坑柄煤矿 陈石年
矿井透水事故在福建省煤矿生产事故中所占比例虽然不是很高,但是矿井事故很容易造成重特大事故。老空区透水是福建省煤矿的主要灾害形式,必须采取防、堵、疏、排、截等五项综合治理措施。本文通过对坑柄煤矿防治水现状的分析,提出了坑柄煤矿防治水对策。
1.矿井概况:
坑柄煤矿核定生产能力15万吨/年。井田开拓方式为斜井开拓,共划分为四个生产水平:第一水平为+485水平以上;第二水平为+330—+485水平;第三水平为+172—+330水平;第四水平为+105—+172水平;共划分为八个采区。目前,生产主要集中三、五、七采区和北采区。2012年计划产量12万吨。矿区内地表上无大的河流水体流经,童子岩组三段地层整体上均有砂岩、粉砂岩、泥岩夹煤层组成,岩层含水不均匀,富水性弱。矿区地下水补给来源主要为大气降水,其首先补给第四系和基岩风化带中的潜水,然后通过裂隙或构造破碎带等通道补给基岩承压水,浅部补给条件好,深部则差。根据矿井受采掘破坏或者影响的含水层及水体、矿井及周边老空水分布状况、矿井涌水量或者突水量分布规律、矿井开采受水害影响程度以及防治水工作难易程度,坑柄煤矿水文地质类型为中等型。
坑柄煤矿排水系统为二级排水,分别设有+330中央泵房和+172泵房,四水平为延深技改采区,矿井水集中到105临时水仓经水泵排至+172水仓;三水平矿井水集中到+172水仓经水泵排至+330区段,二水平及三水平矿井水集中在+330水仓经水泵排至+485区段自流到内坂井口地面。+172、+330中央泵房排水系统完善,设备、设施完好,运转正常,经测试设备完好、安全设施齐全合格。中央泵房管理制度健全,各种运行、维护、检查、事故记录完备;有每年一次的全部工作水泵和备用水泵测试及记录;每年按规定进行一次联合排水试验,并有实测数据、资料归类和分析汇总等材料。+330水平以下正常涌水量为65米3/小时,+172中央泵房安装3台200D43×5型水泵,配二趟Ф219×8排水管,承担+330水平以下的涌水排水任务。目前矿井+485以下区段正常涌水量为185米3/小时,+330水泵房安装3台200D43×5型水泵,配二趟Ф219×8排水管,负责将全矿井涌水从+330水平排往+485主平硐。+435水平截流泵房安装3台6sh-6水泵,配一趟Ф159×5、一趟Ф109×4、排水管;同时备用1台IS100-150水泵,配一趟Ф159×6排水管。矿井排水系统能满足生产能力要求。
2.坑柄煤矿防治水工作现状
2.1 及时制订落实防治水工作计划、措施。按照“八有”要求 (有组织、有队伍、有装备、有标准、有措施、有预案、有考核、有档案),全面加强雨季“三防”工作的组织领导、指挥协调和检查督促,保证雨季“三防”工作的有效实施。雨季来临前已进行河道清理疏通,保证雨季河道水流畅通。同时针对实际情况,认真编写制订我矿年度防治水工作计划、坑柄矿防治水岗位责任制、水害防治技术管理制度、水害隐患排查治理制度、水害预测预报制度等。
2.2 加强采掘工作面的技术论证工作。矿每月定期组织采掘、地测、安全、机电等部门专业技术人员对正在施工、即将施工的采掘工作面进行认真的分析论证。搞清采掘工作面周围的水害情况,认真进行分析论证。
2.3 做好矿井周边小窑调查工作。我矿按照有关文件精神,每月组织生产、安全、机电、保卫股人员不定期到井田范围内相邻的小窑进行巡查,了解小窑开采情况、开采范围及积水情况,及时进行测量填图,并且制定防范措施。
2.4 建立、健全水文地质观测台帐。矿井在+485主平硐,+435水仓口、+330水仓口和+172水仓口设置长期观测站进行涌水量观测,每月观测次数不少于3次。2012年5月上旬485水平平均涌水量为124米3/小时,435水平平均涌水量为125米3/小时,330水平平均涌水量为70米3/小时,172水平平均涌水量为68米3/小时。根据本单位的矿井水文地质类型,基本查清本矿区相关的各类含水层、水体及其补给机理,以及分析大气降水对其的影响情况。同时矿井还认真编制和修改《矿井综合水文地质图》、《矿井充水性图》等图纸。
