山西大同十里河床區(qū)域多層采空區(qū)水害的綜合研究和治理

曹東升++白玉峰++徐偉++劉務(wù)全

摘要：山西省大同市河床區(qū)域，水文地質(zhì)情況復(fù)雜，影響區(qū)域廣泛，其中同煤集團(tuán)云岡礦404盤(pán)區(qū)現(xiàn)采層為8#層，地面位置臨近十里河床，井下上覆為本礦的2#、3#、7#多層采空區(qū)，采空區(qū)年限較長(zhǎng)，十里河的河水沿地表裂隙滲透到采空區(qū)里，采空區(qū)水文地質(zhì)情況及探放工藝非常復(fù)雜，考慮層間距、成本及探放技術(shù)等原因，采用地面放水孔和井下放水孔相結(jié)合綜合探放方法，最終達(dá)到安全有效排除水患的目的。

關(guān)鍵詞：十里河床；多層采空區(qū)；酸性水；層間距；放水孔

中圖分類(lèi)號(hào)：TD752 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）19-0112-02

山西大同十里河床區(qū)域，水文地質(zhì)情況復(fù)雜，影響區(qū)域廣泛，其中同煤集團(tuán)云岡礦是一個(gè)已經(jīng)持續(xù)生產(chǎn)四十年的老礦，資源枯竭，生產(chǎn)銜接已經(jīng)轉(zhuǎn)移到井田邊緣或者“三下”（上深澗鐵路下、十里河床水體下、建筑物及村莊下壓煤），其8#層404盤(pán)區(qū)地面位置臨近十里河床，井下8415工作面已圈定完畢，準(zhǔn)備開(kāi)采。根據(jù)三維地震及瞬變電磁勘探結(jié)果及本礦該區(qū)域資料分析，該工作面上覆存在多層、多個(gè)采空積水區(qū)，主要來(lái)源于我礦2#、3#、7#采空區(qū)。為了保證安全生產(chǎn)，必須安全有效地排除工作面上覆水患，不排除，不允許開(kāi)采。

1 區(qū)域概況

1.1 地質(zhì)概況

云岡礦8#層8415工作面位于404盤(pán)區(qū)，該面北部臨近十里河床，西部為404三條盤(pán)區(qū)巷，南部為8413工作面（正在圈定）；8415工作面走向長(zhǎng)1152m，傾向長(zhǎng)126m，可采儲(chǔ)量28萬(wàn)噸，煤層厚度在1.4～1.7m之間，平均1.55m，夾有1～2層厚度在0.08～0.4m之間的粉砂巖夾石；直接底為砂質(zhì)頁(yè)巖與細(xì)砂巖互層，厚度約12.89m；直接底為砂質(zhì)頁(yè)巖與細(xì)砂巖互層，厚度約13.89m；該面預(yù)計(jì)2014年4月開(kāi)采。

1.2 水患分析

2 實(shí)施方案

根據(jù)上覆2#、3#、7#層煤層地板等高線和充水性圖以及四層采空區(qū)層間對(duì)照?qǐng)D綜合分析，8#層與3#層層間距約75m，8#層與7#層層間距約33.5m，具備了施工井下放水孔放水的條件，但8#層與2#層層間距約107m目前現(xiàn)有的探放水技術(shù)條件，井下無(wú)法探放，經(jīng)研究決定在8145切巷共施工2個(gè)地面放水孔，在5415巷共施工3個(gè)井下放水孔。

2013年在8#層8415工作面地面設(shè)計(jì)了2個(gè)地面放水孔，其位置均位于8415切巷；其中，1#孔施工完畢，探測(cè)結(jié)果為：2#層見(jiàn)空有水，水位0.8m，pH值1左右，呈強(qiáng)酸性；3#層見(jiàn)空無(wú)水；該區(qū)域7#層為未開(kāi)拓區(qū)域；目前，1#地面放水孔已封孔。2#地面放水孔探測(cè)結(jié)果為2#層見(jiàn)空有水，水位0.8m，pH值1左右，呈強(qiáng)酸性，2#地面放水孔的目的是將2#層8419采空區(qū)酸性水下泄到3#層8419采空區(qū)之中，然后從5415巷向上覆3#層8419采空區(qū)對(duì)應(yīng)倉(cāng)房施工一個(gè)井下放水孔，安設(shè)防腐防水閘門(mén)，控制水量，將酸性水排放到石灰池中進(jìn)行中和。具體施工情況如圖1所示：

