矿井关闭后地下水处置方案的优化
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【摘要】潘一井于1983年建成投产，经过三十多年的高强度开采，剩余优质资源已枯竭，集团公司领导决定将其列为去产能矿井，矿井收作后设备拆除、井筒封闭，井下日常涌水不再通过矿井排水设备排出而滞留井下，经年积累，对相邻矿井安全生产及矿井剩余资源以后开采都构成巨大威胁。通过对矿井地下水处置方案的优化，既解除了威胁、又节省发开支，还变废为宝，增加了矿井资源。
【关键词】矿井水；处置；优化
引言
潘一井于1973年11月开工兴建，1983年建成投产，現余优质资源已近枯竭，2014年、2015年我国煤炭产能严重过剩，中央决定对煤炭行业实施去产能政策，集团公司领导积极响应国家号召，决定将其列为去产能矿井，矿井自2016年开始进入收作程序，计划至2019年7月份全部收作完毕。矿井收作后将井下包括排水设备在内所有的设备全部拆除，井筒封闭。井下在无生产的情况下每小时会产生100m3左右的水量，因矿井排水设备已拆除，矿井收作后产生的井下水只能滞留在井下，经年累月，大量累积在井下的巷道中。而潘一井北面和潘二矿相邻且有巷道相连，西面和潘三矿相邻，按要求保留有40m的防水煤柱。矿井充水后，水面距煤柱最深处有700m，对煤柱造成7MP的水压，井下积水对相邻的潘二矿、潘三矿两对矿井的安全生产构成巨大威胁。而且在矿井收作后，矿井剩余可采储量33276.9万吨，按照集团公司远景生产计划，剩余的这超过3亿吨的可采储量以后还是要采出的，井下积水对以后的矿井安全生产同样构成巨大威胁，矿井收作后设备全部拆除、人员也全部分流，没有常设设备和人员进行排水作业和井下积水水位监测。而通过地下水处置方案的优化，不仅解除了对矿井安全的威胁、又节省发经济支出。
1潘一矿井现状
潘一井田东起第0勘探线，西以人定边界线与潘三矿相邻，北以F2、潘集背斜轴、F5断层为界与潘二矿为邻，东和南到13-1煤层-800m等高线地面投影线，走向长约14.6km，倾斜长约4.0km，井田面积为54.6717km2。综合对潘一矿的矿井水文地质条件分析，依据《煤矿防治水规定》，按照分类就高不就低的原则，潘一矿矿井水文地质类型划分为中等类型。
矿井计划至2019年7月份全部收作完毕，届时将井下包括排水、通风设备在内所有的设备全部拆除，井筒封闭，人员全部分流。井下砂岩水量中等，在无生产的情况下平均每小时会涌出超过100m3的水量，而此时矿井已无排水设备及人员，矿井收作后产生的井下水只能滞留在井下，经年累月，大量累积在井下的巷道及采空区内中。
井下积水可能对相邻矿井形成超过700m的水头差，对煤柱造成7MP的水压，井下积水对与潘一矿相邻的潘二矿、潘三矿两对矿井的安全生产构成巨大威胁，两井皆为集团公司主力生产矿井，生产任务重、产量高，井下作业人员，单井单班井下作业人员近千人，一旦溃水，不仅会造成巨大的经济损失，还会造成大量的在员伤亡。
集团公司本土矿井经过长期高强度开采，所拥有资源大半已被采出，且计划今后本土矿井每年维持7000万吨左右产量，在可预见的不久将来，集团公司本土煤炭资源必将枯竭。而矿井收在作后，矿井剩余可采储量33276.9万吨，这是集团公司的后备资源，按照集团公司远景生产计划，为保证集团公司的正常生产，剩余的这超过3亿吨的可采储量以后还是要采出的。安全生产需在一个安全的环境，井下积水会对以后的矿井安全生产构成巨大威胁。
矿井收作后无专职排水设备及人员，如果设置专门设备和人员进行排水作业和井下积水水位监测，会给集团公司带来巨大经济开支。
2地下水处理的方案优化
自潘三矿17181（1）巷道以36°方位、0.3%坡度平巷施工260m处停头，停头处距潘一矿2682（1）采空区余50m，沿疏水巷掘进方向以-12.5°角度施工2个钻孔与2682（1）采空区贯通。当潘一矿收作后井下积水进入2682（1）采空区后会逐步漫入钻孔，当水头高度超过疏水巷打钻处标高后会自流入潘三矿所施工的疏水巷，并沿疏水巷高南自流入17181（1）瓦斯治理巷，并沿瓦斯治理巷自流入潘三矿排水系统。
地面工广附近在矿井正常生产期间由地表向井下施工2个制冷孔，2孔深度均超过800m，由地表直至二水平巷道，矿井收作关闭后制冷孔不再使用，将制冷孔下端打开，该孔整体保留不充填，矿井充水后水由孔下端漫入孔内，由地表向下安装太阳能供电的自动观测系统，系统终端可以实时接收监测数据，掌握井下水位变化情况。
4结束语
（1）不用在与潘二矿相邻的边界砌防水墙。如果井下积水不由潘三矿排出，为解除积水对潘二矿安全生产的威胁，集团公司计划在与潘二矿相邻边界处潘一矿一侧出资1500万元修建12道防水墙。现在积水自潘三矿排出后为集团公司省去12道防水墙的工程量及1500万元工程费用。
（2）解除了井下积水对潘三矿安全生产的威胁。潘一矿井下积水如不排出可对相邻潘三矿井形成超过700m的水头差，对煤柱造成7MP的水压，造成极大安全威胁，利用潘三矿已有巷道及排水系统将潘一矿井下积水排出，彻底解除了对潘三矿安全生产的威胁。
（3）解放了潘一矿井田范围内的矿产资源。潘一矿收作后，矿井剩余可采储量33276.9万吨，随着本土煤炭资源逐渐枯竭，剩余的这超过3亿吨的可采储量是集团公司的后备资源，以后还是要采出的。而井下积水对以后的矿井资源复采造成了极大的安全威胁，现将井下积水排出可解除安全威胁、解放煤炭资源。
（4）可实时掌握井下水位变化情况。利用废弃的制冷孔安装自动观测系统，可在终端设备上实时掌握水位情况，及时消除安全隐患。
（5）矿井停产后井下涌水未受到污染，该方案还可为潘三矿每天提供超过2000 m3的清洁水源。
参考文献
[1]《淮南矿业集团潘一煤矿矿井生产地质报告》.北京华安奥特科技公司.2015.12.20
[2]《淮南矿业集团潘一煤矿地质类型划分报告》.北京华安奥特科技公司.2015.03
[3]《淮南矿业集团潘一煤矿矿井水文地质类型划分报告》.淮矿集团潘一煤矿.2016.08
作者简介：曹况山（1980—），男，本科，现从事煤矿地质工作。
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