煤倉(cāng)治水研究與實(shí)踐

王祥勝

摘要：基于平煤集團(tuán)八礦戊二下延采區(qū)煤倉(cāng)地質(zhì)，分析煤倉(cāng)涌水成因，參考防治水措施，結(jié)合工程實(shí)踐，提出可行性治水方案。

關(guān)鍵詞：煤倉(cāng)涌水 治水方案 實(shí)踐

平煤集團(tuán)八礦戊二下延采區(qū)煤倉(cāng)直徑7m，深15m，服務(wù)戊二下延采區(qū)，煤倉(cāng)采用混凝土與錨網(wǎng)噴綜合支護(hù)，其中煤倉(cāng)下口5m為混凝土支護(hù)，5m以上為錨網(wǎng)噴支護(hù)，壁厚300mm。自建成之時(shí)，倉(cāng)內(nèi)就有滲水，但水量不大，不超過(guò)0.5m3/h，不影響煤倉(cāng)使用。隨著采區(qū)的生產(chǎn)，煤倉(cāng)受礦壓和采動(dòng)影響，造成煤倉(cāng)圍巖破碎，裂隙豐富，煤倉(cāng)內(nèi)壁擠壓變形受損，裂隙多，煤倉(cāng)內(nèi)出水量不斷增加，到后來(lái)淋水量達(dá)到10m3/h，煤倉(cāng)內(nèi)存煤形成水煤，容易冒煤，對(duì)生產(chǎn)造成極大影響，存在安全隱患，以至于不能存煤，起不到倉(cāng)儲(chǔ)作用。

在當(dāng)前煤炭市場(chǎng)疲軟，銷售困難的形式下，對(duì)煤炭質(zhì)量提出更高的要求，我們必須采取煤矸分運(yùn)，減少矸石混入原煤，才能有效的降低原煤灰分，提高煤質(zhì)。徹底治理戊二煤倉(cāng)淋水，把煤倉(cāng)作為矸石（原煤）系統(tǒng)的矸石（原煤）倉(cāng)使用，儲(chǔ)存矸石（原煤），集中出砟，有效的實(shí)現(xiàn)煤矸分離。

1 煤倉(cāng)地質(zhì)情況

該煤倉(cāng)位于戊二下延沿煤皮帶下山底板中，巷道沿煤層頂板掘進(jìn)，戊9.10煤層厚度為4.5m，巷道底板為2m厚的煤底。戊9.10煤層底板為泥巖及砂質(zhì)泥巖和細(xì)中粒砂巖，兩層巖石中間有一層煤線，厚度為500mm，煤層直接底為泥巖及砂質(zhì)泥巖，厚度為5m左右，細(xì)中粒砂巖厚度為11m左右。戊二下延煤倉(cāng)上口在煤層中，下口在砂巖中。根據(jù)觀察情況淋水主要集中在煤倉(cāng)中部，經(jīng)分析可能是水通過(guò)煤層的直接底泥巖層裂隙涌出。

2 以往煤倉(cāng)治水情況

在2010年曾經(jīng)請(qǐng)外包單位治理，采用煤倉(cāng)壁后注漿法進(jìn)行堵漏，用化學(xué)漿對(duì)倉(cāng)壁進(jìn)行封堵加固，效果不明顯。

3 煤倉(cāng)涌水水源分析

3.1 上部巷道積水。即查找明水。上部巷道頂?shù)装鍧B水，及采空區(qū)積水，通過(guò)巖層裂隙向下流進(jìn)煤倉(cāng)。下延軌道上部水溝內(nèi)有流水，到中部以后水量逐漸減少消失，可能是通過(guò)裂隙滲流消失；軌道二片有采空區(qū)滲水，在設(shè)備道內(nèi)有積聚，積水可能向下滲流進(jìn)入煤倉(cāng)。沿煤皮帶煤倉(cāng)以上有水流。

