新礦集團(tuán)地表及老空水害治理經(jīng)驗做法匯報
新礦集團(tuán)是山東能源權(quán)屬子公司之一,建企于1956年,是一家以煤炭、煤化工、物流貿(mào)易、現(xiàn)代服務(wù)業(yè)為主體產(chǎn)業(yè),多元布局的大型企業(yè)集團(tuán)?,F(xiàn)有國有產(chǎn)權(quán)單位184家,員工6萬人,礦區(qū)職工家屬30萬人。發(fā)展地域涉及省內(nèi)泰安、萊蕪等7個地市,省外新疆、內(nèi)蒙、陜西等7個省區(qū)。企業(yè)立足打造行業(yè)新舊動能轉(zhuǎn)換標(biāo)桿企業(yè)目標(biāo),全力推進(jìn)省內(nèi)礦井做長做強(qiáng)、內(nèi)蒙基地崛起擔(dān)當(dāng)、新疆基地加快突破,產(chǎn)業(yè)布局主要包括煤炭產(chǎn)業(yè)、化工產(chǎn)業(yè)和服務(wù)業(yè)三大板塊。
新礦集團(tuán)老區(qū)包括新汶煤田和萊蕪煤田,礦井主要分布在柴汶河和牟汶河兩岸。由于歷史原因,礦區(qū)內(nèi)地方煤礦最多達(dá)33處,部分地方煤礦開采時對露頭防水煤柱和河床煤柱造成一定破壞,這些煤礦陸續(xù)關(guān)井閉坑后,威脅相鄰煤礦安全,同時,新礦集團(tuán)老區(qū)礦井開采歷史悠久,采空區(qū)面積大,存在大量的老空積水區(qū),因此,新汶礦區(qū)礦井普遍受地表水害、相鄰煤礦水害、老空水害等多種水害威脅。針對老區(qū)礦井水害復(fù)雜多樣的實際,新礦集團(tuán)針對不同的水害類型和水害威脅程度,按照“一礦一策”的原則,加大水害投入,采取安全可靠、科學(xué)合理、經(jīng)濟(jì)實用的治理方法,基本解除了礦井水害威脅。
一、地表水害治理經(jīng)驗做法
柴汶河為新汶礦區(qū)主要地表水系,河流全長116Km,流域面積1944Km2,2007年河道最大洪峰流量為1840m3/s。柴汶河自東向西流經(jīng)新汶礦區(qū),流經(jīng)礦區(qū)長度約22Km,沿河分布有華恒公司、華源公司(已閉坑)、孫村煤礦、良莊礦業(yè)、協(xié)莊煤礦、華豐煤礦及20余對地方煤礦。治理前柴汶河流域存在河道泄洪能力差、煤層露頭埋藏淺、露頭防水煤柱不足、灰?guī)r巖溶裂隙發(fā)育、廢棄井口封堵情況不清等地表水害隱患,部分礦井露頭煤柱受地方煤礦盜采破壞(局部采空區(qū)距地表河床煤巖柱不足30m),地表水害威脅嚴(yán)重。
針對柴汶河流域礦井地表水患,新礦集團(tuán)按照“流域綜合治理、在線監(jiān)測預(yù)警、網(wǎng)格排查管控、生態(tài)恢復(fù)利用”的原則,對柴汶河流域水害隱患進(jìn)行了長達(dá)七年的綜合治理,累計投入資金2.4億元,完成單項工程39個。
(一)流域綜合治理
一是查源頭。利用物探、鉆探手段,采用衛(wèi)星遙感、航拍航測、探地雷達(dá)、高密度電阻率成像、EH4電磁法電導(dǎo)率剖面成像技術(shù),施工測線32870m,探查鉆孔35個,查清了露頭區(qū)隱伏采空區(qū)和防水煤柱、過水通道、巖溶裂隙等情況。
二是堵通道。采取回填、注漿等多種手段封堵各類隱伏過水通道,累計完成注漿充填孔1105個,注漿量6.01萬噸,封堵風(fēng)井、砂井29個,回填挖沙取土坑33處、150余萬m3。
三是疏河道。清理河床泥砂淤積、礦渣及建筑垃圾等,加寬河道,達(dá)到二十年一遇的防洪標(biāo)準(zhǔn),累計完成清理河道2萬m,清理雜物68萬m3,提高了行洪能力,避免了漫堤、潰壩等。
四是防潰漏。按照防潰、防漏、防滲,逐級遞進(jìn)的總體思路,實施河床鋪底、砌壩護(hù)坡、修整河道等治理工程,累計完成河床鋪底22萬㎡,筑河壩1.1萬m,施工旋噴樁總長度734.4m。
(二)在線監(jiān)測預(yù)警
