國(guó)家煤礦安監(jiān)局辦公室關(guān)于學(xué)習(xí)推廣遼寧沈陽(yáng)焦煤股份有限公司西馬煤礦 樹(shù)立采空區(qū)零積水理念 超前化解水害威脅工作經(jīng)驗(yàn)的通知
各產(chǎn)煤省、自治區(qū)、直轄市及新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)煤礦安全監(jiān)管部門(mén), 各省級(jí)煤礦安全監(jiān)察局，有關(guān)中央企業(yè)：
遼寧沈陽(yáng)焦煤股份有限公司西馬煤礦在采空區(qū)積水重大災(zāi)害治理工作中，積極踐行習(xí)近平總書(shū)記在中共中央政治局第十九次集體學(xué)習(xí)時(shí)提出的“要健全風(fēng)險(xiǎn)防范化解機(jī)制，堅(jiān)持從源頭上防范化解重大安全風(fēng)險(xiǎn)，真正把問(wèn)題解決在萌芽之時(shí)、成災(zāi)之前”重要指示精神，樹(shù)立“采空區(qū)零積水”理念，創(chuàng)新形成“同步設(shè)計(jì)、提前施工、超前泄水”的采空區(qū)積水災(zāi)害源頭治理工作經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)從根本上消除采空區(qū)積水隱患，確保煤礦安全生產(chǎn)。
現(xiàn)將西馬煤礦采空區(qū)積水重大災(zāi)害源頭治理工作經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)發(fā)給你們，請(qǐng)結(jié)合工作實(shí)際，指導(dǎo)煤礦企業(yè)學(xué)習(xí)借鑒，有針對(duì)性地開(kāi)展老空水全覆蓋排查，特別要督促兼并重組煤礦查明礦井及周邊老空積水等情況，嚴(yán)格落實(shí)老空水防治“四步工作法”（查全、探清、放凈、驗(yàn)準(zhǔn)），推廣水患區(qū)域“四線”（積水線、警戒線、探水線、停采線）管理措施，從源頭上化解煤礦老空水害安全風(fēng)險(xiǎn)，有效防范和遏制煤礦老空水害事故發(fā)生。
國(guó)家煤礦安監(jiān)局辦公室
2020年9月28日
遼寧沈陽(yáng)焦煤股份有限公司西馬煤礦
樹(shù)立“采空區(qū)零積水”理念 超前化解水害威脅
沈陽(yáng)焦煤股份有限公司西馬煤礦受水文地質(zhì)客觀條件影響涌水量較大，采空區(qū)積水災(zāi)害嚴(yán)重威脅井下生產(chǎn)作業(yè)安全，化解水害威脅始終是礦井遏制事故發(fā)生的重中之重。為從根本上有效消除這一重大安全風(fēng)險(xiǎn)，西馬煤礦樹(shù)立“采空區(qū)零積水”理念，積極探索高效治本之策，變被動(dòng)探放為主動(dòng)治理，走出了一條重大災(zāi)害源頭防范、超前治理之路。
一、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，樹(shù)立“采空區(qū)零積水”理念
西馬井田屬隱伏式向斜井田，可采煤層為上部的12煤和下部的13煤，兩煤層間距為3.5m～28m，煤層基巖被富含水的第四系地層覆蓋，充水水源主要為煤系地層含水層，礦井正常涌水量880.2m3/h、近三年最大涌水量976.3m3/h，屬水文地質(zhì)類型復(fù)雜型礦井，其主要水害威脅為本礦井開(kāi)采后的采空區(qū)積水。
西馬煤礦12煤采動(dòng)后，頂板裂隙水沿冒落裂隙滲入工作面，涌水量較大且不穩(wěn)定，嚴(yán)重影響安全和生產(chǎn)進(jìn)度。以前生產(chǎn)過(guò)程中，礦井只能被動(dòng)使用排水系統(tǒng)將工作面采空區(qū)涌水排出。但使用單一的排水系統(tǒng)治理涌水，受供電、水泵、管路、涌水量及人員等因素影響，一旦某個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，積水無(wú)法及時(shí)被排除，工作面很容易被淹，引發(fā)各類事故。