3.2 煤層底板水。煤層底板泥巖中含水，通過(guò)巖層裂隙和煤倉(cāng)壁裂縫，形成流水通道進(jìn)入煤倉(cāng)。

4 防治水措施

4.1 巷道積水進(jìn)行合理排放，防止自然流動(dòng)進(jìn)入煤倉(cāng)。在軌道水溝內(nèi)埋引水管，將水跨過(guò)煤倉(cāng)位置，直接引入下部水溝。在軌道二片設(shè)備道積水處施工水倉(cāng)，安裝隔膜水泵排水，防止積水沿底板裂隙滲流。在煤倉(cāng)上口以上50m處施工一個(gè)沉淀池，埋排水管將水直接排入下部水溝。

4.2 采用工程手段，在煤倉(cāng)以上對(duì)底板水進(jìn)行截堵，截?cái)嗍杷ǖ?，防止底板水進(jìn)入煤倉(cāng)。

5 治水方案

按照“防、堵、截、攔、排”的原則，用管理手段和工程手段相結(jié)合的綜合措施進(jìn)行治理。

5.1 明水治理。就是施行“防”水措施，防止明水滲入。對(duì)戊二下延軌道、軌道三片設(shè)備道、沿煤皮帶下山等幾處的明水進(jìn)行治理，在軌道排水溝埋排水管，施工兩個(gè)沉淀池，通過(guò)排水管路排水，切斷滲水通道。

5.2 注漿堵截。就是采取“堵”水與“截”水的措施，用注漿的辦法，封堵煤倉(cāng)上部圍巖的裂隙，截?cái)嗍杷ǖ馈?/p>

5.3 圍堰截流。就是“攔”水措施，注漿封堵裂隙，不一定完全阻斷水流，在煤倉(cāng)上邊施工一道攔水圍堰，阻止位于煤倉(cāng)中部的煤層直接底巖層裂隙水進(jìn)入煤倉(cāng)。攔水圍堰是阻止底板水的最后一道防線，施工時(shí)要將圍堰施工到底板巖層中。

5.4 及時(shí)排水。加強(qiáng)管理，及時(shí)落實(shí)“排”水措施，采用隔膜水泵，將攔水圍堰攔截的積水及時(shí)排出。

6 注漿材料準(zhǔn)備

注漿泵采用ZTG-60/210型高壓注漿泵，LJ-200型攪拌機(jī)。

注漿采用水泥漿，注漿材料用普通水泥和水玻璃與水?dāng)嚢柚瞥伤酀{液。水泥使用普通500#硅酸鹽水泥。水玻璃采用模數(shù)在2.4-3.4之間為宜，濃度在35-45°Be為宜。在水泥漿中摻入水玻璃，加快水泥漿液的凝固，摻入量為水泥重量的3%-5%。制作漿液的水與水泥之比是1：0.6-0.8，采取多次注漿的漿液配比為1：0.6-0.8，第二次的漿液之比要略小于第一次注漿的漿液濃度，一般為1：0.8-1.0。

水泥漿液經(jīng)濟(jì)實(shí)用，材料普遍，使用方便，水泥按比例直接加水，攪拌均勻后即可使用，灌注后不需要搗固。漿液抗壓強(qiáng)度高，強(qiáng)度后期持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，抗?jié)B性、耐硫酸鹽侵蝕性強(qiáng)。

7 注漿錨桿

注漿錨桿采用MZGK80-32/22×（2400）B內(nèi)自閉式中空注漿錨桿。本注漿錨桿長(zhǎng)度為2400mm，主要有注漿管體、外置橡膠套管和內(nèi)置活塞組成。注漿錨桿桿體材料采用壁厚≥4mm的4′金屬管。錨桿錨固力≥50kN，適用的鉆孔直徑為32mm-38mm。

