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關于學習推廣遼寧沈陽焦煤股份有限公司西馬煤礦樹立采空區零積水理念 超前化解水害威脅工作經驗的通知
字號:[    ] 發布時間:2020-09-30 11:31:08 來源:國家煤礦安監局

國家煤礦安監局辦公室關于學習推廣遼寧沈陽焦煤股份有限公司西馬煤礦

樹立采空區零積水理念 超前化解水害威脅工作經驗的通知


各產煤省、自治區、直轄市及新疆生產建設兵團煤礦安全監管部門, 各省級煤礦安全監察局,有關中央企業:

  遼寧沈陽焦煤股份有限公司西馬煤礦在采空區積水重大災害治理工作中,積極踐行習近平總書記在中共中央政治局第十九次集體學習時提出的“要健全風險防范化解機制,堅持從源頭上防范化解重大安全風險,真正把問題解決在萌芽之時、成災之前”重要指示精神,樹立“采空區零積水”理念,創新形成“同步設計、提前施工、超前泄水”的采空區積水災害源頭治理工作經驗,實現從根本上消除采空區積水隱患,確保煤礦安全生產。

  現將西馬煤礦采空區積水重大災害源頭治理工作經驗轉發給你們,請結合工作實際,指導煤礦企業學習借鑒,有針對性地開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,嚴格落實老空水防治“四步工作法”(查全、探清、放凈、驗準),推廣水患區域“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險,有效防范和遏制煤礦老空水害事故發生。

 

國家煤礦安監局辦公室

2020年9月28日

 

遼寧沈陽焦煤股份有限公司西馬煤礦

樹立“采空區零積水”理念 超前化解水害威脅

  沈陽焦煤股份有限公司西馬煤礦受水文地質客觀條件影響涌水量較大,采空區積水災害嚴重威脅井下生產作業安全,化解水害威脅始終是礦井遏制事故發生的重中之重。為從根本上有效消除這一重大安全風險,西馬煤礦樹立“采空區零積水”理念,積極探索高效治本之策,變被動探放為主動治理,走出了一條重大災害源頭防范、超前治理之路。

  一、總結經驗教訓,樹立“采空區零積水”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,屬水文地質類型復雜型礦井,其主要水害威脅為本礦井開采后的采空區積水。

  西馬煤礦12煤采動后,頂板裂隙水沿冒落裂隙滲入工作面,涌水量較大且不穩定,嚴重影響安全和生產進度。以前生產過程中,礦井只能被動使用排水系統將工作面采空區涌水排出。但使用單一的排水系統治理涌水,受供電、水泵、管路、涌水量及人員等因素影響,一旦某個環節出現問題,積水無法及時被排除,工作面很容易被淹,引發各類事故。為治理本煤層涌水問題,工程技術人員根據煤層賦存狀況,結合以往工作面煤層開采和涌水情況的綜合研究分析,開始嘗試對采區排水系統進行改造,在局部區域設計施工了泄水巷,使回采工作面涌水沿泄水巷自流,從而解決了采空區涌水長期對工作面開采的影響。回采結束后發現,由于施工了泄水巷,12煤采空區的積水面積和積水量大量減少,開采下部13煤過程中減少了很多探放水工程。西馬煤礦對泄水巷成功的嘗試,拓展了水害治理工作的思路,啟發了礦井根治采空區積水的想法。

  通過長期的實踐和經驗總結,西馬煤礦認識到,只要采空區形成積水,就不得不疲于應付下層煤開采時的探放水問題。只有從被動治理隱患轉變為主動化解風險,防治工作的重心由排除隱患轉移至防控風險上,逐步樹立起“采空區零積水”理念,采取措施使采空區不積水或少積水,才能從根本上消除采空區積水對生產作業安全帶來的影響和沖擊,做到源頭防范、超前治理。

  二、堅持源頭防治,創新出根治采空區積水災害的“源頭治理模式”

  在“采空區零積水”理念的指導下,西馬煤礦自2008年起在北二采區大膽實踐采空區積水災害治理工程,探索并形成了“同步設計、提前施工、超前泄水”的采空區積水“源頭治理模式”。

  “同步設計”,即在編制采區生產設計階段,同步沿采區底部相對較低點設計貫穿整個采區直達水倉的泄水巷,泄水巷通過泄水川或泄水孔連接上層煤各工作面,使采空區涌水自然流入泄水巷,防止積水形成。

