“研究成果达到国际领先水平,建议在类似条件矿井进一步推广应用。”这是中国煤炭工业科技成果鉴定证书上的结论,寥寥数笔,却字字千金。
四年前,太原煤气化荣康煤业公司开展突水防控,保水开采区域治理技术研究从“不得不为”的带压开采,已转变为如今“大有可为”的引领示范,荣康煤业公司稳步迈向绿色发展示范矿井行列。
暗河脉动 丹心赤忱定波澜
临汾洪洞,作为全国闻名的“大槐树”民祭圣地,地下不仅蕴藏着丰富的煤炭资源,还有蜿蜒的富水危险区。荣康煤业公司坐落于此,开采煤炭资源首先面临的是与“地下暗河”的较量。
该公司井下水文地质条件极为复杂,岩溶水之“富”,在太原煤气化公司各矿井中名列前茅,其中奥灰含水层对可采煤层影响最甚。该公司全区处于带压开采范围,采动引发的地质破坏,小到裂隙、断层,大到陷落柱,都极易形成导水通道,加之两个可采煤层距离较近,底板存在原始导升高度,突水事故发生概率较大。
“以往很多相似条件的带压开采矿井多采用局部治理,水害防治措施有限,可咱决不能拿着职工的生命安全去冒险。”总工程师李永进在该公司工作了6年,他的大部分精力都投入到了“治水”工作中。“我们的煤层距离奥灰含水层顶界面最薄处仅21米,一旦突水,不仅威胁安全生产,更是对地下水资源的不负责。”作为省属国企,该公司的每一名干部职工都把绿色矿山建设放在心尖儿上,他们要效益、要安全、也要生态文明。
这是一份“贪心”,更是一份“苦心”。2022年,该公司积极响应山西省相关政策,直面问题、大胆创新,开启依靠科技力量开展保水开采区域治理技术研究的征程。
良工一举 敢与大地试锋芒
在该公司回风立井场地的地面注浆站内,四台泥浆泵轰鸣作业,将制好的水泥浆液通过注浆管路送至井下定向钻场孔口。水泥封堵奥灰含水层顶部裂隙,改变地下水流向,将含水层改造成隔水层,增加了隔水层厚度、增强了阻水性能,保障了工作面带压开采的安全性和岩溶水资源原位保护,实现矿井安全、绿色、高效生产,这便是保水开采区域治理的核心技术。
防治水副总工程师王亮亮通俗解释:“用‘定向钻+注浆’工艺治‘奥灰水突水’,就像给地层‘扎针’+‘输液’,药到才能病除。”2022年6月,该公司充分考量矿井地质及水文地质实际,与国内水害防治权威科研院所合作,确定保水开采区域治理技术研究与应用项目,旨在实现煤炭资源解放和岩溶水资源保护。该项目采用井下千米定向钻探技术、结合地面制浆、井下孔口注浆工艺,对煤层底板隔水层进行注浆加固,对奥灰顶界面以下8-18m灰岩含水层进行注浆改造,增加隔水层厚度,提升煤层底板隔水层的阻水性能,消除带压开采的后顾之忧。
“在临汾地区搞区域治理,我们是首家。”水害治理过程中,该公司干部职工摸索前行,通宵达旦是常态,防治水部工作人员要随时应对井下出水点分散、注浆串浆、跑浆等问题。回头看水害治理这些年的点点滴滴,王亮亮自豪地说:“我们项目优势明显,定向钻比普钻探查工期短、无效进尺少,前期配套设备可重复使用,大大减少了人力和材料设备的投入。”
目前,该公司区域治理定向钻探进尺已达25516米,经治理的六个回采工作面均未出现底板出水现象,区域治理效果显著。
渐入佳境 煤水共赢谱新篇
从2023年一期工程顺利通过临汾市能源局验收,到2025年被中国煤炭工业协会认定为煤炭科技创新成果转移转化二级项目;从渐成气候,研究成果达国内先进水平,到广受关注,总体获国际领先水平认证……荣康煤业公司在保水开采区域治理技术研究与应用上迈出的每一步,都坚实有力。
一次性治理,同时解决煤层带压开采问题,井下没有了突水隐患,采掘工作面实现了持续正常作业,一线职工生命安全得到保障,项目实施的安全效益一劳永逸。注浆治理封堵奥灰含水层与上覆含水层导水通道,切断奥灰水补给,保护了煤层底板奥灰含水层水资源,保障了当地居民生活和社会用水,社会效益突出。该公司坚持“企业发展,环保先行”的原则,区域治理的过程也让公司各项环保管理制度得到完善,尤其是为此建设的750m³/h的矿井水处理站,使矿井水水质达到地表水Ⅲ类标准,可回用于井下生产和注浆站,生态效益良好。
种子落在瓦砾中生长才更突显生命力,荣康煤业公司在富水极强的井下耕耘数年,终破重重困境,迎来保水开采的春天。