冀中能源辛安矿创新防治水技术 破解老矿水害难题释放百万吨煤炭资源

问题——老矿进入煤柱回收阶段,水害成为安全接续的主要挑战;辛安矿开采历史长、埋藏深度大,煤柱回收过程中采掘活动接近复杂地质构造和隐蔽导水通道,突水风险明显增加。矿井位于峰峰矿区黑龙洞泉域强径流带,井下奥陶系灰岩含水层富水性好,水位变化直接影响矿井涌水量。该区域曾发生淹井事故,水害治理难度大、意义重大,是保障矿井稳产必须解决的难题。 原因——地质条件与历史开采问题共同导致"降雨—补给—涌水"风险链。奥陶系灰岩含水层厚度大、裂隙发育,易与采空区、断层破碎带等连通,形成快速突涌通道。井田内断层密集,为地下水迁移提供了多路径条件。此外,早期小煤窑开采遗留大量老空区,部分与灰岩含水层连通,隐患长期存。降雨通过灰岩裸露区下渗,沿暗河、裂隙补给井田,叠加老空水充水条件,形成"地面降雨触发补给、矿井涌水增加"的连锁反应,使治理工作特点是长期性和复杂性。 影响——水害不当可能影响安全生产、资源回收和矿区稳定。水害失控会威胁井下安全,中断生产接续,导致产能波动和成本上升。对处于煤柱回收阶段的老矿来说,受水害威胁的煤炭多集中在关键区域,治理不力将造成资源损失,缩短矿井寿命。单纯依靠被动排水不仅难以根治风险,还会增加能耗和系统压力。 对策——以地面区域治理为重点,实施定向钻探注浆和全过程管控。针对奥灰水富水性强、导水通道隐蔽,辛安矿将治理前移至地面,通过定向钻探对含水层关键部位进行靶向加固。施工中实时控制注浆参数,确保浆液在裂隙中扩散固结,形成隔水屏障。 定向钻探克服了传统直孔难以跨越断层、精准定位的局限,利用随钻测斜等技术控制轨迹误差,提高对含水通道的覆盖率。同时,矿井通过数字化手段实时监测钻孔轨迹、漏失量等指标,及时预警和补浆,减少治理盲区。 管理上,推行标准化管控,将设计、注浆、取样、数据分析等环节纳入闭环管理,实现从经验施工向数据化、标准化施工转变。实践证明,"治理前置+精准加固+过程可控"的综合措施更适应复杂水文地质条件。 目前,部分工作面回采前已完成地面区域治理工程:采用定向钻机从主孔延伸多条水平分支孔,完成预定进尺和注浆量,既控制成本又提升隔水效果,释放了受水害威胁的煤炭资源。在建工程预计将为后续工作面提供更多安全开采空间。 前景——"工程治理+监测预警"双管齐下,推动被动排水向主动防控转变。辛安矿加强水情监测,通过观测孔水位、水温等数据变化,及时掌握补给趋势,为决策提供依据。随着治理工程推进和监测手段完善,矿井有望在煤柱回收阶段建立更稳定的安全边界,实现风险可预测、措施可验证。 行业层面,煤矿水害治理正从"局部堵水、单一排水"向"区域加固、系统治理"升级。定向钻探注浆、地面区域治理与数字化监测的结合,为类似老矿的深部开采和资源回收提供了可借鉴的方案,增强了矿区安全和资源保障能力。

辛安矿的实践表明,面对复杂开采条件,创新是必然选择。通过技术升级、管理优化和信息支撑,老矿也能实现安全高效生产。这种从被动应对到主动防控的转变,不仅延长了矿井寿命,也为行业可持续发展提供了经验。随着地面区域治理等技术的推广,中国煤矿抵御自然灾害的能力将更提升,为能源安全提供更有力保障。