采空區(qū)探放水技術(shù)的應(yīng)用研究

楊天兵

摘要：晉泰實業(yè)有限公司二礦受周邊小煤礦采空區(qū)積水的威脅嚴(yán)重，其中礦井西翼采空區(qū)積水達32萬 m3，嚴(yán)重威脅著礦井的正常生產(chǎn)，為有效的治理西翼水害隱患，文章對西翼探放水工程進行了詳細設(shè)計，共施工探放水工程3 708 m，有效防止了水害事故的發(fā)生，對保證礦井的安全生產(chǎn)具有重要意義。

關(guān)鍵詞：采空區(qū)；水害；探放水；煤層

中圖分類號：TD745 文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1006-8937（2014）20-0028-01

煤礦采空區(qū)積水水壓通常較大，一旦在煤礦巷道掘進過程中掘透采空區(qū)積水，大量積水涌入巷道，往往會造成人員傷亡甚至發(fā)生淹井的重大事故，嚴(yán)重威脅礦井的安全生產(chǎn)，所以，利用探放水技術(shù)查明礦井在掘進及回采過程中采空區(qū)積水的位置和產(chǎn)狀，消除采空區(qū)積水隱患，為有效治理礦井水害事故，保證礦井的正常安全生產(chǎn)及人員的人身安全具有重要的意義。

1礦井采空區(qū)及其積水情況

1.1礦井采空區(qū)情況

阜康市晉泰實業(yè)有限公司二礦（以下簡稱二礦）開采中大槽、八尺槽、丈二槽煤層。采空區(qū)主要來自原晉泰井、東一井、東二井、西一井、西二井已采過的生產(chǎn)區(qū)，對各采空區(qū)的位置及標(biāo)高分述如下：①原晉泰井采空區(qū)：位于礦井東采區(qū)的中大槽、八尺槽和丈二槽中，東西長354 m+160 m=514 m，標(biāo)高在+1 042 m以上；②東一井采空區(qū)：位于東采區(qū)的八尺槽和丈二槽中，東西長258 m，標(biāo)高在+1 028 m以上；③東二井采空區(qū)：位于東采區(qū)中大槽煤層中，東西長134 m，標(biāo)高在+1 028 m以上；④西一井采空區(qū)：位于西采區(qū)西翼丈二槽煤層中，東西長126 m，標(biāo)高在+1 024 m以上；⑤西二井采空區(qū)：位于西采區(qū)西翼中大槽和八尺槽煤層中，東西長518 m，標(biāo)高在+983 m以上。

1.2老窯積水情況分析

根據(jù)二礦在+980 m、+1 000 m水平南大槽西翼準(zhǔn)備巷道的揭露情況，南大槽是保存比較完整的煤層，沒有受到采動影響，主要的老窯積水區(qū)在中大槽、八尺槽和丈二槽煤層中。礦區(qū)目前老窯積水情況可分為兩塊，一是西翼+983 m以上水平的老窯積水，主要是已關(guān)閉西一井和西二井，經(jīng)估算靜態(tài)積水量約為33萬 m3；二是東翼1 028 m水平以上的老窯積水，主要是已關(guān)閉東一井、東二井和原晉泰井，經(jīng)估算靜態(tài)積水量約為32萬 m3。

2西翼中大槽煤層探放水技術(shù)分析

目前，二礦+1 000 m水平南大槽西翼采煤工作面的回風(fēng)順槽在掘進距回風(fēng)石門367 m處底板向南與頂板交合一起，煤層尖滅；+980 m水平南大槽西翼采煤工作面的運輸順槽在掘進距回風(fēng)石門380 m處底板向南與頂板交合一起，煤層尖滅。

為解決井田上部原小井采空區(qū)積水對礦井構(gòu)成的嚴(yán)重威脅，保證采掘正常接續(xù)，結(jié)合二礦現(xiàn)狀和首采工作面的布置，對西翼中大槽煤層采空區(qū)積水進行探放水工作。

