彬长矿区煤层上方覆盖着巨厚洛河组砂岩含水层,孔隙承压水危害突出,采掘作业时刻面临突水风险。正通煤业所处矿区属极复杂水文地质类型,巨厚洛河组砂岩带来极大防治难度,严重制约矿井安全与开采效率。这一水害难题不仅是企业发展的痛点,更是整个彬长矿区共同面临的“卡脖子”问题。
“那时候下井,听着岩层里隐隐的水声,大家走路都格外小心,就怕顶板突然涌出水来。”回想起曾经的作业场景,该公司地质测量部部长黄鹤飞感慨道。主采煤层上覆洛河组砂岩厚度达数百米,单孔最大涌水量超每小时百立方米,传统探放水工艺“打不透、排不及”,长期阻碍采掘接续。过去打200米的探放水钻孔,水势依旧难平,边掘边探、边采边放的模式,让单个工作面疏放水周期拉长,突水隐患更是时刻悬在大家心头。

(矿井水科学治理团队研究治水方案)
为彻底攻克这一难题,他们联合长安大学开展深度产学研合作,实现从水害形成机理到防控技术的全链条突破。科研团队扎根井下一线,反复勘察、试验,总结出巨厚砂岩含水层“源—通—灾”致灾模式,厘清水文地质结构、水动力特征与矿井涌水的定量水力耦合机制,搭建井上下协同监测与水力联系分布模型,为解析水害成因筑牢理论根基。同时确立“探查精准化、治理区域化、排放在线化”技术路线,形成“照、封、排”三位一体综合治理方案。
“‘照’就是给地层做CT,利用瞬变电磁法与直流电法,对掘进迎头前方煤岩层超前探查,精准锁定富水异常区,将地下数百米探测误差控制在极小范围;‘封’是依托地面区域注浆,施工垂直孔配合水平定向分支孔,精准切入洛河组砂岩段实施注浆改造,累计治理面积数万平方米、注浆量数万吨,单孔最大钻探深度超千米,从源头封堵导水通道;‘排’则是构建井下立体疏降体系,保留疏放孔作为末端降压通道,形成地面井下协同治理格局,确保水压稳定在安全阈值以内。”该公司副总经理蔺成森指着井下治理图纸,细致地讲解着整套技术流程。

(井下排水泵房)
以3407工作面为例,治理前钻孔涌水量大,疏放难度高,严重影响正常采掘作业;经过系统治理后,水量得到显著控制,水压稳定在安全范围,掘进效率大幅提升,作业环境明显改善,整体治理成效十分突出,职工干起活来也更加安心踏实。
说起治理成效,该公司总工程师宋士康时常说:“以前是怕水来,现在是没水了反倒心里不踏实。看着水量降下去,总忍不住嘀咕是不是在哪处岩层里憋着一股水,担心它突然涌出来。”这句玩笑话,既道出了治水后井下环境的巨大变化,也体现出技术人员常年与水害斗争养成的谨慎作风。目前这套成熟工艺已成功复刻至3405工作面,经多方鉴定,多项技术指标达到国内先进水平,为巨厚砂岩孔隙承压水治理打造出一套完整、可复制的“正通方案”。

(3405采煤工作面)
该项技术成果现已在国内十余家企业落地应用,有效保障煤矿安全生产,大幅提升作业效率与经济效益,社会效益显著。凭借出色的治水成果,正通煤业先后吸引陕煤集团等多家兄弟单位交流学习。
“这份成绩是对公司坚持科技创新、深化产学研融合的充分肯定。项目不仅破解了制约矿井安全生产的核心技术难题,更形成了具备行业推广价值的系统性解决方案。”该公司党委书记、董事崔恒说道。洛河组这堂课,正通煤业不仅给自己交出了优异答卷,也为整个黄陇侏罗纪煤田的水害治理打了个样。