圖1 8#層404盤(pán)區(qū)8415工作面多層采空積水綜合探放剖面示意圖

2#層采空區(qū)共放水10000m3的酸性水。井下探放水孔共設(shè)計(jì)3個(gè)，其中，1#井下放水孔終孔通至上覆7#層，于2013年8月27日通孔，共放出水量110000m3；2#、3#井下放水孔終孔通至上覆3#層，加上2#層采空區(qū)酸性水，共放水量20000m3。

3 鉆孔結(jié)構(gòu)及技術(shù)要求

地面放水孔由地質(zhì)處鉆機(jī)隊(duì)進(jìn)行施工，孔徑為89mm，2#地面放水孔鉆孔套管必須采用耐酸型，直至3#層采空區(qū)。井下放水孔由我礦鉆機(jī)隊(duì)進(jìn)行施工，使用鉆機(jī)型號(hào)為T(mén)UX—75KW，鉆孔孔徑為75mm，通孔前10m進(jìn)行擴(kuò)孔，擴(kuò)孔長(zhǎng)度為10m，擴(kuò)孔后孔徑為108mm，擴(kuò)孔后在孔口安裝防腐型水閘門(mén)，與防腐管路對(duì)接。

4 石灰中和后井下排放

兩個(gè)地面放水孔終孔都通至井下8415切巷巷道內(nèi)，在巷道低洼處構(gòu)建一個(gè)臨時(shí)的儲(chǔ)水池，通過(guò)石灰進(jìn)行中和，中和后的pH值約為6，然后排至1030南大巷水溝，最終排至地面。

5 結(jié)論

通過(guò)對(duì)十里河床云岡礦8#層404盤(pán)區(qū)8415回采工作面探放水技術(shù)的綜合研究和治理，證明了在多層、多個(gè)采空積水區(qū)下，探放水工作不僅要保障安全，保證生產(chǎn)，更要根據(jù)當(dāng)前實(shí)際情況，找到更為簡(jiǎn)便可行的探放水方法。本文所提到的多層、多個(gè)采空積水區(qū)下地面和井下放水工作同時(shí)進(jìn)行的方法，不僅實(shí)現(xiàn)了有采必探、超前探放，達(dá)到了預(yù)期的放水效果，而且節(jié)省了施工工序，節(jié)約了施工費(fèi)用，減少了施工時(shí)間，創(chuàng)造了最大

效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 程建遠(yuǎn)，張廣忠，李林元，等.三維地震勘探技術(shù)在老窯及采空區(qū)探測(cè)中的應(yīng)用[J].中國(guó)煤田地質(zhì)，2003.

[2] 方文藻.瞬變電磁測(cè)深法原理[M].西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，1993.

[3] 王芳林.大同煤田巖溶地下水賦存條件研究報(bào)告[R].大同山西煤田地質(zhì)勘探115隊(duì)，1991.

[4] 馬玉良.沿積水采空區(qū)掘進(jìn)安全技術(shù)實(shí)踐[J].科技信息，2010，（35）.

作者簡(jiǎn)介：曹東升（1970-），山西應(yīng)縣人，山西大同煤礦集團(tuán)有限責(zé)任公司云岡礦高級(jí)工程師，碩士，研究方向：采礦工程；白玉峰（1974-），山西懷仁人，山西大同煤礦集團(tuán)有限責(zé)任公司云岡礦工程師，研究方向：采礦工程；徐偉（1988-），黑龍江大慶人，山西大同煤礦集團(tuán)有限責(zé)任公司云岡礦助理工程師，研究方向：勘查技術(shù)與工程；劉務(wù)全（1988-），黑龍江綏化人，山西大同煤礦集團(tuán)有限責(zé)任公司云岡礦助理工程師，研究方向：勘查技術(shù)與工程。endprint

