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摘要:韩城矿业:科技创新 防治水害 源头节煤作者:程仙芳 时间: 2016-09-13点击:查询中 分享到: 科技创新 防治水害源头节煤——韩城矿业奥灰水防治关键技术研究达到国际领先水平侧记

韩城矿业:科技创新 防治水害 源头节煤作者:程仙芳 时间: 2016-09-13 点击:查询中 分享到: 科技创新 防治水害 源头节煤——韩城矿业奥灰水防治关键技术研究达到国际领先水平侧记8月13日,陕西省科技厅组织有关专家在西安召开科研技术鉴定会,对韩城矿业公司科研项目《超薄隔水层煤层开采奥灰水害防治关键技术研究》进行鉴定,认为研究成果总体达到国际领先水平。这是今年以来该公司继《韩城矿区三软厚煤层综采放顶煤技术体系研究》《韩城矿区供电可靠性研究》两项科研成果经鉴定为国际先进水平后取得的又一成果。科研成果为韩城矿区防治水害、治理瓦斯、安全生产探出一条新思路,为源头节煤、降低成本提供了支撑,可解放资源近亿吨,延长矿井服务年限。思路决定出路韩城矿业公司在发展经济、节约资源、降低成本方面大胆探索,近年来通过科技创新、进行生产布局调整,推广以治理灾害提高煤炭回收率和高效利用率为主的源头节煤技术,减少资源损失,取得效果。韩城矿区自然灾害严重、地质条件复杂,北区桑树坪煤矿、下峪口煤矿可采煤层由上而下为2#煤、3#煤和11#煤,其中3#煤是主采煤层,2#煤和11#煤作为瓦斯治理的保护层进行开采。而开采上保护层2#煤成本高,具有瓦斯突出危险,煤层薄,不稳定、含矸量大,直接影响煤质,开采效果不理想,效益差。不创新,不改革,矿井的生存将存在问题。面对生存的困难,韩城矿业公司调整战略部署和生产布局,于2013年确定以3#煤下部的11#煤作为保护层开采,先开采11#煤层,然后再开采3#煤层,而要实现这一调整目标,进行11#煤保护层的安全开采,关键是要进行奥灰水防治技术攻关。怎样防治奥灰水,做到安全开采?没有前人可借鉴的经验。面对发展中的问题,如何走出困境,韩城矿业公司董事长王世斌指出:韩城矿区11号煤开采奥灰水综合防治项目关乎企业生存和未来可持续发展,是不得不进行的项目,也是必须要成功的项目。公司领导敢于创新,勇于担当,承担风险,科学决策,决定与在勘探、钻探、物探、防治水等方面有雄厚实力和先进经验的中煤科工集团西安研究院合作,于2013年6月25日双方签定协议,进行奥灰水害防治关键技术研究,在桑树坪矿进行下保护层11#煤带压开采试验。 可能变为可行11#煤距奥灰顶岩距离较近,奥灰水隔水层厚度薄,不均匀,含水层对开采的威胁至关重要。对于超薄隔水层条件下煤层开采的底板奥灰承压水防治,尚无实际的防治经验,在韩城矿区的开采史上,也曾发生多起水害。如何探查,对异常区进行处理,做到安全开采,成为摆在科研人员面前的一道难题。面对难题,科研人员盯住目标,不懈钻研,通过对常规做法的优势和缺点进行综合分析,采用井下近水平定向钻探技术,结合井上下物探、钻探、化探等综合技术手段,对奥灰顶部进行了含、隔水性探查,对异常进行处理,形成了对奥灰顶部探查、评价、治理技术体系。“针对桑树坪煤矿11#煤底板奥灰水威胁,采用井下多分支近水平钻探技术,进行探查和治理,平行布置钻孔,达到钻孔覆盖整个工作面,使孔距小于构造的一般范围,使构造、导水构造等异常体都能被探查发现是这一方法的优势所在。