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山西焦煤霍州煤电集团 水害防治特色做法和体会

作者:煤矿安全网 2019-10-11 来源:煤矿安全网

第一部分基本情况

一、矿区概况

霍州煤电集团有限责任公司为山西焦煤集团公司所属的子公司,现有霍州(生产矿区)、离柳(生产基建矿区)、岚县(基建矿区)、霍东(准备矿区)、乡宁(后备矿区)等5个矿区,分布于山西临汾、吕梁、忻州、长治、运城5个市所辖17个县(市、区),共有矿井33座(不含后备矿区),其中:生产矿井11座、基建矿井5座、复工复产矿井1座、停缓建矿井9座、关闭矿井7座、后备矿区5个。截止2018年底,矿区总面积801.93km2,资源储量约70.6亿吨,可采储量30.6亿吨。

二、水害特点

集团公司生产、基建的17座矿井中水文地质类型复杂的有5座,其余为中等,主要包含三种水害类型:

一是太灰及奧灰承压水威胁。17座矿井中有12座,占比70%,主要集中在本部矿井(霍州、洪洞)、晋北能化公司矿井、吕临能化公司庞庞塔矿。

二是煤层埋藏浅遭受地表水威胁。17座矿井中有4座,占比23.5%,主要集中在乡宁矿区、晋北煤业矿井。

三是受老窑采空积水威胁。主要是矿区范围内及周边各时期小煤窑开采形成的老窑积水。17座矿井中有11座,占比65%,共存在小煤窑266处,其中11座生产矿井中有8座矿井存在小煤窑199处;6座建设矿井中有4座存在小煤窑67处。目前所有小煤窑已全部进行封闭,并通过验收。受老窑采空威胁的矿井主要集中在资源整合矿井(晋南、晋北及本部)和煤层埋藏浅的矿井(三交河矿)。

三、水害防治主要做法

霍州煤电集团各矿井地质构造复杂,断层、陷落柱发育,奥灰含水层富水性较强,带压开采程度大,尤其是2009年煤矿资源整合后,老空水害尤为突出。鉴于上述情况,我们进一步持续加强了防治水管理,经过不断探索,逐步总结形成了一些适合自身特点的水害防治做法。

一是总结形成了“物探先行、钻探跟进、物钻并举、探掘分离、不探不掘、不探不采”二十四字防治水工作原则。

二是坚持“一矿一策”和“一面一策”具有针对性的防治水工作对策,提出了适合本矿特点的水害防治办法,防止了“矿井不结合本矿具体地质及水文地质条件机械照搬文件规定”的情况。如:薛虎沟煤业2号煤层厚度4米,上分层已被小窑破坏,下分层还剩余1.8-2.2米,现主要复采2号煤下分层。我们针对性地提出了掘进工作面执行“长探+短探班自探+出现异常再补探”的探水方法;回采工作面执行“网格化钻探”。同时在掘进工作面严格落实“三原则、两等同”(三原则:①长探不超过100米;②厚煤层,上、下分层探;③长孔必须窥视。两等同:①没有窥视的钻孔等同没有钻探;②窥视多少米等于钻进多少米,以窥视深度决定掘进循环进度。),切实保障探测效果,真正达到了“查清放净”目的。

三是不断改进完善各级防治水管理机构和防治水队伍,建立了较为系统的集团公司矿井防治水管理规定、井下探放水技术规范、“有掘必探”闭合管理及图牌板管理制度、采掘两面防治水安全许可评价管理办法和井下超前钻孔痕迹管理规定等各类防治水管理制度,并且在执行过程中不断修改、补充、完善。

四是在集团公司层面,由集团公司技术研究院承担全面开展井上下物探工作,专业的人干专业的事,保证了物探成果的质量,有效的指导了钻探验证工作的开展。

五是严格执行“有掘必探”闭合管理,严把“采掘两面防治水安全许可评价”关,确保了采掘两面不带隐患问题进行作业,保证了两面安全生产。

六是持续坚持了重点头面动态预警预报、跟踪盯防、安全动态检查督导,全面强化了矿井“地测科长每周水情水害分析预报”、“地测副总每旬逐头逐面水害隐患排查分析”、“总工每月防治水安全大检查、矿长每月防治水安全办公例会制度“的防治水安全管理”“三部曲”,并取得了良好的效果。

