威脅工作面老空水的防治措施

李文學(xué)

（山西靈石昕益致富有限公司，山西 靈石 031300）

威脅工作面老空水的防治措施

李文學(xué)

（山西靈石昕益致富有限公司，山西 靈石 031300）

針對目前煤炭資源整合后各煤礦企業(yè)存在的老空水問題，進(jìn)行較為深入的分析、探索，試著找出較為有效的防治方法。

老空水；突水；探放水；涌水量；排水系統(tǒng)

1 概述

靈石昕益致富有限公司下屬煤礦，是經(jīng)煤礦企業(yè)兼并重組整合后的煤礦，每個礦區(qū)內(nèi)都或多或少的包含了古空區(qū)與采空區(qū)，并且區(qū)內(nèi)存在一定量的積水，由于資料缺失，積水的位置、范圍、水量不清。根據(jù)水文地質(zhì)類型劃分就高不就低的原則，煤礦全部按復(fù)雜及以上水文地質(zhì)類型管理。根據(jù)日常統(tǒng)計，各煤礦采礦證批采煤層不只一層，皆屬煤層群開采。開采下部煤層時，如果其導(dǎo)水裂隙帶大于同上部煤層間距或有導(dǎo)水?dāng)鄬哟嬖?，上部煤層老空積水對主采煤層有較大威脅。同一煤層內(nèi)，在資源整合重新設(shè)計進(jìn)行采掘時，工作面巷道也會相當(dāng)程度地接近采空區(qū)或因老空不清而意外透老空，對采掘工作危脅較大。

2 調(diào)查分析老空積水

1）當(dāng)煤礦企業(yè)現(xiàn)有水文地質(zhì)資料不能滿足安全生產(chǎn)的需要，不能為煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)提供真實可靠依據(jù)時，應(yīng)針對存在的問題進(jìn)行專項水文地質(zhì)補充調(diào)查。調(diào)查的內(nèi)容包括：地貌地質(zhì)、地面巖溶、生產(chǎn)礦井、周邊礦井、古井老窯、地表水體、井泉等。這是一項經(jīng)常性的工作，是水文地質(zhì)資料的不斷補充、更新和完善。補充調(diào)查應(yīng)做好以下幾項工作：調(diào)查收集地貌地質(zhì)情況、調(diào)查地面巖溶情況、調(diào)查古井老窯情況、調(diào)查周邊礦井情況、收集水文資料、調(diào)查研究生產(chǎn)礦井水文情況、調(diào)查收集地表水體情況、調(diào)查井泉情況。

2）加強(qiáng)現(xiàn)場工作，對于井下采掘工作面要每天巡視檢查并問詢涌水變化情況，按時做好記錄，并進(jìn)行前后對比。在工作面掘進(jìn)、回采期間要做好涌水量的觀測，要詳細(xì)記錄突水時間、地點、確切位置，出水層位、巖性、厚度，出水形式，圍巖破壞情況等，并測定涌水量、水溫、水質(zhì)和含砂量等。同時，應(yīng)當(dāng)觀測附近的出水點和觀測孔涌水量和水位的變化，并分析突水原因。各主要突水點可以作為動態(tài)觀測點進(jìn)行系統(tǒng)觀測，并編制卡片，附平面圖和素描圖。

對于受水害影響的采掘工作面，堅持“預(yù)測預(yù)報、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原則，在采掘過程中，逐月進(jìn)行檢查填繪預(yù)測圖、表，并不斷補充和修正。發(fā)現(xiàn)水患險情，及時發(fā)出水害通知單，并報告礦調(diào)度室，通知可能受水害威脅地點的人員撤到安全地點。

3）做好圖紙?zhí)罾L工作，對于現(xiàn)場檢查成果，要使其形成有用的信息，用來指導(dǎo)下一步的生產(chǎn)。把每次從現(xiàn)場檢查、調(diào)查到的資料詳細(xì)、準(zhǔn)確、及時地填繪到圖紙上，形成內(nèi)容完備的水文地質(zhì)資料調(diào)查圖。要求每個工作面從掘進(jìn)開始至回采結(jié)束，都要堅持這一工作。