摘要：山西省大同市河床區(qū)域，水文地質(zhì)情況復(fù)雜，影響區(qū)域廣泛，其中同煤集團(tuán)云岡礦404盤(pán)區(qū)現(xiàn)采層為8#層，地面位置臨近十里河床，井下上覆為本礦的2#、3#、7#多層采空區(qū)，采空區(qū)年限較長(zhǎng)，十里河的河水沿地表裂隙滲透到采空區(qū)里，采空區(qū)水文地質(zhì)情況及探放工藝非常復(fù)雜，考慮層間距、成本及探放技術(shù)等原因，采用地面放水孔和井下放水孔相結(jié)合綜合探放方法，最終達(dá)到安全有效排除水患的目的。

關(guān)鍵詞：十里河床；多層采空區(qū)；酸性水；層間距；放水孔

中圖分類(lèi)號(hào)：TD752 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）19-0112-02

山西大同十里河床區(qū)域，水文地質(zhì)情況復(fù)雜，影響區(qū)域廣泛，其中同煤集團(tuán)云岡礦是一個(gè)已經(jīng)持續(xù)生產(chǎn)四十年的老礦，資源枯竭，生產(chǎn)銜接已經(jīng)轉(zhuǎn)移到井田邊緣或者“三下”（上深澗鐵路下、十里河床水體下、建筑物及村莊下壓煤），其8#層404盤(pán)區(qū)地面位置臨近十里河床，井下8415工作面已圈定完畢，準(zhǔn)備開(kāi)采。根據(jù)三維地震及瞬變電磁勘探結(jié)果及本礦該區(qū)域資料分析，該工作面上覆存在多層、多個(gè)采空積水區(qū)，主要來(lái)源于我礦2#、3#、7#采空區(qū)。為了保證安全生產(chǎn)，必須安全有效地排除工作面上覆水患，不排除，不允許開(kāi)采。

1 區(qū)域概況

1.1 地質(zhì)概況

云岡礦8#層8415工作面位于404盤(pán)區(qū)，該面北部臨近十里河床，西部為404三條盤(pán)區(qū)巷，南部為8413工作面（正在圈定）；8415工作面走向長(zhǎng)1152m，傾向長(zhǎng)126m，可采儲(chǔ)量28萬(wàn)噸，煤層厚度在1.4～1.7m之間，平均1.55m，夾有1～2層厚度在0.08～0.4m之間的粉砂巖夾石；直接底為砂質(zhì)頁(yè)巖與細(xì)砂巖互層，厚度約12.89m；直接底為砂質(zhì)頁(yè)巖與細(xì)砂巖互層，厚度約13.89m；該面預(yù)計(jì)2014年4月開(kāi)采。

1.2 水患分析

2 實(shí)施方案

根據(jù)上覆2#、3#、7#層煤層地板等高線和充水性圖以及四層采空區(qū)層間對(duì)照?qǐng)D綜合分析，8#層與3#層層間距約75m，8#層與7#層層間距約33.5m，具備了施工井下放水孔放水的條件，但8#層與2#層層間距約107m目前現(xiàn)有的探放水技術(shù)條件，井下無(wú)法探放，經(jīng)研究決定在8145切巷共施工2個(gè)地面放水孔，在5415巷共施工3個(gè)井下放水孔。

2013年在8#層8415工作面地面設(shè)計(jì)了2個(gè)地面放水孔，其位置均位于8415切巷；其中，1#孔施工完畢，探測(cè)結(jié)果為：2#層見(jiàn)空有水，水位0.8m，pH值1左右，呈強(qiáng)酸性；3#層見(jiàn)空無(wú)水；該區(qū)域7#層為未開(kāi)拓區(qū)域；目前，1#地面放水孔已封孔。2#地面放水孔探測(cè)結(jié)果為2#層見(jiàn)空有水，水位0.8m，pH值1左右，呈強(qiáng)酸性，2#地面放水孔的目的是將2#層8419采空區(qū)酸性水下泄到3#層8419采空區(qū)之中，然后從5415巷向上覆3#層8419采空區(qū)對(duì)應(yīng)倉(cāng)房施工一個(gè)井下放水孔，安設(shè)防腐防水閘門(mén)，控制水量，將酸性水排放到石灰池中進(jìn)行中和。具體施工情況如圖1所示：

