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中国矿业报 | 从科技强到产业强——中煤水文地质局积极探索煤矿水害防治新路径

作者:高恒燕 信息来源:中国矿业报 发布时间:2023-01-14 15:31:34浏览:410

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深部煤层开采暗构造精细探查及再造技术项目日前通过中国煤炭工业协会科技成果鉴定。该项目由中煤水文地质局(以下简称“水文地质局”)牵头实施完成,科技成果达到了国际先进水平。

“暗构造”是指目前未查明的对矿井生产可能产生危害的隐蔽小构造。水文地质局教授级高工、工学博士蒋向明是“暗构造”概念的提出者。他介绍,暗构造活化所导致岩溶突水问题是华北型煤田深部煤层开采面临的重大威胁。华北型煤田目前最大开采深度已达1501米,随着煤矿采深的不断增加,在高承压水和采掘扰动的耦合作用下,煤层底板奥灰水突水概率增大,解放受岩溶水威胁煤炭资源,实现绿色安全开采,必须对煤层底板进行精细探测和综合治理。

对深部暗构造特征、属性、活化机理以及属性再造技术是目前亟待解决的关键科学问题。水文地质局应用深部煤层开采暗构造精细探查及再造技术,为华北型煤田受岩溶水威胁的954亿吨煤炭资源安全绿色生产提供了技术方案。

水文地质局积极与中国矿业大学合作,组织专业团队开展理论、方法、技术攻关,加强煤矿深部奥灰水“保水采煤”区域治理和地下水资源保护研究,深部煤层暗构造精细探查与治理技术研究成果适用于华北型煤田深部煤层水害防治领域,为煤炭企业解决水的“疑难杂症”提供了科学方案。

水文地质局把“煤矿防治水”作为核心产业,购置专业化先进设备,积聚力量进行原创性引领性科技攻关,培养了一大批煤矿防治水专家和专业技术人才,地质勘查科技创新能力不断提升。该局煤矿防治水产业不断做优做大,在三十余项工程中开展了暗构造精细探查、属性再造技术方法应用与实践,采用顺层多分支注浆技术,结合暗构造复杂程度,创新性地提出了暗构造治理模式。

“邢东模式”为暗构造治理模式中的单层再造模式。邢东矿-980水平以深区域奥灰承压水突出探查治理项目是水文地质局承揽的第一个区域治理项目。在施工中,技术团队应用“深部煤层开采暗构造精细探查及再造技术”成果,对煤层底板进行了暗构造探查和治理,攻克了“井眼轨迹方位摆动大、爬坡角度大、水平段摩擦阻力大、钻具拖压大”四大技术难题,创下了一个主孔42个分支孔和最长分支孔达1673米的纪录,解放煤炭资源774.68万吨。

“张集模式”为暗构造治理模式中的双层再造模式。张集煤矿是安徽省第一个年产达到千万吨的特大型现代化矿井,按照采掘规划,张集煤矿于2021年开采西三1煤下采区,该区域煤赋存较稳定,煤质优良。但因奥灰水水压大,灰岩富水性不均且发育有陷落柱,存在突水危险。技术团队在陷落柱垂向导水裂隙区、断层(带)等暗构造发育重点区域,采用上下两层注浆方式加固,保障了重点区域的注浆效果,实施了6个主孔,106个分支孔,解放煤炭资源2516万吨。

随后,“暗构造”技术成果相继在邯郸市孙庄采矿有限公司南翼六采区开采深部6#煤防治水地面区域治理工程、新集二矿2401采区1煤组探查治理工程、焦作煤业集团赵固(新乡)能源有限责任公司16101及14011工作面北半部地面区域水害治理工程等项目中应用,为煤矿安全开采提供技术保障的同时,也取得了显著的经济效益和社会效益,实现了“科技-产业-高质量发展”的良性循环。

该局煤矿防治水市场占有率快速提高,在原来邯邢煤矿区市场基础上,迅速向安徽淮南、河南新密、山西平朔和内蒙古鄂尔多斯、乌海等煤矿区市场扩展。

最近几年,水文地质局累计完成大型煤矿防治水项目数十个,累计项目合同达22亿元,解放受水害威胁的煤炭资源近6亿吨,煤炭资源经济价值达5000亿元。

该局聚焦煤矿防治水产业,以科技创新驱动产业发展,瞄准产业链关键环节的堵点难点,强化技术攻关,在重大“卡脖子”技术上取得突破,同时将前沿科技应用于工程项目,不断提高科技成果转化和产业化水平,积极构建煤矿防治水产业链,走出了一条从科技强到产业强的高质量发展之路。



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