一是地面監(jiān)測。安裝視頻水位探頭及降雨量自動觀測裝置,實時監(jiān)控柴汶河水位和礦區(qū)降雨量。強(qiáng)化柴汶河水文觀測,建立了四處柴汶河水文觀測站,降雨量觀測站點16個(套),嚴(yán)密監(jiān)測監(jiān)控地面水情變化。
二是井下監(jiān)控。在井下各水平及主要過水地點安裝了涌水量監(jiān)測儀、鉆孔水壓自記儀和視頻探頭,實時監(jiān)測監(jiān)控井下水情、水害。新礦集團(tuán)礦井各水平水倉口、主要的突(出)水點、疏水巷、重要的防擋水設(shè)施,均安裝水流量自動觀測儀結(jié)合視頻監(jiān)控,施工含水層長觀孔218個,在用133個,安全自動觀測系統(tǒng)的59個。
三是綜合預(yù)警。整合優(yōu)化地面井下監(jiān)測監(jiān)控資源,搭建立體綜合水文監(jiān)測預(yù)警平臺,實現(xiàn)數(shù)字化、自動化、可視化預(yù)警監(jiān)控。同時,預(yù)警平臺通過手機(jī)App拓展至管理人員移動終端,保證了預(yù)警處置的時效性。
(三)網(wǎng)格排查管控
一是劃網(wǎng)格。將柴汶河流域55平方公里劃為8個管理網(wǎng)格,分別由集團(tuán)公司、礦井、部門實施排查管控。根據(jù)大的管理網(wǎng)格,礦井逐級分解落實細(xì)化網(wǎng)格,排定排查路線,確保地表水害網(wǎng)格排查管控?zé)o遺漏、無空崗。
二是定職責(zé)。建立各單位、部門、人員網(wǎng)格管控責(zé)任制,明確相應(yīng)職責(zé)。地表水害排查網(wǎng)格責(zé)任制明確了各級部門、單位和人員的責(zé)任,使其各負(fù)其責(zé),防止推諉扯皮、便于追責(zé)問責(zé),
三是強(qiáng)管控。建立完善網(wǎng)格化管理工作機(jī)制制度,定期檢查、巡查,發(fā)現(xiàn)地表水害風(fēng)險隱患,及時治理,確保管控到位。汛期前,對礦井地表水害等進(jìn)行一次集中排查檢查,發(fā)現(xiàn)問題及時處理,汛期每旬進(jìn)行一次排查,雨中、雨后加密排查,為確保實效排查人員排查前后及排查過程中及時向礦調(diào)度進(jìn)行匯報。
(四)生態(tài)恢復(fù)利用
通過疏通、治理河道,提高了河道的行洪能力和沿河的生態(tài),也有效的防止流域水土流失,具有較好的生態(tài)環(huán)保效益。同時對采砂坑、沉陷低洼區(qū)進(jìn)行矸石回填覆土治理,實現(xiàn)土地復(fù)墾利用,既消滅了矸石山,恢復(fù)了耕地,也改善了礦區(qū)內(nèi)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量,減小了矸石山的環(huán)境污染以及對地質(zhì)地貌景觀的破壞,具有良好的、長遠(yuǎn)的環(huán)境效益,為地方發(fā)展經(jīng)濟(jì),構(gòu)建和諧農(nóng)村、和諧社會創(chuàng)造了條件,也具有明顯的社會效益。柴汶河由治理前的臭水溝變成了現(xiàn)在清水河,復(fù)墾土地450畝,當(dāng)?shù)卣颠€地質(zhì)環(huán)境保證金1.2億元。
二、老空水害治理經(jīng)驗做法
(一)相鄰礦井老空水害治理
新礦集團(tuán)老區(qū)礦井歷史上相鄰地方煤礦眾多,老區(qū)10對礦井周邊共有相鄰地方煤礦33對,因資源枯竭等原因周邊地方煤礦陸續(xù)關(guān)井閉坑,目前仍在生產(chǎn)的有5對(汶河礦、王家寨礦、羊泉礦、小港礦、辛莊礦),關(guān)井閉坑的有28對,地方煤礦關(guān)井后對新礦集團(tuán)礦井存在重大水害威脅,由新礦集團(tuán)礦井進(jìn)行疏排水管理的共有16對,其中,通過疏水巷或疏水鉆孔進(jìn)行疏水管控有9對,分別為:高佐礦、建新礦、韓莊煤礦、劉官莊礦、黃泥莊礦、井泉礦、西港礦、南冶村礦、魏家洼礦,通過構(gòu)建排水系統(tǒng)進(jìn)行排水管控的有5對,分別為:碗窯頭礦、恒豐汶南礦、恒豐朝陽礦、華源礦、西磁井,通過構(gòu)建排水系統(tǒng)和疏水鉆孔放水相結(jié)合的有2對,分別為:光明煤礦、尚莊煤礦(沈村煤礦),16對礦井共疏排水量2823m3/h,年疏排老空水量2500萬m3,相鄰煤礦水害治理累計投入1.1億元。
