淮北礦業(yè)破解灰?guī)r承壓水上開采難題
實(shí)現(xiàn)災(zāi)害防治與地下水資源保護(hù)雙重目標(biāo)
本報(bào)訊 經(jīng)過4年多的艱苦攻關(guān)，淮北礦業(yè)集團(tuán)煤礦深部灰?guī)r承壓水上開采水害防治與地下水資源保護(hù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)新突破，有效解決了煤礦深部復(fù)雜水文地質(zhì)條件下煤層開采時(shí)，灰?guī)r高承壓水對(duì)采掘活動(dòng)的安全威脅，煤礦開采過程中地下水資源保護(hù)成效顯著。該技術(shù)的研發(fā)對(duì)我國華北型煤田深部灰?guī)r承壓水上開采的水害防治工作極具指導(dǎo)意義，為實(shí)現(xiàn)煤礦開采的地下水資源保護(hù)提供了可靠的工程方法。
我國煤礦水文地質(zhì)條件復(fù)雜、水害類型多樣、水害威脅嚴(yán)重，煤炭開采與地下水資源保護(hù)始終是一對(duì)矛盾。
煤礦進(jìn)入深部開采后，隨著灰?guī)r含水層水壓的逐步增加，傳統(tǒng)的灰?guī)r承壓水上開采的水害防治方法，已無法滿足煤礦深部開采的安全需要，礦井排水量逐年增加。特別是在當(dāng)前高度重視安全生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)的形勢(shì)下，如何保障煤礦職工的生命安全，確?；?guī)r高承壓水上“零突水”的安全開采，同時(shí)實(shí)現(xiàn)煤礦災(zāi)害防治與地下水資源保護(hù)的雙重目標(biāo)，已成為煤礦企業(yè)迫在眉睫必須解決的技術(shù)難題。
為此，2014年開始，淮北礦業(yè)集團(tuán)與中國煤炭科工集團(tuán)西安研究院合作研發(fā)地面定向鉆孔注漿改造薄層灰?guī)r水防治技術(shù)，針對(duì)煤礦深部灰?guī)r水壓大、井下鉆探揭穿高承壓含水層施工效率低、安全風(fēng)險(xiǎn)大、地下水資源流失嚴(yán)重等難題，率先在煤炭行業(yè)應(yīng)用地面定向鉆進(jìn)技術(shù)，采取實(shí)驗(yàn)研究、預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)、理論與工法創(chuàng)新和綜合治理的技術(shù)路線，突破傳統(tǒng)觀念與方法，形成集探查、治理、驗(yàn)證、評(píng)價(jià)為一體的煤礦深部開采薄層灰?guī)r水害預(yù)測(cè)與防治、地下水資源保護(hù)的理論和關(guān)鍵技術(shù)體系。
該項(xiàng)目研發(fā)組成員、淮北礦業(yè)股份公司副總工程師倪建明介紹，地面定向鉆孔注漿改造薄層灰?guī)r水害防治技術(shù)破解了定向鉆進(jìn)技術(shù)在煤田薄層灰?guī)r中精準(zhǔn)判層、連續(xù)順層鉆進(jìn)、水文地質(zhì)評(píng)價(jià)、注漿改造與效果驗(yàn)證等技術(shù)難題，滿足淮北礦區(qū)煤層900米埋深的安全開采需要，確立了礦井深部開采煤層下覆灰?guī)r承壓水害防治“遠(yuǎn)堵近疏、查治結(jié)合、資源開采與保護(hù)并重”的技術(shù)原則，形成了裝備與工藝選擇、鉆孔設(shè)計(jì)與順層鉆進(jìn)、連續(xù)精準(zhǔn)判層、水文地質(zhì)條件評(píng)價(jià)、注漿材料篩選、注漿改造設(shè)計(jì)、工程效果驗(yàn)證與評(píng)價(jià)等成套技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了我國礦井水害防治技術(shù)更新?lián)Q代。
目前，該成果已在淮北礦業(yè)及相鄰礦區(qū)得到推廣應(yīng)用。地面定向鉆孔注漿改造薄層灰?guī)r技術(shù)的研發(fā)成功，不但從根本上解決了煤礦深部灰?guī)r承壓水上開采的水害防治和地下水資源保護(hù)的技術(shù)難題，也為生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的如隱伏陷落柱、斷層滯后突水的快速封堵，地質(zhì)異常體、高水位區(qū)的超前查治等特殊情況處理，提供了高效、快捷的工程方法。
2014年以來，淮北礦業(yè)集團(tuán)完成了朱莊礦、桃園礦6個(gè)標(biāo)段的底板承壓水害區(qū)域超前治理工程，累計(jì)區(qū)域超前治理面積351.8萬平方米，解放可采儲(chǔ)量849.15萬噸，已安全采出煤量410萬噸，礦井正常排水量下降40%，預(yù)計(jì)開采后可獲得邊際經(jīng)濟(jì)效益448715.4萬元。采用定向鉆進(jìn)技術(shù)查治隱伏陷落柱2個(gè)，快速治理突水事故4起，處理井下巷道漏漿、治理灰?guī)r高水位區(qū)各1處。該技術(shù)在全國推廣應(yīng)用后，經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益巨大。
地面定向鉆孔注漿改造薄層灰?guī)r技術(shù)的研發(fā)，從根本上扭轉(zhuǎn)了底板灰?guī)r承壓水害防治的被動(dòng)局面，實(shí)現(xiàn)了底板灰?guī)r承壓水害防治從井下查治向井上查治、井上下聯(lián)合驗(yàn)證的轉(zhuǎn)變、從措施防范向工程治理的轉(zhuǎn)變、從逐面治理向區(qū)域治理的轉(zhuǎn)變、從采前治理向掘前治理的轉(zhuǎn)變、從被動(dòng)防治向治保結(jié)合的轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)了災(zāi)害防治與地下水資源保護(hù)的雙重目標(biāo)。
淮北礦業(yè)技術(shù)中心負(fù)責(zé)人臧明甫介紹，淮北礦業(yè)集團(tuán)高度重視科研創(chuàng)新工作。近5年來，淮北礦業(yè)集團(tuán)累計(jì)完成研發(fā)項(xiàng)目190余項(xiàng)，推廣應(yīng)用117項(xiàng)，73項(xiàng)科技成果獲省級(jí)以上獎(jiǎng)勵(lì)。（王盟）
《中國煤炭報(bào)》2018年4月14日 4版