為治理本煤層涌水問(wèn)題，工程技術(shù)人員根據(jù)煤層賦存狀況，結(jié)合以往工作面煤層開(kāi)采和涌水情況的綜合研究分析，開(kāi)始嘗試對(duì)采區(qū)排水系統(tǒng)進(jìn)行改造，在局部區(qū)域設(shè)計(jì)施工了泄水巷，使回采工作面涌水沿泄水巷自流，從而解決了采空區(qū)涌水長(zhǎng)期對(duì)工作面開(kāi)采的影響。回采結(jié)束后發(fā)現(xiàn)，由于施工了泄水巷，12煤采空區(qū)的積水面積和積水量大量減少，開(kāi)采下部13煤過(guò)程中減少了很多探放水工程。西馬煤礦對(duì)泄水巷成功的嘗試，拓展了水害治理工作的思路，啟發(fā)了礦井根治采空區(qū)積水的想法。
通過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，西馬煤礦認(rèn)識(shí)到，只要采空區(qū)形成積水，就不得不疲于應(yīng)付下層煤開(kāi)采時(shí)的探放水問(wèn)題。只有從被動(dòng)治理隱患轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)化解風(fēng)險(xiǎn)，防治工作的重心由排除隱患轉(zhuǎn)移至防控風(fēng)險(xiǎn)上，逐步樹(shù)立起“采空區(qū)零積水”理念，采取措施使采空區(qū)不積水或少積水,才能從根本上消除采空區(qū)積水對(duì)生產(chǎn)作業(yè)安全帶來(lái)的影響和沖擊，做到源頭防范、超前治理。
二、堅(jiān)持源頭防治，創(chuàng)新出根治采空區(qū)積水災(zāi)害的“源頭治理模式”
在“采空區(qū)零積水”理念的指導(dǎo)下，西馬煤礦自2008年起在北二采區(qū)大膽實(shí)踐采空區(qū)積水災(zāi)害治理工程，探索并形成了“同步設(shè)計(jì)、提前施工、超前泄水”的采空區(qū)積水“源頭治理模式”。
“同步設(shè)計(jì)”，即在編制采區(qū)生產(chǎn)設(shè)計(jì)階段，同步沿采區(qū)底部相對(duì)較低點(diǎn)設(shè)計(jì)貫穿整個(gè)采區(qū)直達(dá)水倉(cāng)的泄水巷，泄水巷通過(guò)泄水川或泄水孔連接上層煤各工作面，使采空區(qū)涌水自然流入泄水巷，防止積水形成。
西馬煤礦北二采區(qū)為向斜構(gòu)造，設(shè)計(jì)先開(kāi)采12煤、后開(kāi)采13煤，12煤采后采空區(qū)積水直接威脅下部13煤開(kāi)采安全。該采區(qū)北翼12煤設(shè)計(jì)工作面10個(gè)，垂直于向斜軸布置。2008年采區(qū)設(shè)計(jì)時(shí)，同步設(shè)計(jì)一條泄水巷沿向斜軸布置于13煤層，全長(zhǎng)1702m，貫穿整個(gè)采區(qū)。泄水巷服務(wù)于12煤和13煤所有工作面采空區(qū)涌水的外排，直至采區(qū)開(kāi)采結(jié)束。泄水巷向上設(shè)計(jì)施工泄水川或泄水孔，泄水川為穿透上層煤層底板的巷道，并與工作面下順連通；泄水孔為大孔徑鉆孔，具體數(shù)量根據(jù)地點(diǎn)涌水情況分別確定。
“提前施工”，即在采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)形成后，提前施工泄水巷，待泄水巷完成之后，再開(kāi)掘上層煤采煤工作面順槽；工作面回采前，根據(jù)涌水量等情況在下順槽預(yù)定位置施工泄水川或泄水孔，構(gòu)成泄水系統(tǒng)。
西馬煤礦北二采區(qū)南翼12煤設(shè)計(jì)1216、1217、1218等3個(gè)工作面。泄水巷自2017年8月開(kāi)始施工至2018年6月完成，服務(wù)于12煤上述3個(gè)工作面。首采1216工作面于2020年3月開(kāi)始掘進(jìn)，順槽設(shè)計(jì)長(zhǎng)度2236m，預(yù)計(jì)2020年12月回采。下順槽掘進(jìn)至1080m處時(shí)，到達(dá)工作面最低點(diǎn)預(yù)定泄水位置，待工作面形成后，施工泄水川，形成工作面泄水系統(tǒng)。為保證泄水系統(tǒng)穩(wěn)定可靠, 泄水巷沿煤層頂板掘進(jìn)，錨網(wǎng)支護(hù)。泄水川上口覆蓋鐵箅子，設(shè)置井型木垛，加設(shè)金屬網(wǎng)，防止坍塌和堵塞；下口砌筑防水密閉，設(shè)反水口。泄水孔內(nèi)安設(shè)護(hù)孔金屬管，上口處設(shè)置井型木垛，加設(shè)金屬網(wǎng)。