圖1 8#層404盤(pán)區(qū)8415工作面多層采空積水綜合探放剖面示意圖

2#層采空區(qū)共放水10000m3的酸性水。井下探放水孔共設(shè)計(jì)3個(gè)，其中，1#井下放水孔終孔通至上覆7#層，于2013年8月27日通孔，共放出水量110000m3；2#、3#井下放水孔終孔通至上覆3#層，加上2#層采空區(qū)酸性水，共放水量20000m3。

3 鉆孔結(jié)構(gòu)及技術(shù)要求

地面放水孔由地質(zhì)處鉆機(jī)隊(duì)進(jìn)行施工，孔徑為89mm，2#地面放水孔鉆孔套管必須采用耐酸型，直至3#層采空區(qū)。井下放水孔由我礦鉆機(jī)隊(duì)進(jìn)行施工，使用鉆機(jī)型號(hào)為T(mén)UX—75KW，鉆孔孔徑為75mm，通孔前10m進(jìn)行擴(kuò)孔，擴(kuò)孔長(zhǎng)度為10m，擴(kuò)孔后孔徑為108mm，擴(kuò)孔后在孔口安裝防腐型水閘門(mén)，與防腐管路對(duì)接。

4 石灰中和后井下排放

兩個(gè)地面放水孔終孔都通至井下8415切巷巷道內(nèi)，在巷道低洼處構(gòu)建一個(gè)臨時(shí)的儲(chǔ)水池，通過(guò)石灰進(jìn)行中和，中和后的pH值約為6，然后排至1030南大巷水溝，最終排至地面。

5 結(jié)論

通過(guò)對(duì)十里河床云岡礦8#層404盤(pán)區(qū)8415回采工作面探放水技術(shù)的綜合研究和治理，證明了在多層、多個(gè)采空積水區(qū)下，探放水工作不僅要保障安全，保證生產(chǎn)，更要根據(jù)當(dāng)前實(shí)際情況，找到更為簡(jiǎn)便可行的探放水方法。本文所提到的多層、多個(gè)采空積水區(qū)下地面和井下放水工作同時(shí)進(jìn)行的方法，不僅實(shí)現(xiàn)了有采必探、超前探放，達(dá)到了預(yù)期的放水效果，而且節(jié)省了施工工序，節(jié)約了施工費(fèi)用，減少了施工時(shí)間，創(chuàng)造了最大

效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 程建遠(yuǎn)，張廣忠，李林元，等.三維地震勘探技術(shù)在老窯及采空區(qū)探測(cè)中的應(yīng)用[J].中國(guó)煤田地質(zhì)，2003.

[2] 方文藻.瞬變電磁測(cè)深法原理[M].西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，1993.

[3] 王芳林.大同煤田巖溶地下水賦存條件研究報(bào)告[R].大同山西煤田地質(zhì)勘探115隊(duì)，1991.

[4] 馬玉良.沿積水采空區(qū)掘進(jìn)安全技術(shù)實(shí)踐[J].科技信息，2010，（35）.

作者簡(jiǎn)介：曹東升（1970-），山西應(yīng)縣人，山西大同煤礦集團(tuán)有限責(zé)任公司云岡礦高級(jí)工程師，碩士，研究方向：采礦工程；白玉峰（1974-），山西懷仁人，山西大同煤礦集團(tuán)有限責(zé)任公司云岡礦工程師，研究方向：采礦工程；徐偉（1988-），黑龍江大慶人，山西大同煤礦集團(tuán)有限責(zé)任公司云岡礦助理工程師，研究方向：勘查技術(shù)與工程；劉務(wù)全（1988-），黑龍江綏化人，山西大同煤礦集團(tuán)有限責(zé)任公司云岡礦助理工程師，研究方向：勘查技術(shù)與工程。endprint

