持续抓实地质探查管控、推进矿井安全高效建设——白龙山煤矿一井地质探控技术

吴犇

摘要：地质工作是煤矿技术工作的重要基础，在矿井建设过程中发挥着举足轻重的作用，准确的地质资料可以优化设计、提高效率，做好矿井地质工作，可以有效避免多类事故的发生，减少矿井一些不必要的损失，对掘进巷道前方地质动态控制程度的高低，直接影响到矿井建设的步伐，大则引起安全事故。因此，矿井建设过程中应不断强化技术基础管理、提升技术装备、强化隐患排查治理，以及强化专业技术人才培养，以此作为矿井安全高效建设的重要保障。本文以白龙山煤矿一井地质探控技术为例，先阐述了矿井的基本情况，然后对矿井地质探控技术进行了分析，最后提出了矿井安全高效建设的一系列措施，仅供相关人员参考。

关键词：地质探查；矿井安全；建设

一、矿井基本情况

白龙山煤矿一井于2004年4月1日开工建设，设计规模300万吨/年，属煤与瓦斯突出矿井，可采煤层11层，为缓倾斜近距离煤层群，可采煤层总厚为18m，煤层平均间距7～20m，煤尘无爆炸危险性，地质类型与水文地质条件类型均属中等。退出“三区”重叠区域后，井田面积17.85平方公里，可采储量2.65亿吨，服务年限63年，概算总投资112.8亿元。

矿井采用斜井多水平联合开拓方式，现进入三期工程施工，地面所有设施、井下五大生产系统和安全避险六大系统均已完成并投用，项目建设各项手续齐全有效，合法合规，目前正常组织建设。

二、矿井地质探控技术革新的历史背景

矿井于2013年9月1日在17+805底板瓦斯抽采巷掘进工作面发生煤与瓦斯突出事故，造成9人遇难，停工整改15个月。该巷道布置于C/7+8与C/9两个突出煤层之间，事故发生的主要原因是掘进工作面前方出现断层导致与上覆C7+8煤层接近，综掘机在试机截割时，震动诱导煤与瓦斯突出。

事故暴露出地质探控技术、管理不到位。一是地质前探钻孔设计存在明显空白区等技术上的缺陷，未按照《防治煤与瓦斯突出细则》要求对巷道轮廓线以外12m之内的煤、岩情况井下控制；二是地质前探钻孔设计无会审，且施工过程中随意更改原设计参数；三是地质前探钻孔施工装备差，导致钻孔施工偏斜严重，未对钻孔偏斜轨迹进行实际测量，所探测目标煤层层位不准确；四是未落实规程、措施及制度要求，开钻无监督、现场无跟班、验收无证据；五是地质探查手段单一，地质综合研判精度差，地质前探钻孔施工过程中的钻孔见煤、岩情况只根据钻机给进压力、钻进速度及返水、返渣情况综合判断，钻孔见煤位置及煤层厚度的判断与实际揭露地质资料差异大，造成地质构造预测预报难，地质前探钻孔成果精度低；六是巷道掘进前未编制有效防范突出、误揭断层、误揭煤层的针对性技术措施。

基于以上原因，地质探控技术革新工作势在必行。

三、目前的主要做法

地质条件复杂多变，矿井高度重视安全管理工作，围绕瓦斯和地质综合管控，进一步完善组织管理体系和技术管理体系。从根本上树立“一个中心”、“两个强化”、“三级管理”、“四个做到”的管控理念，形成一套多手段综合分析的工作模式。

1.建章立制补短板，树牢“中心意识”

以矿井安全建设为中心。先后建立完善《井巷工程地质管理办法》《地质工作流程汇编》《地质质量标准化管理规范》《地质前探钻孔施工管理规定》《地质岗位责任制、安全责任制》《地质三级保障管理》等制度10余份，形成“人人有事管，人人要管事，事事要人管，事事有人管”的工作模式。

此外，认真贯彻落实《煤矿安全规程》《煤矿地质工作规定》《煤矿防治水细则》《防治煤与瓦斯突出细则》《安全生产法》等法律法规，树牢法治意识、强化“以人为本、安全发展”的红线意识、“如临深渊、如履薄冰”的忧患意识及“敢于担当，迎难而上”的责任意识。