“超前泄水”，即上部煤層工作面回采過(guò)程中，采空區(qū)頂板垮落后上覆巖層裂隙水沿冒落裂隙滲入采空區(qū)，涌水匯至下順槽經(jīng)泄水川或泄水孔流入泄水巷，進(jìn)入水倉(cāng)，實(shí)現(xiàn)超前泄水，避免采空區(qū)形成積水。
西馬煤礦北二采區(qū)北翼12煤共布置1200至1209共10個(gè)采煤工作面，下部13煤布置7個(gè)采煤工作面。12煤采空區(qū)總面積為98.3萬(wàn)m2，按煤層賦存及工作面布置情況，若無(wú)泄水系統(tǒng)，采空區(qū)將全部積水，預(yù)計(jì)積水總量為49萬(wàn)m3，對(duì)下部13煤各采面均有威脅。北二采區(qū)北翼泄水系統(tǒng)的使用，使12煤采空區(qū)的實(shí)際積水面積減少85.8%、積水量減少81.6%，且均為局部低洼處積水，積水位置在12煤各工作面回采過(guò)程中實(shí)見(jiàn)，并繪制素描圖精準(zhǔn)掌握。其中1200、1203、1207等3個(gè)采煤工作面的采空區(qū)未形成積水，極大減少了13煤開(kāi)采時(shí)的探放水工程，切實(shí)降低了對(duì)13煤開(kāi)采的威脅。12煤開(kāi)采結(jié)束后，采空區(qū)涌水量穩(wěn)定在80m3/h，與13煤開(kāi)采過(guò)程中涌水量基本一致，并且13煤已經(jīng)回采的4個(gè)工作面，開(kāi)采過(guò)程中均未出現(xiàn)涌水量突然增大的情況。通過(guò)泄水量觀測(cè)對(duì)比、“兩探”驗(yàn)證，以及13煤層已采工作面實(shí)見(jiàn)，充分證明采區(qū)泄水系統(tǒng)超前泄水能夠有效消除采空區(qū)積水隱患。
三、治理成效顯著，實(shí)現(xiàn)安全與效益“雙豐收”
對(duì)采空區(qū)積水的傳統(tǒng)治理方式主要是被動(dòng)探放，但制約探放水的因素很多，尤其是施工人員素質(zhì)和裝備水平等，施工效果難以得到保障，安全風(fēng)險(xiǎn)極大。另外，采空區(qū)積水探放需投入大量人力、物力和時(shí)間，工程量巨大，綜合成本高,嚴(yán)重影響生產(chǎn)進(jìn)度。在“采空區(qū)零積水”理念指導(dǎo)下，采用泄水系統(tǒng)主動(dòng)超前治理采空區(qū)積水災(zāi)害的“源頭治理模式”，一次投入，長(zhǎng)期受益，不僅能夠有效避免上層煤采空區(qū)形成積水，從根本上消除采空區(qū)水患；同時(shí)本煤層工作面涌水一并經(jīng)泄水巷流至水倉(cāng)，極大降低開(kāi)采期間的治水難度，節(jié)約了排水成本。截至2020年7月，西馬煤礦北二采區(qū)北翼泄水巷已持續(xù)使用12年，該采區(qū)自開(kāi)采以來(lái)從未發(fā)生過(guò)工作面排水不及時(shí)或采空區(qū)積水影響安全和生產(chǎn)的情況，全采區(qū)總泄水量累計(jì)達(dá)5256萬(wàn)m3，僅排水用電就節(jié)約生產(chǎn)成本2600余萬(wàn)元，實(shí)現(xiàn)了煤礦安全生產(chǎn)與企業(yè)效益的“雙豐收”。
樹(shù)立“采空區(qū)零積水”的采空區(qū)積水治理理念，以超前泄水為主要治理方式，“兩探”驗(yàn)證和探放水為有效補(bǔ)充，構(gòu)成了雙重保險(xiǎn)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了采空區(qū)積水災(zāi)害超前治理，使煤礦安全生產(chǎn)得到根本保障，達(dá)到了源頭防范、超前治理的目的。