在奥灰含水层的钻进目前在国内尚属首次,是该项目成败与否的关键。”该项目技术负责人、韩城矿业公司副总工程师卫兆祥介绍说。用老办法只能打直孔、斜孔,如何变向,做到平行布置钻孔,从不同层位开孔,穿越不同硬度、不同粒级的岩层,对钻机和钻探技术提出了挑战。“钻孔过程中如何实现精准变向、成孔率差是遇到的最大困难。”卫兆祥介绍说。最初钻5个孔仅成功一个孔,面对成孔率差的困难,在采用常规施工方法无法保障质量和进度的情况下,他们改变思路,运用西安煤科院研制的ZDY6000LD型煤矿履带式全液压坑道钻机,采用定向+常规相结合的钻探技术,实现钻进中调整方位,通过一定的弧度改变方向,实现变向,达到精确控制钻孔轨迹的要求,克服复杂地质层成孔困难及定向曲线段地层破碎困难。利用增加套管级数、微调定向方位位置,遇到破碎段或者难成孔的地方进行前期钻孔加固,采用定向分支技术,提高成孔率。用反倾向定向钻进技术,形成似抛物线状反倾斜定向钻孔,通过双向钻探,从两个方向对打不同弧度的孔,双孔对接贯通,实现延长单孔长度,提高硬岩中的钻进效率。采用这种似抛物线状反倾斜定向钻探技术,双向对打贯通后,单孔长度最长达到1300米,孔长大于工作面的有效长度,确保全覆盖探查。通过逐步改进工艺,从最初钻5个孔仅成功一个孔,最后达到三个孔一次钻成,使废孔率降到最低,成孔率极大提高。“两个工作面共完成21个长距离钻孔施工,并研究注浆材料及配比试验,建成了智能化注浆站。”桑树坪矿地质副总工程师薛国标介绍说。科研创造效益经过两年多的研究与试验,韩城矿业公司在全国首家完成完整工作面的探查、完整工作面的注浆、勘探、治理,完整工作面的回采。单孔最大钻进距离达718米。先后在桑树坪矿3105工作面和3104工作面安全进行下保护层11#煤带压开采试验,提出了“定向-常规”相结合钻探工艺,实现了井下硬岩高效高精度水平钻进,创井下钻探最深纪录;通过采用现场实测、模拟计算与实验技术,研究了煤层开采底板扰动破坏深度,建立预测模型与实测数据相接近,通过数据的综合应用和相互验证,建立了煤层底板破坏深度计算公式,为预测韩城矿区底板破坏深度提供了理论依据;提出了奥灰顶部地层隔水性改造的技术体系和评价标准,包括定量化和定性化指标共12个,以及各指标的分析评价标准,建立了超薄隔水层条件下奥灰水害探查、治理、评价技术体系。 “桑树坪矿综采四队承担11#煤开采任务,最高月产近12万吨。”综采四队队长向笔者介绍。目前已在桑树坪煤矿成功实现两个工作面的安全掘进和回采,已采出11#煤83万吨。开采下保护层11#煤对瓦斯治理,与采上保护层2#煤对比,产能提升50%,吨煤成本降低60%,生产人员减少20-30%,生产系统简单,安全性能大大提高,具有明显的经济效益。据矿井地质报告提供的数据,11#煤可采资源近亿吨。这些资源的安全回采将延长矿井服务年限、增加矿区经济效益,同时该项目的研究成功为主采煤3#煤层的瓦斯防治和安全回采提供新的思路和方法,为相似条件下受奥灰水害威胁的矿井提供借鉴,为韩城矿业公司今后提升产能降低成本探索出一条新路子。(程仙芳)上一篇:府谷能源公司管理体制改革工作“加码”前行下一篇:陕南公司:全面挖潜 深入创效