七是突出防治水安全“红线”管理,保障矿井水害“零”威胁。矿井“水害零威胁”是集团公司连续几年对矿井防治水工作提出的安全目标,为此我们针对性地提出防治水“红线”管理规定。从工作面设计前的地表调查、掘进面开口前的防治水安全许可总评价、探放水作业设计安全技术措施、带压开采回采工作面有效物探、受小煤窑威胁的矿井或区域的超前探查等六个方面制订了具体的“红线”,任何人都不准跨越“红线”。

八是定期开展防治水安全技术会诊,持续强化防治水隐患排查治理,做到了重大水害问题及时发现和整改。

九、强化排水系统设施管理,在有突水危险的矿井增加了应急强排水系统,并编制专项防突水应急预案、进行实战演练,增强了矿井抗灾能力。

通过严格落实上述各项具体有效的管理办法,并一以贯之,确保了集团公司各矿井防治水工作长周期平稳发展。下面着重介绍采掘两面防治水安全许可评价管理、防治水重点头面盯防、防治水队伍建设三个方面的工作。

第二部分水害防治特色做法

一、采掘两面防治水安全许可评价管理

如何细化和强化采掘两面的过程管理,把住每一个环节成了我们做实防治水工作的重点。2011年,我们就以霍煤电地字【2011】627号文下发了《霍州煤电集团采掘两面防治水安全许可评价管理办法》,从总则、防治水安全许可评价范围及权限、评价依据、评价条件标准、评价工作程序、考核奖罚六个方面做了具体规定。要求集团公司所有生产、资源整合矿井的掘进、回采工作面及基建矿井掘进工作面都必须全面开展防治水安全许可评价,未进行评价的、评价未经审查批准备案的采掘工作面严禁进行采掘生产作业。通过几年运行,2015年我们又以霍煤电地字【2015】160号文下发了《补充规定》,进一步严格规范了回采工作面防治水安全许可评价的编制、会审、报送、审批等流程。

通过多年来的实践,我们在掘进工作面总结形成了“22211”工作法,即“两评价、两通知、两牌板、一监督、一总结”探掘闭合管理;在回采工作面总结形成了“31111”工作法,即“三物探、一钻探、一治理、一评估、一评价”的防治水安全许可评价管理。

(一)掘进工作面“22211”工作法

2—两评价,即工作面开口前的防治水总评价和掘进期间分段评价。

2—两通知,即探放水(停掘)通知和允许掘进通知单。

2—两牌板,即“有掘必探”管理牌和防治水许可牌。

1—一监督,即探掘循环作业过程检查监督。

1—一总结,即整个掘进工作面探掘情况对比、分析、总结。

1、总评价工作流程:

(1)掘进工作面开工前矿井地测科全面分析影响工作面及所在区域地质及水文地质条件和充水因素,根据分析提出“有掘必探”设计(包括物探和钻探设计),整个工作面探掘循环作业图表,对每循环的物探探测有效距离、钻孔布置、钻探距离和允许掘进距离做出规定,指导掘进期间“有掘必探”工作。提交《掘进工作面防治水安全许可评价报告》(下简称《评价报告》),地质副总负责对《评价报告》进行初审。

(2)矿总工程师负责组织地测、生产、机电、安全等相关科室对《评价报告》进行审查,形成审查意见并签字后,通过电子邮箱报区域公司地质处和集团公司地测部备案。

(3)完成审批,由地测科负责向施工队组进行总评价技术交底和贯彻学习后,掘进工作面方可开始施工。

(4)经审查分析存在水害隐患的掘进工作面,要制定出针对性治理措施,整改治理完成,矿总工程师负责组织相关科室重新对《评价报告》进行审查、签字下发执行。

(5)煤矿地测科做好现场超前物探、钻探、资料收集、整理、分析工作,对出现威胁安全生产的重大水害隐患问题,要及时向矿总工、安全处长汇报,并按以上程序继续二次评价。

2、分段评价按照“有掘必探”闭合管理办法进行,工作面开口5米后必须停止掘进、完成物探、钻探准备工作。主要流程为:

(1)每段钻探前必须进行物探,地测科根据物探成果确定是否需要修改探放水设计。

(2)地测科提前2天给掘进队、探水队下发“探放水(停掘)通知单”,掘进队接到通知后提前做好停掘准备,停掘时工作面现场达到物探、钻探施工条件。探水队接到通知后对探放水设计和措施进行贯彻学习,做好钻探前的各项准备工作。