根據(jù)相鄰煤礦的老空區(qū)情況、水文地質(zhì)條件、煤柱情況、礦井隔離的可靠性,采取疏、排、堵等多種老空水害治理方案,形成“加固隔離、排水模式、疏水模式、疏排結(jié)合、資源整合”等多種治理模式,一礦一策、因礦施策,分別完成了6對煤礦周邊17對地方煤礦的治理,建立了9724m3/h排水能力,將相鄰煤礦老空水位始終控制在安全值以下。
1.加固隔離。通過分析探查礦井間的隔離煤柱情況,水閘墻等防擋水設(shè)施可靠性,在本礦井對具備隔離條件的進(jìn)行隔離,完成了對小協(xié)煤礦井下水閘墻的加固,在協(xié)莊煤礦-50西大巷、-300二采修建水閘墻,并對薄弱區(qū)域進(jìn)行注漿加固煤柱,完成了新泰市小協(xié)煤礦的治理。
相鄰煤礦間隔離煤柱的注漿加固工程。其中,加固華源礦與孫村礦煤柱施工鉆孔24個,進(jìn)尺3289m,注水泥3515噸,骨料707m3;加固尚莊礦與華恒公司煤柱施工鉆孔29個,進(jìn)尺9483.26m,注水泥11412.82噸,骨料117m3。施工水閘墻隔離及加固水閘墻23道,提高了相鄰煤礦水害治理的可靠性和安全性。
2.排水模式。綜合考慮系統(tǒng)安全性、可靠性及治理成本,采用立排排水、恢復(fù)原有排水系統(tǒng)等方式,構(gòu)筑了華豐煤礦相鄰的西磁井立排系統(tǒng),排水能力達(dá)520m3/h;構(gòu)筑孫村煤礦華源三立井立排系統(tǒng),排水能力達(dá)2550m3/h;恢復(fù)協(xié)莊煤礦相鄰的碗窯頭礦斜井排水系統(tǒng),建立了1100m3/h的排水能力;重建華恒礦周邊汶南礦-120、-300排水系統(tǒng),排水能力590m3/h,朝陽礦+35排水系統(tǒng),排水能力1100m3/h。
3.疏水模式。對不能實現(xiàn)安全隔離,無法構(gòu)建排水系統(tǒng)或建立排水系統(tǒng)不經(jīng)濟(jì)或不可靠的采用疏水模式,根據(jù)不同的水害威脅和水文地質(zhì)條件,采取疏水巷疏水或疏水鉆孔疏水治理方式,其中,疏水巷結(jié)合水閘門控水方式完成了協(xié)莊煤礦周邊的高佐、建新、劉官莊等3處相鄰煤礦水害治理;采取疏水鉆孔方式完成了華豐煤礦周邊井泉井、協(xié)莊煤礦周邊的韓莊煤礦、華泰礦周邊南冶村井、鄂莊煤礦周邊魏家洼礦的治理。
4.疏排結(jié)合。針對協(xié)莊煤礦周邊光明煤礦前后組煤涌水量不同,綜合施策,構(gòu)建水閘墻隔離前后組煤采空區(qū),實行前組鉆孔疏水,經(jīng)協(xié)莊礦-300m西大巷疏排,后組煤在光明礦斜井構(gòu)建能力1100m3/h的排水系統(tǒng);華恒礦業(yè)在相鄰的尚莊礦建立了1451m3/h的立斜排相結(jié)合排水系統(tǒng),并在華恒礦-50m施工10個放水孔,最大放水量1400m3/h。
5.資源整合。對無法實現(xiàn)隔離,還有一定資源的礦井,結(jié)合上級政策,審時度勢對協(xié)莊煤礦周邊的黃泥莊礦進(jìn)行了資源整合,將黃泥莊礦納入?yún)f(xié)莊煤礦一個采區(qū)進(jìn)行管理,目前黃泥莊煤礦(協(xié)莊東九采)涌水經(jīng)協(xié)莊礦-300m東大巷疏排。
通過治理后,各相鄰煤礦老空水位始終控制在安全范圍以內(nèi),實現(xiàn)了安全管控。
(二)礦井內(nèi)部老空水害治理
