文/侯丹
《道德經(jīng)》載:“天下莫柔弱如水,而攻堅強(qiáng)者莫之能勝,其無以易之。”煤礦的開采,與水相伴始終。千米井下,有涓涓細(xì)流,更有壓力巨大的水流突涌;“柔弱”之水藏匿于裂隙、巖層和溶洞之中,在一定條件下,會變得“面目猙獰”,破壞力無比。
不久前,河南義煤集團(tuán)新安煤礦自主研發(fā)的ESW擋水墻系統(tǒng),現(xiàn)場試驗獲得成功,在防治水技術(shù)領(lǐng)域取得新的突破。ESW系統(tǒng)全稱為Emergency water shut wall,是提前在井下承壓開采的采區(qū)和采掘工作面內(nèi)分別建立ESW系統(tǒng)控水閘墻基礎(chǔ),并在采區(qū)內(nèi)建設(shè)ESW系統(tǒng)材料倉庫、儲備ESW系統(tǒng)材料,保證在采、掘工作面發(fā)生大量突水時能快速封閉突水巷道、控制放水量,為后續(xù)水害治理工作贏得時間,最大限度減輕突水造成的災(zāi)害。
2012年12月初,義煤新安煤礦ESW系統(tǒng)地面試驗現(xiàn)場傳來振奮人心的消息:該礦自主研發(fā)的ESW擋水墻系統(tǒng),經(jīng)試驗,壓力可達(dá)7Mpa,且ESW系統(tǒng)墻體無任何變形破壞,8小時內(nèi)成功應(yīng)急。這標(biāo)志著新安煤礦不僅在防治水技術(shù)領(lǐng)域有了新的突破,而且也填補(bǔ)了國內(nèi)外煤礦在防治水領(lǐng)域的一項空白。
“頭頂庫區(qū)水(小浪底),腰系老塘水,腳踩奧灰水”是新安煤礦井田水文地質(zhì)條件復(fù)雜的真實寫照。自1988年投產(chǎn)以來,新安煤礦深受水害困擾,特別是1995年11月份的突水淹井事件,讓全礦人心有余悸。再加上2005年小浪底庫區(qū)蓄水后,一直在高水位運行,更加讓毗鄰的新安礦防治水工作雪上加霜,人人談“水”色變。
2012年1月16日,新安煤礦13151工作面下巷切眼向上9米處,老塘側(cè)頂板淋水量增大,水色發(fā)渾,水溫17度,水壓較大,出水口有繼續(xù)沖大現(xiàn)象,截至當(dāng)天16時30分,出水量增大至每小時371立方米。這一變故使新安煤礦干部職工一直提著的心再次“提”到了嗓子眼兒。
匯報上級領(lǐng)導(dǎo)、啟動應(yīng)急預(yù)案、深入現(xiàn)場勘察、調(diào)集排水設(shè)備、水樣專業(yè)化驗……一場與時間賽跑、與水情對壘、與困難抗擊的鏖戰(zhàn)開始了!
經(jīng)研究,新安煤礦迅速制定了下巷排水、工作面堵水、采區(qū)堵水三套應(yīng)急方案,并在地面對出水點進(jìn)行打鉆注漿。全礦干部職工充分發(fā)揚一盤棋精神,并肩作戰(zhàn)、齊心協(xié)力、攻堅克難,經(jīng)過數(shù)月的努力,最終憑借“堵防結(jié)合”的科學(xué)方法再次把水害事件降低到最低限度。
“防治水工作,‘防’是第一位,可要讓礦井長治久安,‘治’才是根本!我們一定要用最先進(jìn)的技術(shù)手段‘降服’和掌控水的危害?!痹诜乐嗡畬n}總結(jié)會上,礦長賀治強(qiáng)的想法讓所有的人眼前一亮,心里有了希望。
可要治理井下沒有規(guī)律的水患又談何容易!
