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张延颖:葛泉矿煤层高承压岩溶含水层上带压开采下组煤技术探索
2019-04-25  出处:煤客网  煤客新闻网  煤矿网  来源:网络   


张延颖 长期以来,在华北地区开采受奥灰水威胁的9号煤资源,一直是煤炭行业面临的难题,虽开采才甚众,却全部因遭受水害而中止。由冀中能源控股的金牛能源葛泉矿与煤炭科学研究总院西安研究院共同完成的葛泉矿东井《双层复合高承压岩溶含水层上带压开采下组煤综合防治水技术》,使这一技术得到解决。并形成了一整套以煤层底板注浆改造为主体的带压开采综合防治水技术,被专家评定为“达到了国际先进水平”。
  
   能源意识 使创新触角向下组煤延伸

金牛能源葛泉矿,年设计能力为60万吨,开采煤层为2号、2号下、5、7号、8号及9号煤层,1989年投产以来,一直在2号、2号下、5号煤层进行生产。由于地质构造,使该矿井田南翼F13断层的东北部分抬起,构成了独立块段,下组煤赋存较浅,其9号煤层厚度为4.89m,储量为892.4万吨。下组煤距奥陶纪灰岩很近。奥陶纪灰岩为强含水层,水压很高。开采下组煤如同在灌满水的劣质容器上从事生产,稍有不慎,碰破容器,强大的水压便会把矿井淹没,其风险性极高。但强烈的能源意识和科学创新精神,却使他们瞄准了这个极具挑战意义的课题进行了不懈探索。
  分析资料,他们发现这块煤层距奥灰顶面的隔水层厚度为38~55m,奥陶系灰岩水水位标高为+40m左右, -150水平煤层承受的水压为1.9 Mpa。如果对煤层底板隔水层及本溪灰岩含水层进行注浆加固改造,并采取有效的高承压岩溶含水层上带压开采下组煤配套防治水措施,-150水平以上的下组煤即可具备高承压岩溶含水层上带压开采下组煤的水文地质条件。也正是基于这些原因,金牛股份公司于2006年,投资1.49亿元,在这块煤层中新建了可年产30万吨煤炭的葛泉矿东井,以科学的态度、攻关的精神把创新的触角向下组煤延伸。试采区走向长约2200m,倾斜宽约1900m,面积3.8km2。位于试采区西侧的首采工作面1192的直接充水水源为9号煤层底板下伏本溪灰岩含水层和顶板大青灰岩含水层,其中本溪灰岩含水层由于厚度较大(平均7.59m),富水性强,且与奥陶系灰岩含水层之间存在密切的水力联系。
  要确保试采圆满成功,就必须在巷道掘进阶段,应该对煤层底板导水通道进行精细探查;在工作面回采前,对煤层底板隔水层及本溪灰岩含水层进行注浆加固与改造;在工作面回采过程中,还应对底板水害及采动破坏深度进行监测。为此,该矿将首采 1192工作面防治水工作的基本思路确定为:在巷道掘进阶段,对顶板大青灰岩含水层进行合理受控疏放,对掘进头前方垂向导水构造进行探查并对薄弱区段进行超前预注浆;在工作面回采之前,对煤层底板进行注浆加固,补强其阻水性能。同时,对本溪含水层进行全面注浆改造,将其改造为相对隔水层;在工作面回采过程中对工作面底板水害和煤层底板采动破坏深度进行动态监测,预防突水灾害,实现工作面的安全回采。
  
   透彻分析 对首采面进行正确评价

河北金牛能源集团葛泉矿高承压岩溶含

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