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殚精竭虑治水害

2021-06-23刘银波

当代矿工 2021年6期
关键词:含水层矿井注浆

□刘银波

防治水技术的引领者

王玺瑞长期从事煤矿防治水工作,曾多次受邀参加神华集团、中煤科工集团西安院、华电能源集团、开滦集团、淮南矿业集团等多家煤炭单位的防治水审查、咨询、论证和方案的制定工作,多次参加中国煤炭学会科技项目鉴定及评奖,参加冀中能源张家口矿业集团各矿井、井陉矿业集团2个矿井、邯郸矿业集团5个矿井、峰峰集团12个矿井、开滦集团9个矿井的防治水技术会诊、技术咨询和专家论证工作,参与编写了《煤矿防治水手册》,为我国煤矿防治水工作作出了贡献。

2013年,在国内首批提出了防治水工作要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转变的理念,构建了理念先进、基础扎实、勘探清楚、科技攻关、综合治理、效果评价、应急处置“七位一体”的防治水工作体系,创全国先进水平。2015年全国煤矿水害防治现场会在股份公司葛泉矿召开,肯定了邢台矿区“井上下相结合,区域治理”的先进理念,2018年全国煤矿防治水业务培训班在股份公司东庞矿召开,全国各采煤矿区也多次赴冀中股份邢台矿区进行防治水经验交流和学习。

为确保安全生产,严格按照《煤矿防治水细则》《煤矿安全规程》和《河北省煤矿防治水管理办法》等要求,始终坚持执行“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原则,并根据各矿不同水文地质条件,主持编制了适合冀中股份各矿的《矿井防治水工作暂行规定》《水害地面区域治理实施细则》《关于老空水防治的补充规定》等规定,做到了“一矿一策、一面一策”,确保了安全技术措施的科学性、针对性和有效性,为矿井实现安全生产提供了保障。

下组煤开采的践行者

王玺瑞作为冀中能源股份有限公司防治水专业的技术带头人,积极开展煤矿防治水技术攻关,培养了一批防治水专业技术骨干,打开了冀中股份下组煤开采的新局面。

技术攻关

如果说股份公司的发展史上有两个里程碑式的进步,一个是综采综放技术的应用,另一个就一定是下组煤的开采。王玺瑞2001年调到公司负责地测工作后,面对公司各矿断层、陷落柱多,地质、水文地质条件复杂,可采储量少的局面,他大胆提出开采储量大却受奥灰水威胁的下组煤,并在葛泉东井等6个矿相继落实,截至目前,安全采出下组煤5000多万吨,有效地延长了矿井服务年限。

葛泉矿东井下组煤的开采,9#煤底板两层强富水含水层(本溪灰岩、奥陶系灰岩),且隔水层仅仅20米左右,如此复杂水文地质条件国内尚无借鉴经验。他带领地测队伍不断探索,摸索着前进,完成了双层复合高承压岩溶含水层上带压开采下组煤综合防治水技术研究,创造了具有邢台矿区特色的五步流程法防治水体系,保证了下组煤的安全回采,取得了显著的经济效益,形成了一整套以煤层底板注浆改造为主体的带压开采综合防治水技术,成功迈出下组煤开采的第一步。“华北型煤田深部煤层开采区域防治水理论与成套技术研究”与“承压水体上带压开采煤层突水灾害形成的动力学过程与预测预报方法”成果均获得省部级一等奖。

随着浅部突水系数小于0.1兆帕/米的下组煤开采区域逐渐铺展开来,王玺瑞又把目光放向了深部突水系数大于0.1兆帕/米的区域,超前谋划,超前治理,先后在东庞矿北井、西庞井、葛泉矿及东井实施奥灰地面区域治理,治理面积10.67平方千米,解放下组煤7968万吨,解决了公司后备资源匮乏的后顾之忧。

