采空區(qū)探放水技術(shù)在伯方煤礦的應(yīng)用

趙遠(yuǎn)來

（山西蘭花科技創(chuàng)業(yè)股份有限公司 伯方煤礦分公司，山西 高平048400）

采空區(qū)探放水技術(shù)在伯方煤礦的應(yīng)用

趙遠(yuǎn)來

（山西蘭花科技創(chuàng)業(yè)股份有限公司 伯方煤礦分公司，山西 高平048400）

伯方煤礦為了防止水害事故的發(fā)生，對3108（I）回風(fēng)順槽、3110采空區(qū)積水進(jìn)行了設(shè)計，實施了嚴(yán)格的探放水制度，為今后工作面探放水積累了經(jīng)驗。

積水量；鉆孔布置；放水點

1 探放水的概述

探水是指采礦過程中用超前勘探方法，查明采掘工作面頂?shù)装?、?cè)幫、及其前方的含水構(gòu)造（包括陷落柱）、充水含水層、積水老窯等水體的具體空間位置和產(chǎn)狀等，其目的是為有效防治礦井水害做好必要準(zhǔn)備。伯方煤礦生產(chǎn)過程中遇到的采空區(qū)探放水問題如下：3108（I）工作面回風(fēng)順槽西南側(cè)為3110工作面的采空區(qū)內(nèi)存有大量積水，對3108（I）工作面的回采造成水患威脅。為保證3108（I）工作面回采期間的安全，依照水害防治“預(yù)測預(yù)報、有掘必探、先探后掘、先治后采”的十六字方針，決定在3108（I）回風(fēng)順槽打鉆，對3110工作面采空區(qū)積水進(jìn)行完全釋放。

2 放水孔的方案設(shè)計

（1）積水區(qū)的位置及積水量：3108（I）工作面西南側(cè)的3110工作面采空區(qū)積水，邊界線距3108（I）回風(fēng)順槽21.4m，積水量算式為：

式中：W為老空積水量，m3；M為采厚，5.5m；a為老空走向長度，950 m；h為老空垂高，23.12 m；K為老空充水系數(shù)，取0.3～0.5；α為煤層傾角，取8°。采空區(qū)積水量預(yù)計約34.5萬m3，采空區(qū)正常涌水量約5 m3/h，水壓最大0.504MPa。

（2）探放水地段的地質(zhì)構(gòu)造及水文地質(zhì)：3110工作面采空區(qū)總的構(gòu)造形態(tài)為一單斜構(gòu)造，工作面回采完后，頂板已經(jīng)全部垮落，3號煤層頂板地面滲水聚積在采空區(qū)內(nèi)。

（3）鉆孔的布置方案：采用探水鉆打鉆孔放水的方法，在3108（I）工作面回風(fēng)順槽中布置探水鉆。穿透3108（I）回風(fēng)順槽與3110工作面隔水煤柱打眼放水，排出的水流入3108（I）工作面、3108（II）工作面由排水泵排出，見圖1。

圖1 放水方案簡圖

（4）放水機具：采用ZYG—150型全液壓鉆機型探水鉆一臺，1 m鉆桿30根，Φ65 mm、Φ120 mm鉆頭若干個，孔口管、閘閥等材料。

（5）放水鉆孔布置方法：本次放水設(shè)計共有3處放水點。第一次放水鉆孔位置布置在3108（I）工作面回風(fēng)順槽740 m處，由于此處放水量大，水位差要控制在5m以內(nèi)。第二次放水鉆孔位置布置在3108（I）工作面回風(fēng)順槽聯(lián)絡(luò)巷口往上10m處。第三次放水鉆孔位置布置在3108（I）工作面切眼處。第一、二次放出的水引至3108（I）工作面切眼中抽出；第三次放出的水引至3108（II）工作面運輸順槽中抽出。一般每處打3個孔，打孔時先打上部孔，至放水量不大時再打中部孔；然后打下部孔，鉆孔數(shù)量可視放水情況適當(dāng)增加，直至該處積水放完。鉆孔放水流量應(yīng)與水泵排水能力適應(yīng)為準(zhǔn)，見圖2。