韩城矿业11号煤开采奥灰水综合防治工作迈出坚实一步作者:陈凤鸣 时间: 2013-06-26 点击:查询中 分享到: 6月25日,韩城矿业公司与中煤科工集团西安研究院在西安举行了“韩城矿区11号煤开采奥灰水综合防治合作”签字仪式,标志着双方合作正式进入具体操作阶段。陕煤化集团公司副总经理尚建选、闵龙、总经理助理张超及安全生产环保部、陕煤股份公司、陕煤化技术研究院、煤层气开发利用公司、韩城矿业有关领导与西安研究院有关领导及其所属研究所等有关负责人、专家出席签字仪式。 在签字仪式开始前,与会领导和专家教授就桑树坪矿11号煤3105工作面奥灰水害防治技术与钻探、物探、防治水等项目进展情况进行了沟通与探讨交流,重点就施工过程中进一步改进施工工艺、水文参数、防治水效果、保证施工进度、完善应急预案等问题进行了交流。 王世斌在座谈讲话中提出了促进工程施工的意见和建议,希望西安研究院一是加强总体协调力度,每月定期召开协调会,及时解决项目施工中暴露出来的问题。二是尽快拿出总体施工蓝图,并进行充分论证,要求不能在方案上出现偏差。三是从设计和总体施工等方面抓好工期、质量、安全。希望双方要通力合作,保证11号煤开采奥灰水综合防治工作顺利进行。 签字仪式上,董书宁对陕煤化集团公司长期以来的信任和支持表示感谢。他说,西安研究院与陕煤化集团结成战略合作伙伴关系的两年来,在煤矿安全生产地质保障领域进行了积极探索和卓有成效的合作。韩城矿业作为陕煤化集团下属的骨干企业,长期以来面对自然灾害严重、地质条件复杂等影响和制约矿井安全高效生产的诸多难题,大力发展科技兴企,在煤矿开采过程的地质安全保障及矿井水害综合防治领域与西安研究院进行了广泛合作,建立了良好的互信合作机制。本次能够与韩城矿业公司签订“韩城矿区奥灰水综合防治技术与工程战略合作协议”,并就“桑树坪矿11号煤及3105工作面奥灰水害综合防治”项目进行合作,将为确保韩城矿业的可持续发展,发挥积极的推动和保障作用。相信在双方的精诚合作和共同努力下,为双方企业健康快速发展、共创双赢奠定基础。 王世斌在致辞中,感谢与会各位领导对韩城矿业长期以来的关心支持和大力帮助。他强调,第一,韩城矿区11号煤开采奥灰水综合防治项目是不得不采取,不得不进行的项目,也是必须要成功的项目。近几年来,韩城矿业以灾害治理为核心,以生产布局调整为主线,以科技进步为支撑,坚持开采2号煤层,解放3号煤层,由于2号煤煤层薄、不稳定、矸石含量大,直接影响洗精煤质量。确定以3号煤下部的11号煤为保护层,先开采11号煤,然后再开采3号煤,因为11号煤储存量占整个韩城矿区储量的三分之一,而且煤质好,这个项目的成功事关韩城矿业经济后续动力和可持续发展的问题,但要实现保护层11号煤的安全开采,关键是要进行奥灰水防治技术攻关,只要这个问题得到破解,韩城矿业就能顶住煤炭市场疲软所带来的压力,职工正常生活才不会因此受到影响,安全高效型矿井建设就会有新的突破。第二,这个项目一定能够成功。一是西安研究院是全国专门从事矿山水害防治研究与服务的专业机构,包括勘探、钻探、物探、防治水等研究方面有雄厚的实力,积累了先进的经验。同时与韩城矿业有长期合作成功的基础,所以西安研究院作为韩城矿业中期承包的单位是信得过的单位;二是目前在国内不乏比韩城矿业条件更复杂的矿区治水成功的例子,有成功的经验可借鉴;三是目前的基础装备水平和勘探水平、防治水技术水平比以前要好,所以有信心相信一定能成功。第三,11号煤开采,集水、火、瓦斯于一体,比2号煤开采多了火和水害,11号煤开采难度比2号煤更大。因此双方在合作过程中,项目实施要互相提醒、互相促进,做到应防尽防,应抽尽抽,对瓦斯提前抽、提前防、提前勘测,对水预防不但要把水害防住,还要把下一步涌水降到最低,加固堵水要一次成功,争取达到出水量最小,特别在煤价疲软、市场严峻的情况下,确保防治水措施到位,保证出水量和瓦斯对矿井不造成威胁,坚决把成本降到最低。11号煤前期煤层治理要到位,坚决消除11号煤灾害事故,确保达到安全开采条件。确保11号煤防治水措施要提前到位,必须切实做好各方面的安全防护措施,做到万无一失。同时,希望西安研究院集中优势兵力,双方精诚团结,通力合作,共同把11号煤防治水项目和涉及到矿区发展的项目顺利完成好。 最后,韩城矿业公司董事长王世斌与西安研究院院长董书宁分别代表双方签订合作协议,这标志着韩城矿业公司11号煤开采奥灰水综合防治项目进入快车道,在公司发展史上具有里程碑意义。(陈凤鸣)上一篇:黄陵矿业公司召开纪念建党92周年暨先进表彰大会下一篇:实业集团表彰先进总结经验提升党建水平

