恒源矿创新驱动 “智”水有术
恒源矿创新驱动 “智”水有术◎刘海燕 孙晋亮
“今天要把综合治理方案定下来，争取提前进场施工……”6月3日晚上，皖北煤电集团恒源矿生产楼地测防治水科会议室内灯火通明，电子屏幕上，矿井治理工程布置图、示意图等来回变换，技术人员正在讨论治理方案。
恒源矿防治水工作是行业内标杆，承办全国防治水现场观摩会后，又根据井下现场实际，科学规划方案措施，保证资金投入，加大科技创新力度，推动水害防治工作再上新台阶。
自2007年进入二水平开采后，恒源矿6煤底板灰岩水威胁日趋严重，作为复杂型水文地质类矿井，水害防治一直是该矿安全管理的“心头大患”。
水患不治，矿无宁日。该矿坚持“水害治理不达标不开采”的原则，采取实施地面三维地震、瞬变电磁勘探和放水试验等，查清区域地质及水文地质条件，确定注浆改造目的层位，引进先进的“地面顺层孔区域超前治理技术”，由地面实施多分支近水平顺层钻孔对太原群三灰含水层进行注浆改造，把点状治理扩展至面状治理，整体增强煤层底板阻隔水性能，并在地面治理后实施井下物探、钻探验证，形成了独具特色的“区域治理、立体防治”的水害防治理念，实现了水害防治工作由过程治理向源头预防、局部治理向区域治理、井下治理向井上下结合治理、措施防范向工程治理、治水为主向治保结合的“五个转变”，达到了近20年未发生突水事故，灰岩零突水的目标，有效遏制了水害事故的发生，真正把“水老虎”关进防治“笼子”，为企业安全高效发展保驾护航。
“自2015年以来，通过实施地面区域探查治理工程，6煤底板灰岩突水系数临界值显著提高，井下灰岩放水量减少约1400万方，安全采煤710余万吨，利润42.6亿元，并有效保护了地下水资源，实现了保水绿色开采，取得了良好的经济和社会效益。”该矿地测防治水科负责人陈永青介绍说，“我矿根据中长期生产规划，超前实施水害治理工程，为水害治理赢得时间和空间，牢牢把握生产接替主动权。矿井Ⅲ62采区计划2027年6月回采，地面工程已于2022年就开始实施，预计2023年底治理完成，将提前3-4年完成水害治理工程。”
治理水害的过程中，恒源矿坚持科技引领，创新驱动，引进新技术、新工艺、新装备、新材料，进一步提升矿井水害防治能力。
为及时对矿井突水风险进行研判，该矿先后建立了Ⅱ634、Ⅱ635、Ⅱ636工作面水害微震监测预警系统，实现了在地面机房动动手指，就能监控百米井下水压变化等情况。
地测防治水科副科长叶爽介绍，水害微震监测预警系统每天通过终端联网同步收集井下各项监测数据，定时出具监测成果分析报告，实时在线对微震事件异常区域进行分析预警。可以有效监测、传输井下工作面顶底板破坏带、水文异常区、物探异常区、采掘破坏影响区的微震事件数据，弥补了常规突水预警监测系统的不足。2020年4月5日，该系统超前预报了矿井Ⅱ634工作面底板砂岩出水事件，及时保障了该矿井下工作面的安全生产。
针对现有注浆站生产效率低、工作时间长、对人工依赖严重等问题，矿组织人员攻克了注浆工艺流程自动化实现方式、控制系统PLC（自动化）程序开发、易控组态软件二次开打等一系列难题，研发出智能化注浆控制系统，实现了注浆生产过程的全自动化和系统运行状态的实时监控与数据记录，为研究地面区域之力钻孔注浆扩散半径，该矿创新性地采用荧光剂作为示踪剂，注入目的层，通过周边钻孔实揭岩粉情况，分析地面区域注浆液扩散范围，为治理工程提供设计依据。
同时，矿井与科研院校进行“产、学、研、用” 课题合作，锁定水害超前治理工作项目，联合攻关，先后完成了《防治水技术研究与实践》《地面水平孔语气注浆改造技术》等10余项课题研究，发表相关论文12篇，其中《深部煤层地板岩体结构控制机理级及其突水预测预控技术》荣获安徽省科学技术将三等奖。
恒源矿矿总工程师王长春介绍，近来，矿井先后在Ⅱ63、Ⅲ62和Ⅲ41采区开展地面区域治理及超前探查工程，累计投入资金3.3亿元，实现了水害的源头防范和超前治理，为同类型矿井水害防治提供了参考和借鉴。下一步，矿井将持续对规划采区进行地面高密度三维地震全覆盖，探明采区内地质构造情况，对Ⅱ63采区东翼和Ⅲ62采区继续实施地面区域治理工程，构建井上、下立体水害监测预警体系，真正做到水害的可视、可防、可控，保障矿井安全生产，助推企业高质量发展。
图1：恒源矿承办全国防水治理现场会
图2：技术员通过水害监测预警系统远程“会诊”
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