科技创新 智缚水龙

作者：张国文 刘海燕

 

2012年1月11日，全省煤矿水害防治现场会在皖北煤电集团五沟矿召开。该矿技术人员向参观人员介绍工作面水文地质牌板

 

地面注浆

 

钻探施工

 

    “多年来，皖北煤电集团立足矿区实际，在煤矿水害防治方面积极探索创新，坚持精细管理，有效遏制了水害事故。我们将以建设‘国家煤矿水害防治工程技术研究中心’为契机，立足皖北，面向全国，广揽人才，科学防治，着力构建煤矿水害防治长效机制，为国家煤炭企业的持续安全发展、科学发展、高效发展提供坚强的保障。”皖北煤电集团公司董事长、党委书记杨军在接受采访时这样说。

 

    1996年3月4日，皖北煤电集团任楼煤矿7222工作面发生隐蔽导水陷落柱突水事故，最大峰值突水量高达34570立方米/小时，10个小时，矿井被淹停产。“现在回忆起来，一切就像刚刚发生过的一样，真是想想都很后怕。”经历过那次突水事故的工人师傅们每每提起，还会对水害产生畏惧。集团公司耗时9个多月才完成治水复矿，突水事故给矿井造成了巨大损失，也给集团公司全体干部员工敲响了警钟。

    2001年11月24日，祁东煤矿3222工作面发生顶板松散层底部第四含水层突水事故，12小时淹没矿井；2001年3月31日，刘桥一矿II623工作面发生底板太灰含水层突水事故，工作面被淹；1994年8月24日，恒源煤矿发生4218工作面煤层发生砂岩裂隙水突水事故，工作面被淹。￣

    “对于地处华东腹地的皖北煤电来说，矿区地质构造及水文地质条件复杂，历史上曾多次发生突水灾害，教训是深刻的，影响是深远的，面对灾害威胁的严峻挑战，皖北煤电集团痛定思痛，响亮地提出了‘水患不查，心不安；水害不治，矿不宁’、‘水害事故是可防可控的’的防治水理念，积极与有关科研院校合作，从装备上、技术上、管理上不断强化防治水工作，构建了‘全员重视、装备先进、技术领先、体系完善’的防治水工作格局，探索总结了具有皖北特色的防治水技术与管理体系，连续14年杜绝了水害事故的发生。”皖北煤电集团党委委员、总工程师吴玉华这样说。

 

    该集团加强领导，完善制度，加大投入，建立了专业水化学试验室4座，专门地面注浆站3座；各矿组建了专门的钻探队伍，配备有各种型号钻机和注浆泵；拥有专业物探队伍一支，配有井下瞬变电磁、电法仪、雷达、震波、坑透等多种物探仪器；各矿均建立了井上下水文在线监测及水害预警系统。“十二五”期间，公司每年吨煤防治水投入达8—10元，即每年要投入1.2亿元左右。预测预报重在超前。“集团公司在经历‘1996.3.4’突水事故后，全员的防治水意识、敏感性都有了很大的提高。”集团公司通防部副部长段中稳说。

    1999年10月12日，该集团任楼矿正在掘进施工的7218机巷，自拨门施工87米处迎头出现淋水，巷道出现滞合淋水异常，该矿领导果断停头，分析水质，利用物探专业化伍连夜对出水区进行无线电波坑透，直流电法等手段进行探查。7218隐伏导水陷落柱，由于封堵巷道及时，成功地运用“综合立体勘探”等手段，迅速准确地探明了陷落柱的位置。在不影响任楼矿正常生产条件下，利用柱顶建立“止水帽”技术对7218隐伏导水陷落柱进行成功封堵。

 

    2010年6月8日晚，皖北煤电集团任楼矿跟班人员在Ⅱ51轨道大巷发现正在施工的帮部锚杆孔有出水现象，水量在2立方米/小时，伴有水压。发觉异常后，该矿当即做出了停止Ⅱ51轨道大巷作业的决定。不久，从水质化验室传来了消息，水质在10号，由正常的砂岩水转变成了含有永久硬度的混合水。初步判定附近可能发育“隐伏导水陷落柱”。

    因为陷落柱的隐蔽性强，探查难度大，危险性高，探查、治理工作一直是全国性的难题。此次任楼矿Ⅱ51隐伏导水陷落柱，水头压力达到7兆帕，日常使用的普通钢板能够直接穿透，给探查人员的安全带来了很大的威胁，探查治理工作一度陷入了困局。集团公司攻坚团队在全国各地长途跋涉开始了寻找应对陷落柱超高压探查方法的“取经之路”。从各地学习回来后，发明了《高水压防喷卡紧装置》，这个创新解决了在防治水钻孔时因孔内高压喷射而出现顶钻，钻杆取不出，无法关闭闸阀的问题，设计的最大压力值可达到10兆帕，这项创新项目获得了国家专利技术奖。

    第三次陷落柱封堵用时1年零 3个月，结合地面探注技术成功完成II51陷落柱封堵。此次Ⅱ51隐形导水陷落柱的治理将任楼矿整个51采区333.48万吨的煤炭资源从水患的威胁之下解放出来。

    “任楼矿三次的陷落柱出水探查、治理过程的发展过程和技术水平反映了集团公司防治水工作水平的提高。第一个陷落柱如果用现在的技术管理水平是能够及早发现的。第二个、第三个陷落柱排查、探查、预警、判断是在我们的防治水体系完善的前提下，形成的一套完整的反映体系、科学的治理体系和工程设计体系。”吴玉华告诉记者。

    科学技术，突飞猛进，集团公司不断创新，攻克了一道道难关。“历时9个月突破禁区，攻克了祁东矿巷道300米穿越大断层；在五沟矿使用采空区充填开采技术，在曾发生“四含”突水淹井事故的祁东矿应用顶板预裂爆破，采动矿压与水文在线监测预警等技术，安全回采受水害威胁的煤炭储量达1945万吨；在恒源煤矿Ⅱ632、Ⅱ633工作面，采用国内最先进的地面水平定向多分支钻探、注浆技术，以实现在地面注浆增加隔水层厚度、增强煤层底板阻隔水性能的目标，实现了将防治水工作由井下面内治理向地面、井下联合区域超前治理的转变。”集团公司水害防治中心教授、高工孙本魁对记者说。

 

    2014年，在集团公司成立省级水害防治工程技术研究中心的基础上，以皖北煤电集团作为依托单位，联合中国矿业大学（北京）、宿州学院共同申报，并获批准组建了“国家煤矿水害防治工程技术研究中心”。

    集团公司创建了近含水层下动态调控开采技术；创新了近距离高承压灰岩水上治控开采技术；攻克了巷道穿越深大断层、缩小断层大煤柱防控采支技术体系；研发了控水开采物探装备与预测预警系统。

    集团公司近年来获得国家授权发明专利3项、实用新型专利6项，授权起草国家能源行业标准6部（已颁布），出版专著3部，发表相关论文26篇；培训基层水害防治技术与管理人员306人，安全采出受水害威胁的呆滞煤量共计3155.6余万吨，延长矿井服务年限5-10年，创直接经济效益158.26亿元。作为全国煤矿水害防治水先进单位，该集团党委委员、总工程师、国家煤矿水害防治工程技术研究中心常务副主任吴玉华，在2015年8月召开的全国煤矿水害防治工作现场会上作防治水先进经验典型发言。