦斯治理摆在同等重要的位臵，构建了“预测预报、综合治理、效果检验、安全防护”的防治水“四位一体”技术体系。

（一）预测预报，科学找疑

各矿井新水平、新采区等区域首先进行地面三维地震、地面电法勘探，查明区内陷落柱、断层等构造及含（导）水性，对圈定的异常区进行地面钻探验证。

井下巷道掘进前，采用超前钻探并结合瞬变电磁等物探方法进行全程全方位超前探测，查明巷道掘进前方的异常地质体，做到“有掘必探、先探后掘、见水必注、先治后掘”。

工作面回采前，采用音频电透视、瞬变电磁等两种以上物探手段，查明工作面内及外围不小于60m范围的底板隐伏导水构造，并对圈定的物探异常区进行钻探验证。

（二）综合治理，主动防御

1.地面区域超前治理技术

(1)治理目标

针对大采深高承压水矿井井下钻探作业安全难以保障和微小型底板隐伏陷落柱难以探明的难题，率先提出“区域超前治理”的防治水新理念，应用先进的地面多分支水平定向钻探技术和径向射流造孔技术对奥灰顶部或煤层底板薄层灰岩含水层进行区域注浆改造。

定义与内涵：长期以来，我国对承压水上采煤所采取的煤层底板注浆加固和含水层改造，从空间尺度上看，均以单工作面进行；从时闻尺度上看，均是在工作面形成后实施；

从治理目标层来看，主要以煤系薄层灰岩含水层治理为主；从治理场地来看，主要以井下为主。区域超前治理就是从以往的一面一治理扩展到采区、水平或相对独立的水文地质单元进行区域治理；从时间上，注浆治理移到掘进之前，实现“先治后掘”。

治理目标：通过井上、下超前定向钻进，将钻探、注浆、异常区验证“三体合一”；建立井上对煤层底板实施区域超前注浆治理、井下掘前“条带”钻注验证和采前工作面底板全面补强的区域超前治理立体体系，地面区域超前治理是治本，掘前“条带”钻注和采面补强注浆是保障，从而为实现“不掘突水头，不采突水面”探索出一种新的有效途径。

(2)地面多分支水平定向钻探区域治理技术

为在地面对奥灰进行区域超前治理，引进了先进的地面定向水平钻探技术，对奥陶纪灰岩顶部一定范围或煤层底板薄层灰岩进行注浆改造应用研究。

地面区域超前治理奥灰水患：冀中能源峰峰集团九龙矿自2012年开展了对北三、北五、南二下部采区进行地面区域治理防治水工作，截止到2016年4月底，共施工7个主孔，钻孔总工程量4847lm(其中主孔进尺5528m，造斜进尺6565.6m,水平孔36377.1m),累计注浆255776t(水泥235519t，粉煤灰20257t)，探查治理了漏失点127个，探明并治理了4个隐伏含水陷落柱，治理面积95万m2，治理煤量1246万t，安全采出煤量106万吨，避免了突水事故的发生，治理效果显著。该矿地面区域治理吨煤成本11～18元／吨。九龙矿区域治理工程量及效果见表1。