(3)开钻前,地测科牵头组织安全、生产、机电、通风、调度等科室进行开钻验收,钻探过程中探放水队专人负责记录,并填写“有掘必探”管理牌板。

(4)矿井安排生产口技术员(重点防治水头面必须为防治水专业技术人员)、安全员现场跟班,及时检查、监督,并与当班验收员对钻孔进行验收。

(5)完成每循环钻探设计任务后,地测科组织相关科室对钻探质量、进尺、效果进行联合验收。

(6)钻探结束后,由地测科对物探、钻探成果进行分析总结,提出掘进工作面探放水分段安全许可评价,确认前方无水害威胁后下发“允许掘进通知单”和“防治水安全许可牌”,移交掘进队进行掘进作业。

(7)掘进队接到允许掘进通知单后,填写“有掘必探”管理牌板,将“有掘必探”管理牌板与“防治水安全许可牌”悬挂在工作面掘进位置,开始组织掘进作业。

(8)允许掘进距离剩余20m时掘进队汇报地测科,地测科及时下达探放水(停掘)通知单,提前做好下一循环探测工作。掘进队按通知单停止掘进,地测科收回防治水安全许可牌,开始下一循环物探、钻探。

(二)回采工作面“31111”工作法

3—三物探,即除坑透外还至少采用两种探测构造和底板富水性的物探方法。

1—一钻探,即对物探异常区和构造破坏区进行钻探探查验证。

1—一治理,即对有可能发生突水的构造和区段进行治理或采取留设煤柱躲绕措施

1—一评估,即对治理效果进行安全评估。

1—一评价,即工作面回采前提出防治水安全许可评价报告。

《回采面防治水安全许可评价报告》(下简称《评价报告》)首先由矿井防治水副总进行初审后,再由矿井总工程师负责组织地测、生产、机电、安全等相关科室对《评价报告》初审稿进行审查。对地质、水文地质条件复杂、受采空、老空威胁严重的回采工作面,矿方可外聘专家参与许可评价工作。经审查不存在水害隐患的回采工作面,矿井总工程师签字后,上报区域公司或集团公司审查批准,区域公司审查批准后报集团公司地质测量部备案。《评价报告》获得批复后矿井总工程师签发允许回采通知单,回采队组接到通知单后方可组织回采。

二、防治水重点头面盯防

2009年煤矿资源整合后,霍州煤电集团整合接收了24个资源整合矿井,由于短时间内接受较多矿井并进行建设,整合矿井中需要补充的地质防治水专业人员要从所有生产矿井中抽调,摊薄了各矿井地测专业技术队伍,造成了矿井地测专业技术人员短缺、基础薄弱、经验能力不足等问题;同时又面临资源整合矿井小煤窑采掘资料不详、采空区范围、积水量不清的严重水害威胁。针对上述情况,为弥补因地测专业技术人员、素质、能力等方面不足,对水害分析、预防等工作不到位而引起矿井水害事故,我们充分利用集团公司地测部专业技术优势进行补充、补位,对受水害威胁严重的掘进、回采工作面由集团公司层面进行补位盯防、督导,及时帮助矿井做好重大潜在水害隐患的防治工作。通过近十年的防治水重点头面盯防,进一步保障了防治水工作长周期平稳发展,具体做法如下:

1、每年年初集团公司地测部组织区域公司地质处及矿井总工、地质副总、地测科长等根据矿井本年度生产衔接计划对掘进、回采工作面进行逐头逐面分析、梳理,筛选出对矿井安全和人身安全有威胁的防治水重点头面,并理清具体存在的水害隐患问题。

2、各矿井编制年度、月度采掘工作面水情水害预警预报,详细说明每个工作面受水害威胁情况,保证矿井也要根据本矿的年度、月度生产衔接计划安排各级管理层面熟悉掌握本矿每月的主要防治水工作、重点工作面水文地质条件及其变化,对存在的水害隐患及时准确采取措施进行治理。

3、集团公司地测部专人负责在每月25日前对各矿井当月的预警预报情况进行落实和下月的预警预报情况进行收集整理,对确实存在较大水害威胁的采掘工作面列入到集团公司年度、月度采掘工作面水情水害预警预报中进行重点头面盯防。同时发送集团公司安监局驻矿的“五人”安全检查小组、安全监查站对照报表进行重点监督检查和落实。

4、集团公司地测部、区域公司地质处每周不少于两次到矿井进行动态检查,对存在重大水害威胁的头面进行实时跟踪指导,协助矿井制定科学合理的防治水方案、设计和措施。

5、建立集团公司地测科长防治水重点头面微信群,要求各矿地测科长每天对列入到集团公司重点头面进行重点汇报,集团公司地测部水文科不定期打电话询问重点头面防治水工作情况,及时掌握工作面动态。