创新发展的探索者

工作中,王玺瑞不仅注重技术创新,更注重效果,注重科技成果转化,他总说,要做能解决问题的技术专家,要脚踏实地地做好防治水安全保障。

王玺瑞积极与科研院校合作,为公司科技攻关和培养高层次人才搭建平台。多次邀请武强院士、虎维岳、董书宁、刘正林等国内知名防治水专家来集团授课,并与武强院士的院士工作站、中国矿业大学、河北工程大学、华北科技学院、煤炭科学研究院进行密切合作,开展了多个项目的联合研究开发,充分认识科技与知识产权的相关性,以此增加企业核心技术装备和经济发展的后劲,增强企业创新和竞争能力。

西庞矿西风井建设受小窑老空水威胁,井下探查期间需停止9118、9119工作面采掘活动而造成采掘接替紧张时候,王玺瑞在国内首创利用地面定向钻探技术在煤层中施工顺煤层分支钻孔的新方法,完成了小窑老空区的探查,较传统方法节约资金1853万元,减少钻探进尺15794米,大大缩短了工期,保证了采掘接替正常。成果《地面定向闭合钻探探查采空区关键技术研究》获国家安全生产协会科技进步二等奖。

葛泉矿已揭露陷落柱68个,断层231条,严重制约了采区、工作面的布置。王玺瑞结合葛泉矿历年开采实际揭露陷落柱的情况,从陷落柱形成机制研究其垂向上压实胶结导(含)水性,为下组煤合理布置工作面安全开采过陷落柱提供了技术支撑,成果《华北型煤田岩溶陷落柱导水性研究》获得国家安全生产监督管理总局科技进步二等奖。

邢东矿是全国最大采深的矿井之一,超大采深强含水层下带压开采的水文地质条件及突水机理极其复杂。王玺瑞从采前、采中和采后研究了一套超前探查加固、快速推采、老顶预裂、限制采高、条带开采、充填开采的防治水综合技术,安全回采邢东矿采深最大、矿压最高的孤岛煤柱2129工作面。《邯邢矿区深部开采突水机理及防治水关键技术》成果获国家职业健康协会科学技术二等奖。

针对区域治理过程中存在的定向钻探盲区大、浅埋薄基岩含水层改造困难、隐伏构造难以探查治理等难题,王玺瑞引入径向射流造孔技术,首次实现了浅埋薄基岩含水层超前注浆改造,并通过研究射流孔与定向孔的配合使用,实现了含水层全覆盖超前注浆改造,成果《基于径向射流造孔的隐伏构造治理与灰岩含水层改造技术研究》获国家煤炭工业协会科学技术一等奖。

地下水资源保护的先行者

在煤层开采的同时,他也不忘保护地下水资源。为减少矿井采煤对区域岩溶水系统的扰动、破坏,通过查明百泉泉域水资源及水环境的影响因素和开采现状,用数值模拟的方法对大规模复杂排、供条件下泉域系统进行动态分析,总结出一套完整的隐伏陷落柱预测、探测与快速治理的理论方法和技术体系;提出通过以煤层底板注浆加固技术、奥灰顶部注浆改造技术、充填开采为手段来实现“绿色开采”,达到对水资源系统保护目的的观点;针对矿井水资源化这一现实,提出了矿井水“排水(疏水)-供水-回灌-生态环保-安全开采”五位一体化模式,公司邢台矿区各矿总排水量由10年前的2700立方米/小时减少到了现在的不到2000立方米/小时,地下水资源保护效果显著。成果“隐伏陷落柱预测与突水快封堵综合治理技术”“华北型煤田开采水生态保护及修复技术研究”分别获省科技进步一、二等奖。

多年来,王玺瑞先后荣获省部级科学技术一等奖7项、二等奖9项、三等奖13项,河北省专利1项,发表论文10余篇,这代表的不仅仅是荣誉,也代表了他在35年地测防治水生涯中所经历的大大小小的难关,一路披荆斩棘,攻坚克难,为矿井的安全生产保驾护航。

现场勘查

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