基礎(chǔ)不牢,地動山搖。研究新方法的前提是筑牢根基。新安煤礦首先從制度規(guī)范和完善管理上下功夫,先后實施了《新安煤礦防治水工作管理辦法》《新安煤礦井下鉆探、注漿工程質(zhì)量管理辦法》《新安煤礦井下探放水管理辦法》,夯實防治水基礎(chǔ)工作。成立以礦長為組長的研發(fā)小組,配備了專業(yè)的防治水隊伍。一方面制定了“一分析兩檢查”制度,即:每周五由總工程師主持召開生產(chǎn)礦長、安全礦長、地測副總、生產(chǎn)科技術(shù)人員、探防隊技術(shù)人員等參加的水害預(yù)測評價分析會議;每周一和周五,定期開展防治水系統(tǒng)自查和防治水專項檢查,對查出的隱患,采取切實可行的措施,并限期落實整改,確保工作面安全生產(chǎn)。同時,實行礦井水24小時匯報制度,派專人到庫區(qū)實施水位監(jiān)測并匯報。另一方面,經(jīng)過反復(fù)研究、討論,最終確定先將水患進(jìn)行可控范圍堵截,然后進(jìn)行治理。
由于國內(nèi)外都沒有可參考的案例,研發(fā)小組成員查閱了大量礦井防治水書籍,先后多次外出考察學(xué)習(xí)兄弟礦井在防治水方面的做法;對近年來繪出的不同季節(jié)礦井水涌出量曲線圖進(jìn)行分析、比較、衡量。通過不斷的摸索與研究,結(jié)合兩次水患威脅的治理情況,最終研究出來了一套切實可行的防治水減災(zāi)系統(tǒng),即ESW系統(tǒng)。
混凝土異形砌塊是系統(tǒng)的重要組成部分。為了設(shè)計出在構(gòu)建ESW系統(tǒng)中使用方便、快捷的砌塊,研發(fā)人員們絞盡了腦汁。畫圖紙、加工、做試驗……他們每天帶著不同的砌塊圖紙到生產(chǎn)車間與工人進(jìn)行論證和生產(chǎn)試驗。功夫不負(fù)有心人,最終,一種結(jié)構(gòu)特殊的混凝土預(yù)制砌塊生產(chǎn)了出來,并且經(jīng)過專業(yè)機(jī)構(gòu)檢測,該混凝土砌塊立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值不低于20Mpa。砌塊在使用過程中,通過連板與鋼筋利用砌塊本身的凹槽圓孔進(jìn)行相互穿插連接。
為了證實系統(tǒng)的實用性,井下14采區(qū)皮帶下山,被定為開展試驗的最佳地段。
為使系統(tǒng)盡快取得較好的效果,根據(jù)工作需要,專門委托在新安煤礦掛職鍛煉的豫東分局領(lǐng)導(dǎo)魯學(xué)寧同志挑起了這項重?fù)?dān),成為了ESW系統(tǒng)試驗的指揮長。他帶領(lǐng)試驗小組,多次召開專題會議研究ESW系統(tǒng)試驗所需要的各種材料與試驗中的每個環(huán)節(jié),有時因為某處細(xì)節(jié)在圖紙上說不清,就直接把會議搬到井下現(xiàn)場。
擔(dān)任試驗施工的重任,則交給了被集團(tuán)公司命名為“紅旗黨支部”的開拓三隊。隊長裴宏偉工作經(jīng)驗豐富,多次帶領(lǐng)職工出色完成各項任務(wù)。試驗不是一次就能成功的。在一次試壓過程中,墻體內(nèi)出現(xiàn)裂隙,水壓一直上不去。為了堵塞裂隙,必須判斷出裂隙位置并進(jìn)行打鉆封堵??墒怯捎趹?yīng)急擋水墻內(nèi)預(yù)埋了注漿管、放水管、水壓監(jiān)測等管路,打眼的水平就要求特別高,可是打鉆的工人無論怎么打都打不好,不是打進(jìn)去的位置不正確,就是打眼的角度偏離。裴宏偉親自上陣,把裂隙找到并堵上了。支部書記李紅軍幾乎天天到井下試驗現(xiàn)場,經(jīng)常與職工一起安裝試驗所需的設(shè)備。
為了熟悉異形砌塊在ESW系統(tǒng)試驗中的使用程序,開拓三隊工會主席武占京帶領(lǐng)兩名生產(chǎn)骨干來到砌塊加工場地親自試驗。熟練掌握了操作工序后,回到系統(tǒng)試驗現(xiàn)場,他們又手把手地教會每一位施工人員。
2012年7月28日,經(jīng)過多方的努力配合,ESW系統(tǒng)試驗取得了初步成功,通過8個小時成功構(gòu)建的ESW系統(tǒng),承壓達(dá)到1.5Mpa,滿足礦應(yīng)急擋水要求,且預(yù)留的排水管可隨時根據(jù)情況對封閉的水患進(jìn)行釋放,試驗達(dá)到預(yù)期目的。
手握降服井下水患的“利劍”,礦長賀治強(qiáng)敏銳的目光又把這項自主研發(fā)的項目盯上了更廣闊的市場,下定決心要把ESW系統(tǒng)形成產(chǎn)業(yè)化。“既然這套系統(tǒng)能在我礦應(yīng)用,那么也可以在其他礦井進(jìn)行推廣。但所承受的水壓不一樣,我們要在井上繼續(xù)做ESW試驗,測出最大承壓能力?!?/p>
就這樣,試驗小組礦區(qū)地面繼續(xù)選擇適合進(jìn)行試驗的場地,做最大承壓的試驗開始了。
經(jīng)過反復(fù)論證和選址,最終將地面試驗現(xiàn)場選擇在了新安煤礦較為偏僻的一處山凹。承擔(dān)這項試驗的依然是開拓三隊,他們抽調(diào)專人,掘巷道、打架棚、砌土碹……終于在地面建成了一個完全與井下巷道一致的現(xiàn)場。
徐峰是新安煤礦生產(chǎn)科副科長,作為試驗的技術(shù)指導(dǎo)及工程質(zhì)量監(jiān)督,他除了完成日常的下井任務(wù)外,幾乎放棄了所有的休息時間,緊盯試驗現(xiàn)場,嚴(yán)把技術(shù)與質(zhì)量關(guān)。
時間一天天地過去,轉(zhuǎn)眼已經(jīng)到了初冬,可是地面承壓試驗已經(jīng)做了兩次,均以失敗告終。到底問題出在哪?為什么密閉墻內(nèi)注水后沒有壓力?墻體內(nèi)注入的高壓水到了哪里?