摘要：山西省大同市河床區(qū)域，水文地質(zhì)情況復(fù)雜，影響區(qū)域廣泛，其中同煤集團(tuán)云岡礦404盤(pán)區(qū)現(xiàn)采層為8#層，地面位置臨近十里河床，井下上覆為本礦的2#、3#、7#多層采空區(qū)，采空區(qū)年限較長(zhǎng)，十里河的河水沿地表裂隙滲透到采空區(qū)里，采空區(qū)水文地質(zhì)情況及探放工藝非常復(fù)雜，考慮層間距、成本及探放技術(shù)等原因，采用地面放水孔和井下放水孔相結(jié)合綜合探放方法，最終達(dá)到安全有效排除水患的目的。

關(guān)鍵詞：十里河床；多層采空區(qū)；酸性水；層間距；放水孔

中圖分類(lèi)號(hào)：TD752 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）19-0112-02

山西大同十里河床區(qū)域，水文地質(zhì)情況復(fù)雜，影響區(qū)域廣泛，其中同煤集團(tuán)云岡礦是一個(gè)已經(jīng)持續(xù)生產(chǎn)四十年的老礦，資源枯竭，生產(chǎn)銜接已經(jīng)轉(zhuǎn)移到井田邊緣或者“三下”（上深澗鐵路下、十里河床水體下、建筑物及村莊下壓煤），其8#層404盤(pán)區(qū)地面位置臨近十里河床，井下8415工作面已圈定完畢，準(zhǔn)備開(kāi)采。根據(jù)三維地震及瞬變電磁勘探結(jié)果及本礦該區(qū)域資料分析，該工作面上覆存在多層、多個(gè)采空積水區(qū)，主要來(lái)源于我礦2#、3#、7#采空區(qū)。為了保證安全生產(chǎn)，必須安全有效地排除工作面上覆水患，不排除，不允許開(kāi)采。

1 區(qū)域概況

1.1 地質(zhì)概況

云岡礦8#層8415工作面位于404盤(pán)區(qū)，該面北部臨近十里河床，西部為404三條盤(pán)區(qū)巷，南部為8413工作面（正在圈定）；8415工作面走向長(zhǎng)1152m，傾向長(zhǎng)126m，可采儲(chǔ)量28萬(wàn)噸，煤層厚度在1.4～1.7m之間，平均1.55m，夾有1～2層厚度在0.08～0.4m之間的粉砂巖夾石；直接底為砂質(zhì)頁(yè)巖與細(xì)砂巖互層，厚度約12.89m；直接底為砂質(zhì)頁(yè)巖與細(xì)砂巖互層，厚度約13.89m；該面預(yù)計(jì)2014年4月開(kāi)采。

1.2 水患分析

2 實(shí)施方案

根據(jù)上覆2#、3#、7#層煤層地板等高線和充水性圖以及四層采空區(qū)層間對(duì)照?qǐng)D綜合分析，8#層與3#層層間距約75m，8#層與7#層層間距約33.5m，具備了施工井下放水孔放水的條件，但8#層與2#層層間距約107m目前現(xiàn)有的探放水技術(shù)條件，井下無(wú)法探放，經(jīng)研究決定在8145切巷共施工2個(gè)地面放水孔，在5415巷共施工3個(gè)井下放水孔。

2013年在8#層8415工作面地面設(shè)計(jì)了2個(gè)地面放水孔，其位置均位于8415切巷；其中，1#孔施工完畢，探測(cè)結(jié)果為：2#層見(jiàn)空有水，水位0.8m，pH值1左右，呈強(qiáng)酸性；3#層見(jiàn)空無(wú)水；該區(qū)域7#層為未開(kāi)拓區(qū)域；目前，1#地面放水孔已封孔。2#地面放水孔探測(cè)結(jié)果為2#層見(jiàn)空有水，水位0.8m，pH值1左右，呈強(qiáng)酸性，2#地面放水孔的目的是將2#層8419采空區(qū)酸性水下泄到3#層8419采空區(qū)之中，然后從5415巷向上覆3#層8419采空區(qū)對(duì)應(yīng)倉(cāng)房施工一個(gè)井下放水孔，安設(shè)防腐防水閘門(mén)，控制水量，將酸性水排放到石灰池中進(jìn)行中和。具體施工情況如圖1所示：

