地面区域探查与治理技术研究与应用
177
完成单位:冀中能源峰峰集团有限公司
登记编号:ZSCX-D4-J-1-164
登记年份:2020
发布时间:2020-09-21
目前峰峰矿区4对矿井开采深度达到1000m,随着开采深度的增大,煤层底板隔水层承受的水压逐渐增大,突水可能性逐渐增加。近10年来发生了4次奥灰突水淹井事故,造成了巨大的安全和经济损失,治理水害成为制约峰峰集团安全高效发展的主要因素
深部开采防治水工作存在的主要问题有:浅部矿井防治水经验不能满足深部开采需要;传统底板突水预测安全评价方法不适应深部开采;常规探查治理模式难以满足深部安全开采需要;煤层开采接近“突水系数”规定上限;深部矿井安全开采需要改变底板治理对象;大采深高承压水开采条件下超前探测技术难度大;对奥灰顶部隔水性能及可改造性研究不足
地面区域治理技术为峰峰集团首创。为解决大采深矿井受底板奥灰水害威胁难题,峰峰集团对深部矿井奥灰突水机理及其防治新技术开展了大量研究工作。2012年8月首先在九龙矿开始开展地面区域治理试验工作,目前峰峰集团有6对矿井正在进行区域治理工作,4对矿井利用该技术开展矿井原有突水点的封堵工作
截止2019年12月末,峰峰集团29个工作面经区域治理安全评价具备回采条件,其中已安全回采21个,正在回采7个,备采1个;累计解放煤量7112万t,防治水达标煤量1476.6万t,安全采出煤量1146.3万t;按内部市场价格计算,产品价值508545万元,利润49799万元,取得了巨大的经济和社会效益
同时峰峰集团利用该技术对九龙矿15252N工作面3.6m?/min底板水、牛儿庄采矿公司56603工作面原有5.7m?/min出水、九龙矿15449S工作面2.3m?/min出水进行了封堵,将大社矿二水平西翼原有出水8.5m?/min减少为5.8m?/min,累计减少矿井无效排水14.3m?/min,2018-2019年累计节省费用3401万元(其中排水费用2084万元、水资源税1317万元)
通过不断总结地面区域治理经验、成果,累计获得市厅级以上科技成果28余项,其中5项获得中国煤炭工业协会科技成果奖;发表了14篇省部级以上论文。该技术成果已得到国家煤矿安全监察局认可,并写入《煤矿防治水细则》,目前冀中能源股份有限公司、邯郸矿业集团有限公司和淮南、淮北、焦作等矿区正在开展地面区域治理工作
创新点:首创了煤矿利用多水平定向分支孔进行含水层探查、治理导水构造和矿井出水点封堵技术。形成了一整套成熟的煤矿水害和灾害治理技术体系,解决了大采深高承压奥灰水害和煤系薄层灰岩以及矿井突水点治理的技术难题