1、冀中能源集團礦井防治水工作情況介紹冀中能源集團二O一六年五月冀中能源集團礦井防治水工作情況介紹冀中能源集團有限責任公司成立于2008年6月，是以煤炭為主業，醫藥、機械、物流等多個產業板塊綜合發展的特大型現代企 業集團。集團擁有 7個產煤子公司，其中：河北省 6個、山西省1 個，分別為峰峰集團、冀中股份、邯礦集團、張礦集團、山西冀中、 邢礦集團及井礦集團；煤炭儲量150億噸，在冊職工萬人，位列世界500強第315位，2015年原煤產量億噸。冀中能源集團在河北省境內有礦井39對，其中：水文地質類型極復雜礦井2對，水文地質類型復雜礦井15對，這些礦井主要集中在邯邢礦區，大部分已進入深部開采，采深超過

2、800米的有8對，其中4對礦井采深超1000m,最大采深達到1341nl邯邢礦區 是華北型煤田典型的大水礦區，水文地質條件極其復雜， 受煤系地層基底奧灰強巖溶含水層威脅十分嚴重。邯邢礦區隱伏導水陷落柱和斷層發育，發現陷落柱的礦井占總礦井的67%,其中葛泉礦已探明揭露陷落柱68個。歷史上曾發生多起突水淹井事故，礦井最大 突水量70000n3/h , 1995年12月峰峰集團梧桐莊礦建井期間發生 死亡17人的水害事故，1999年3月邢臺市臨城縣澄底煤礦還發生 過一次死亡40人的水害事故。邯邢礦區煤層底板突水主要有兩種類型：一是以隱伏構造為通道的底板突水；二是以微小斷裂構造及裂隙帶為通道的底板突水。

3、 底板突水主要表現為工作面滯后由水，具體組合構造形式有：導水陷落柱+小型斷層；導水大斷層+小斷層或裂隙帶；隱顯性小斷層組+裂隙帶。冀中能源集團以“夯基礎、重預防、強科技、抗大災”、“地面 區域治理是治本，井下局部治理是補充” 以及“不掘突水頭，不采 突水面”等理念為指導，嚴格程序化管理，依靠科技進步，不斷推 進防治水工作扎實開展，通過努力，實現了礦井“突而不傷亡”，并逐步向“治而不突水” 的目標邁進。一、以“四個保障”強化防治水科學管理體系(一)組織保障是前提各子公司、礦成立了以主要領導為第一責任人、以總工程師為技術負責人的防治水領導機構，設置專職防治水部門；水文地質條 件復雜的子公司和礦井均

4、設有專職地測副總工程師；峰峰集團實行了礦井防治水首席專家制度， 大水礦井還設置了專職的防治水副礦 長，完善了防治水管控體系。(二)制度保障是基礎根據國家安監總局煤礦防治水規定并結合本單位防治水工 作特點，建立健全了各項規章制度。制定了冀中能源集團煤礦防 治水管理規定和冀中能源集團煤礦防治水管理補充規定兩個 規定；各子公司也相應制定了防治水管理規定和實施細則，還制定了防治水工作精細化管理標準，由粗放型管理邁向精細化管理；各礦井均健全了水害防治崗位責任制 和水害隱患排查治理制度 等制度。各項制度的健全，為礦井防治水工作管理的科學化、程序 化、標準化、規范化運行提供了制度保障。(三)裝備保障是重點近

5、3年來，冀中能源集團投入了億元，購置了鉆進能力300m以上的大型鉆機209臺及測斜儀40套；建設了地面注漿系統 12座； 購置了先進的物探設備 45臺套，主要有瞬變電磁儀、音頻電透視 儀、直流電法儀、坑透儀和瑞利波探測儀等；構建了井下語音廣播 預警系統、水文動態監測遙測系統；建立了礦井突水水源快速判別 系統；還引進了加拿大產井下瞬變電磁儀2套和微震監測儀1套、德國產槽波地震儀1套；為礦井防治水提供了有力的裝備保障。（四）現場保障是關鍵嚴格現場管理，增強全員水害防范意識， 各生產單位及職能部 門全員、全過程、全方位齊抓共管，保證各項防治水措施落實到位， 礦井防治水工程從設計、施工、驗收、評價嚴格