张延颖 长期以来,在华北地区开采受奥灰水威胁的9号煤资源,一直是煤炭行业面临的难题,虽开采才甚众,却全部因遭受水害而中止。由冀中能源控股的金牛能源葛泉矿与煤炭科学研究总院西安研究院共同完成的葛泉矿东井《双层复合高承压岩溶含水层上带压开采下组煤综合防治水技术》,使这一技术得到解决。并形成了一整套以煤层底板注浆改造为主体的带压开采综合防治水技术,被专家评定为“达到了国际先进水平”。 能源意识 使创新触角向下组煤延伸 金牛能源葛泉矿,年设计能力为60万吨,开采煤层为2号、2号下、5、7号、8号及9号煤层,1989年投产以来,一直在2号、2号下、5号煤层进行生产。由于地质构造,使该矿井田南翼F13断层的东北部分抬起,构成了独立块段,下组煤赋存较浅,其9号煤层厚度为4.89m,储量为892.4万吨。下组煤距奥陶纪灰岩很近。奥陶纪灰岩为强含水层,水压很高。开采下组煤如同在灌满水的劣质容器上从事生产,稍有不慎,碰破容器,强大的水压便会把矿井淹没,其风险性极高。但强烈的能源意识和科学创新精神,却使他们瞄准了这个极具挑战意义的课题进行了不懈探索。 分析资料,他们发现这块煤层距奥灰顶面的隔水层厚度为38~55m,奥陶系灰岩水水位标高为+40m左右, -150水平煤层承受的水压为1.9 Mpa。如果对煤层底板隔水层及本溪灰岩含水层进行注浆加固改造,并采取有效的高承压岩溶含水层上带压开采下组煤配套防治水措施,-150水平以上的下组煤即可具备高承压岩溶含水层上带压开采下组煤的水文地质条件。也正是基于这些原因,金牛股份公司于2006年,投资1.49亿元,在这块煤层中新建了可年产30万吨煤炭的葛泉矿东井,以科学的态度、攻关的精神把创新的触角向下组煤延伸。试采区走向长约2200m,倾斜宽约1900m,面积3.8km2。位于试采区西侧的首采工作面1192的直接充水水源为9号煤层底板下伏本溪灰岩含水层和顶板大青灰岩含水层,其中本溪灰岩含水层由于厚度较大(平均7.59m),富水性强,且与奥陶系灰岩含水层之间存在密切的水力联系。 要确保试采圆满成功,就必须在巷道掘进阶段,应该对煤层底板导水通道进行精细探查;在工作面回采前,对煤层底板隔水层及本溪灰岩含水层进行注浆加固与改造;在工作面回采过程中,还应对底板水害及采动破坏深度进行监测。为此,该矿将首采 1192工作面防治水工作的基本思路确定为:在巷道掘进阶段,对顶板大青灰岩含水层进行合理受控疏放,对掘进头前方垂向导水构造进行探查并对薄弱区段进行超前预注浆;在工作面回采之前,对煤层底板进行注浆加固,补强其阻水性能。同时,对本溪含水层进行全面注浆改造,将其改造为相对隔水层;在工作面回采过程中对工作面底板水害和煤层底板采动破坏深度进行动态监测,预防突水灾害,实现工作面的安全回采。 透彻分析 对首采面进行正确评价 河北金牛能源集团葛泉矿高承压岩溶含 水层上带压开采下组煤的试采工作面1192,为倾斜长壁工作面,倾向长约400m,走向宽75m,工作面巷道均沿9号煤层底板掘进,煤厚4~6m,倾角约10°,在工作面巷道掘进阶段,共揭露断层9条,其中,落差在5m以上的断层1条,落差均小于2m断层8条,断层发育密度约0.8条/100m,且干燥无水。 1192工作面采用综合放顶煤开采工艺,顶板管理方式为全部垮落法。1192工作面底板至奥灰含水层的隔水岩层为由浅部向深部逐渐增大, 厚度为41~45m,其中,切眼附近为41~42m,停采线附近为44~45m。岩性以粉砂岩、细砂岩、灰岩和铝土质泥岩为主,其中,粉砂岩、细砂岩占总厚度的75%左右;本溪灰岩厚度占总厚度的18%强;泥岩厚度占总厚度的5%左右。科学认为,这种软硬相间具有一定厚度的隔水层结构在未受构造破坏的情况下,具有较好的阻水性能。但本溪灰岩含水层与奥陶系灰岩含水层之间的隔水层厚度最薄处仅为8m,却很容易受构造破坏使二者发生水力联系,使本溪灰岩含水层局部富水性增强,进而使隔水层的阻水性能下降。为安全完成首采面试采,他们通过钻探和对本溪灰岩水显示出奥陶系灰岩水的水文地质特征进行分析,在掌握了1192工作面9号煤底板至本溪灰岩间距为14.6-23.7m,岩层结构以粉砂岩、砂岩为主,裂隙发育程度较高,阻水性能一般,底板裂隙发育方向多为30-35°,本溪灰岩承压水在局部地段存在原始导升高度,底板裂隙密集发育段可直接到9#煤底板等相关数据后,认为工作面开采过程中存在有本溪灰岩水沿导水裂隙上升,并突破9号煤层底板对井巷工程充水的危险性,及工作面本溪灰岩与奥陶系灰岩含水层之间隔水层,存在奥灰水垂向越流补给现象或其它形式的补给方式后,他们又根据1964至2002年38年奥灰水位动态观测统计资料,及工作面附近奥灰孔实测水位标高,以及采动对底板扰动破坏深度等方面,对组织力量对工作面的高承压岩溶含水层上带压开采下组煤安全评估 ,对工作面的突水系数进行计算,在得出大部分区域相对安全的结论后。