圖1 8#層404盤(pán)區(qū)8415工作面多層采空積水綜合探放剖面示意圖

2#層采空區(qū)共放水10000m3的酸性水。井下探放水孔共設(shè)計(jì)3個(gè)，其中，1#井下放水孔終孔通至上覆7#層，于2013年8月27日通孔，共放出水量110000m3；2#、3#井下放水孔終孔通至上覆3#層，加上2#層采空區(qū)酸性水，共放水量20000m3。

3 鉆孔結(jié)構(gòu)及技術(shù)要求

地面放水孔由地質(zhì)處鉆機(jī)隊(duì)進(jìn)行施工，孔徑為89mm，2#地面放水孔鉆孔套管必須采用耐酸型，直至3#層采空區(qū)。井下放水孔由我礦鉆機(jī)隊(duì)進(jìn)行施工，使用鉆機(jī)型號(hào)為T(mén)UX—75KW，鉆孔孔徑為75mm，通孔前10m進(jìn)行擴(kuò)孔，擴(kuò)孔長(zhǎng)度為10m，擴(kuò)孔后孔徑為108mm，擴(kuò)孔后在孔口安裝防腐型水閘門(mén)，與防腐管路對(duì)接。

4 石灰中和后井下排放

兩個(gè)地面放水孔終孔都通至井下8415切巷巷道內(nèi)，在巷道低洼處構(gòu)建一個(gè)臨時(shí)的儲(chǔ)水池，通過(guò)石灰進(jìn)行中和，中和后的pH值約為6，然后排至1030南大巷水溝，最終排至地面。

5 結(jié)論

通過(guò)對(duì)十里河床云岡礦8#層404盤(pán)區(qū)8415回采工作面探放水技術(shù)的綜合研究和治理，證明了在多層、多個(gè)采空積水區(qū)下，探放水工作不僅要保障安全，保證生產(chǎn)，更要根據(jù)當(dāng)前實(shí)際情況，找到更為簡(jiǎn)便可行的探放水方法。本文所提到的多層、多個(gè)采空積水區(qū)下地面和井下放水工作同時(shí)進(jìn)行的方法，不僅實(shí)現(xiàn)了有采必探、超前探放，達(dá)到了預(yù)期的放水效果，而且節(jié)省了施工工序，節(jié)約了施工費(fèi)用，減少了施工時(shí)間，創(chuàng)造了最大

效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 程建遠(yuǎn)，張廣忠，李林元，等.三維地震勘探技術(shù)在老窯及采空區(qū)探測(cè)中的應(yīng)用[J].中國(guó)煤田地質(zhì)，2003.

[2] 方文藻.瞬變電磁測(cè)深法原理[M].西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，1993.

[3] 王芳林.大同煤田巖溶地下水賦存條件研究報(bào)告[R].大同山西煤田地質(zhì)勘探115隊(duì)，1991.

[4] 馬玉良.沿積水采空區(qū)掘進(jìn)安全技術(shù)實(shí)踐[J].科技信息，2010，（35）.

作者簡(jiǎn)介：曹東升（1970-），山西應(yīng)縣人，山西大同煤礦集團(tuán)有限責(zé)任公司云岡礦高級(jí)工程師，碩士，研究方向：采礦工程；白玉峰（1974-），山西懷仁人，山西大同煤礦集團(tuán)有限責(zé)任公司云岡礦工程師，研究方向：采礦工程；徐偉（1988-），黑龍江大慶人，山西大同煤礦集團(tuán)有限責(zé)任公司云岡礦助理工程師，研究方向：勘查技術(shù)與工程；劉務(wù)全（1988-），黑龍江綏化人，山西大同煤礦集團(tuán)有限責(zé)任公司云岡礦助理工程師，研究方向：勘查技術(shù)與工程。endprint