超前复合探测管理新模式探索.pdf

2 0 1 7年第 6期 总第 1 4 1 期 缸 i j }与 钍 E N E R G Y A N D E N E R G Y C O N S E R V A T IO N 2 0 1 7年 6月 超前复合探测管理新模式探索 杨红 刚 霍州煤 电集团公 司，山西 霍州 0 3 1 4 0 0 摘要 通过霍州煤电集团晋南煤业薛虎沟煤业有限责任公司 “ 有掘必探”工作取得的经验，阐述 “ 长探 钻孔痕迹管 理 短探”在资源整合矿井残煤复采中的应用，提 出残煤复采煤层采用 “ 物探 长探 钻孔痕迹管理 小班短探 安全 员水 情水害监测汇报”的管理新模式，有效防止水害及有毒有害气体溢出事故，对同类矿井有一定的借鉴意义。 关键词 残煤复采 ；水害 ；新模 式 中图分类号 T D 8 2 3 文献标识码 A 文章编号 2 0 9 5 ～ 0 8 0 2 一 0 1 7 0 6 0 0 0 4 0 2 Ex p l o r a t i o n o f t h e Ne w M a na g e me nt Pa t t e r n o f t h e Adv a n c e d Co mp o s i t e De t e c t i o n YANG Ho n g g a n g H u o z h o u C o a l E le c t r ic it y G r o u p C o mp a n y ， H u o z h o u 0 3 1 4 0 0 ， Sh a n x i ， C h i n a Ab s t r a c t Ac c o r d i n g t o t h e w o r k i n g e x p e r i e n c e g a i n e d b y X u e h u g o u Co a l I n d u s t r y C o ． ， L t d ．， J i n n a n C o a l I n d u s t ry C o ． ， L t d ． o f Hu o z h o u C o a l El e c t ri c i t y Gr o u p i n i mp l e me n t i n g t h e p ri n c i p l e o f” Wh e r e T h e r e I s E x t r a c t i o n ，T h e r e I s De t e c t i o n ” ，t h i s p a p e r e l a b o r a t e d t h e a p p l i c a t i o n o f” l o n g d e t e c t i o nd r i l l i n g t r a c e ma n a g e me n ts h o r t d e t e c t i o n ”i n t h e r e s i d u a l c o a l mi n i n g o f r e s o u r c e i n t e g r a t i o n ． a n d p u t f o r w a r d t h e n e w ma n a g e me n t mo d e l o f” g e o p h y s i c a l d e t e c t i o n l o n g d e t e c t i o n d ril l i n g t r a c e ma n a g e me n t s ma l l c l a s s s h o r t d e t e c t i o n wa t e r r e g i me n a n d d i s a s t e r s mo n i t o r i n g r e p o r t o f s e c u ri t y o f fi c e r” ． e f f e c t i v e l y p r e v e n t i n g t h e o c c u r r e n c e o f w a t e r d i s a s t e