新礦集團(tuán)老區(qū)礦井由于開采時間長,老空區(qū)范圍廣,井田范圍內(nèi)老空積水區(qū)也相對較多。針對老空水害的特點,新礦集團(tuán)嚴(yán)格執(zhí)行老空水害防治規(guī)定,探明積水量、范圍、水壓,在采空圖、充水性圖上將老空積水區(qū)進(jìn)行標(biāo)注,當(dāng)采掘工程接近時采取探放措施,將積水疏干放凈,有效保證采掘工程安全。對結(jié)束的采區(qū)通過構(gòu)建水閘墻、擋水墻等工程進(jìn)行隔離,并安設(shè)水量、水壓及視頻自動觀測設(shè)備,監(jiān)測老空水的變化。嚴(yán)格執(zhí)行老空水害隱患排查制度,定期對積水區(qū)、密閉墻、擋水墻、水閘墻、水文監(jiān)測設(shè)備等進(jìn)行排查,發(fā)現(xiàn)問題及時處理,確保各類擋水設(shè)施完善可靠。編制下發(fā)了《新礦集團(tuán)老空積水區(qū)及防擋水設(shè)施管理辦法》形成了新礦特色的老空水管理辦法,近3年來完成探放老空水鉆孔218個,鉆探進(jìn)尺7209m,疏排水老空積水172.98萬m3,保證了采掘工作面防水安全。
三、其他水害治理經(jīng)驗做法
一是優(yōu)化產(chǎn)能、合理布局。針對新礦集團(tuán)下屬的水文地質(zhì)條件復(fù)雜,水害威脅嚴(yán)重、安全無保障的礦井實施關(guān)井閉坑、主動退出,2018年來共關(guān)閉退出礦井3對,一勞永逸的解除礦井水害威脅。
其中,華泰礦業(yè)由于地質(zhì)條件復(fù)雜,礦井受地表水害、承壓水害、老空及防擋水設(shè)施水害、相鄰煤礦水害等多種水害威脅,礦井水文地質(zhì)條件為復(fù)雜型,該礦曾發(fā)生多起承壓水突水及老空潰水事故,3515采區(qū)因突水事故進(jìn)行了采區(qū)封閉。針對該礦受多種水害威脅,治理難度大,地質(zhì)條件復(fù)雜繼續(xù)開采安全風(fēng)險較高。為此,新礦集團(tuán)順應(yīng)國家產(chǎn)能退出政策,在剩余可采儲量1000余萬噸的情況下,主動實施關(guān)井閉坑,因該礦與相鄰礦井隔離煤柱完整,永久消除水害威脅。盛泉礦業(yè),由于開采歷史悠久,資源枯竭,繼續(xù)生產(chǎn)受嚴(yán)重的老空水害及邊角塊段構(gòu)造水害威脅,礦井安全生產(chǎn)不能保證,為此,新礦集團(tuán)經(jīng)過認(rèn)真的分析評估后,實施停產(chǎn)閉坑,徹底消除水害隱患。白石崖煤礦,位于陜西省銅川市,由于該礦受地質(zhì)災(zāi)害威脅,地表蘭干川等河流對地面工廣等造成較大威脅,加之,煤層頂?shù)装鍘r性為軟巖,巷道變形大,礦井水倉為泥巖,維護(hù)難度大,為此,新礦集團(tuán)為保障安全,實施了關(guān)井閉坑,主動退出,主動停止安全不可靠、災(zāi)害嚴(yán)重礦井的生產(chǎn),保障了安全。
二是完善系統(tǒng)、構(gòu)建水閘門,增強(qiáng)礦井抗災(zāi)排水能力。新礦集團(tuán)新巨龍公司、潘西煤礦、協(xié)莊煤礦等水文地質(zhì)條件復(fù)雜型的礦井,對標(biāo)《煤礦防治水細(xì)則》第九十六條,及時在井底車場周圍設(shè)置防水閘門或者在正常排水系統(tǒng)基礎(chǔ)上另外安設(shè)由地面直接供電控制,且排水能力不小于最大涌水量的潛水泵排水系統(tǒng)。投入1680萬元,完善礦井應(yīng)急抗災(zāi)排水能力,礦井的安全系數(shù)和保障能力大幅提升。
其中,協(xié)莊煤礦、潘西煤礦在綜合分析評價的基礎(chǔ)上,制定科學(xué)的方案,委托設(shè)計院進(jìn)行了水閘門方案設(shè)計,并經(jīng)過集團(tuán)公司審查批復(fù),嚴(yán)格按照設(shè)計和規(guī)程規(guī)范施工,順利通過試驗和驗收,在協(xié)莊-850m水平井底車場和潘西煤礦-740m水平井底車場共完成水閘門7道;新巨龍公司,在-810m水平2#水倉完成電潛排系統(tǒng)的安裝,安裝潛水泵3臺,總排水能力1650m3/h。礦井的疏排水、控水系統(tǒng)進(jìn)一步完善,安全保障能力進(jìn)一步增強(qiáng)。