  西馬煤礦北二采區為向斜構造,設計先開采12煤、后開采13煤,12煤采后采空區積水直接威脅下部13煤開采安全。該采區北翼12煤設計工作面10個,垂直于向斜軸布置。2008年采區設計時,同步設計一條泄水巷沿向斜軸布置于13煤層,全長1702m,貫穿整個采區。泄水巷服務于12煤和13煤所有工作面采空區涌水的外排,直至采區開采結束。泄水巷向上設計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,具體數量根據地點涌水情況分別確定。

  “提前施工”,即在采區生產系統形成后,提前施工泄水巷,待泄水巷完成之后,再開掘上層煤采煤工作面順槽;工作面回采前,根據涌水量等情況在下順槽預定位置施工泄水川或泄水孔,構成泄水系統。

  西馬煤礦北二采區南翼12煤設計1216、1217、1218等3個工作面。泄水巷自2017年8月開始施工至2018年6月完成,服務于12煤上述3個工作面。首采1216工作面于2020年3月開始掘進,順槽設計長度2236m,預計2020年12月回采。下順槽掘進至1080m處時,到達工作面最低點預定泄水位置,待工作面形成后,施工泄水川,形成工作面泄水系統。為保證泄水系統穩定可靠, 泄水巷沿煤層頂板掘進,錨網支護。泄水川上口覆蓋鐵箅子,設置井型木垛,加設金屬網,防止坍塌和堵塞;下口砌筑防水密閉,設反水口。泄水孔內安設護孔金屬管,上口處設置井型木垛,加設金屬網。

  “超前泄水”,即上部煤層工作面回采過程中,采空區頂板垮落后上覆巖層裂隙水沿冒落裂隙滲入采空區,涌水匯至下順槽經泄水川或泄水孔流入泄水巷,進入水倉,實現超前泄水,避免采空區形成積水。

  西馬煤礦北二采區北翼12煤共布置1200至1209共10個采煤工作面,下部13煤布置7個采煤工作面。12煤采空區總面積為98.3萬m2,按煤層賦存及工作面布置情況,若無泄水系統,采空區將全部積水,預計積水總量為49萬m3,對下部13煤各采面均有威脅。北二采區北翼泄水系統的使用,使12煤采空區的實際積水面積減少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煤各工作面回采過程中實見,并繪制素描圖精準掌握。其中1200、1203、1207等3個采煤工作面的采空區未形成積水,極大減少了13煤開采時的探放水工程,切實降低了對13煤開采的威脅。12煤開采結束后,采空區涌水量穩定在80m3/h,與13煤開采過程中涌水量基本一致,并且13煤已經回采的4個工作面,開采過程中均未出現涌水量突然增大的情況。通過泄水量觀測對比、“兩探”驗證,以及13煤層已采工作面實見,充分證明采區泄水系統超前泄水能夠有效消除采空區積水隱患。

  三、治理成效顯著,實現安全與效益“雙豐收”

  對采空區積水的傳統治理方式主要是被動探放,但制約探放水的因素很多,尤其是施工人員素質和裝備水平等,施工效果難以得到保障,安全風險極大。另外,采空區積水探放需投入大量人力、物力和時間,工程量巨大,綜合成本高,嚴重影響生產進度。在“采空區零積水”理念指導下,采用泄水系統主動超前治理采空區積水災害的“源頭治理模式”,一次投入,長期受益,不僅能夠有效避免上層煤采空區形成積水,從根本上消除采空區水患;同時本煤層工作面涌水一并經泄水巷流至水倉,極大降低開采期間的治水難度,節約了排水成本。截至2020年7月,西馬煤礦北二采區北翼泄水巷已持續使用12年,該采區自開采以來從未發生過工作面排水不及時或采空區積水影響安全和生產的情況,全采區總泄水量累計達5256萬m3,僅排水用電就節約生產成本2600余萬元,實現了煤礦安全生產與企業效益的“雙豐收”。

  樹立“采空區零積水”的采空區積水治理理念,以超前泄水為主要治理方式,“兩探”驗證和探放水為有效補充,構成了雙重保險機制,實現了采空區積水災害超前治理,使煤礦安全生產得到根本保障,達到了源頭防范、超前治理的目的。

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