淺析積水區(qū)下煤層的安全回采

任 偉

（山西蘭花科技創(chuàng)業(yè)股份有限公司 大陽(yáng)煤礦分公司，山西 晉城 048000）

1 積水區(qū)安全回采的準(zhǔn)備工作

積水區(qū)煤炭安全回采之前，一定要對(duì)煤炭積水區(qū)的情況進(jìn)行全面的調(diào)查了解。測(cè)量部門與相關(guān)生產(chǎn)部門需要聯(lián)合起來(lái)，利用科學(xué)的方法對(duì)煤炭積水、下山積水情況進(jìn)行認(rèn)真詳細(xì)的檢測(cè)、編制檢查預(yù)案，對(duì)煤炭積水區(qū)的范圍、空間位置、積水量等進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量。然后要在實(shí)地測(cè)量所得到的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，依靠工程技術(shù)人員設(shè)計(jì)合理的探放水方案及煤炭開采方案，最終形成一個(gè)最優(yōu)的煤炭積水區(qū)安全開采方案。

2 探放水設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容

探放水設(shè)計(jì)的目的是為了排放積水區(qū)的積水，確保煤炭安全開采的進(jìn)行。探放水設(shè)計(jì)時(shí)首先是根據(jù)煤礦層的煤炭?jī)?chǔ)量、走向、穩(wěn)定性、傾向、有無(wú)壓薄帶確定探放水起點(diǎn)。正常情況下，探放水的起點(diǎn)應(yīng)距離積水區(qū)40 m開外；如果對(duì)積水區(qū)的空間位置、水量、邊界有準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，在確保安全前提下，探放水的起點(diǎn)可放在距離積水區(qū)30m位置。其次是恰當(dāng)?shù)夭贾锰剿@孔。探水過(guò)程中，作業(yè)人員處在煤炭積水的下方時(shí)，由于時(shí)刻都要遭受積水蒙頂?shù)奈ｋU(xiǎn)，所以為了確保工作人員的安全，必須做好作業(yè)點(diǎn)周圍的鉆孔控制工作。要按煤層厚度確定恰當(dāng)?shù)某熬?、密度、幫距。例如：?dāng)煤層厚度在10m以上時(shí)，超前距要保持在10～15 m，幫距也要保持在10～15 m；當(dāng)煤層厚度在10 m以下時(shí)，超前距在8～10 m之間，幫距也是如此。在鉆孔布置上，正常情況下應(yīng)不少于5個(gè)（特別是在積水區(qū)沒(méi)有準(zhǔn)確探明的情況下，由于作業(yè)人員和探水小眼都位于積水區(qū)的下方，時(shí)刻都有遭受積水涌出的危險(xiǎn)），因此，不僅要保證鉆孔數(shù)量來(lái)加強(qiáng)安全，更要用科學(xué)的鉆孔技術(shù)確保安全。例如鉆孔鉆探方式，應(yīng)該向前上方和左右方，鉆孔分布應(yīng)該是扇形分布，見(jiàn)圖1。如果煤炭積水區(qū)有了準(zhǔn)確調(diào)查數(shù)據(jù)，明確積水區(qū)的范圍，鉆孔數(shù)量可減少為3個(gè)，但是安全工作同樣不容忽視。

圖1 雙眼掘進(jìn)交叉探水簡(jiǎn)圖

3 探放水方法和探水巷道布置

1）穩(wěn)定煤層的探放水方法。見(jiàn)圖1，常用雙眼交叉探水方式，特點(diǎn)是探水和掘進(jìn)交叉進(jìn)行。為了確保安全，兩小眼的距離應(yīng)保持在15～25m左右，不要超過(guò)25 m，即兩小眼間距為幫距的兩倍或兩倍以上。兩小眼通過(guò)向斜上方傾斜的聯(lián)絡(luò)眼進(jìn)行溝通，聯(lián)絡(luò)眼間距為15 m，并且聯(lián)絡(luò)眼的形狀呈三角錐型，這是為了確保工作人員在危險(xiǎn)時(shí)及時(shí)有效避開危險(xiǎn)。再者，探水眼應(yīng)提前掘進(jìn)眼20m以上，以免發(fā)生意外。

2）相對(duì)穩(wěn)定煤層的探放水方法。它與穩(wěn)定煤層探放水相似，采用上風(fēng)巷和探水巷交叉掘進(jìn)方式，但是煤層在傾斜方向上要有一定距離，確保不能與上水平連通。兩巷之間的距離要保持在15 m以上，探水巷要提前上風(fēng)巷15 m，兩巷以切眼連絡(luò)，確保發(fā)生意外時(shí)工作人員能夠安全避險(xiǎn)。

3）窩狀煤層的探放水方法。所謂煤包是煤炭層中突然加厚的煤炭聚厚點(diǎn)，煤包是很穩(wěn)定的煤層，但因?qū)@些煤包開采時(shí)中自然而然的形成了寬度和厚度都不超過(guò)5m的積水包，常用的雙眼探放水的方法已經(jīng)不行，必須用單眼探水法；并在探水巷向前掘進(jìn)中，每隔15 m要開一個(gè)躲避洞，以便作業(yè)人員遇水害時(shí)及時(shí)躲避。

