压开采下组煤奠定了坚实基础。
严密组织 多管齐下进行综合探查
为安全开采9号煤资源,河北金牛能源集团葛泉矿在公司领导的大力支持下,自2006年起,多种技术手段并用,分矿井上下,以三维地震探测、瞬变电磁从地面探测工作面的内部构造和底板隔水层构造;以直流电法、瞬变电磁、电测深、坑透和音频电透视等方法对试采区的煤层构造、煤层底板的富水区段和巷道前方、巷道侧方的富水性,及本灰、奥灰水的原始导高、已掘巷道底板的富水性进行探查,并对工作面底板隔水层富水区段的注浆效果检验,较好地指导了工作面的布置设计及采掘过程中防治水工程技术的实施。
通过三维地震,他们成功实现了对9号煤层底板等高线及断层位置等相关数据控制的基本准确;通过地面瞬变电磁,他们实现了对9号煤底板到奥灰顶面的隔水层厚度、薄弱点发育情况的圈定和本溪灰岩隔水层富水性等相关数据控制的基本准确。而在通过直流电法对巷道顶、底板浸水区段进行超前探测时,由于顶板大青灰岩含水层对探测效果干扰和电法测量的多解性,则使局部巷道段出现了假异常。为此,他们又通过经验积累,改善探测方法,在最终取得了理想效果后,又通过坑透对工作面的构造发育情况进行检验,并印证了工作面内部没有发育大于1/3煤层厚度的断层及陷落柱后,为谨慎起见,他们又通过井下音频电透视对工作面构造发育情况进行再次检验,进一步坚定了自己的信心。但高承压岩溶含水层上带压开采下组煤是一项极为严密的科技工作,为确保探查的准确和开采过程的安全,在首采1192工作面的巷道掘进过程中,他们又将掘进头前方煤层底板导水构造的探查作为防治水工作的重点,以“有疑必探,先探后掘”为原则,以“物探先行,钻探验证”为手段。应用综合防探技术,在巷道掘进前,以直流电法对掘进头前方的水文地质情况进行超前探测,并在遇到低阻异常区后,采用钻探手段进行探查验证,进一步查明导水构造,再以注浆加固的方式进行治理;如未遇低阻异常区,他们便以20m以上的超前探测距离正常掘进,使巷道掘进较好地处在相对安全的保护之中。而对于已成巷道的可疑段底板和侧帮,他们也没有放任不管,并坚持进行了直流电法垂向和侧向双重探测,对可疑的垂向导水构造一旦确认,即迅速进行注浆加固,进而使巷道底板及侧帮的滞后突水得到有效防止。
正视困难 精确制定防治水路线
为将高承压岩溶含水层上带压开采下组煤的风险性降到最低,并保证首采工作面顺利采出,河北金牛能源集团葛泉矿在通过对试采区9号煤首采工作面1192进行认真的高承压岩溶含水层上带压开采下组煤条件评价后,将工作面的防治水工作划分成工作面掘进前、巷道掘进、工作面回采前、工作面回采4个阶段。并根据各个阶段的具体情况,将防治水工作的侧重点分别放在了下列方面:
工作面掘进前,在地面进行三维地地震和瞬变电磁综合勘探,并完善矿井的防排水系统。同时对顶板水进行合理疏放。在巷道掘进阶段,继续对顶板水进行合理疏放。同时采用直流电法进行超前探测,并采用钻探进行探测验证。得到证实后,对巷道底板进行注浆改造。在工作面回采前,对煤层