三是積極探索、科技攻關(guān),初步破解松散層水害難題。針對伊犁礦區(qū)松散層潰泥砂水患,打破常規(guī),創(chuàng)新性的施工地面直通放水孔,大幅提高了疏水效果,單孔疏水量提高了20倍,并與科研院所積極攻關(guān),最終形成了以“科學(xué)論證、直通放水、強(qiáng)排泥沙、自然疏水、限厚開采、水文監(jiān)測、回填防滲”為主的淺埋深薄基巖弱膠結(jié)含水層防治方案。累計疏放水量585萬m3,安全采出水體下資源268萬噸。
四是科學(xué)論證、穩(wěn)步推進(jìn),打破黃河北煤田承壓水害瓶頸。
對黃河北煤田強(qiáng)富水、高承壓水害難題,邀請國內(nèi)一流專家進(jìn)行多次充分論證,最終明確了“區(qū)域治理,采治結(jié)合,安全可靠”的防治水原則,并在充分補充勘探、建立地層分析模型基礎(chǔ)上,確定了“水層改造、閘門隔離、泥沙充填、保水開采”的技術(shù)路線。目前,各項工作正積極穩(wěn)妥的推進(jìn),已完成水文地質(zhì)補勘鉆孔6個進(jìn)尺1930m,完成水閘門工程完成2個;超前探查、注漿改造等工作正穩(wěn)步推進(jìn),正施工地面定向鉆3個,鉆探進(jìn)尺1841m,超前探查、底板孔及注漿孔等共計240個,進(jìn)尺16054.6m,注水泥862.6噸;七采回風(fēng)下山已揭煤,正全面開展地面定向鉆改造含水層工程。
四、地測防治水建議和意見
1、地測防治水專業(yè)人員匱乏,建議在高校多設(shè)置地測防治水相關(guān)專業(yè),并進(jìn)行正向引導(dǎo),對從事艱苦行業(yè)的地測防治水人員適當(dāng)進(jìn)行補助。
2、減少稅費,增加安全投入。新礦集團(tuán)為老國有企業(yè)負(fù)擔(dān)的社會職能多、歷史遺留問題多、企業(yè)投資大,近期國家出臺的礦業(yè)權(quán)出讓收益金制度,新礦集團(tuán)初步估算578億元,給企業(yè)造成沉重負(fù)擔(dān);若繳納礦業(yè)權(quán)出讓收益金,將面臨嚴(yán)峻的資金壓力,勢必影響安全投入和工人工資,不利于職工隊伍的穩(wěn)定。
3、當(dāng)前對地質(zhì)構(gòu)造的探查技術(shù)手段單一、落后,效果不理想,當(dāng)前前沿科技未有效轉(zhuǎn)化和利用到對礦井地質(zhì)構(gòu)造的探查上,部分礦井因構(gòu)造探查不清,造成安全隱患和生產(chǎn)困難。建議增加地質(zhì)、勘探、防治水等方面的科技投入,鼓勵專業(yè)隊伍開展科技攻關(guān),鼓勵增加地質(zhì)勘查、水害治理方面的投入,破解技術(shù)難題,解放資源。
新礦集團(tuán)雖然在地表水害治理、老空水害及相鄰煤礦水害治理治理方面做了一定工作,但我們對此有清醒的認(rèn)識,防治水工作必須警鐘長鳴、常抓不懈,在今后的工作中,我們將嚴(yán)格按照國家煤礦安全監(jiān)察局、山東煤監(jiān)局等上級部門的要求,持續(xù)加大礦井水害、沖擊地壓、一通三防等各類災(zāi)害治理力度,持續(xù)抓好風(fēng)險管控和隱患排查治理,堅決做到不安全不生產(chǎn)。同時,堅定不移地的推進(jìn)“一提雙優(yōu)”建設(shè),深化“雙減、雙提、雙降”活動,不斷提升礦井智能化水平、裝備水平、管理水平及標(biāo)準(zhǔn)化水平,努力實現(xiàn)無人則安,全力確保企業(yè)安全生產(chǎn)形勢持續(xù)穩(wěn)定。
以上匯報不當(dāng)之處請批評指正。
2019年5月16日