4 積水區(qū)下煤層開發(fā)的方法和安全措施

1）采用雙小眼探水聯(lián)絡(luò)避災(zāi)從上到下分塊回采。積水區(qū)煤層回采時(shí)，要按不同煤層的不同積水情況，采用不同的探放水方法。例如，穩(wěn)定煤層可用兩小眼交叉探水方法，其最大優(yōu)勢(shì)是兩小眼之間的煤層空間均有探水鉆孔控制，上部聯(lián)絡(luò)眼連通做到兩眼見(jiàn)面，保證開采過(guò)程比較安全。進(jìn)行積水區(qū)下煤層開采之前，要按事先調(diào)查的數(shù)據(jù)做好探放水設(shè)計(jì)施工，制定詳細(xì)的開采計(jì)劃，要確保探放水和開采工作安全，避免透水事故發(fā)生。見(jiàn)圖2，當(dāng)在開采接近積水覆蓋的老區(qū)煤層時(shí)，為了確保安全，必須嚴(yán)格按照探放水的步驟和方法探放水。只有確定積水排空后，才能進(jìn)一步進(jìn)行煤層的開采工作，以確保積水威脅的完全解除和開采人員的安全。對(duì)于在煤層不穩(wěn)定地段，由于特殊的煤層構(gòu)造形態(tài)，探放水工作結(jié)束之后，除了積水威脅，還有坍塌的威脅，獨(dú)眼井還應(yīng)制定相應(yīng)的安全措施。積水區(qū)煤層開采要嚴(yán)格按探放水設(shè)計(jì)施工，積水威脅解除后才可進(jìn)行開采工作；并在回采過(guò)程中，仍要提高警惕，防止意外透水事故發(fā)生。

圖2 采煤工作面巷道布置圖

煤層開采中，一定要提高警惕、做好必要的防范措施。例如，對(duì)同一煤田、同一煤層正在開采的企業(yè)以及正在開采的煤層進(jìn)行調(diào)查了解，掌握開采企業(yè)及其開采狀況，及時(shí)對(duì)可能發(fā)生的威脅進(jìn)行提前預(yù)防。特別是那些小煤窯、小煤礦有可能因?yàn)闉E挖、亂采出現(xiàn)積水區(qū)，必須對(duì)這些水害進(jìn)行提前預(yù)防。而且對(duì)于國(guó)有大企業(yè)開采的舊礦區(qū)，也有可能出現(xiàn)積水區(qū)，因此，開采之前，須對(duì)將要開采煤層周圍的開采生產(chǎn)等情準(zhǔn)確摸底；一旦發(fā)現(xiàn)有積水區(qū)要及時(shí)想辦法清除積水，排除水害威脅。如果實(shí)在無(wú)法排除、或排除積水后仍有很大風(fēng)險(xiǎn)，必要時(shí)要停止開采，以免發(fā)生人員傷亡。

2）留設(shè)防水煤柱。a.當(dāng)遇到大量積水區(qū)，且積水難以排除時(shí)，要想辦法能在不引起漏水及坍塌事故的前提下做好開采工作。常見(jiàn)方法是按地質(zhì)條件預(yù)留20 m以上的放水隔離煤柱，并在下幫及時(shí)打上貼幫點(diǎn)柱，以防礦山壓力引起坍塌事故及煤幫脫落的透水事故。b.當(dāng)遇到煤層斷層帶積水時(shí)，為防止采掘工作面接近斷層時(shí)發(fā)生透水，在晉獻(xiàn)公挖掘時(shí)，要提前對(duì)煤層的賦存條件、斷層的透水性、靜水壓力等因素，留設(shè)20 m以上的護(hù)水隔離煤柱，做好防范措施。當(dāng)按工作面地質(zhì)構(gòu)造可以推斷積水區(qū)下部為煤層走向壓薄帶時(shí)，將壓薄帶當(dāng)做護(hù)水隔離煤柱。如果積水較大，煤柱較松，可在壓薄帶以下增加10m寬的煤柱。

[1]孟祥春.積水區(qū)下煤層的安全回采[J].山東煤炭科技,2010(2):199,201.

[2]茍盤龍.綜合防治礦井開采區(qū)段水患的措施[J].中國(guó)西部科技,2009(5):30-31.

[3]張文勝.淺談鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦采煤工作面上部采空積水區(qū)的探放方法[J].能源與環(huán)境,2009(6):95-96.

[4]張李坤.小煤井下山積水區(qū)探放水研究[J].能源與環(huán)境,2009(6):53-54.

[5]付曉,李強(qiáng).老空積水區(qū)探放過(guò)程的分析與實(shí)踐[J].中國(guó)西部科技,2009(19):27,40.