8 措施的可執(zhí)行性分析

戊二煤倉(cāng)淋水經(jīng)過(guò)多次治理，邀請(qǐng)專家和專業(yè)隊(duì)伍，用先進(jìn)的手段，曾經(jīng)投入大量的資金和人力，沒有效果。目前平煤股份八礦引進(jìn)注漿加固技術(shù)，由開一（2）隊(duì)在丁四下延車場(chǎng)實(shí)施加固技術(shù)，效果明顯，經(jīng)過(guò)實(shí)踐，該隊(duì)已經(jīng)熟練掌握注漿技術(shù)，經(jīng)過(guò)應(yīng)用，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。將這項(xiàng)實(shí)用技術(shù)推廣應(yīng)用在戊二煤倉(cāng)治水堵漏上，有技術(shù)的可行性。

9 工程實(shí)施

第一步，注漿前先對(duì)煤倉(cāng)上口沿皮帶巷向上拉底30m長(zhǎng)，拉底深度為2m左右，即把煤層全部拉出來(lái)，露出巖石底板，再打注漿孔，安裝注漿錨桿，進(jìn)行注漿。注漿錨桿間排距按1000mm×1500mm布置，巷道兩幫從巖石底板向上1200mm處再各打一根注漿錨桿。

第二步，在煤倉(cāng)口向上5m處對(duì)巖石底板拉底，拉底深度2m，長(zhǎng)度5m，拉底后進(jìn)行二次注漿。

第三步，二次注漿后，沿巷道斷面施工擋水圍堰。

10 治水效果

通過(guò)對(duì)治理前后的淋水對(duì)比，治理前淋水量Q1為10m3/h，治理后淋水量Q2為0.4m3/h，治水效果為：

K=（Q1-Q2）/Q1=（10-0.4）/10×100%=96%。

本次煤倉(cāng)治水效果計(jì)算為96%，經(jīng)治理以后使用兩個(gè)月來(lái)，煤倉(cāng)內(nèi)淋水已徹底治理好，煤倉(cāng)正常存砟，出砟時(shí)能順利放砟，達(dá)到預(yù)期效果。

井下戊組皮帶大巷的砟集中提升進(jìn)入排矸系統(tǒng)，不再進(jìn)入動(dòng)力煤洗煤廠洗選環(huán)節(jié)，既減少設(shè)備損耗，又能提高洗煤質(zhì)量。

11 社會(huì)效益分析

徹底解決生產(chǎn)系統(tǒng)難題，煤倉(cāng)內(nèi)淋水量降低到允許的范圍內(nèi)，煤倉(cāng)發(fā)揮了倉(cāng)儲(chǔ)作用。煤倉(cāng)不會(huì)再因?yàn)榱芩?，造成倉(cāng)內(nèi)的存砟自然冒出，杜絕了生產(chǎn)系統(tǒng)中的安全隱患。用八礦自己的力量進(jìn)行徹底根治，提高了八礦人戰(zhàn)勝困難的信心。

在生產(chǎn)上，煤和矸石分裝分運(yùn)，在井下進(jìn)行煤和矸石分離，提高了煤質(zhì)。在當(dāng)前煤炭市場(chǎng)疲軟，煤炭需求緊縮的形式下，通過(guò)提高煤質(zhì)來(lái)提高市場(chǎng)的占有率，有利于原煤銷售，從而穩(wěn)定礦井的正常生產(chǎn)，促進(jìn)礦井可持續(xù)發(fā)展。

總之，煤倉(cāng)經(jīng)過(guò)治理，倉(cāng)內(nèi)淋水量降低為0.4m3/h，達(dá)到預(yù)期效果，消除了冒煤隱患，煤倉(cāng)能夠有效的存砟，發(fā)揮了倉(cāng)儲(chǔ)作用。井下戊組皮帶大巷出砟，暫時(shí)存放在戊二煤倉(cāng)內(nèi)，然后分時(shí)段集中出砟，實(shí)現(xiàn)煤矸分運(yùn)，更大限度的分離原煤中的矸石含量，減少原煤灰分，提高商品煤質(zhì)量，提升市場(chǎng)信譽(yù)，保持市場(chǎng)占有率，保證了原煤的銷售，穩(wěn)定了礦井生產(chǎn)，既提高了經(jīng)濟(jì)效益，又提高了社會(huì)效益。

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