煤礦基建轉(zhuǎn)生產(chǎn)期間綜合防治水的研究與應(yīng)用

王永海

（山西茂華能源投資有限公司,山西　朔州　036032）

煤礦基建轉(zhuǎn)生產(chǎn)期間綜合防治水的研究與應(yīng)用

王永海

（山西茂華能源投資有限公司,山西朔州036032）

摘要：本文敘述了煤礦基建期間綜合防治水的研究與應(yīng)用情況。有效解決了在確認(rèn)沖水水源分布特征及規(guī)律情況下，綜合防治水措施的問(wèn)題，煤礦基建期間綜合防治水的研究與應(yīng)用角度新穎，適用面廣，保證了礦井防治水安全，可取得較好的社會(huì)效益。

關(guān)鍵詞：綜合防治水；措施；基建轉(zhuǎn)生產(chǎn)；研究應(yīng)用

根據(jù)充水水源的分布特征及規(guī)律，為確保安全生產(chǎn)，完善基建期間 “長(zhǎng)短探互補(bǔ)、疏堵結(jié)合、增大強(qiáng)排能力”和轉(zhuǎn)入生產(chǎn)礦井回采時(shí)采煤工作面超前放水的六種綜合防治水措施的研究與應(yīng)用。

1　長(zhǎng)探方案

掘進(jìn)工作面迎頭由專職探水隊(duì)進(jìn)行超前探水，按《煤礦防治水規(guī)定》在巷道斷面設(shè)計(jì)5個(gè)長(zhǎng)探孔，順巷道方向3個(gè)孔施工孔深各100米，向兩幫超前方向保證終孔距離巷道工作面30米的幫距施工孔深各105米，掘進(jìn)施工70米，前方保證30米的安全掘進(jìn)距離。

2　短探方案

掘進(jìn)工作面采用ZQJ-80/2.0S氣動(dòng)架柱式鉆機(jī)2臺(tái)分別用于煤巷迎頭短探，可以一次探20米，掘進(jìn)15米后再進(jìn)行短探，為施工隊(duì)創(chuàng)造更多的掘進(jìn)時(shí)間。

3　放水方案

若長(zhǎng)探探出水來(lái)后，在掘進(jìn)工作面迎頭一幫施工放水硐室，施工3個(gè)放水孔，下套管，安裝閘閥控制放水量。對(duì)巷道前方的水體提前進(jìn)行疏放，確保巷道掘進(jìn)施工安全。

4　優(yōu)化排水系統(tǒng)

礦井為基本建設(shè)礦井，目前主井水倉(cāng)正在施工，井下排水系統(tǒng)主要由主井水倉(cāng)、副井井底水倉(cāng)、采區(qū)水倉(cāng)、運(yùn)輸大巷臨時(shí)水倉(cāng)、40101回風(fēng)、運(yùn)輸順槽臨時(shí)水倉(cāng)及管路構(gòu)成。

（1）主井水倉(cāng)：選用3臺(tái)MD450-60×3型離心水泵，該型水泵額定流量為450m3/h，一級(jí)額定揚(yáng)程為60m。排水管選用Φ273×8型無(wú)縫鋼管，公稱直徑dp=250mm；吸水管選用Φ377×9型無(wú)縫鋼管，公稱直徑dx=350mm。

（2）副井井底倉(cāng)：水倉(cāng)容量為1000m3，水泵為兩臺(tái)D155-30×6型水泵，配套電機(jī)Y315MZ-4，功率132KW；兩臺(tái)D120-50×4型水泵，配套電機(jī)Y315S-2，功率110KW。通過(guò)兩趟直徑為φ159mm的管路排至地面泄洪池。正常情況下一臺(tái)水泵排水，兩臺(tái)備用，一臺(tái)檢修。容水量正常，水泵總排水能力為385m3/h。

（3）采區(qū)水倉(cāng)：選用3臺(tái)350QJ360-36/1型潛水泵，該型水泵額定流量為360m3/h，揚(yáng)程為36m，功率為：55KW，配套管路直徑：排水管選用Φ273×8型無(wú)縫鋼管，公稱直徑250mm；吸水管選用Φ325×8型無(wú)縫鋼管，公稱直徑300mm。

（4）首采工作面不設(shè)正規(guī)水倉(cāng)。40101回風(fēng)順槽和40101運(yùn)輸順槽為下山掘進(jìn)，規(guī)定每掘進(jìn)200米施工一個(gè)容納30m3的臨時(shí)水窩。40101回風(fēng)順槽、40101運(yùn)輸順槽分別安設(shè)2趟φ159mm排水管路，每隔100米留設(shè)與放水孔連接的三通，所有放水孔放的水均通過(guò)三通排至φ159mm管路，再排至采區(qū)水倉(cāng)，通過(guò)采區(qū)水倉(cāng)轉(zhuǎn)排至主井水倉(cāng)再排至地面。每個(gè)順槽安設(shè)3臺(tái)WQY50-70-18.5（流量50m3/h,揚(yáng)程70m,功率18.5kw）排水泵（包括備用）。

