錦界煤礦31201面綜合防治水技術(shù)

呂清緒

（神東煤炭集團(tuán)錦界煤礦管理處，陜西 神木 719319）

錦界煤礦31201面綜合防治水技術(shù)

呂清緒

（神東煤炭集團(tuán)錦界煤礦管理處，陜西 神木 719319）

詳細(xì)總結(jié)了錦界煤礦31201面綜合防治水技術(shù)措施，從工作面設(shè)計(jì)、排水系統(tǒng)布置及地面設(shè)施建設(shè)等方面進(jìn)行了闡述和分析，對(duì)防治水工作進(jìn)行了效果評(píng)價(jià)。通過建立井上下立體式防治水網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了礦井的安全生產(chǎn)和礦井水的資源化綜合利用。

防治水；疏放；礦井水資源化；綜合利用

錦界煤礦水文地質(zhì)類型劃分為極復(fù)雜。在目前三綜五連年產(chǎn)1650萬t原煤的生產(chǎn)格局下，礦井年涌水量超過礦井的生產(chǎn)能力，將達(dá)到2000萬m3/a。如何有效地開展防治水工作，保證礦井的安全生產(chǎn)，是擺在全礦每一位工程技術(shù)人員面前的一大課題。

1 礦井水文地質(zhì)情況

1.1 地表水系

錦界井田屬于黃河一級(jí)支流禿尾河流域，井田內(nèi)主要地表水系（體）有青草界溝、河則溝及小型水庫。井田大部范圍屬于青草界溝流域，該溝流域面積為92km2，流域面積的90%在井田內(nèi)。該溝的三條支溝常年流水，流量穩(wěn)定，總流量約為501m3/h。

1.2 含水層水文地質(zhì)特征

錦界煤礦充水水源在垂直向上存在二元結(jié)構(gòu)，即第四系薩拉烏蘇組沙層和風(fēng)積沙含水層和直羅組風(fēng)化基巖含水層。主要有三個(gè)含水層，分別是松散層（風(fēng)積沙）、風(fēng)化基巖及燒變巖含水。松散層含水以接受大氣降水補(bǔ)給為主，徑流以黃土頂界面向青草界溝和河則溝潛流運(yùn)移，最終以泉的形式排泄為主，其次是蒸發(fā)和垂直排泄。風(fēng)化基巖含水主要接受區(qū)域側(cè)向補(bǔ)給和上部地下水的滲透補(bǔ)給，徑流沿基巖頂界面由高到低運(yùn)移至溝谷出滲和頂脫越流排泄。燒變巖含水主要接受大氣降水及上覆沙層水的補(bǔ)給，入滲后沿其孔洞裂隙向下運(yùn)移，并在其底部聚集，在溝谷沿岸以下降泉的形式排泄補(bǔ)給地表水。

2 31201工作面概況

2.1 31201工作面基本情況

31201工作面為一個(gè)刀把式工作面，工作面（小切眼）長度為87m，推進(jìn)長度為385.3m，工作面（大切眼）長度為199m，推進(jìn)度為4015m，煤層平均厚度為3.30m，傾角為1°，地質(zhì)儲(chǔ)量為355.7萬t。

2.2 圍巖情況

頂?shù)装寰鶠榉凵皫r、細(xì)砂巖，頂板軟化系數(shù)為0.22～0.66，底板軟化系數(shù)為0.32～0.48，頂板類型屬于Ⅱ-Ⅲ類。老頂厚度為6.40m～17.55m，成分以細(xì)砂巖為主，泥質(zhì)膠結(jié)，波狀、塊狀層理；直接頂厚度為1.12m～3.80m，成分以粉砂巖為主，中厚層，泥質(zhì)膠結(jié)，水平層理；偽頂厚度為0.0m～0.1m，遇水易泥化；直接底厚度為0.31m～1.20m，炭質(zhì)泥巖，泥質(zhì)膠結(jié)，遇水易軟化。

2.3 水文地質(zhì)情況

31201工作面含水層較厚，有沙層和風(fēng)化基巖兩個(gè)含水層，其中以風(fēng)化基巖含水層為主。沙層含水層主要集中在工作面切眼及回撤通道附近。直羅組風(fēng)化基巖全工作面含水，厚30m～74.8m，大部分地段厚約40m，切眼區(qū)域厚20m～50m。正?；鶐r厚度為30m～50m，工作面內(nèi)多處發(fā)育小型沖刷。31201工作面為該區(qū)域首采面，根據(jù)勘探和神木飲水工程資料，確定該區(qū)域?yàn)閺?qiáng)富水區(qū)。