他们又根据巷道掘进阶段的井下钻探成果,即:1192工作面底板下伏本溪灰岩含水层与奥陶系灰岩含水层之间存在水力联系,大多数区段本溪灰岩含水层与奥陶系灰岩含水层水位一致,本溪灰岩含水层富水性较强并普遍发育5-10m的导升裂隙。本溪灰岩含水层与9号煤层之间隔水层平均厚度只有18m, 12m的煤层底板采动破坏深度和5m的本灰水导升高度,使得9号煤与本溪灰岩含水层之间有效隔水层厚度只有1m,突水系数高达2MPa/m,进行分析,认为:这种复杂的水文地质条件会严重威胁矿井安全,只有通过人工干预的方式补强隔水层的阻水性能,改造本溪灰岩含水层为相对隔水层,才能预防底板突水,实现带压回采。 也正是对首采区工作面的正确评价,使他们在措施制定上有了具体而又充分的依据,也为高承压岩溶含水层上带 压开采下组煤奠定了坚实基础。 严密组织 多管齐下进行综合探查 为安全开采9号煤资源,河北金牛能源集团葛泉矿在公司领导的大力支持下,自2006年起,多种技术手段并用,分矿井上下,以三维地震探测、瞬变电磁从地面探测工作面的内部构造和底板隔水层构造;以直流电法、瞬变电磁、电测深、坑透和音频电透视等方法对试采区的煤层构造、煤层底板的富水区段和巷道前方、巷道侧方的富水性,及本灰、奥灰水的原始导高、已掘巷道底板的富水性进行探查,并对工作面底板隔水层富水区段的注浆效果检验,较好地指导了工作面的布置设计及采掘过程中防治水工程技术的实施。 通过三维地震,他们成功实现了对9号煤层底板等高线及断层位置等相关数据控制的基本准确;通过地面瞬变电磁,他们实现了对9号煤底板到奥灰顶面的隔水层厚度、薄弱点发育情况的圈定和本溪灰岩隔水层富水性等相关数据控制的基本准确。而在通过直流电法对巷道顶、底板浸水区段进行超前探测时,由于顶板大青灰岩含水层对探测效果干扰和电法测量的多解性,则使局部巷道段出现了假异常。为此,他们又通过经验积累,改善探测方法,在最终取得了理想效果后,又通过坑透对工作面的构造发育情况进行检验,并印证了工作面内部没有发育大于1/3煤层厚度的断层及陷落柱后,为谨慎起见,他们又通过井下音频电透视对工作面构造发育情况进行再次检验,进一步坚定了自己的信心。但高承压岩溶含水层上带压开采下组煤是一项极为严密的科技工作,为确保探查的准确和开采过程的安全,在首采1192工作面的巷道掘进过程中,他们又将掘进头前方煤层底板导水构造的探查作为防治水工作的重点,以“有疑必探,先探后掘”为原则,以“物探先行,钻探验证”为手段。应用综合防探技术,在巷道掘进前,以直流电法对掘进头前方的水文地质情况进行超前探测,并在遇到低阻异常区后,采用钻探手段进行探查验证,进一步查明导水构造,再以注浆加固的方式进行治理;如未遇低阻异常区,他们便以20m以上的超前探测距离正常掘进,使巷道掘进较好地处在相对安全的保护之中。而对于已成巷道的可疑段底板和侧帮,他们也没有放任不管,并坚持进行了直流电法垂向和侧向双重探测,对可疑的垂向导水构造一旦确认,即迅速进行注浆加固,进而使巷道底板及侧帮的滞后突水得到有效防止。 正视困难 精确制定防治水路线 为将高承压岩溶含水层上带压开采下组煤的风险性降到最低,并保证首采工作面顺利采出,河北金牛能源集团葛泉矿在通过对试采区9号煤首采工作面1192进行认真的高承压岩溶含水层上带压开采下组煤条件评价后,将工作面的防治水工作划分成工作面掘进前、巷道掘进、工作面回采前、工作面回采4个阶段。并根据各个阶段的具体情况,将防治水工作的侧重点分别放在了下列方面: 工作面掘进前,在地面进行三维地地震和瞬变电磁综合勘探,并完善矿井的防排水系统。同时对顶板水进行合理疏放。在巷道掘进阶段,继续对顶板水进行合理疏放。同时采用直流电法进行超前探测,并采用钻探进行探测验证。得到证实后,对巷道底板进行注浆改造。在工作面回采前,对煤层 底板隔水层及本溪灰岩含水层进行全面注浆改造,并对注浆效果采用坑透、音频电透视、瞬变电磁进行有效检验,对不符合要求的地段进行补充注浆。在工作面回采阶段,对常规水文地质情况进行全天候监测,并及时预报工作面生产过程中的出水情况。 