6、集团公司每周召开专门的业务保安会,对各专业上周存在问题的整改落实情况进行汇报,同时研究确定下一周重点关注的问题,并每周都要形成会议纪要,通过“霍州安全”微信群进行发布,因此引起各矿矿长、总工、安全处长的重视。

7、2011年开始由集团公司地测部组织、西安研究院常驻专家参加,定期开展防治水安全技术会诊,解决处理重大水害问题。3年后由集团公司组织技术研究院防治水研究所、物探研究所,必要时外聘专家组成专家组,坚持每年上半年与下半年各组织开展一次防治水专项安全技术会诊,对各矿进行“横向到边、纵向到底、不留死角”的全面诊断分析,对查出的问题同矿上一道研究解决的办法和采取的措施,经集团公司审批后下发落实。地质部和五人小组跟踪监督直到消号,对暂时得不到整改的问题,要求矿井制定专门的安全措施进行监管,确保其不发生灾变。

三、防治水队伍建设

1、不断加强和完善各级防治水管理机构。

一是集团公司对地测部人员设置进行了充实。集团公司地测部对本部矿井进行直接管理,对区域公司矿井进行监管;四个区域公司也相应增设了地测处,对所属区域矿井行使管理职责;各矿井均配备了防治水副总,设置了地测科,具体负责矿井防治水工作。

二是按照“一般矿井30人、水文地质类型复杂矿井不少于60人”的要求,各矿建立了专门的探放水队伍,负责各矿井“有掘必探、探掘分离”的现场落实。

三是集团公司在2010年完成资源整合后就成立了技术研究院,并下设防治水研究所、物探工程服务中心和水化学试验室。物探工程服务中心整合了全集团公司各类物探仪器42台套、成立了40多人的物探队伍,分四个区域开展物探服务,保证了各矿井物探工作不断线和各矿物探质量。

2、强力推进集团公司层面防治水工程技术分公司组建

团柏煤矿为带压开采矿井,水文地质条件复杂、导水构造发育,矿井涌水量为山西之最,因受郭庄泉影响,在2018年底已退出关闭。该矿防治水队伍为准处级建制,由两科(地质科、水文科)两室(研究室、资料室)两队(防治水队、注浆队)组成,共计137人。有丰富的综合防治管理经验,技术力量强,为把团柏煤矿多年建立起来的防治水队伍保留下来,进一步提升集团公司矿井防治水专业化管理、科研技术、工程实践的能力和水平,集团公司在今年新组建了集团公司层面的防治水工程技术分公司。

公司总体规划为初期(1~2年)承担新复产复建矿井日常“有掘必探”业务,井下一般注浆堵水和集团公司各矿井加固改造等工程(可以对外合作);中期(2~3年)除初期业务以外,增加物探、瓦斯抽放钻孔施工、水质化验、矿井测量服务、负责矿井所有防治水工程和技术服务;远期(3~5年)业务范围扩大到地面勘探、水患井上下区域治理、综合物探工程等。并积极开拓山西焦煤内部防治水业务,同时谋求在更大范围内参与市场竞争。

目前防治水工程技术分公司已经完成了公司注册和营业执照的办理。队伍已承担了三个整合矿井的日常探放水任务,并同山东龙兴地质工程有限责任公司合作承担了干河矿二采区防水闸墙的施工。

第三部分体会及建议

一、2018年9月实行的《煤矿防治水细则》第七条要求“煤矿防治水应当做到“一矿一策、一面一策”,确保安全技术措施的科学性、针对性、有效性”。建议各类检查应以矿井总工批复的设计和安全措施标准,因为它是结合工作面的实际情况进行针对性的设计和编制的,是最有效的,也是最管用的。

二、现用的探放水钻机一般无定向功能,无法准确钻进至设计位置,而钻孔窥视仪仅能解决了钻孔偏斜轨迹的问题。还需要在实现普通钻机定向、精准、快捷等方面再下功夫,以有效减少无效进尺。

三、尽管物探技术这些年得到了长足发展,解决了不少防治水问题,但仍然距安全生产要求的“精准、量化、无误报”的要求还有很大的差距,建议加大投入、加快攻关和突破,或者加快国外先进技术装备的引进。

尽管我们在矿井防治水安全管理上做了许多工作,探索出了一些行之有效的技术方法和措施,也取得了一些经验,但仍然存在许多问题和不足,还需继续加大防治水投入和工作力度,全力推进矿井防治水工作再上新台阶,全力构建矿井防治水工作安全长效保障机制,提升矿井安全保障能力,确保企业安全生产长治久安。

2019年5月15日

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