3 防治水技術(shù)措施

3.1 工作面布置

為了有效解決31201工作面生產(chǎn)期間的水患問題，在進(jìn)行工作面設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行了周全的考慮，采取了綜合防治水措施。

1）采用雙切眼布置形式：因工作面底板等高線的總體趨勢是切眼方向低，回撤通道方向高，為便于工作面生產(chǎn)期間的疏排水，在傳統(tǒng)單切眼的基礎(chǔ)上，增加了一個(gè)輔助切眼，主要目的是為31201尾排水倉留下通風(fēng)路線和安全通道。

2）布置專用泄水巷：為了有效解決31201工作面及二盤區(qū)剩余工作面生產(chǎn)期間的排水問題，在工作面設(shè)計(jì)時(shí)，布置了專門的泄水巷，該巷道布置在回順側(cè)，在生產(chǎn)期間，工作面的水被刮板機(jī)底鏈帶到回順，通過回順與泄水巷之間的聯(lián)巷進(jìn)入泄水巷外排。

3）布置尾排水倉：在31201輔切眼的外側(cè)布置尾排水倉，施工了管子道和強(qiáng)排孔，將31201尾排水倉中的水經(jīng)管子道和強(qiáng)排孔直接排到河則溝，為開采期間隨著老頂初次垮落而上覆含水層水大量疏放，創(chuàng)造有利的排水條件，減輕系統(tǒng)的外排壓力。同時(shí)在 31201切眼和尾排水倉之間埋設(shè)兩趟DN700和兩趟DN400的水管，將經(jīng)過濾的采空區(qū)積水自流到尾排水倉，減輕對(duì)采空區(qū)防水密閉的壓力。

4）分設(shè)清污水倉：根據(jù)工作面兩巷底板等高線及上覆含水層情況，在31201泄水巷布置4個(gè)環(huán)形水倉和3個(gè)聯(lián)巷水倉；在31202回順布置6個(gè)環(huán)形水倉和2個(gè)聯(lián)巷水倉。在工作面投入生產(chǎn)之前，所有的水倉均按照清水倉使用，排放探放水；在生產(chǎn)期間，污水倉用于抽排污水和巷道積水，清水倉排放探放水。通過合理地布置水倉，實(shí)現(xiàn)了礦井水的“清污分離”，減少了污水處理量，同時(shí)提高了水資源的利用率。31201工作面巷道布置，見圖1。

圖1 31201工作面巷道布置圖

3.2 探放水工程布置

在31201工作面兩順槽布置探放水孔，提前疏放上覆富水區(qū)的靜壓水，減輕含水層含水對(duì)工作面回采的影響。

31201工作面探放水鉆孔共施工124個(gè)，鉆孔累計(jì)初始泄水量為4956.6m3/h，現(xiàn)實(shí)際泄水量為752m3/h，累計(jì)泄放水量為491萬m3。31201工作面探放水孔布置，見圖2。

圖2 31201工作面探放水孔布置圖

3.3 排水系統(tǒng)布置

1）順槽排水系統(tǒng)：在順槽里每個(gè)水倉安裝兩臺(tái)MD280-43×3離心泵、兩臺(tái)BQW200-20×5強(qiáng)排泵；31201泄水巷探放水通過安裝的第一趟DN400管路經(jīng)管子道排至4號(hào)水倉，污水通過31201泄水巷兩趟DN300管路經(jīng)管子道去3-1煤膠運(yùn)巷與其中兩趟DN400管路對(duì)接去208采空區(qū)，并將31201泄水巷兩趟DN300管路通過201輔切眼與202回順兩趟DN300管路對(duì)接形成環(huán)形排水系統(tǒng)，相當(dāng)于四趟DN300排水管路（1600m3/h），31202回順清水通過已安裝第一趟DN400管路經(jīng)管子道排至4號(hào)水倉（800m3/h），污水通過31202回順安裝的三趟DN300管路經(jīng)管子道去3-1煤膠運(yùn)巷與另一趟DN400管路對(duì)接去208采空區(qū)或104采空區(qū)（400m3/h），當(dāng)回采時(shí)，31201面排污水能力為5×DN300管路，排水能力為2000m3/h。如果涌水量有所增大，可以利用31201泄水巷第四趟DN400管路通過管子道與膠運(yùn)巷一趟DN400管路對(duì)接去208采空區(qū)（800m3/h）。