防治水工作的技术路线制定之后,为确保技术工作的顺利实施,他们又综合国内外众多资料,即:目前用于煤层底板注浆加固与改造的注浆材料主要有单液水泥浆类、水泥-粘土类、水泥-砂浆类、水泥水玻璃类、水玻璃类、砂砾石等骨料类以及有机化学材料类等,煤层底板注浆加固与改造技术一般的施工工艺为:分析与探查注浆工程的水文地质条件;注浆方案设计;建立注浆站;施工注浆孔;注浆系统试运转并对管路进行耐压试验;钻孔冲洗与耐压试验;造浆注浆;观测与记录;注浆结束;封孔;关闭孔口阀门、拆洗孔外管路及设备;分析检查注浆效果等12个步骤进行分析从四方面展开了工作。即:建立完善的排水系统,以最大限度地保证矿井的排水能力;疏降为主、疏堵结合,在可控的前提下对顶板大青灰岩水进行有效疏放;有疑必探,先治后掘,对煤层底板垂向导水构造进行有效探查,并对巷道底板进行超前预注浆;先治后采,对工作面底板潜伏导水构造进行注浆加固,并对本溪灰岩含水层进行全面注浆改造和效果检验;在回采过程中对底板隔水层及本溪灰岩含水层,及煤层底板破坏深度和突水征兆进行全程的动态监测,进而使既定的防治水路线得到了有效落实。 全力推动 对煤层底板进行全面改造 河北金牛能源集团葛泉矿在高承压岩溶含水层上带压开采下组煤上针对9号煤 “一薄、二强、三高” 的水文地质特点,采用先进的注浆工艺、优化注浆孔布置方案,加固煤层底板隔水层,对垂向导水裂隙和构造进行封堵,补强其阻水性能;全面改造本溪灰岩含水层为相对隔水层,对导水溶隙进行封堵,有效阻隔了煤层底板下伏高压奥灰水导升裂隙的向上延伸。 为使注浆改造取得预期效果,他们根据煤层底板的采动破坏深度,将注浆加固的目的层确定为煤层底板下10m至本溪灰岩底板下2m的含导水构造,进而使注浆目的层实现了定位准确;在对于至关重要的注浆孔布置上,他们又采用了浆液扩散半径20m,注浆加固范围内钻孔终孔间距40m以下等方法。并在实际操作中,使钻孔的裸孔段尽可能多的穿过注浆加固的目的层段,使钻孔方向尽可能垂直于构造裂隙的发育方向,给浆液向垂直裂隙带扩散创造条件。同时,他们还对工作面的切眼位置、初次来压位置、周期来压位置,以及巷道直接底板两侧10m、停采线附近、物探异常区及构造发育区段进行了重点加固与改造。 在注浆系统选取上,他们根据东井注浆量大、注浆范围广、注浆时间长等实际情况,选用了具有风动下料、射流造浆、制浆过程自动跟踪控制,粘土、水泥注浆量自动计量、注浆密度自动监测等优点,并可井上下联合注浆的先进系统。并在工艺和流程上,应用了三阶段渐进式动态注浆工艺。即:注浆封堵与充填较大的含导水裂隙;加密注浆,对第一阶段尚未充填或封堵效果不理想的导水裂隙进行充填与封堵;补充注浆,对前两阶段遗漏的含导水裂隙进行封堵。同时,在注浆改造过程中他们还坚持兼顾相邻工作面的底板预注浆。 在动态分析和注浆流程的优化上,他们通过不断积累钻孔涌水量、初见本灰深度、注浆量等数据,针对分析结果确定下一步重点注浆区段,共施工注浆钻孔195个,其中:前期48个,中期加密71个,后期补充及检验76个, 钻探总进尺12134.3m,注入水泥12915.85 t,从而使1192工作面的底板注浆面积达到40000m2,注浆孔密度达到205m2/孔,钻孔平均间距达到10m左右;实现更加理想的注浆效果。 在验证注浆效果上,他们在采用综合检测手段对工作面底板进行全面注浆加固与改造后,采用电测深和音频电透视技术对注浆加固效果进行了检验,并对仍然存在的物探异常区进行了钻探验证,对验证存在的注浆薄弱区段补充注浆。期间,共抽检注浆孔个数近40%,发现单孔涌水量均小于15m3/h; 75%的区段初见本灰水深度大于15m,初见本灰水量小于3m3/h。1192工作面的底板经过全面改造,已较好地符合了开采条件。并安全采出后,他们又对1190工作面的注浆工程进行优化,使底板注浆面积达到58000 m2,注浆孔密度达到464m2/孔,钻孔平均间距达到15m左右,并抽检注浆孔30%。当发现单孔涌水量均小于20m3/h,80%的区段初见本灰水深度大于15m,初见本灰水量小于3m3/h后,即进入回采,目前1190工作面已经安全回采250m。 大胆探索 形成底板注浆改造的量化指标 河北金牛能源集团葛泉矿在高承压岩溶含水层上带压开采下组煤上,对钻孔布置、注浆材料选择和制浆工艺进行大胆探索,并成熟了本区9号煤层底板注浆改造的量化指标,使这一技术得到了发展。 