長期以來,因缺乏有效的水害防控手段,現(xiàn)有頂板水害防治理論與技術(shù)已難以滿足礦井安全生產(chǎn)的需要,嚴(yán)重制約了我國西部侏羅系煤炭資源的開發(fā)。如今,這一問題有了新的解決方案。
近日,由西安研究院牽頭研發(fā)的“煤層頂板含水層涌水動力學(xué)機制及水害防控關(guān)鍵技術(shù)”取得新突破,這一技術(shù)在寧夏、陜西等地多個礦區(qū)推廣使用后,取得了良好的經(jīng)濟和社會效益。這標(biāo)志著困擾煤炭行業(yè)多年的侏羅系煤炭開采頂板水害問題有了系統(tǒng)有效的解決方案。
據(jù)了解,隨著我國煤炭戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移,西部煤炭資源開發(fā)力度逐年加大,而可采侏羅系煤炭資源占西部煤炭總儲量的60%以上,主要分布在陜、蒙、新、甘、寧等5省(區(qū)),侏羅系煤層開采過程中,普遍面臨頂板水害威脅。尤其是在陜西、寧夏和內(nèi)蒙古等�。▍^(qū))部分礦區(qū),因頂板水威脅嚴(yán)重,部分礦井非但不能達產(chǎn),甚至陷入被迫停產(chǎn)的尷尬境地。
據(jù)介紹,頂板水害威脅主要源自工作面采動過程中出現(xiàn)的頂板集中涌水,傳統(tǒng)防治方法為“采前頂板水鉆孔預(yù)疏放”加“采動過程工作面涌水強排”模式,這種模式雖保障了工作面安全回采,但礦井無效生產(chǎn)時間和經(jīng)濟成本顯著增加,生產(chǎn)效率較低。
為破解侏羅系煤炭資源開發(fā)過程中存在的頂板水害問題,2017年至2019年,項目組進行重點攻關(guān),創(chuàng)新性提出了采煤工作面涌水量多階動力學(xué)動態(tài)預(yù)測技術(shù),實現(xiàn)了工作面采動過程涌水量的精準(zhǔn)動態(tài)預(yù)測;研發(fā)了基于多目標(biāo)非線性模型的頂板水控制疏放技術(shù),有效緩解了含水層過度疏放、疏放水周期長、疏放水工程投入過大等問題。
這些技術(shù)已在寧夏、陜西、內(nèi)蒙古等6個煤礦區(qū)14個煤礦推廣應(yīng)用,累計節(jié)省超過15萬米鉆探工程量,縮短了超過350天的疏放水工期,減少礦井外排水量70多萬立方,解放受頂板水害威脅煤炭資源量超過1500萬噸。