招賢礦業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力破解頂板離層水治理難題

　　“逐漸取消了局部治理的泄水孔，在區(qū)域最低點(diǎn)施工抽排離層水鉆孔，集中提前疏放含水層積水，節(jié)約泄水孔資金900萬元，離層水害治理達(dá)到局部治理向區(qū)域治理的轉(zhuǎn)變.......”在招賢礦業(yè)近日召開的持續(xù)改進(jìn)項(xiàng)目專題會(huì)上，防治水專業(yè)申報(bào)的《招賢礦業(yè)離層水防治局部向區(qū)域治理轉(zhuǎn)變工作體系技術(shù)研究》課題讓在場人員感受到了新質(zhì)生產(chǎn)力開啟“煤水共贏”的發(fā)展新潮流。

　　招賢礦業(yè)煤田為侏羅系煤層，覆巖具有弱膠結(jié)，遇水易崩解、膨脹、泥化或成砂等特征，具有形成離層水害的復(fù)雜水文地質(zhì)條件。2020年招賢礦業(yè)1304工作面發(fā)生了三次離層突水，出水伴隨頂板切冒壓架，攜帶泥砂淤堵工作面及巷道，嚴(yán)重影響礦井安全生產(chǎn)。近年來，與中國礦業(yè)大學(xué)等院校合作，開展了“一采區(qū)侏羅系煤層采動(dòng)后礦井覆巖賦水性變化及離層水防控技術(shù)研究”、“招賢煤礦宜君組含水層采后群孔抽水試驗(yàn)及地下水水文地質(zhì)參數(shù)研究”等科研項(xiàng)目，發(fā)明了擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“抽、排、用、裂、支、控”地面抽排離層水技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了1305、1302、1303、1304(外)工作面的安全回采。2022年7月，由國家礦山安監(jiān)局陜西局組織，在該礦召開“寶雞、咸陽區(qū)域煤礦水害治理經(jīng)驗(yàn)現(xiàn)場交流會(huì)”，該項(xiàng)技術(shù)在周邊礦井成功推廣、應(yīng)用，為國內(nèi)礦井離層水地面抽排技術(shù)填補(bǔ)了空白。在2023年7月召開的陜西省煤礦安全高質(zhì)量發(fā)展現(xiàn)場會(huì)上，招賢礦業(yè)在煤礦智能化科技創(chuàng)新展區(qū)展示了礦井概況及水害治理措施、效果等。

　　據(jù)防治水專業(yè)工程師陶福雨介紹，“抽”為地面抽排離層水鉆孔;“排”為工作面建立完善的排水系統(tǒng);“裂”為超前施工頂板預(yù)裂爆破孔;“支”為加強(qiáng)工作面支架管理;“控”為控制回采強(qiáng)度;“用”為變水害為寶綜合利用。招賢礦業(yè)在回采工作面相對(duì)應(yīng)的地面施工抽排水鉆孔提前疏放離層積水;井下完善工作面排水系統(tǒng)，滿足排水需求;在地面施工水力壓裂工程，提前弱化頂板;加強(qiáng)工作面支架管理，保證支架初撐力;控制工作面回采強(qiáng)度，勻速推進(jìn)，均衡放煤;建立工作面離層突水預(yù)警機(jī)制，招賢煤礦在工作面回采過程中，每天將地面長觀孔水位觀測數(shù)據(jù)、微震頻次及總能量值數(shù)據(jù)、瓦斯涌出量數(shù)據(jù)、工作面內(nèi)工作阻力數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，建立礦山水害多因素綜合監(jiān)測預(yù)警平臺(tái)。通過對(duì)日分析，周研判，月總結(jié)的分析方式，總結(jié)出適用于招賢煤礦的部分離層水突水規(guī)律，并以此研究出較實(shí)用的突水預(yù)警條件。

　　通過對(duì)一、二采區(qū)3煤上覆巖層條件，礦壓應(yīng)力分布特點(diǎn)、構(gòu)造發(fā)育特征，含水層的富水性、水位、滲透性進(jìn)行分析，招賢礦業(yè)確定在一、二采區(qū)已回采工作面，區(qū)域最低點(diǎn)施工抽排離層水鉆孔，集中提前疏放含水層積水，降低含水層水壓。為下一個(gè)回采工作面降低水頭高度，達(dá)到區(qū)域治理目的。在一、二采區(qū)選取最低點(diǎn)施工抽排離層水鉆孔，持續(xù)抽水，降低鉆孔周邊含水層水頭高度，達(dá)到局部治理向區(qū)域治理的轉(zhuǎn)變;逐漸取消了局部治理的泄水孔，在區(qū)域最低點(diǎn)施工抽排離層水鉆孔，集中提前疏放含水層積水，節(jié)約泄水孔資金900.0萬元;在2306工作面采空區(qū)區(qū)域最低處施工抽排離層水鉆孔，持續(xù)抽水，降低區(qū)域含水層水壓，為后期開采的2307工作面提前降低含水層水頭高度。該項(xiàng)技術(shù)已在招賢礦業(yè)一采區(qū)1307工作面、1304工作面實(shí)施應(yīng)用，效果顯著。在1307工作面提前施工1307-SP1、1307-SP2孔，有效的降低了1305工作面、1303工作面含水層水頭高度;在1304工作面施工了1304-SP1孔，有效的降低了1302工作面、1304外工作面含水層水頭高度，保障了工作面安全回采，產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益超過35億元。目前該孔移交當(dāng)?shù)卣糜诋?dāng)?shù)鼐用裆钣盟?，避免了水資源的浪費(fèi)，有效的解決了招賢鎮(zhèn)居民用水困難的難題。

　　在該技術(shù)項(xiàng)目的研究過程中，獲得了皖北煤電集團(tuán)公司2021年度安全技術(shù)經(jīng)濟(jì)一體化課題推廣成果獎(jiǎng);獲得皖北煤電集團(tuán)公司第十一屆科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)科技進(jìn)步特等獎(jiǎng);榮獲中國煤炭工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。該礦申報(bào)了5項(xiàng)專利，分別是《一種煤礦地質(zhì)井下防治水預(yù)警裝置》、《一種煤礦地質(zhì)工程防治水用鉆探裝置》、《一種煤礦地質(zhì)防治水監(jiān)測用取樣裝置》3項(xiàng)實(shí)用新型專利;《地面抽排覆巖離層水防突水方法、裝置、終端及存儲(chǔ)介質(zhì)》《抽排覆巖離層水結(jié)構(gòu)及施工方法》2項(xiàng)發(fā)明專利?！陡呶浑x層突水誘導(dǎo)工作面切頂壓架災(zāi)害預(yù)警研究》、《采動(dòng)覆巖高位離層水害防治地面抽排關(guān)鍵技術(shù)研究》、《離層積水量估算方法及離層突水預(yù)測研究》4篇論文在國家級(jí)媒體發(fā)表。