4）全面分析老空積水，老空積水可分為同煤層老空水和上、下煤層老空積水。同一煤層回采后形成的采空區(qū)，要根據(jù)以往采、掘時保留下的采掘技術(shù)資料、水文資料進(jìn)行綜合分析。搞清工作面的邊界和巷道的標(biāo)高，如果局部存在低洼處或老硐、廢巷，要有針對性的進(jìn)行重點分析。根據(jù)采掘工程平面圖上的巷道標(biāo)高，標(biāo)明積水區(qū)，同時計算積水量的大小，分析評估動水補給情況，在圖紙上外推一定距離作為探水警戒線。當(dāng)井下采掘工程接近積水區(qū)警戒線時，就要及時制定探放水措施，積極進(jìn)行探放水工作。不同煤層的采空區(qū)，要搞好上、下層位對照，上、下煤層積水區(qū)在主采煤層上的投影，水位標(biāo)高，從而分析影響范圍，采取一定的外展角度后外推一定距離作為探水警戒線。調(diào)查分析斷層、陷落柱等地質(zhì)構(gòu)造導(dǎo)通不同層位采空區(qū)積水后采掘工程、開拓井巷工程的影響，采取有效措施進(jìn)行探放水。

老空水賦存于地下，難以探明，其水量值較難取得，可采用采空區(qū)體積作為積水量。

式中：V為積水量，m3；L為積水區(qū)長度，m；D為積水區(qū)寬度最大值，m；M為采高，m；K為充水系數(shù)，0.15～0.4。

對靈石煤礦回采工作面進(jìn)行統(tǒng)計，計算所得數(shù)值與真實數(shù)據(jù)比較如表1所示，采取的充水系數(shù)與實際有出入、采空面積的計算，都造成了兩者之間的差異，特別是充水系數(shù)影響較大，以往不同的采掘情況，系數(shù)變化也較大。

表1 計算積水量與實際水量比較

3 探放老空積水

采掘作業(yè)過程中，應(yīng)對水患時刻保持清醒，根據(jù)以往資料，要搞清楚可能存在積水區(qū)域的范圍，當(dāng)井巷工程、采掘作業(yè)到警戒線時，必須進(jìn)行探放水，以保證施工作業(yè)安全。

1）做好探放水設(shè)計。做探放水設(shè)計時，應(yīng)該采用小比例圖紙，盡量使探放水區(qū)域資料清晰、準(zhǔn)確，從而保證探放水設(shè)計的準(zhǔn)確。采掘工程多半在煤層中開展，當(dāng)布置探水孔時，應(yīng)考慮煤壁的承受水壓能力，周圍空間的支護(hù)狀況，只有在圍巖有足夠承壓能力且支護(hù)良好的條件下，才可進(jìn)行鉆孔探水。一組探放水鉆孔應(yīng)覆蓋可能存在積水的區(qū)域，根據(jù)地質(zhì)資料，鉆孔應(yīng)探向積水區(qū)的最低高程處，以便更好探放水，由于條件限制不能一步到位時，應(yīng)從邊緣地帶做起，先探放后掘進(jìn)，循序漸進(jìn)，關(guān)鍵是保持足夠的超前距，直到存在積水的區(qū)域全部探放完畢。