2.1探放水技術(shù)方案

①在+1 000 m水平南大槽西翼回風(fēng)順槽內(nèi)對中大槽+1 028 m水平以上的采空區(qū)積水及+1 000 m水平以上的積水進行探放。②在+980南大槽西翼運輸順槽內(nèi)對中大槽+983 m水平以上的積水進行探放，西二井中大槽煤層采空區(qū)和八尺槽煤層采空區(qū)通過井筒連通，采空區(qū)積水約30萬 m3。

2.2探放水及排水設(shè)備

2.2.1探放水設(shè)備

探水鉆一臺，型號為TXU—150，鉆桿120 m，鉆頭20個；3 m的￠100×4套管48根，144 m；2.5 MPa、￠120 mm閘閥48個；￠120mm組合鉆頭兩套，一套使用，一套備用。

2.2.2排水設(shè)備及設(shè)施

主排水泵為200D43×9型離心清水泵，三臺，一臺工作，一臺備用，一臺檢修，水泵功率450 kW，額定流量為288 m3/h，水泵性能測定排量250 m3/h，主排水管路為￠278×8無縫鋼管，雙趟，一趟工作，一趟備用。水倉容積為1 500 m3。

探放水鉆場引流管路管徑為￠100 mm排水管路，計劃500 m，快速管接頭100個，主要用于將放出的水引流至軌道上山排水溝內(nèi)，防止沖於南大槽西翼上下順槽巷道。

2.3探水鉆鉆場布置

2.3.1鉆場布置位置及方式

分別在+1 000水平南大槽西翼回風(fēng)巷、+980水平南大槽西翼運輸巷每隔50 m布置一個探水鉆鉆場。鉆場布置在南大槽煤層底板巖石內(nèi)，鉆場長度6 m，在鉆場口1 m處澆筑混凝土防水墻，并安裝防水密閉門，在防水墻距離底板0.3 m處預(yù)留￠100 mm排水管路及閥門，具體探水眼布置圖如圖1所示（以中大槽煤層+1 028水平以上傾斜探水眼布置圖為例）。

2.3.2鉆場數(shù)量

每個水平布置四個鉆場，每個鉆場探水眼數(shù)量確定為6個，兩排布置，水平眼3個一排，傾斜眼3個一排。

2.3.3防水密閉墻布置

防水墻位置選在鉆場巷道頂幫巖石較好的位置，在兩幫、頂、底開槽并打兩排錨桿，槽深0.5 m，錨桿間距為0.5 m，排距0.3 m，錨桿外露長度為0.4 m，然后在錨桿外支模澆筑混凝土，混凝土厚度0.5 m，墻高1.2 m，拱高1.3 m，防水密閉墻采用425號混凝土澆筑。

2.3.4探水鉆孔套管施工

探水鉆孔套管套管為Φ100 mm×5，長度3 m，套管一端按探水眼角度打入探水眼內(nèi)，長度為2.8 m，四周注入混凝土與眼孔結(jié)合，固定套管；套管另一端焊接法蘭盤安裝閥門，距法蘭盤0.2處焊接12 mm鋼板，鋼板長1 m、寬0.6 m，在鋼板四角用2.5 m長的四根錨桿全錨再次固定拉緊套管，以防探水眼套管被高壓頭水沖出，造成淹井事故。

3結(jié)語

二礦西翼探放水總工程量為3 708 m，通過工程基本探明了采空區(qū)積水的位置，為礦井采空區(qū)積水隱患的防治提供了可靠的依據(jù)，但是由于區(qū)域內(nèi)采空區(qū)積水量大，所以，在以后的工程施工過程中，必須采取“有疑必探、先探后掘”的防治水原則，這樣才能真正消除采空區(qū)積水隱患，保證礦井的安全正常生產(chǎn)。

參考文獻：

[1] 郭敏,賈社芹,趙建軍,等.鶴壁四礦采空區(qū)探放水技術(shù)研究[J].中州煤炭,2004,(5).