rs a n d p o i s o n o u s a n d h a r mf u l g a s o v e r flo w a n d p r o v i d i n g c e rt a i n r e f e r e n c e f o r s i mi l a r mi n e s ． Ke y wo r d s r e s i d u a l c o a l mi n i n g ； w a t e r d i s a s t e r s ； n e w mo d e l O 引言 煤矿有五大灾害 ，分别为矿尘 、瓦斯 、火 、水 、 顶板 ，水灾事故破坏性较大 ，尤其在资源整合后 ，原 小煤窑开采随意性较大【 1 。残煤复采是指煤层受小煤 窑破坏 ，采掘情况不明，采空 区范围较广 ，具体采空 区形式复杂多变 ，空间位置无法确定 ，给煤矿 防治水 工作带来挑战网 。霍州煤电晋南煤业公 司有三座矿井开 采属残煤 复采 ，长探探测 困难较 大 ，经实践探 索 出 “ 短探短掘”的方法，具体是 “ 物探先行 长钻验证 钻 孔痕迹管理 每班短钻补充 安全员水情水 害监测汇 报” ，将薛虎沟煤业作为试点矿井 ，实现残煤复采的安 全生产 ，经近几年实践验证 ，此方法可有效杜绝水害 事故的发生 ，截止 目前成功疏放采空区积水4 3 5 0 0 I n ， 效果 明显 。 1 开采残煤的意义 1 ． 1 可采储量大 晋南煤业公司在河津 区域资源整合矿井有7 座 ，其 中5 座矿井生产 ，4 N矿井2 躁上分层原小煤窑仅进行巷 采 ，没有进行过大面积壁式开采 ，可采储量在2 5 6 0 1 0 t 以上 薛虎沟7 7 0 1 04 t 、五星6 5 0X 1 0 4 t 、杜家沟 5 4 0 1 04 t 、海圣6 0 01 04 t 。 1 ． 2 符合国家产业政策 牛 寺 殊和稀缺煤类开发利用管理暂行规定 第三章 收稿 日期 2 0 1 7 0 2 1 4 作者简介杨红刚，1 9 8 3 年生，男，山西稷山人，2 0 1 2 年毕业于太 原理工大学矿山测量专业 ，助理工程师。 d 第十四条 明确规定 国家鼓励煤矿企业在安全 、合理 、 经济的前提下 ，对特殊和稀缺煤类进行复采或开采边 角残煤和极薄煤层等 。为适应市场经济形势，合理开采 2 是必要的，对于公司发展和保护国家资源都是有利 的。如只开采1 0 层 ，煤质差含硫高与国家政策不符 ， 且成本严重倒挂 ，企业面临生存考验 ，为降本增效保 生存 ，唯有开采优质煤种保效益 。 1 ． 3 经济效 益可观 薛虎沟煤业9 0 X 1 0 t 井型 ，2 煤地质储量 1 1 5 5 1 0 t ，可采储量7 7 0 1 0 t ，服务年限6 ． 1 a ；根据当前 市场煤价计算分析 ，预期总收入2 9 2 6 0 0 1 0 元 ，减去 矿井总投资额1 8 0 9 5 0 X 1 04元 ，预期净利润 1 1 1 6 5 0 1 0 4 元。 某层的开采技术可行、安全可控、效益好。项 目实施中 ，安全重点是要有效防范老空 区顶板 、积水 、 积气事故 ，有针对性地采取安全技术措施 ，同时积极推 进应用新材料、新技术 、新工艺 ，确保安全生产。通过 2 喋残煤复采探放水实行 “ 长探 钻孔痕迹管理 短探 ” 工艺技术 ，可为山西省 内矿井特别是资源整合矿井破 坏煤层的复采、残采提供示范，意义重大。 2 薛虎沟煤业主要水害 薛虎沟煤业为资源整合矿井 ，矿井地质构造简单 ， 未发现断层、陷落柱等。水文地质类型划分为中等 ，井 田内小煤窑分布较多 ，存在部分老空区积水 ，为矿井主 要水害。 3 井田内部采空区分布情况 据走访调查 ，在井 田范围内已查明小煤窑1 5 座 ，主 2 0 1 7 年 第6 期 望 竺 前 复 合 探 测 管 理 新 模 式 探 索 要开采2 嘴r ，2 谋 层 采 古空区积水5 处 ，合计积 _扯 7 J 田 9 3 0 6 6 一 m 一 3 , ⋯中 在 井 田 东 北 、 东 南 南 曼 2 巨 大 破 坏 ， 苫 、 耋 、 还 分 布 有 已 爵 菇 算 霎 j ， 造 成 大 片 小 煤 喜 南 部 2 煤 资 源 造成 了一定破坏 ⋯。 