鎮(zhèn)城底礦采空積水探放技術(shù)研究

梁永剛

(西山煤電股份公司鎮(zhèn)城底礦，山西 古交 030203)

礦井水害屬于礦井五大災(zāi)害之一，因礦井自身開采條件或歷史開采因素的影響，透水事故頻發(fā)，造成了極大的生命財產(chǎn)損失。因此，探明礦井的水文開采條件，采取有針對性的措施，是防止水害事故發(fā)生的必要條件。

西山煤電股份公司鎮(zhèn)城底礦屬帶壓開采礦井，水文地質(zhì)條件復(fù)雜，處于西山區(qū)域地下水的徑流區(qū)，自投產(chǎn)以來，礦井涌水量在 149.6～467.8 m3/h，正常涌水量為252.1 m3/h。影響礦井安全生產(chǎn)的主要水患有地表水、上覆基巖裂隙水、奧灰水、小窯水、采空積水。上覆基巖裂隙水和地表水對礦井生產(chǎn)的影響較小;奧灰水、小窯水、采空積水對礦井生產(chǎn)的影響較大。其中，奧灰水為該礦最主要的水患，奧灰靜止水位標高900 m，受奧灰水威脅最嚴重的區(qū)域位于井田的南六采區(qū)，2.3#煤層奧灰最大水頭壓力2.2 MPa，8#煤層奧灰最大水頭壓力2.9 MPa，全礦井2.3#煤層突水系數(shù)為0～0.026 MPa/m，8#煤層突水系數(shù)為0～0.051 MPa/m。該礦嚴格堅持“預(yù)測預(yù)報、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原則，采取物探加鉆探的方法，對物探異常區(qū)及時進行鉆探驗證，防止構(gòu)造導(dǎo)通奧灰水。對采空積水及時進行探放，鉆孔出水利用礦井充水水源快速識別儀進行化驗，探明水害類型，采取措施，將水害隱患消除于萌芽狀態(tài)。28106皮帶順槽及28108工作面采空積水分布圖見圖1。

圖1 28106皮帶順槽及28108工作面采空積水分布圖

下面以28106皮帶順槽探放28108工作面采空積水為例介紹該礦采取物探、鉆探、化探相結(jié)合探放采空積水。

1 工作面概況

28106工作面水文地質(zhì)條件復(fù)雜，屬帶壓開采區(qū)，奧灰靜止水位標高為900 m，煤層底板標高為780～830 m，工作面標高低于奧灰靜止水位標高70～120 m，底板最大突水系數(shù)為0.027 MPa/m。煤層實際隔水層厚度(70 m)大于安全隔水層厚度(10.20 m)，在沒有構(gòu)造導(dǎo)水的情況下，工作面是安全的。該工作面掘進煤層為8#煤層，頂板L1、K2、L4灰?guī)r裂隙水是工作面的主要充水因素，隨著工作面的掘進，頂板裂隙增加，頂板灰?guī)r水會沿頂板裂隙和錨桿、錨索孔流入工作面內(nèi)，正常情況下，工作面僅有滴水、淋水現(xiàn)象。28106皮帶順槽及28108工作面采空積水上組煤22112、(已回采)無采空積水;工作面西部同層28108采空積水面積為14169 m2，積水量為13177 m3，積水標高為798～816 m，最大水頭壓力為0.18 MPa。預(yù)計工作面正常涌水量為5～10 m3/h，最大涌水量為30 m3/h。

2 超前探測

1)利用TEMHZ75礦用本質(zhì)安全型瞬變電磁儀進行超前探測，探測成果圖見圖2～5。

圖2 物探位置1低阻異常區(qū)域

圖3 物探位置2低阻異常區(qū)域

圖4 物探位置3低阻異常區(qū)域

圖5 物探位置4低阻異常區(qū)域

2)利用ZYJ－500/160架柱式液壓回轉(zhuǎn)鉆機進行鉆探驗證。

施工驗證鉆孔。按照專門的探放水設(shè)計及措施在28106皮帶順槽20#點前50 m施工Z1孔，孔深35 m，傾角 8°，方位 266°，沿煤鉆進，33 m 打通采空積水，無水。

根據(jù)圖2探測結(jié)果，按照專門的探放水設(shè)計及措施在28106皮帶順槽22#點前10 m施工Z2孔，孔深34 m，傾角8°，方位266°，沿煤鉆進，33 m 打通采空積水，涌水量約為20 m3/h，截止10月11日孔內(nèi)無水，共放水約5760 m3。

根據(jù)圖3探測結(jié)果，按照專門的探放水設(shè)計及措施，在28106皮帶順槽24#點前52 m施工Z3孔，孔深36 m，傾角7°，方位266°，沿煤鉆進，36 m 打通采空積水，涌水量約為20 m3/h，截止2013年10月27日孔內(nèi)無水，共放水3500 m3。

根據(jù)圖4探測結(jié)果，按照專門的探放水設(shè)計及措施，在28106皮帶順槽26#點前50 m施工Z4孔，孔深30 m，傾角6°，方位266°，沿煤鉆進，30 m 打通采空積水，涌水量約為30 m3/h，截止2013年11月3日涌水量約15 m3/h，為動態(tài)補給水，共放水3600 m3。

根據(jù)圖5探測結(jié)果，在10月18日，28108采空積水還沒有放完，因此探測出結(jié)果與實際是相符的。

3)利用礦井充水水源快速識別儀對鉆孔出水進行化驗。

利用礦井充水水源快速識別儀對Z2、Z3、Z4鉆孔出水進行了化探，根據(jù)該礦水文數(shù)據(jù)庫比對，為采空積水。

3 結(jié)語

采取“物探先行、鉆探驗證、化探跟進”的綜合探測方法，有效避免了單一探測方法的局限性，實現(xiàn)方法互補，是非常有效的礦井防治水方法，適用于礦井采、掘工作面超前探測，確保了礦井安全生產(chǎn)，值得推廣應(yīng)用。

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