2.5 矿井排水设备情况:坑柄矿现有现两个主要泵房,即+172泵房和+330泵房,另有一个+435截流泵房。目前+172泵房和+330泵房均装有三台200D43×5型水泵,+172泵房三台配套电机型号为Y355-4/250kW-6kV,+330泵房配套二台Y355-4/250kW-6kV型电机,配有一台JS136-4/220kW电机,+435截流泵三台6SH-6,配套电机Y250M-2/55kW。
2.6 认真编制防排水演习方案,每年雨季前安排进行全矿性排水演习,检验矿井防水抗灾能力。
3.加强职工安全教育培训,提高职工防治水害意识及能力。
4.存在问题:
4.1 +435水平涌水量与地面水力联系较大,在雨季,+435涌水量曾经超过其排水能力,超过的水溢出水仓,经五采区主井流到+330水仓,造成主井轨道道床被冲空。+330五采区下部车场堆满冲矸。
4.2 流经+610小窑报废井口(被大堆小窑矸石堵满)的山谷水明显容易经+610小窑报废井口渗入井下。
4.3 矿井上部小窑无序开采,进一步加大坑柄煤矿上部的汇水面积,在丰水季节,各区段涌水增大明显。
5.对策
根据坑柄煤矿历年数据,丰水期在4~7月,井下涌水的增大主要受大气降水影响。因此防治水工作的重点主要应放水+560井口以上的地表水治理上,同时为了降能减耗,要充分发挥+435截流泵房的作用。
5.1 为此我矿2012年初在+560井口上部山沟专门安排了引水洞,将原来流经+610小窑报废井口的山谷水引开,引开后+435水平涌水量明显下降。加强沿坑柄-内坂山谷两边小窑巡查,防止地面水经小窑井口进入井下。雨季期间+485上部车场13#老巷水量较大,为此应在+485上部车场采取疏排水措施,确保+485水不往下水平灌。
5.2 加大矿井排水能力,利用+435区段报废巷道作为拦截临时水仓,增大+435拦截临时水仓容量。配备与+435截流泵三台6SH-6,配套电机Y250M-2/55kW相匹配的排水管,解决瓶颈问题,增大排水量。
5.3 认真查明矿井水文地质基本情况
建立健全矿井地下水文动态观测网,采用物探和钻探等先进的探测技术,查明矿井水源、导水通道、水害类型等水文地质基本情况,并编制《矿井综合水文地质图》、《矿井充水性图》等基础图纸,为布置采区巷道和采掘工作面提供技术依据。
5.4 合理布置采区巷道和采掘工作面
根据矿井水文地质基本情况,特别是矿井含水层的数量、厚度、含水性和老空区积水及钻孔封孔等情况,按照《煤矿安全规程》和《煤矿防治水规定》要求,合理布置采区巷道和采掘工作面,使采区巷道和采掘工作面位置符合安全距离要求,隔断导水通道。
5.5 开展安全技术论证
在采掘工作面开工前,组织采掘、地质、测量等工程技术人员,通过收集查阅历史图纸资料,访问知情人员等,调查核实矿井及相邻煤矿的开采情况,查明采掘工作面周边老窑、采空区、废弃巷道积水情况;分析确定顶板冒落裂隙塌陷边界,查清导水通道;现场勘察井田范围内采空区地表塌陷情况,查清地表与井下的水力联系情况,并制定防治水技术措施,防止沟通邻近积水体,确保安全开采。等存档,强化技术责任。
5.6 开展防治水技术培训,提高工人防治水害能力和技能
老空水突水,一般都有征兆。要广泛开展煤矿水害防治知识培训,使井下从业人员识别突水征兆,在发现突水征兆时,能及时采取措施或紧急撤退,避免水害事故的发生;掌握探放水操作技能,按照探放水技术措施要求,做好老空水的探放工作。开展典型老空水害事故案例警示教育和应急预案演练,提高职工水害防治意识和应急自救能力。
结束语
煤矿水害防治是一项长期性的系统工作,本文通过对坑柄煤矿防治水现状的分析,提出相应的对策,以供福建省煤矿防治水工作作借鉴。
[1]任天培等.水文地质学[M].北京:地质出版社,1989.
[2]福建省121地质队.坑柄井田地质勘探报告[R].龙岩:福建省121地质队,1981
[3]《煤矿防治水规定》