6、把關，尤其對現場 施工，由地測和安檢等部門現場聯合驗收，確保防治水工程符合設計及質量要求；推行礦井防治水程序化管理，每個環節未達標準不得進入下一環節；在井下各個打鉆地點安裝了視頻監控系統，對鉆探的各個環節實時全程監控。 利用中澳煤礦安全培訓示范中心的井 下實訓基地，開展防治水專業人員、班組長的防治水業務培訓，提 升了整體隊伍的防治水素質和技能。二、以“四位一體”創新礦井防治水技術體系冀中能源集團結合邯邢礦區防治水工作的復雜性、艱巨性，將 礦井防治水和瓦斯治理擺在同等重要的位置，構建了“預測預報、綜合治理、效果檢驗、安全防護”的防治水“四位一體”技術體系。（一）預測預報，科學找疑各礦井新水平、新

7、采區等區域首先進行地面三維地震、地面電 法勘探，查明區內陷落柱、斷層等構造及含（導）水性，對圈定的 異常區進行地面鉆探驗證。井下巷道掘進前，采用超前鉆探并結合瞬變電磁等物探方法進 行全程全方位超前探測，查明巷道掘進前方的異常地質體，做到“有掘必探、先探后掘、見水必注、先治后掘”。工作面回采前，采用音頻電透視、瞬變電磁等兩種以上物探手 段，查明工作面內及外圍不小于 60m范圍的底板隱伏導水構造，并對圈定的物探異常區進行鉆探驗證。(二)綜合治理，主動防御1.地面區域超前治理技術治理目標針對大采深高承壓水礦井井下鉆探作業安全難以保障和微小 型底板隱伏陷落柱難以探明的難題，率先提由“區域超前治理” 的

8、防治水新理念，應用先進的地面多分支水平定向鉆探技術和徑向射 流造孔技術對奧灰頂部或煤層底板薄層灰巖含水層進行區域注漿 改造。定義與內涵：長期以來，我國對承壓水上采煤所采取的煤層底 板注漿加固和含水層改造，從空間尺度上看，均以單工作面進行； 從時聞尺度上看，均是在工作面形成后實施；從治理目標層來看， 主要以煤系薄層灰巖含水層治理為主；從治理場地來看，主要以井下為主。區域超前治理就是從以往的一面一治理擴展到采區、水平或相對獨立的水文地質單元進行區域治理；從時間上，注漿治理移到掘進之前，實現“先治后掘”。治理目標：通過井上、下超前定向鉆進，將鉆探、注漿、異常 區驗證“三體合一”；建立井上對煤層底板實

9、施區域超前注漿治理、 井下掘前“條帶”鉆注驗證和采前工作面底板全面補強的區域超前 治理立體體系，地面區域超前治理是治本，掘前“條帶”鉆注和采 面補強注漿是保障，從而為實現“不掘突水頭，不采突水面” 探索 由一種新的有效途徑。地面多分支水平定向鉆探區域治理技術為在地面對奧灰進行區域超前治理，引進了先進的 地面定向水平鉆探技術，對奧陶紀灰巖頂部一定范圍或煤層底板薄層灰巖進行 注漿改造應用研究。地面區域超前治理奧灰水患：冀中能源峰峰集團九龍礦自2012年開展了對北三、 北五、南二下部采區進行地面區域治理防治水工 作，截止到 2016年4月底，共施工 7個主孔，鉆孔總工程量 48471m（其中主孔進尺

10、 5528m，造斜進尺6565.6m,水平孔36377.1m）, 累計注漿255776t（水泥235519t ,粉煤灰20257t）,探查治理了漏 失點127個，探明并治理了 4個隱伏含水陷落柱，治理面積95萬治理煤量1246萬t,安全采由煤量106萬噸，避免了突水事故 的發生，治理效果顯著。該礦地面區域治理噸煤成本1118元/噸。九龍礦區域治理工程量及效果見表1。區域超前改造薄層灰巖：冀中能源峰峰集團羊東礦采用地面水 平定向鉆進技術對羊東礦 4號煤底板大青灰巖（厚5.5m薄層灰巖） 進行地面治理，目前，已完成3個工作面的地面治理，共施工 5個主孔，分支孔25個，鉆探總進尺33602.5m （

11、其中主孔進尺 4575m, 造斜進尺6423m,水平孔22604.5m）,累計注漿（水泥），共探查治 理漏失點20個，探明并治理隱伏陷落柱1個，治理面積76萬治理煤量706萬t ,安全采生煤量 30萬噸，治理效果顯著。該礦 地面區域治理噸煤成本1518元/噸。羊東礦區域治理工程量及效果見表2。（3）徑向射流造孔區域治理技術徑向射流造孔技術優點是造孔速度快、無盲區，并和注漿工作銜接好。今年以來，冀中能源集團開展了 “徑向射流造孔技術進行 地面區域治理研究”，我們與中煤科工西安研究院合作，以冀中股 份邢臺礦西井9號煤試采區和東龐礦北井 9400采區作為區域治理 范圍，引進徑向射流造孔技術，利用集成