endprint

摘要：晉泰實業(yè)有限公司二礦受周邊小煤礦采空區(qū)積水的威脅嚴(yán)重，其中礦井西翼采空區(qū)積水達32萬 m3，嚴(yán)重威脅著礦井的正常生產(chǎn)，為有效的治理西翼水害隱患，文章對西翼探放水工程進行了詳細設(shè)計，共施工探放水工程3 708 m，有效防止了水害事故的發(fā)生，對保證礦井的安全生產(chǎn)具有重要意義。

關(guān)鍵詞：采空區(qū)；水害；探放水；煤層

中圖分類號：TD745 文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1006-8937（2014）20-0028-01

煤礦采空區(qū)積水水壓通常較大，一旦在煤礦巷道掘進過程中掘透采空區(qū)積水，大量積水涌入巷道，往往會造成人員傷亡甚至發(fā)生淹井的重大事故，嚴(yán)重威脅礦井的安全生產(chǎn)，所以，利用探放水技術(shù)查明礦井在掘進及回采過程中采空區(qū)積水的位置和產(chǎn)狀，消除采空區(qū)積水隱患，為有效治理礦井水害事故，保證礦井的正常安全生產(chǎn)及人員的人身安全具有重要的意義。

1礦井采空區(qū)及其積水情況

1.1礦井采空區(qū)情況

阜康市晉泰實業(yè)有限公司二礦（以下簡稱二礦）開采中大槽、八尺槽、丈二槽煤層。采空區(qū)主要來自原晉泰井、東一井、東二井、西一井、西二井已采過的生產(chǎn)區(qū)，對各采空區(qū)的位置及標(biāo)高分述如下：①原晉泰井采空區(qū)：位于礦井東采區(qū)的中大槽、八尺槽和丈二槽中，東西長354 m+160 m=514 m，標(biāo)高在+1 042 m以上；②東一井采空區(qū)：位于東采區(qū)的八尺槽和丈二槽中，東西長258 m，標(biāo)高在+1 028 m以上；③東二井采空區(qū)：位于東采區(qū)中大槽煤層中，東西長134 m，標(biāo)高在+1 028 m以上；④西一井采空區(qū)：位于西采區(qū)西翼丈二槽煤層中，東西長126 m，標(biāo)高在+1 024 m以上；⑤西二井采空區(qū)：位于西采區(qū)西翼中大槽和八尺槽煤層中，東西長518 m，標(biāo)高在+983 m以上。

1.2老窯積水情況分析

根據(jù)二礦在+980 m、+1 000 m水平南大槽西翼準(zhǔn)備巷道的揭露情況，南大槽是保存比較完整的煤層，沒有受到采動影響，主要的老窯積水區(qū)在中大槽、八尺槽和丈二槽煤層中。礦區(qū)目前老窯積水情況可分為兩塊，一是西翼+983 m以上水平的老窯積水，主要是已關(guān)閉西一井和西二井，經(jīng)估算靜態(tài)積水量約為33萬 m3；二是東翼1 028 m水平以上的老窯積水，主要是已關(guān)閉東一井、東二井和原晉泰井，經(jīng)估算靜態(tài)積水量約為32萬 m3。

2西翼中大槽煤層探放水技術(shù)分析

目前，二礦+1 000 m水平南大槽西翼采煤工作面的回風(fēng)順槽在掘進距回風(fēng)石門367 m處底板向南與頂板交合一起，煤層尖滅；+980 m水平南大槽西翼采煤工作面的運輸順槽在掘進距回風(fēng)石門380 m處底板向南與頂板交合一起，煤層尖滅。

為解決井田上部原小井采空區(qū)積水對礦井構(gòu)成的嚴(yán)重威脅，保證采掘正常接續(xù)，結(jié)合二礦現(xiàn)狀和首采工作面的布置，對西翼中大槽煤層采空區(qū)積水進行探放水工作。