2）探放水工作要求。在探放水過程中，鉆孔的方向，在很大程度上影響了探放水的準(zhǔn)確性，所以在鉆孔施工中要嚴(yán)格按探放水設(shè)計進(jìn)行準(zhǔn)確鉆進(jìn)。要想保證鉆孔的精度，測量工作要做細(xì)，用掛線的方法定開孔的位置、方位，具體鉆進(jìn)操作時用羅盤定傾角，關(guān)在開孔后進(jìn)行核實，做好開孔這一步?？卓诠艿陌惭b是不可或缺的，要完全考慮積水區(qū)水壓的大小，安設(shè)長度、強(qiáng)度要足夠，并預(yù)先做好耐壓試驗，才能進(jìn)行下一步工作。在鉆進(jìn)過程中，由于鉆桿自重的原因，鉆孔將呈現(xiàn)拋物線向下彎曲，直至煤層底板，甚至穿底而去，不能按預(yù)定探明采空積水。采用加長巖芯管進(jìn)行導(dǎo)向鉆進(jìn)，可以很好的保持鉆進(jìn)方向，從而保證鉆孔的精度。當(dāng)探水區(qū)域積水區(qū)水壓大于0.1 mPa時，要在穿透積水區(qū)前適時安裝好控制水流的閘閥，以便出水后能控制放水量。在以往工作記錄中，單一鉆孔出水速度達(dá)到過100 m3/h，這對工作面排水設(shè)備的排水能力和巷道煤巖體的抗沖刷性能有較大考驗，因此，要控制放水速度以保證探放水工作安全。

3）探放水總量分析預(yù)測。在進(jìn)行探放水工作時，應(yīng)盡量保持連續(xù)運轉(zhuǎn)，以避免停工后積水水壓透過裂隙對煤壁等隔水體產(chǎn)生破壞性沖刷，而增加突水隱患。發(fā)現(xiàn)鉆孔放水不暢時，要經(jīng)常用鉆機(jī)進(jìn)行清理掃孔，盡量放盡可放之積水，同時也可避免積水已放完的假像，使其不成為隱患。水量監(jiān)測是放水工作重要的重要部分，通過對水量的觀測，可以判斷放水進(jìn)程、積水是否放凈。用放水期間水量觀測成果，計算總放水量，預(yù)計積水量及動水補給量，以確定是否放凈積水。計算公式為：放出積水量=總放水量－動水補給量×放水時間

4 完善排水系統(tǒng)

為保障探放水工作安全，應(yīng)建立完善的排水系統(tǒng)?？紤]整個礦井排水系統(tǒng)通過能力，探放水區(qū)域可考慮適當(dāng)增加排水管路、排水泵，增大排水能力，并且在通往地面的排水線路上不存在瓶頸，保證整個礦井排水通路暢通。也可考慮做泄水工程，在受采空積水影響的工作面，采用泄水巷和泄水鉆孔相結(jié)合的方式，使采空積水得到排泄，達(dá)到了防治水的目的卻未使用任何排水設(shè)施，減少防治水工作對生產(chǎn)的影響同時保障人身安全。完善的排水系統(tǒng)可保證探放水期間能順利排水，提高放水效率和保障探放水作業(yè)安全。

5 結(jié)論

根據(jù)以上分析，當(dāng)工作面受老空水威脅時，我們應(yīng)積極調(diào)查、觀測、分析，在此基礎(chǔ)上，采取綜合防治水措施：探、放、排相結(jié)合的防治水措施，防治水工作做在了前面，就可保證井下采掘工程安全施工了。

[1]武強(qiáng)，董書寧，等.煤礦防治水規(guī)定釋義［M］.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2009.

[2]袁河津，趙亞軍等，煤礦防治水知識培訓(xùn)教材［M］.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2009.

Prevention Measures on Goaf Water Threatening on Working Faces

LI Wen-xue
(Xi nyi zhi fu Co.,Li ngshiShanxi031300，Chi na)

The paperanal ysest he goafwat er problemsexisting i n coalent erprises after resourcesint egrati on and t hen expl ores some ef f ect i ve prevent i on measures.

goafwat er;wateri nrush;wat erexploring and drainage;wat erinflow;drai nagesystem

TD744

A

1672-5050（2010）12-0054-03

編輯：劉新光

2010-10-12

李文學(xué)（1970—），男，吉林扶余人，本科,采礦工程師、注冊安全工程師，從事煤炭采掘技術(shù)工作。