12、化的注漿裝備與工藝，在 地面開展奧灰隱伏導水通道探查與注漿治理；對徑向射流造孔技 術、漿液擴散控制工藝、工程質量檢測等關鍵技術難題進行攻關， 目前，邢臺礦西井已完成 8個徑向孔注漿，最大單孔注漿量達1600 噸，已取得初步效果。目前，冀中能源集團公司有 8對礦井正在開展地面區域治理工 作，效果非常明顯，但地面區域超前治理與井下防治水治理費用相 比稍高，下一步要加大注漿復合材料和注漿機理研究，爭取將地面區域治理費用降到井下普通防治水治理費用水平。.井下煤層底板區域注漿改造技術邯邢礦區冀中能源共有 5對礦井開采下組煤（9號煤），產量 近300萬噸，由于9號煤距離下伏奧灰含水層僅 30m左右，9號煤

13、 下20m左右還發育一層厚約 8m的本溪組灰巖含水層，形成了 “雙 層復合”含水層，造成 9號煤開采受水害威脅十分嚴重。在 9號煤 工作面開采前，按照漿液擴散距離設計落點間距 40m進行網格化均 勻布孔打鉆，對工作面底板的導水構造和薄層灰巖含水層的巖溶裂 隙進行全面注漿加固改造，將底板薄層灰巖弱含水層變為相對隔水 層，實現了安全開采。葛泉礦東井9煤通過底板注漿改造本溪灰巖 含水層，自2007年投產至今，已經采完 12個工作面，沒有發生一 起底板奧灰由水事故。.陷落柱突水快速封堵治理技術通過突水陷落柱治理， 形成了一整套陷落柱快速封堵技術，主要包括定向分支造孔技術、動水條件下過水巷道“阻水墻”建

14、造技 術、陷落柱“堵水塞”建造技術及陷落柱堵水效果評價標準。通過實施大垂深地面定位注漿，并利用封閉高壓水射流系統、 大孔徑輸送系統，成功解決了深孔注漿堵孔問題；掌握了動水條件下大埋深阻水墻建造技術， 并治理封堵過水通道，采取旋噴、充填、 升壓、引流等多種注漿方法，達到快速建造“阻水墻”。根據預探明的導水陷落柱，研究定位封堵技術，利用多階段、 定向分支造孔技術，以及堵水效果評價指標體系，在陷落柱底部構建“堵水塞”，成功阻斷補水通道，有效改變陷落柱導水性。4,充填開采技術隨采深加大，煤層開采后底板的擾動破壞深度也逐步增大。據統計在采深小于 500m時，煤層底板擾動破壞深度在 1015m, 當采深大

15、于800m時，擾動破壞深度大于 30m,邢東礦采深達到1200 多米，經實測，底板以下 45米范圍已受擾動破壞，減少了煤層底 板有效隔水層厚度，降低了底板隔水能力。針對上述問題，將充填 采煤技術應用到礦井防治水工作中，已經在郭二莊礦、邢東礦等礦實施了高水充填、砂石充填等多種形式的充填開采，充填法處理采空區，大大減少了底板巖層受開采擾動破壞的深度，防止了工作面底板滯后由水。（三）效果檢驗掘進和回采之前，對底板加固效果采用兩種以上物探手段進行 復測驗證，底板注漿加固工程以單孔最終注漿量和最終注漿壓力以 及一定數量的檢查孔作為檢驗標準，保證了底板注漿加固效果。始終堅持“不評價、不驗收、不回采”的原則

16、，當工作面采前所有防治水工作完成后，由子公司組織專家對工作面采前防治水工 作進行全面的技術會診，具備安全開采條件后方可驗收回采。（四）安全防護礦井防治水安全防護就是要做到在礦井發生水害時，最大限度縮小災害范圍，最大限度爭取人員逃生時間，實現礦井“突而不傷 亡”的目標。我們以“預隔離、大系統、抗大災”為原則，對水文 地質類型復雜、極復雜礦井實施了分區隔離、構建了強排系統、安 裝了先進的礦井水文動態監測預警系統，提高了礦井安全防護的保障能力。.建設礦井分區隔離設施以保障不淹井冀中能源集團各水文地質類型復雜、極復雜礦井均構建了分區 隔離設施，沒條件建水閘門的地區施工了預隔離基礎并在現場備足 建墻材料

