“1541(3)运顺上部有采空积水,积水面积98847m2,积水量达到36573m3,最大积水高度有54.1m,严重威胁掘进安全。”淮沪煤电公司丁集矿副矿长、总工程师潘辉在1541(3)运顺召开现场会时,严肃地向参会人员介绍水情。
这些积水相当于一个小型水库的库容,1541(3)运顺仿佛就在水库旁掘进,这么大的水体如果得不到妥善治理,将有很大的安全隐患。这无疑给矿井安全生产带来一次严峻考验。
为了消除水害隐患,该矿在1541(3)运顺施工探放水钻场利用定向长钻孔跨工作面对老空水进行疏放。地测防治水科科长胡志华介绍:“我们使用新技术、新装备、新工艺降低安全风险,推动生产方式转变,切实提高治理水患的效率和效果。”
该矿高度重视此次老空水探放,成立了探放水定向长钻孔技术攻关小组,建立了统筹协调和定期钻孔分析机制,坚持“查全、探清、放净、验准”的原则,严格过程管控,积极攻坚克难,同时消除顶板砂岩水和“四含”水害,确保实现“零突水、零透水”目标。
以往矿井探放老空水,大多是利用采空区相邻低层位巷道或是沿空掘进巷道循环限压探放,近距离沿空掘巷存在探放水风险大、循环限压探放水时间长等不利因素。对此,该矿通过创新跨工作面探放老空水模式、大钻场层位选择、“U”型钻孔设计、双排水管快速切换等综合措施。采用定向钻机施工,探放水地点距离老空区350m以上,超平时探放水10倍距离,使得探放水更安全,也保证了钻孔施工过程中,迎头掘进可以连续作业,提高了生产效率。定向钻孔确保钻孔轨迹及钻孔落点误差在1m之内,实现了精准定位。
为确保钻孔轨迹在稳定岩层中,该矿采用“U”型钻孔设计方案,利用势能差将采空区积水放出。抽排区区长张红令介绍:“通过浅U型钻孔轨迹的优化设计和普钻先行、精准定向钻进导引的办法,快速高效地实现了老空水的自流、可控、疏放。通过精准定向钻的创新应用,实现了一钻直达老空靶点的精准探放。”
“这次技术突破提高生产效率,为采掘接替赢得了宝贵的时间。对比轨顺循环限压探放水,减少18组54个钻孔,减少停头打钻放水时间约3个月。对比切眼停头探放水,赢得打钻放水时间约45天。”掘进二区区长区长吴良胜说。
为加强观测涌水量的准确性,该矿通过水文自动监测与人工观测相结合方式,更加准确的统计出采空区放水量,为采空区精准放水提供了可靠的数据支撑。通过采用双排水系统快速切换,保证了连续放水。
此外,该矿在重要施工节点或关键环节,每班排定现场跟班人员,钻孔开孔、扩孔、下套管、卸钻等关键工序安排主管以上人员跟班,积极做好现场安全管控、生产组织、工作协调和技术指导等工作,确保工程顺利推进。
这项技术攻克了远距离、大高差难题。截至目前,实现最大放水量123m3/h、稳定放水量45m3/h,15天内老空区积水高度已从54.1m降至17.6m,累计放出积水13774m3,实现了精准探放水,为矿井安全提供了保障。
“采用‘定向长钻孔’探放老空水技术,丰富和完善了煤矿老空水害防治手段,提高了老空水的探放精度,缩短了探放时间,减小了对掘进的影响,对煤矿安全高效掘进意义重大。下一步我们将继续推广该项探放水技术,积极研发新型下套工艺,持续优化钻孔设计,为矿井安全生产提供更有力的技术保障。”该矿技术科科长王雷斌表示。(胡锦)
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