2.高屋建瓴，夯实“动态管控及措施执行”

对地质前探钻孔的设计、施工、装备等进行全面优化，加强地质前探钻孔跟班、写实、验收环节管控。一是优化地质前探钻孔设计，杜绝设计缺陷，注重源头管控，实现掘进施工巷道地质前探钻孔全方位覆盖；二是集思广益，全面落实地质前探钻孔设计集中会审制度，确保设计的刚性落实；三是要求地质前探钻孔施工必须使用扭矩为3200N.m及以上的大功率钻机，从主观上降低钻孔偏斜，保证钻孔施工精度；四是钻孔施工过程中严格落实规程规范、施工安全技术措施及探煤钻孔现场跟班写实、视频验收考核制度，并将探测结果以地质探查成果的形式经总工程师会审签字确认后下发至相关部门及施工单位执行；五是针对石门揭煤及地质探测异常等区域超前提出针对性安全技术防范措施；六是强化掘进工作面地质动态管控，将地质前探超前距作为安全红线进行管理。每天安排专业技术人员对掘进工作面地质动态情况进行跟踪调查，加强现场资料的收集、编录及分析工作，准确把控掘进工作面前方煤层及地质构造变化情况，及时预测巷道顶、底板与相邻煤层的层位关系，做好区域地质及瓦斯地质预测分析工作，摸索地质构造、埋藏深度与瓦斯赋存的关系，及时分析瓦斯变化与地质构造、煤层赋存的关联性，切实加强瓦斯地质工作。

3.完善管理体系，抓实“三级管理”

成立以矿长为第一责任人的工作组织领导小组，成立以总工程师为核心的技术管理体系领导小组，及时研究解决生产过程中的重大地质问题，针对各项工作的开展对标对表进行逐项分解落实，层层压实责任。

严格执行地质工作“三级”保障管理制度，施工项目部（队）行政正职是地质一级管理责任人，施工项目部（队）地质技术员负责本项目部（队）“小地质”；矿地测科是地质二级管理责任主体，负责矿井“大地质”；矿总工程师和地测副总是地质“三级”管理责任人，负责处理矿井重大地质问题。

施工项目部（队）主要开展的工作一是每天对掘进工作面进行地质素描、水文、瓦斯资料收集,并于当天下午四点前将现场收集的顶(底)板岩性和迎头断面、帮部素描、水文、瓦斯等资料送交矿地测科;二是对地质预报通知书要求边探边掘巷道，必须按照规程措施要求，严格监督落实到位，确保钻孔的位置、方位、倾角及孔深符合要求。

矿地测科主要开展的工作一是搞好矿井地测、防治水安全生产标准化工作；二是开展矿井日常地质调查、构造分析、层位控制、瓦斯地质、物探、防治水和储量管理。通过对当天收集的地质资料、短探资料、前探资料及掘进工作面邻近巷道地质资料综合分析，在当天地质、瓦斯、通风日动态分析会上对各掘进工作面进行预测通报；三是编制、修改各类地质图纸、报表、台账和说明书；四是按时编制、发送矿井地质及水文地质预测预报。

矿总工程师和地测副总主要负责矿井各类地质资料的审批、矿井地质构造、煤层赋存、水文地质和瓦斯地质条件的勘探、重大地质问题的分析、处理、地质技术创新和科研攻关、地测技术人员的培训。

4.履行包保责任，促进“四个做到”

推行“分区划片”包保负责制及掘进工作面探查管理挂牌制。围绕创建本质安全型矿井，力争实现地质工作“零事故、零失误”目标，将各掘进工作面分区包保到人，真正做到凡事有章可循、凡事有据可查、凡事有人负责和凡事有人监督。

