中煤新集公司二矿创新方法安全采煤侧记测硫仪

井下做不了的事儿，就放到井上干

——中煤新集公司二矿创新方法安全采煤侧记

在中煤能源集团第二届国企开放日期间，记者来到该集团下属的新集公司二矿，了解该矿1煤层开采的情况。

据了解，2017年，中煤新集公司二矿周边矿井发生了“5·25”隐伏陷落柱导通底板灰岩突水淹井事故。这起事故充分说明，此煤田可能存在垂向导水通道的发育，严重制约二矿的1煤层安全开采。同时，二矿受地面水系及巨厚推覆体影响，三维地震品质极差，且不能进行二次精细解释，地面又不具备高精度三维地震勘探条件，不能有效探明隐伏垂向导水通道。

“在此背景下，我们实施了1煤层开采底板灰岩水地面超前区域探查治理工程，取代了以前的井下治理模式。以前的井下治理模式存在探查治理手段落后、工程量大、效率低下等缺陷，且井下钻孔施工过程中存在高压水、瓦斯喷出的风险，施工难度大，地面超前区域探查治理模式规避了这些风险。”该矿矿长万磊说。

为生存不得不采

新集公司二矿所在的淮南矿区煤层有26层，实验室破碎机，划分为五组，从下往上依次是A组、B组、C组、D组、E组。A组煤是淮南矿区可采煤层中最下面的一组，包含1煤层和2煤层，储量达17.5亿吨。A组煤相对上部各组煤来讲，煤质优、煤种好、煤层厚，其浅部受氧化影响，部分瓦斯已经释放，瓦斯含量相对较低。正因为这些优点，A组煤被当地喻为矿区的“新粮仓”。

2012年12月6日，新集公司二矿1煤层首采工作面210108工作面开始试生产。据介绍，1煤层开采前，二矿一水平B组煤已基本采完。由于二水平B组煤地质构造复杂、倾角大、回采难，逐步造成矿井生产接续紧张，矿井安全保障性差、经济效益低，导致二矿面临减产，甚至提前闭坑的可能。

“二叠系山西组1煤层（A组煤）赋存条件好，煤炭富焦油、发热量高，且地质储量丰富，但开采1煤层会受到底板灰岩高承压水威胁，存在突水淹井风险。”万磊说，“为了保证矿井正常采掘接续，延长服务年限，开采1煤层势在必行。”

在摸索中前进

如何消除底板灰岩高承压水害，及早解放1煤层是摆在新集公司二矿面前的一道难题。

“因为我们是公司第一处开采1煤层的矿井，无经验可循。我们组织相关人员多次到有1煤层开采经验的煤矿调研，学习他们的开采经验；在地面施工钻孔，对1煤层底板太原组及奥陶系灰岩水文地质情况进行探查、收集资料；建立地面钻孔水位动态观测系统，对太灰、奥灰水位进行实时监控。”新集公司二矿地测副总工程师张爱华说，“同时，我们与中国矿业大学合作，开展了1煤层开采底板灰岩水害防治技术研究，利用脆弱性指数法对1煤层底板灰岩突水危险性进行综合分区评价，并结合突水系数法进行综合分析，得出二矿的1煤层总体处在较安全区域，区域发生突水的机率较小。”

据张爱华介绍，他们基于1煤层底板灰岩具有弱富水、低存储、少补给等特征，经过多次完善，制定了以超前探查与注浆加固相结合的总体防治水方案，即采用物探、钻探、水文地质试验等综合手段，超前探查1煤层底板相对富水区域及垂向导（含）水通道；采取注浆加固封堵措施，查治结合、先治后掘、先治后采，实现了1煤层三个采区11个工作面的安全带压开采。

与此同时，他们又按照《煤矿防治水细则》《安徽省煤矿防治水和水资源化利用管理办法》的要求，努力实现由过程治理到源头预防、局部治理到区域治理、井下治理到井上井下综合治理、措施治理到工程治理、单一治水到治保结合的转变；对1煤层底板灰岩水开展了区域治理工程，坚守“开采受底板灰岩承压水威胁的煤层时，必须坚持奥灰水与太灰水并重，地面区域超前探查治理”的原则，执行重点查治垂向导水通道的底板灰岩水综合防治方案，采用地面超前区域探查治理工程，超前探查1煤层底板垂向隐伏导（含）水构造，针对区域治理工程中钻井液漏失量大、注浆量明显增大的区域、构造破坏区域、物探异常区域的施工钻孔进行重点验证。

目前，该矿地面区域治理一期工程（2301采区和2201采区）于2020年7月结束钻探工程，二期工程（2401采区）已开始施工，预计2023年3月结束。届时，二水平1煤开采区域将实现地面区域治理工程全覆盖，解放1煤层优质煤炭资源2311万吨，确保1煤层安全连续开采。

微振系统实现超前检测

在实施地面区域治理的同时，该矿还利用矿井水害微震监测预警系统实现超前检测。

地面钻孔水位动态观测系统