2）工作面排水系統(tǒng)：由于工作面機(jī)頭高、機(jī)尾低，在工作面安裝三趟DN150排水管（450m3/h），將工作面積水排至31201回順，通過強(qiáng)排泵將積水注入31201泄水巷DN300污水管路。31201工作面排水系統(tǒng)，見圖3。

3.4 地面配套設(shè)施

在地面配套建設(shè)了2個(gè)污水處理廠，鋪設(shè)了2趟供水管路。一個(gè)污水處理廠位于進(jìn)風(fēng)斜井工業(yè)廣場，設(shè)計(jì)處理能力為900m3/h（實(shí)際可以達(dá)到820m3/h-850m3/h），處理后的水主要用于井下設(shè)備的冷卻、巷道清洗、噴霧消塵等生產(chǎn)用水（200m3/h），其余部分供錦能公司電廠生產(chǎn)使用。另一個(gè)污水處理廠位于主井工業(yè)廣場南側(cè)，設(shè)計(jì)處理能力為1800m3/h，處理后的水直接供給地方政府建設(shè)的水廠，為工業(yè)園區(qū)的各大企業(yè)提高生產(chǎn)用水。2趟供水管路分別通過2個(gè)強(qiáng)排孔排至地面，一趟為清水，直接為當(dāng)?shù)赜盟髽I(yè)及農(nóng)民灌溉使用，另一趟排出的是污水，到達(dá)神木縣西溝境內(nèi)的焦化廠等用水企業(yè)，經(jīng)過沉淀凈化后供生產(chǎn)使用。

圖3 31201工作面排水系統(tǒng)圖

4 防治水效果評(píng)價(jià)

工作面共設(shè)計(jì)施工探放水鉆孔124個(gè)，截止老頂初次垮落，累計(jì)疏放水491.0125萬m3，地下水位標(biāo)高和含水層厚度均滿足安全開采的要求。經(jīng)過實(shí)施探放水，工作面生產(chǎn)期間的涌水量為150m3/h～180m3/h，比預(yù)計(jì)涌水量減少了300m3/h，保證了礦井的安全生產(chǎn)。

在工作面的泄水巷和31202面的回順設(shè)置的清污水倉及排水管路，滿足了探放水、老頂初次垮落及生產(chǎn)期間的排水需要，并實(shí)現(xiàn)了礦井水的清污分離，緩解了污水處理廠的壓力。

雙切眼布置形式，為31201尾排水倉提供了通風(fēng)路線和安全通道，同時(shí)在采空區(qū)和31201尾排水倉之間埋設(shè)管路，將經(jīng)過過濾的污水自流到31201尾排水倉，大大降低了采空區(qū)的水位，減輕了采空區(qū)的水對(duì)聯(lián)巷密閉的壓力，緩解了生產(chǎn)期間工作面的排水壓力，保證了工作面正常回采。

通過地面污水處理廠、供水管路等設(shè)施，為礦井周邊的甲醇廠、電廠、焦化廠、農(nóng)民等用水企業(yè)和人員提供生產(chǎn)、生活用水，實(shí)現(xiàn)了礦井水的資源化，取得了顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)語

錦界煤礦通過采取井下綜合防治水措施，地面建立礦井水綜合處理與利用系統(tǒng)，形成了井上下互動(dòng)的立體式防治水網(wǎng)絡(luò)，不但實(shí)現(xiàn)了31201綜采工作面的安全生產(chǎn)，而且實(shí)現(xiàn)了礦井水的資源化綜合利用，為地處毛烏素沙漠邊緣的神府煤田南部區(qū)的開發(fā)走出了一條新路，也解決了當(dāng)?shù)卮笮陀盟髽I(yè)和農(nóng)業(yè)耕地的水源問題，實(shí)現(xiàn)了地企和諧發(fā)展。

Water Prevention and Control Technology on 31201Working Face in Jinjie Mine

LV Qing-xu

(Jinjie Mine Administration Office,Shendong Coal Group,Shenmu Shannxi 719319)

The paper summarizes the comprehensive water prevention and control technology on 31201working face in Jinjie mine.Working face design,drainage system layouTand ground equipments construction are introduced and analyzed aTlength.The effecTis evaluated.The 3-dimensional water prevention and control network construction realizes safety production and comprehensive utilization oFwater resources.

water prevention and control;discharge water;piTwater resources;comprehensive utilization

TD74

A

1672-5050（2011）07-0055-03

2011-04-28

呂清緒（1967—），男，內(nèi)蒙古伊旗人，大專，工程師，從事煤礦安全生產(chǎn)管理工作。

劉新光