5　注漿堵水方案

根據(jù)我礦的實(shí)際情況，為節(jié)約資金，降低成本，綜合考慮，我們制定了2種注漿堵水方案。

（1）涌水量大的區(qū)域用高分子化學(xué)材料進(jìn)行注漿堵水和圍巖加固。

（2）涌水量小的區(qū)域用水泥漿注漿堵水和圍巖加固。

通過(guò)對(duì)巷道出水點(diǎn)進(jìn)行注漿封堵，改善了掘進(jìn)施工條件。

6　轉(zhuǎn)入生產(chǎn)礦井回采時(shí)采取采煤工作面超前放水

經(jīng)過(guò)論證后，在回風(fēng)順槽和運(yùn)輸順槽分別每隔一段距離進(jìn)行采煤工作面超前放水。編制了《40101首采面綜合防治水措施》，措施中從三個(gè)方面進(jìn)行了設(shè)計(jì)探放：

（1）物探富水區(qū)：根據(jù)我礦地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)結(jié)果和之前所做的地面的瞬變電磁報(bào)告分析可知，煤系砂巖含水層富水性具有較大不均一性，該工作面頂板K4砂巖存在兩處富水異常區(qū)。探查時(shí)應(yīng)將物探富水異常區(qū)作為重點(diǎn)進(jìn)行探放。

根據(jù)井下物探探查結(jié)果結(jié)合地面物探資料，對(duì)異常區(qū)進(jìn)行探放水，每個(gè)異常區(qū)布置若干個(gè)鉆孔，鉆孔參數(shù)見表1、表2。

表1　物探異常區(qū)在40101運(yùn)輸順槽側(cè)布置鉆孔參數(shù)

表2　物探異常區(qū)在40101回風(fēng)順槽側(cè)布置鉆孔參數(shù)

1）首先對(duì)物探異常區(qū)的中心和接近最低處各施工一個(gè)鉆孔，終孔層位根據(jù)物探異常的剖面范圍來(lái)確定，終孔位置高于異常范圍10m。

2）然后根據(jù)這兩個(gè)鉆孔的放水情況和物探異常的形態(tài)，再在其兩側(cè)施工兩個(gè)鉆孔檢查兼放水，如果這兩個(gè)鉆孔無(wú)水，則該異常區(qū)放水結(jié)束。

3）若兩個(gè)檢查兼放水孔其中一個(gè)有水（初始水量大于10m3/h），則在該孔附近再施工一個(gè)檢查兼放水孔，若兩個(gè)孔均有水（初始水量大于10m3/h），則需按照小于或等于50m間距加密鉆孔密度，終孔位置高于異常范圍10m。

（2）老窯水探放鉆孔：首采工作面西北側(cè)存在多處廢井，后因不同原因相繼關(guān)閉，因建井時(shí)間較長(zhǎng)，當(dāng)時(shí)的建井人員找不到，采掘資料不清，采空區(qū)及積水范圍不清，因此在首采面開采時(shí)必須加強(qiáng)防治水工作，避免發(fā)生水害事故，確保安全生產(chǎn)。依據(jù)我礦井下探水雷達(dá)探測(cè)，推測(cè)采空區(qū)范圍。運(yùn)輸順槽從切眼后退178m處，回風(fēng)順槽從切眼后退193m處，分別每隔30m設(shè)計(jì)一組探查、放水孔。

（3）正常段檢查及放水孔：在回風(fēng)、運(yùn)輸順槽每100m左右各設(shè)計(jì)一個(gè)檢查兼放水孔，兩順槽各設(shè)計(jì)16個(gè)孔。第一鉆場(chǎng)布置在工作面切眼退后50m處，為保證一開始推進(jìn)安全，在切眼退后100米處加密一個(gè)鉆孔。對(duì)其上部導(dǎo)水裂隙帶影響范圍內(nèi)的含水層進(jìn)行探查，檢查其上部是否含水，若有水，根據(jù)水量大小確定則加密布設(shè)鉆孔進(jìn)行疏放工作。鉆孔參數(shù)：檢查及放水孔在一般在兩順槽內(nèi)基本對(duì)向，在回風(fēng)順槽，終孔層位在第四系松散含水層內(nèi)，設(shè)計(jì)孔深100m左右，仰角為53°；在運(yùn)輸順槽，終孔層位為第四系松散含水層，設(shè)計(jì)孔深100m左右，仰角為53°。放水孔必須安設(shè)壓力表和流量表，便于觀察放水量和壓力變化，觀測(cè)放水效果。若放水孔初始水量大于10m3/h，則在該孔附近再施工一個(gè)放水孔，再根據(jù)兩孔放水量大小確定是否再增加鉆孔，終孔位置高于異常范圍10m。直到單孔或兩孔合計(jì)放水量小于5m3/h，視為放水取得良好效果，能夠保證回采安全，回采工作面方可推進(jìn)進(jìn)行回采。

通過(guò)六種綜合防治水措施的研究與應(yīng)用，改善了井下施工條件，確保了礦井安全生產(chǎn)。