在钻孔布置上,他们以注浆孔单孔由孔口管(Ф108mm)、止水套管(Ф89mm)和裸孔注浆段(Ф75mm)组成,裸孔注浆段长度和钻孔倾角及孔口管、套管长度在符合相关规程的基础上,因钻孔位置岩性、水压以及初见水量大小而不同,止水套管埋深在煤层底板下6~10m,终孔位置为穿过本溪灰岩底2m为钻孔结构,并从9个方面进行了把握。即:浆液扩散半径20m,终孔位置间距应不大于40m;目的层为煤层底板下10m至本溪灰岩底板下2m的含导水构造;钻孔裸孔段尽可能多的穿过注浆加固的目的层段;钻孔方向尽可能垂直于构造裂隙发育方向;对物探异常区、断层带有所侧重;在工作面切眼位置、初次来压位置、周期来压位置、巷道直接底板两侧15m范围内和停采线附近重点加固;钻窝位置设在利于排水、通风、逃生和围岩相对完整的区段;注浆钻孔一般布置在利于施工与运输的巷段;利用现有巷道对其两侧相邻工作面底板进行注浆改造降低成本。 在注浆材料选择和制浆工艺上,为了保证浆液质量的稳定性、可控制性和注浆改造工程质量的可靠性,初次采用大面积注浆工艺对煤层底板隔水层及本溪灰岩含水层进行全面注浆改造中,采用425标号纯水泥浆灌注。在首采工作面取得经验的基础上逐步研究适合本区水文地质特点,选用价格低廉、易于取材的替代材料,并在地面建成了由粘土造浆系统、水泥下料系统、制浆系统、跟踪控制计量系统及灌注系统组成的注浆站。其中:水泥下料系统包括散装水泥罐、调速螺旋机、压风机、气动阀门、电磁阀等组成,采用风动下料方式。制浆系统包括射流泵、射流造浆器、吸浆池、搅拌机等组成,采用射流造浆方式;跟踪控制计量系统由微机、计量螺旋机、电磁流量计、转换控制柜等组成。由电磁流量计计量产生的信号经转换放大后输入微机,微机根据标定的初始参数和浆料系数确定水泥下料量,由变频调速器调节计量螺旋机的转速,实现浆料的自动跟踪控制。 在量化指标的确定上,他们以钻孔密度、检查孔个数、单孔涌水量和见本灰水深度作为注浆效果评价的量化指标,并以注浆孔密度达到450 m2/孔,钻孔平均间距小于15m; 检查孔个数占注浆孔个数的30%以上;检查孔 单孔涌水量小于20m3/h;80%的区段初见本灰水深度大于15m,初见本灰水量小于3m3/h进行高承压岩溶含水层上带压开采下组煤量化评价,进而使底板注浆改造更好地实现了科学有效。 完善工艺 成熟煤层底板注浆改造技术 河北金牛能源集团葛泉矿9号煤层底板注浆改造技术上完善工艺和流程,并采用“动态分析法”进行效果评价,在“一薄、二强、三高”的水文地质条件下,较好地成熟了这一技术。 在注浆的工艺流程上,他们将钻探和注浆次序分为三个阶段,即均匀布孔,全面注浆;有针对性加密注浆;检验和补充注浆。并在注浆材料与配比上采用纯水泥浆液灌注,浆液浓度由稀到浓,结束时又略变稀,在吸浆量小于35L/min,稳定在20~30min后即扫孔下钻进行下一孔段的注浆。注浆结束,对注浆孔予以封闭,并进行压水试验。为保证注浆工艺的顺利实施,他们还制定四方面技术要求。即:当注浆压力保持不变,吸浆量均匀减少或吸浆量不变,压力均匀升高时,注浆工作应持续下去,并不得改变水灰比;改变浆液水灰比后,如注浆压力突增或吸浆量突减,立即查明原因进行处理;注浆前后及注浆时都必须观测邻孔的水量、浑浊度及水位变化情况,以判断或发现钻孔串浆,便于及时处理;当注浆孔段已经用到最大浓度的浆液,吸浆量仍然很大,孔口压力无明显上升或发生底鼓及底板裂隙漏浆时,采用间歇式注浆仍然出现吸浆量不减,压力不升的情况下可以考虑添加速凝剂或注砂、碎石、石渣等骨料。 在注浆过程中,采用“动态分析法”对各阶段单孔涌水量、本灰导升高度、注浆量变化情况进行分析,在评价与总结上一阶段注浆改造效果的同时,对下一阶段注浆的重点区段、重点层段进行分析,根据分析结果适时调节钻孔布置的位置与方向,从而使实现本溪灰岩含水层富水性变弱,单孔涌水量大幅度减少,在后期检查孔注浆之前,整个工作面已经没有涌水量大于20 m3/h的钻孔;本溪灰岩水导升高度明显降低,75%的后期检查孔初见本灰水深度在15m以下,初见本灰水量在3m3/h以下;单孔平均注浆量的迅速减少,水泥浆液已经占据了绝大多数储水空间,进而为工作面开采创造了条件。 综合1192工作面高承压岩溶含水层上带压开采下组煤防治水技术的研究成果的特点:克服了本灰与奥灰之间隔水层薄;奥灰岩溶发育,巨厚、富水性极强;本灰厚度大、岩溶裂隙发育、与奥灰之间存在水力联系,富水性较强;奥灰水压高、突水系数高、本灰导升高等“一薄、二强、三高”的水文地质 特点,通过人工干预的方式补强隔水层的阻水性能,改造本溪灰岩含水层为相对隔水层,使1192工作面不发生底板突水得到避免,实现了安全带压回采。