17、；共卞筑水閘門 51道，水閘墻預隔離基礎 65處。.建設強大的防排水能力以保障不傷人在強排系統建設上，梧桐莊礦排水能力達 9000m3/h ,東龐礦達 5276m3/h、九龍礦和羊東礦均達 5400n3/h ,礦井排水抗災能力的提 高，大大增加了礦井人員逃生時間，最大限度保證了人員安全。.安裝先進的礦井水文動態監測預警系統在5個開采下組煤（9號煤）礦井都安裝了礦井水文動態監測 預警系統，對主要含水層水位和礦井涌水量實行動態自動監測，實現了井上下水文動態的自動監測，并能夠及時對礦井水害發生預 儂 白O三、加強防治水現場管理主要做法.以建設示范礦井為抓手，夯實礦井防治水安全基礎工 作，提升礦井安全

18、保障能力集團公司結合省煤炭工業安全管理局相關文件要求，2014年進行了集團公司示范礦井建設安排，制定了集團公司示范礦井建設驗收標準，在水文地質類型復雜、極復雜礦井開展煤礦防治水示范礦井建設活動。2015年共建成防治水示范礦井 6對，通過積極推進防治水示 范礦井建設，6對防治水示范礦井累計投入3193萬元，購置鉆探能力300m以上的大功率鉆機 25臺套，購置鉆孔測斜儀8套，建成 強排系統4個，新建防水閘門11道，預隔離基礎5道，特別是辛 安礦不僅在 210軌道下山、-500上部皮帶道、-500軌道下山、-500 通風下山、-500進風下山施工了 5預隔離墻基礎，而且在基礎下 方增設了 5道防水閘

19、門，實現了分區隔離雙保險；一旦發生突水災 害，可以在最短時間內實現分水平隔離，鉆孔加強工程施工，構建 礦井完善的抗災系統，大大提高了礦井對重大災害的防范能力，使礦井安全管理基礎和安全保障能力得到了有效的夯實和提升。.加強業務保安檢查冀中能源集團公司每季度組織一次防治水業務保安專項檢查，對重點礦井進行抽查，對礦井防治水方面存在的隱患以三聯單的形式 發到子公司和礦井，由子公司監督問題的整改落實，試行閉合式管理。將事故隱患消滅在萌芽狀態，杜絕了重大水害事故的發生。四、主要成果.通過實施“四位一體”綜合防治水技術，1996年以來，冀中能源集團整合的邯邢礦區煤礦企業未發生因水害導致的較大及 以上死亡事故

20、；每年安全采由受水威脅的煤炭資源1500萬噸；通過采用陷落柱快速封堵技術，東龐礦107天實現復礦，九龍礦 124天復礦，梧桐莊礦時間最短，僅用66天就實現復礦；另外梧桐莊礦通過井下注漿加固改造，礦井涌水量從17.5m3/min ,降到 5m3/min ,降低了 %九龍礦通過地面區域治理，獲得治理達標煤量 90萬t ,避免了一起突水事故， 為類似條件礦井深部開采和下組煤開采提供了新的技術途徑。.多項防治水研究成果獲得獎勵，其中國家科技進步二等獎1項、省部級科技進步一等獎 6項、二等獎10項，并取得專利15項, 由版專著1部。.與河北省煤礦安全監察局成功承辦了全國煤礦水害防治工 作現場會。今年8月

21、4日5日與河北省煤礦安全監察局共同承辦了在冀 中能源集團召開的全國煤礦水害防治工作現場會，冀中能源集團組織編制了冀中能源集團煤礦水害防治制度匯編和冀中能源集 團煤礦水害防治技術匯編兩本會議用書。國家安全監管總局黨組 成員、副局長、國家煤礦安監局局長黃玉治， 河北省副省長張杰輝， 國家煤礦安監局副局長桂來保生席會議，會上冀中能源集團等 5家單位在會上做典型經驗發言，29家煤礦書面交流了防治水經驗，并現場參觀了煤礦水害防治技術展覽，分組到峰峰集團九龍礦、 冀中股份邢臺礦西井和葛泉礦東井、河北煤科院現場參觀了防治水關鍵工程和技術工藝。 這次會議得到了國家局、 省局領導的高度贊揚 和各省煤監局領導一致好評， 提升了冀中能源集團整體防治水管理 水平。五、下一步防治水重點研究項目.煤層底板突水綜合監測預警技術鑒于礦井突水大多為工作面回采滯后由水，通過煤層底板綜合監測，及時在由水前發生預警，降低傷亡事故。綜合監測預警系統 由光纖傳感器（應力、應變、水溫、水壓） 、網絡電法、微震三大 監測系統組成。基于光纖光柵傳感器分布式水害監測預警：將傳感器（應力、 應變、水溫、水壓）埋設在