經(jīng)歷兩次挫折后試驗停了下來。指揮長魯學(xué)寧帶領(lǐng)技術(shù)組成員從最后一個環(huán)節(jié)開始,用倒敘的方式,仔細(xì)查看施工過程中的每個環(huán)節(jié),可是仍一無所獲。要想弄清楚并徹底解決這一問題,就必須把之前的工作推倒重來,可是面臨煤炭市場的疲軟,經(jīng)營形勢的不斷下滑,這將給煤礦帶來一定損失。
山重水復(fù)疑無路,柳暗花明又一村。就在試驗組成員左右為難的時候,礦長賀治強(qiáng)再次來到試驗場,詳細(xì)了解情況后,提出了自己的建議:“我們試驗的目的是為了檢驗墻體抗壓的性能而不是為了防漏水,可不可以在注入的水中添加適量的物質(zhì),使裂隙自行封閉?”就是這么一句話,頓時讓大家豁然開朗。
這一次,每進(jìn)行一道工序,參加試驗的成員都十分認(rèn)真謹(jǐn)慎。為了給這次試驗多增加一分保險,在砌碹之前先鋪設(shè)土工膜,這就需要用到做木工活的工具和技術(shù)。參加ESW系統(tǒng)試驗的開拓三隊職工王建偉,曾經(jīng)是村里小有名氣的木匠。王木匠從自家拉來了氣泵和射槍,親自對圍巖所用的21平方土工膜進(jìn)行張貼。為了使試驗早日成功,他連續(xù)三班在試驗現(xiàn)場。
參加ESW試驗的員工像得了魔怔,整天在山凹里做試驗。正是因為有著一群甘于奉獻(xiàn)、默默無聞的干部職工隊伍,才使ESW系統(tǒng)試驗一步步走向成功。
2012年11月29日一大早,地面試驗再一次準(zhǔn)備就緒,只等開始的命令。
早上8點,試驗小組所有成員明確分工,并對各個環(huán)節(jié)重新進(jìn)行了一遍細(xì)致的檢查。隨著試驗總指揮的一聲令下,ESW系統(tǒng)地面承壓第三次試驗開始了。
時間一分一秒地過去了,在場的所有人都各司其職,忙碌有序。工人師傅們將一袋袋水泥倒入裝有水的鐵桶內(nèi)進(jìn)行攪拌。伴隨著轟鳴的馬達(dá)聲,泥漿源源不斷地注入擋水墻內(nèi)。礦長賀治強(qiáng)帶領(lǐng)相關(guān)部門負(fù)責(zé)人與試驗組成員一起見證了整個試驗,叮囑觀測人員要仔細(xì)記錄每個時段壓力表的值,為系統(tǒng)以后的實施提供可靠的參考依據(jù)。
為避免水泥漿在墻體內(nèi)堵塞水壓監(jiān)測管路,影響壓力表的準(zhǔn)確性,魯學(xué)寧要求現(xiàn)場人員每隔半個小時打開幾秒監(jiān)測管路閥門,進(jìn)行泄壓,排放監(jiān)測管處泥漿。
5個小時過去了,記錄壓力表變化的人員大聲喊出了“水壓力達(dá)到7Mpa了”。
試驗現(xiàn)場的每個人都爭相去看壓力表指針。大家歡呼雀躍,相互擁抱!
這一個個動情的擁抱不僅有對成功的祝賀,更多的是對未來的期待。試驗成功只是一個開端,未來的路還很長,很長。