焦煤集团

焦作矿区位于太行山南麓，矿区北部出露约1800km2的奥陶系灰岩，接受大气降雨补给，奥灰岩溶水水量十分丰富，北部山区奥灰岩溶水以平均12.7‰的水力坡度向南流至焦作矿区，流量为14m3/s。矿区目前开采的主要是二叠系山西组二1煤，煤层底板下距石炭系八灰20~40m、二灰70~80m、奥灰100~120m，受矿区内发育的中小断层影响，二灰水与奥灰水同源、同压。若断层导水，则可能造成奥灰突水淹井。焦作矿区自解放以来曾发生过上千次突水，其中大于1m3/min的突水600余次，大于10m3/min的突水76次，50m3/min以上的突水15次，最大突水量320m3/min。曾发生淹井事故17次，直接经济损失达数亿元，其中基建期间淹井6次,占35％，主要原因是井筒位置选择不当，多在富水地段，排防能力未形成而被淹,突水水源以八灰为主。生产期间淹井11次，占65％，突水水源主要为二灰和奥灰，淹井主要原因是误揭较大落差断层、破坏防水煤柱、水闸门被破坏以及没有完善的排水系统。目前，焦煤集团各生产矿的排水能力均比较大，L8灰岩突水对矿井的安全构不成威胁，仅影响生产，增加排水电费，只有L2、O2灰岩突水才能造成淹井事故。因此，要防止突水淹井事故的发生就是要防止L2、O2灰岩突水，而L2、O2灰岩突水与断层构造关系十分密切（焦作矿区尚未发现陷落柱），即断层破碎带是L2、O2灰岩突水的导水通道，故此，探明断层的位置及导水性是防止突水淹井事故的重要手段。一旦发生L2、O2灰岩突水，如果有完善的防水系统，也可避免淹井事故的发生。焦煤集团自85年以来，通过采取行之有效的防止突水淹井措施，取得了连续20年未发生大的突水事故和淹井、淹地区事故。一、强化领导，建立强有力的防治水队伍从集团公司到矿成立了防治水领导小组，明确各级领导的责任，集团公司及各矿主要领导重视防治水工作，为防治水工作提供人力、财力支持。集团公司和矿定期召开防治水专题会议，研究防治水工作。制定中、长期防治水规划。集团公司地测处要有10人左右的精干防治水专职人员，各矿要有3人左右的专职防治水技术人员和一支技术过硬的钻探队伍，做到及时发现问题，解决问题，并组织实施防治水工程项目，做到上面有人抓，下面有人干，重大问题决策迅速正确，方法对头，措施得力，为做好防治水工作提供可靠的保证。二、严格管理集团公司各矿采区地质说明书、掘进地质说明书、回采地质说明书实行统一规格，并由集团公司审批，对所有采掘地区坚持逐头逐面的水情水害分析预报制度，下达季防治水重点工作的通知，每月提出重点水害月预报及防治措施。对有水害的地点，采取切实可行的防治措施。集团公司专门下发了《焦煤集团公司防治水管理办法》，制定了严格的规章制度和奖罚措施。三、加强基础工作对延伸地区进行水文地质补充勘探；加强水文地质观测和基础资料的收集、整理、分析研究工作；建立完善的主要含水层水位观测系统；针对目前地面观测孔破坏严重的局面，我们在主力矿井建立了井下水位自动监测系统，矿区统一每月3次观测水位水量，以便掌握各含水层的动态变化；加强地测标准化检查工作；保证各类台帐、基础图纸及专用分析图件的准确可靠；加强掘进巷道的地质观测工作，结合区域水文地质条件，不断提高预测水平。四、认真做好断层的探测工作，杜绝误揭5米以上的断层1、对水文条件复杂的采区必须进行地面三维地震勘探和瞬变电磁勘探，以探明断层的发育情况及富水性，为井下巷道安全掘进提供依据。2、对巷道前方预计落差大于5m的断层，必须采用井下物探和钻探的方法，确定断层的导水性，并采取相应的过断层防治水措施。巷道误揭落差大于5m的断层按事故追查，并立即进行注浆加固，采取特殊支护方式，防止滞后突水。3、对回采工作面内的大于5m落差的断层，必须采用物探和钻探的方法探明断层的富水性和导水性，如果有可能发生L2、O2突水，就应采取留设防水煤柱或断层带注浆加固的措施，防止发生L2、O2灰岩突水。五、认真留设和保护好各类防水煤柱必须按规程要求留设断层防水煤柱、冲积层防水煤柱、井田边界及采区防水煤柱，对已破坏的各类防水煤必须进行注浆加固。六、矿井分翼(区)隔离目前，我公司各生产矿均建立了井筒两翼防水闸门，个别矿井建立了采区防水闸门，如果发生L2、O2灰岩突水，只要及时关闭水闸门，亦可保证不淹井。因此，必须加强水闸门、墙的管理工作，保证一旦突大水，水闸门能关得上。七、补充完善排水设施各矿均建立了较为完善的排水设施（卧泵、排水钻孔），在九里山矿和演马庄矿安设了大型潜水泵（九里山矿5台，演马庄矿2台），单台泵排水能力可达12～32m3/min(功率1800~2000kw),大型潜水泵在矿井快速抢险排水和追排水复矿中起到了重要作用。八、封堵井下突水点，相应增加了矿井抗灾能力。对井下一些接受L2、O2灰岩水补给的突水点（起不到疏水降压作用），在井上或井下进行注浆封堵，不仅能节省排水电费，而且还能相应增强矿井抗灾能力九、选择合理的治水方案根据L8灰岩的可疏性，确定合理的防治水方法。对L8灰岩疏水系数大于5m/m3/min（单位涌水量水位降深大于5m）的地区，采用疏水降压开采，通过疏水降压能查明L8灰岩是否接受L2、O2灰岩水补给。对L8灰岩疏水系数小于5m/m3/min（单位涌水量水位降深小于5m）的地区，采用煤层底板含水层注浆改造开采，通过煤层底板含水层注浆改造，切断L2、O2的补给通道，避免L2、O2灰岩突水。十、积极开展科技攻关和新技术应用针对焦煤集团在防治水中的一些关键性疑难课题，我们与有关大专院校及科研所结合，完成了《焦作矿区煤层底板含水层注浆改造技术研究与应用》、《煤矿井下突水点封堵技术与应用》、《大水矿区水害治理技术及水资源综合利用》、《井下水位自动监测系统》等一批科研课题，分别获国家安全监察局和河南省科技进步二等奖、三等奖，取得的成果已推广应用。在新技术应用方面，我们引进了地质雷达探测仪、瞬变电磁探测仪、直流电法仪、音频透视仪、高密度电法仪、坑透仪等先进物探设备。粘土~水泥造浆系统示意图九里山矿14041工作面注浆钻孔平面图