一～ 螅 需 h 冀 布 在 采 空 或 空 巷 -r一 一 一在-{ a_． -t2． I r 11tI；t2 , 雯 妻 票 之 。委 字 区 道 下 现 状 嘉 妻 顶 部 ， 善 、 顶 板 簧 同程度的 ， 莒 m；b 原采 道 于现巷道顶部 ， 呆 羞 ， N N N 甚 昔 , N N 鉴 被 压 实 ， 顶 交 藏 霉 耋 喜 置 不 定 喜 耍 碎 鏊 皂 ， ．顶 板 破 碎 ； 砉 与 罂 严 重 ， 支护 木 ’ 以上 四种形 式混合 ⋯’一 叶 ’ 3 开防 治水 T作 5 ． I 防治水工作原则 分 离矿 塞 茎 物 誓 二 箩 验 证 、 化 探 跟 进 、 探 掘 探 乒 掘 、 先 治 后 采 ” 的 防 治 筹 图 1 “ 有掘必探’ ’ 钻孔平面布置示意图 2 0 1 7 年 6月 硼盎b 测 墼 点 a] 探 测 钻 孔 布 置 少 容 易 出 篓 盲 孔 布 密 爱 吴 芏 差 美 - 露 星 ， 璺 -／ - 1--i 妄 土 翕 篓 耋 孑 譬 定 ； 蓑 主 墓 ． 璺 璧 钻 探 遗 篓 善 詈 层 常 见 情 况 ，也 嘉 嘉 治 水 的 特 点 和 难 点 。 ⋯⋯” 口 刀 陆 堑 警 井 防 治 水 的 难 点 ， 经 公 司 和 矿 井 墨 毽 ，。 瓣 慧 篡 嫠 管 。磊 ， ．加 强 蕃 茹 进 磊 篓 口 m、 2 ’N 6 m N旧 ’ 嚣 钻 晕 曼 耋 嬖 为 止 置 呈 半 扇 形 放 Ir P UI 由 下 分 层 上 扬 到 距 离 顶 板 不 超 过 ，0 ．5 m 耄 ’ 击 』几 帘短 跫 在 作 业 规 程 中 进 行 补 充 喜 釜 瑟 孑 二 恶 停 止 掘 进 ，重新施工短探钻孔 ⋯一 止 讲 j 莹 ， 生 产 科 长 负 责 实 施 ， 掘 攀 睾 釜 堡 rI 堡 编 富 萋 耋 鬟 作 妻 ≠ 荟 莫 覆 篁 I 惹 里 电 钻 代 暮 。 菇 晶 薹 情 皇 器 短 粤 设 计 嚣 荽 筹 誓 塑 当 妄 由 当 班 带 班 队 长 负 责 原 始 记 亲 矗 萎 5 2 0 1 7年第 6期 秦永利 综合治理盘区上覆采空区积水的实践研究 2 0 1 7年 6月 5 个工作面的开采。 3 l 4 层东二盘 区工作面布置情况 忻州窑矿1 4 层东二盘 区工作面为南北方向布置 ， 工作面倾 向长为9 6 5 r n～1 2 1 5 m，走 向长1 3 1 - 3 m，煤 层厚度3 ． 8 m，煤层倾角2 。 ～5 。 ，与1 1 毛 采空区呈6 0 。 斜 交 ，层间距为4 5 m～6 0 m。1 4 8 3 1 2 、8 3 1 0 _T _ 作面已 掘进完成 ，工作面总体为一单斜构造，倾 向工作面 ，切 眼低 ，盘区高，工作面最低到盘区大巷高差1 0 r n 。 4 1 4 昙东二盘区8 3 0 6 - -- 8 3 1 4 “ 1- 作面防治水方案 1 4 4 罢东二盘区8 3 0 6 8 3 1 4 工作面防治水方案 ，主 要有以下两种方案 ，如图1 所示。 图 1 1 4 层东二盘区排水路线示意图 4 ． 1 方案 一 按照传统 的探放上覆采空区积水 的方法 ，即在工 作面顺槽巷道向1 1 掰层施工探放水钻孔 ，钻孔打中采空 区积水后用排水管路及水泵排至盘区水仓 ，然后经过 8 6 5 大巷水沟 自流至中央水仓 ，再排至地面 ，这样每个 工作面需要铺设4 管路2 4 0 0 r n ，而且需要用大功率水 泵排水 ，水泵最低功率为每巷两台4 5 k W水泵串联才能 达到排水要求。为保证不间断排水 ，工作面排水时间 必须三班手拉手接替排水 ，造成人员浪费 ，排水耗时 4 ． 2方案二 利用整个忻州窑矿1 4 层东二盘区北东高南西低 ， 盘区系统大巷高于8 3 1 2 工作面切眼巷 ，头巷高于尾巷的 地理优势 ，在1 4 层8 3 1 2 工作面尾巷向忻州窑矿8 6 5 巷 施工一条专用排水巷 ，距8 3 1 2 I作面切眼1 0 0 m 工作 面最低 ，排水巷掘进至距8 6 5 大巷3 5 n l 处 ，向8 6 5 大巷 施工排水钻孔6 个 ，8 3 1 2 工作面钻孔涌水通过管路汇流 于8 3 1 2 水巷 ，排水巷通过钻孑 L 导入8 6 5 大巷水沟 ，自 流至中央水仓 ，最终排出地面。