圖2 放水鉆孔布置簡圖

（6）孔口管固定：先用Φ65 mm鉆頭按鉆孔布置要求打孔，鉆進(jìn)3m后，再用Φ120mm鉆頭擴孔，后將孔內(nèi)沖洗干凈，并將預(yù)先準(zhǔn)備好的孔口管采用水泥砂漿固定在鉆孔中，孔口安裝4英寸閘閥；待水泥砂漿凝固后，再用65mm的鉆頭在孔口管內(nèi)繼續(xù)鉆進(jìn)。

3 施工中的注意事項

3108（II）運輸順槽在放水前要進(jìn)行通風(fēng)、排瓦斯、清淤工作，并提前清理好現(xiàn)場，安設(shè)4英寸水泵三臺，一臺工作，二臺備用。排水管路兩趟（4英寸管），并派專人負(fù)責(zé)抽水。放水前先清理巷道，檢查安全退路，著鉆位置要選擇煤壁硬、整體性好、不易片幫滲水的地點。所有工作人員必須穿戴整齊、嚴(yán)防衣物被絞入鉆機轉(zhuǎn)動部位；預(yù)計鉆透后涌水很大，所有工作人員必須穿雨衣褲。打鉆時若發(fā)現(xiàn)鉆機或鉆桿有異常聲音時，立即停止推進(jìn)，以防卡鉆；查明原因并進(jìn)行處理后，方可繼續(xù)作業(yè)。打鉆時若發(fā)現(xiàn)鉆孔瓦斯噴出異常、鉆孔水壓及回水量增大，必須立即停鉆，嚴(yán)禁拔出鉆桿，并采取相應(yīng)措施。所需排水設(shè)備未到位時，不得開工打鉆。放水時，排水設(shè)備的排水能力應(yīng)大于預(yù)計單個鉆孔放水量。鉆進(jìn)時必須嚴(yán)格按施工措施規(guī)定的眼位、眼深、角度等施工，不得擅自改動。先用小鉆頭鉆進(jìn)后，再用大鉆頭擴孔，達(dá)到孔口管安裝要求；管口安裝好后可用戧柱固定，以防水壓過大將孔口管壓出。放水孔必須打中老空水體，并監(jiān)視放水全過程，核對放水量，直至老空水放完為止。放水時，必須設(shè)專人監(jiān)測鉆孔出水情況，測定水量、水壓，作好記錄。廢棄的鉆孔將閘閥等物品拆除后，采用水泥砂漿封孔，以防有瓦斯或有害氣體溢出。

4 結(jié)束語

由于采空區(qū)積水的分布規(guī)律不易掌握，又帶有災(zāi)害的特點，一旦警惕不高，很簡單的問題也會釀成慘痛的水害事故。因此必須采取嚴(yán)肅慎重和一絲不茍的工作態(tài)度，堅持“全面分析，逐頭逐面排查，多找疑點，有疑必探”的基本原則，真正做到：（1）人員再緊，探放水工作也必須專人負(fù)責(zé)。（2）有疑必探，采掘工程沒有把握必須探水；如果探水工作影響采掘工程，采取其他補救措施，不能放松這一工作。（3）采空區(qū)積水小也不可大意，應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)章制度施工，要把水放出來才可生產(chǎn)。

[1]張光德，李棟臣,等.礦井水災(zāi)防治[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2002.

[2]張榮立，何國偉，李鐸.采礦工程設(shè)計手冊[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2003.

Application of Prospecting and Draining Water Technology in Bofang Mine

ZHAO Yuan-lai
(Bofang Mine Branch of Lanhua Science and Technology Investment Co.Ltd.,Gaoping Shanxi 048411)

To prevent water accidents,the No.3108 (I)return air laneway and the No.3110 goaf were designed in Bofang mine.Severe prospecting and draining water system was implemented,which could be useful for future work.

water accumulation;borehole layout;water empty point

TD745+.2

A

1672-5050（2012）11-0057-02

2012-06-22

趙遠(yuǎn)來（1969—），男，山西高平人，大專，助理工程師，從事礦山采掘技術(shù)工作。

劉新光