Xx煤矿矿井防治水工作实施细则第一章 总 则

韩城矿业公司依靠科技进步建立瓦斯综合治理体系作者:程仙芳 时间: 2010-11-17 点击:查询中 分享到: 韩城矿业公司依靠科技进步,筑牢“一通三防”防线,逐步建立起了以合理的通风系统为基础,以开采保护层防突措施为核心,以瓦斯抽采为主要治理手段,以完善的管理为保障的瓦斯综合治理体系,保障矿井安全生产。 韩城矿业公司完善机构,充实人员,加强瓦斯抽放工作。各矿都组建了专门的瓦斯抽采队伍,负责瓦斯抽采钻孔的施工、封孔、联孔,瓦斯抽采管路的铺设、回收及瓦斯抽采参数的测定和收集工作。目前全公司已建成瓦斯抽采系统14套,其中地面抽采系统8套,井下抽采系统6套,抽放能力达到3770m³/min,公司在建瓦斯抽采系统2套。通过优化抽采系统,达到“分源、分压”抽采。 其次,韩城矿业公司根据复杂地质条件、煤层松软、瓦斯灾害严重的实际状况,开展技术攻关并取得重大突破,完成了《复杂松软突出煤层保护层开采时空演化及瓦斯抽采技术研究》,为矿区深部资源开发提供了技术保证。针对三个生产矿井瓦斯涌出的不同情况,在桑树坪、下峪口两个突出矿井的2#煤采煤工作面大力推广“三位立体分源”瓦斯抽采技术,即实施顶板高位裂隙抽采、底板泄压瓦斯抽采、采空区抽采;在象山矿井综采工作面实施本煤层预抽、顶板高位裂隙抽采、采空区抽采,在掘进工作面实施边掘边抽,有效提高了瓦斯治理效果。截止10月底,完成瓦斯抽采量4385万立方米,采面瓦斯抽采率达到50%以上,矿井瓦斯抽采率达到45%以上,实现了抽采达标。 韩城矿业公司还针对个别矿井有瓦斯超限的情况,制定了《瓦斯超限管理办法》,采取有效措施,从瓦斯抽放、通风系统完好、供电系统和设备完好等方面加强管理,对瓦斯超限追究责任从严处理。1-10月份,全公司瓦斯超限次数比去年同期降低了88%,有效确保了矿井的安全生产。(程仙芳) 桑树坪矿瓦斯监测设备桑树坪矿瓦斯抽放泵站上一篇:黄陵矿业贯彻落实赵乐际书记讲话精神部署当前各...下一篇:建设集团加大装备投入提升施工能力

第一条 为了认真贯彻“安全第一、预防为主”的方针,强化基础管理,加强安全生产管理力度,防止重大水害事故发生,根据《中华人民共和国安全生产法》(以下简称《安全生产法》)、《煤矿安全规程》、《煤矿防治水规定》(以下简称《规定》)及《关于加强煤矿水害防治工作的指导意见》(安监总煤矿【2006】98号,以下简称《指导意见》)的要求,结合公司水害实际情况,特制定公司《矿井防治水工作实施细则》(以下简称《细则》),本《细则》是公司防治水工作的依据。

第二条 公司、矿要成立矿井防治水工作领导小组。设置专门防治水机构,配备1-3名防治水技术人员,负责日常防治水工作和检查防治水工程进度,解决防治水工作中的问题。

第三条 公司、矿、要筹措足够的防治水工程资金,确保防治水工作按计划实施。矿井防治水资金,实行专款专用。

第四条 防治水机构必须依据《规定》的要求,有计划、有针对性地进行矿区水文地质补充调查、勘探和观测工作。查明矿井的各种充水因素,分析研究地下水动态变化规律,确定矿井的水文地质类型,为防治水工作提供技术依据。要结合矿区水文地质特征,组织编制防治水规划、总体设计和单项工程设计。根据生产计划的安排,提供水情资料和各种水害预报。

第五条 各矿应根据不同水害类型,配备相应防治水设备和设施,建立专门的探放水作业队伍,以满足防治水工作的需要。

第六条 复杂、极复杂类型矿井的水文地质工作

建立井上下水文动态监测系统,健全观测制度,定期观测水位、水压、水温、水质和矿井涌水量。观测成果资料每月月初报公司备案。

正常情况下,井上下钻孔水位或水压每月观测2次(每月15、30日左右),配备水位自记遥测系统的矿井,每月观测3次(每月10、20、30日左右);矿井涌水量每月观测3次(每月10、20、30日左右),特殊情况加密或按单项工程设计要求观测。

结合矿井生产安排,每月底对下月采掘头面要进行一次水患分析排查,并与当月水患排查

工作总结一并报公司审查。

结合矿井生产安排有计划地开展以井下为主的物探、钻探和化探等工作,探明充水因素。

对老塘、老巷积水和封闭不良钻孔进行调查分析,及时提出水患预报和探放水方案。

编制及修改必备的矿井水文地质图纸资料。

结合矿井水文地质条件,开展防治水技术研究,为探索防治途径积累资料。

第七条 中等及简单类型矿井的水文地质工作

建立健全井上下水文动态观测系统和观测制度,正常情况下,钻孔水位每月观测1次(每月30日左右),矿井涌水量每月观测3次(每月10、20、30日左右)。特殊情况加密,观测资料每月月初报公司备案。

结合矿井生产安排,每季度底对下季度采掘头面进行一次水患分析排查,并与本季度水患排查工作总结一并报公司审查。

根据矿井水文地质条件,结合生产安排,做好水文地质观测预报工作,分析研究开采煤层顶底板砂岩裂隙水的富水规律。

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