待8 3 1 2 工作面回采完毕 时，由8 3 1 0 7_ 作面切眼巷再向8 3 1 2 面采空区施工排水钻 孔将8 3 1 O 工作面上覆采空积水导入8 3 1 2 面采空区，最终 通过8 3 1 2 面采空区 ，8 3 1 2 水巷 自流 白8 6 5 大巷水 沟 ， 通过中央水仓排出地面 ，最终达到变被动排水为主动 疏导 ，变传统水泵排水为管路 自流排水。由于1 1 层采 空积水存在大量地面补给 ，工作面采空之后顶板垮落 产生大量裂隙，会使1 1 丢的补给水源汇聚于工作面后 古塘 ，造成古塘涌水影响工作正常开采。通过施工专 用排水巷 ，地面补给水有效汇流与8 3 1 2 工作面排水巷 ， 通过排水钻孔 自流8 6 5 大巷排水系统 ，切实有效解决采 空积水及补给水对工作面回采的影响H 。 5结语 论述忻州窑矿1 4 。 层东二盘区采空区积水及地面补 给水治理措施 ，通过方案论证及现场实践 ，方案二结合 盘区地势地形优势 ，合理施工排水巷 ，疏水钻孑 L ，变被 动排水为主动疏导 自流排水，达到综合治理，并且取得 良好效果 ，为煤矿防治水工作积累了良好的治理经验。 参考文献 [ 1 ] 常用根 ， 苏中华 ， 邢玉芬 ， 等．地质条件复杂矿井采区排水恢复 方案与实施[ J ] ．煤矿安全 ， 2 0 0 7 6 2 4 2 7 ． [ 2 ] 赵金龙 ． 水质 分析在验证采空区积水是否疏放完毕 中的应 用 [ J ] ． 山西焦煤科技 ， 2 0 1 6 6 4 7 ． [ 3 ] 张晶晶． 同忻煤矿 采空区积水 防治技术研究[ J ] ． 山西煤炭 管 理干部 学院学报 ， 2 0 1 5 3 7 7 7 8 ． [ 4 ] 段 李宏． 煤矿 采空区积水超前综合预报探 放技 术[ J ] ． 现代矿 业， 2 0 1 3 1 1 1 4 3 1 4 5 ． 耗力 ，严重影响工作面接替进度【3 】 责任编辑 季鑫 0● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● 上接 5页 员、瓦检员 “ 三方”验收确认签字，表格由队组负责存 档保管 ，当班带班队干要将短探验收情况填入验收表 ， 进行分分考核；e 地测科对于短探工作进行监督管理 ， 制定管理考核办法 ；D 当班跟班安全员现场对掘进过 程中水情水 害进行实时监测 ，一旦发现有突水征兆 ， 立即停掘撤出人员并及时向有关部门汇报。 7 结语 煤矿防治水工作是一项长期 、细致、系统的工程圈 。 资源整合矿井受采空区积水积气致灾威胁较大 ，经过 近几年的实践 ，薛虎沟煤业采取 “ 长探 钻孔痕迹管理 短探 ”的超前探测方法 ，到 目前为止共布置四个工作 面 ，安全 回采三个工作面 ，掘进进尺1 5 3 0 0 m，揭露 小煤窑巷道8 6 次 其 中短探短掘揭露8 次 ，成功疏放采 空区积水4 3 5 0 0 m ，取得较好的防治水效果 ，证明煤 矿水害是可以避免的，水害损失也是可以减小的，为资 源整合矿井进行复采煤层开采提供了一定的借鉴意义。 参考文献 [ 1 ] 煤炭工业部． 煤炭 x - ,_ l k i 计规范[ M] ． 北京 煤炭工业出版社 ， 2 00 4 ． [ 2 ] 国家安全生产监督管理总局． 煤矿安全规程 [ M] ． 北京 煤炭 工 业 出版 社 ． 2 0 1 1 ． [ 3 ] 国家安全生产监督 管理总局． 国家煤矿安全监察局． 煤矿防治 水规定[ M] ． 北京 煤炭工业 出版社 ， 2 0 0 9 ． [ 4 ] 国家安 全生产监督管理 总局 宣传教 育中心． 煤矿探放 水作业 操作资格培训考核教材[ M] ．徐 州 中国矿业大学出版社， 2 0 1 1 ． [ 5 ] 王省身． 矿井灾害防治理论与技术[ M] ． 徐州 中国矿业大学出 版 社 ， 1 9 8 6 ． 责任编辑 季鑫 9