5.技术创新，装备引领。

地质探查严格执行云南省防治水“三专两探一撤”暂行办法的通知要求，坚持“物探先行、钻探验证、超前研判”的综合探测手段，引进瞬变电磁仪、无线电波坑透仪、地质雷达、多波地震仪、随钻测斜测震仪、全方位钻孔测斜仪、矿用钻孔窥视仪及地质编录仪等先进装备。瞬变电磁仪用于矿井水害的超前预测预报，可进行巷道顶底板、侧帮和超前探测、“指哪打哪”，对低阻地质体反应灵敏，能精准识别水害异常体的赋存范围，采用钻探对其进一步验证，其探测准确度达100%。无线电波坑透仪实现了采煤工作面的“CT”透视，主要用于采煤工作面形成后暨回采前，上下顺槽对测，准确掌握采煤工作面内部煤层结构、断层、陷落柱等地质异常体赋存情况，探测方式灵活，其探测准确度达90%以上。地质雷达及多波地震仪用于探测采掘巷道前方30m范围内断层等不良地质体；探测巷道开挖壁破碎带分布状态；探测回采工作面30米范围内陷落柱等不良地质体，为煤矿安全生产提供技术保障。随钻测斜测震仪主要用为岩性判定及钻孔测斜工作，利用钻头为动力源从而产生震动波，进行随钻轨迹测量、瓦斯抽排孔、地质孔等钻孔的轨迹测量，分析钻进效率、施工时间、分析验证地质信息、判断岩性、分析构造问题，利用钻杆动作确定孔深与轨迹。全方位钻孔测斜仪运用于井下各类钻孔的轨迹测量工作，主要测定在垂直方向上暨剖面图上的角度测量、水平方向上暨平面图上的方位测量，通过实测钻孔的偏斜轨迹，利用实际测量轨迹修正井下钻孔取得的地质数据，达到控制煤岩层层位、探查地质变化的目的。矿用钻孔窥视仪实现钻孔成孔后的“胃镜”功能，能直观的观测钻孔内的岩性变化和岩体构造，揭示巷道围岩节理、裂隙和断层等发育情况，为瓦斯抽采钻孔的定点封孔提供数据支撑。地质编录仪实现智能地质编录，一次测量得到煤岩产状（包括走向、倾向、倾角）信息，操作便捷高效。

以上装备的引进使用，提升了矿井地质探查综合研判精度，实现精准控制煤（岩）层层位、水文地质、构造及科技安保的安全建设目标。

6.引进来、走出去，强化人才队伍建设

通过从“两淮”引进经验丰富的管技人才及华能系统内部选聘专业人员从事矿井地质工作，结合提升地质人员待遇，发放地质岗位人员专业补贴等手段，鼓励地质人员扎根一线、专心工作，把强化地质等瓦斯治理人才队伍建设作为矿井建设和安全生产工作的重要保障措施。通过“走出去”到兄弟单位挂职，深入开展业务技能、新技术、新装备的学习交流，全面提高地质管技人员的整体素质。

另外，建立人才快速成长机制，真正实现“能干事的人有舞台，干好事的人有地位”。一是对专业应届毕业生实行“导师培养制”。建立“一对一”固定的导师培养关系，双方签订《师徒合同责任书》，建立了一种发掘人才、培养人才的新机制。二是强化“兵头将尾”的培训。专业人才的引进对原有在职人员业务技能起到指导和引领作用，强化地质专业新、老员工业务素质。

四、矿井地质探控技术革新后取得的实效

地质探控技术的革新，保证了地质预报研判精度，做到风险研判精准、处理措施到位，指导巷道设计优化，为矿井2021年多次揭煤均实现“三零”目标奠定检视基础，实属矿井建设的标志性突破和里程碑工程。

五、下一步工作计划

开展技术创新和科研攻关，为瓦斯治理提供技术保障。积极与国内高等院校、科研院所开展适应于透明地质预警系统的研究创新，充分融合防突技术及安全管理体系，保证更高精度的超前研判。

结语

雄关漫道真如铁，而今迈步从头越。过去，白龙山煤矿一井地质探控技术取得了长足的进步，各项工作也在稳步推进，但与上级部门要求还有一定差距。在后续的工作中，地质工作人员将以更高的标准、更严的要求，进一步加大工作力度，把地质探控技术创新作为横向到边、纵向到底的管理全面推动，进一步继承和发扬好专业领域的新技术、新设备、新工艺，保持创造性张力，善于开拓创新，大胆工作，不断的完善、改进、总结及提炼地质探控技术新手段、新做法。我们有信心，也有能力做矿井建设尖兵，决不辜负重托，举全矿之力把矿井打造成为西南地区最大、最先进的本质安全型示范矿井。

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