2.1探放水技術(shù)方案

①在+1 000 m水平南大槽西翼回風(fēng)順槽內(nèi)對中大槽+1 028 m水平以上的采空區(qū)積水及+1 000 m水平以上的積水進行探放。②在+980南大槽西翼運輸順槽內(nèi)對中大槽+983 m水平以上的積水進行探放，西二井中大槽煤層采空區(qū)和八尺槽煤層采空區(qū)通過井筒連通，采空區(qū)積水約30萬 m3。

2.2探放水及排水設(shè)備

2.2.1探放水設(shè)備

探水鉆一臺，型號為TXU—150，鉆桿120 m，鉆頭20個；3 m的￠100×4套管48根，144 m；2.5 MPa、￠120 mm閘閥48個；￠120mm組合鉆頭兩套，一套使用，一套備用。

2.2.2排水設(shè)備及設(shè)施

主排水泵為200D43×9型離心清水泵，三臺，一臺工作，一臺備用，一臺檢修，水泵功率450 kW，額定流量為288 m3/h，水泵性能測定排量250 m3/h，主排水管路為￠278×8無縫鋼管，雙趟，一趟工作，一趟備用。水倉容積為1 500 m3。

探放水鉆場引流管路管徑為￠100 mm排水管路，計劃500 m，快速管接頭100個，主要用于將放出的水引流至軌道上山排水溝內(nèi)，防止沖於南大槽西翼上下順槽巷道。

2.3探水鉆鉆場布置

2.3.1鉆場布置位置及方式

分別在+1 000水平南大槽西翼回風(fēng)巷、+980水平南大槽西翼運輸巷每隔50 m布置一個探水鉆鉆場。鉆場布置在南大槽煤層底板巖石內(nèi)，鉆場長度6 m，在鉆場口1 m處澆筑混凝土防水墻，并安裝防水密閉門，在防水墻距離底板0.3 m處預(yù)留￠100 mm排水管路及閥門，具體探水眼布置圖如圖1所示（以中大槽煤層+1 028水平以上傾斜探水眼布置圖為例）。

2.3.2鉆場數(shù)量

每個水平布置四個鉆場，每個鉆場探水眼數(shù)量確定為6個，兩排布置，水平眼3個一排，傾斜眼3個一排。

2.3.3防水密閉墻布置

防水墻位置選在鉆場巷道頂幫巖石較好的位置，在兩幫、頂、底開槽并打兩排錨桿，槽深0.5 m，錨桿間距為0.5 m，排距0.3 m，錨桿外露長度為0.4 m，然后在錨桿外支模澆筑混凝土，混凝土厚度0.5 m，墻高1.2 m，拱高1.3 m，防水密閉墻采用425號混凝土澆筑。

2.3.4探水鉆孔套管施工

探水鉆孔套管套管為Φ100 mm×5，長度3 m，套管一端按探水眼角度打入探水眼內(nèi)，長度為2.8 m，四周注入混凝土與眼孔結(jié)合，固定套管；套管另一端焊接法蘭盤安裝閥門，距法蘭盤0.2處焊接12 mm鋼板，鋼板長1 m、寬0.6 m，在鋼板四角用2.5 m長的四根錨桿全錨再次固定拉緊套管，以防探水眼套管被高壓頭水沖出，造成淹井事故。

3結(jié)語

二礦西翼探放水總工程量為3 708 m，通過工程基本探明了采空區(qū)積水的位置，為礦井采空區(qū)積水隱患的防治提供了可靠的依據(jù)，但是由于區(qū)域內(nèi)采空區(qū)積水量大，所以，在以后的工程施工過程中，必須采取“有疑必探、先探后掘”的防治水原則，這樣才能真正消除采空區(qū)積水隱患，保證礦井的安全正常生產(chǎn)。

參考文獻：

[1] 郭敏,賈社芹,趙建軍,等.鶴壁四礦采空區(qū)探放水技術(shù)研究[J].中州煤炭,2004,(5).

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摘要：晉泰實業(yè)有限公司二礦受周邊小煤礦采空區(qū)積水的威脅嚴(yán)重，其中礦井西翼采空區(qū)積水達32萬 m3，嚴(yán)重威脅著礦井的正常生產(chǎn)，為有效的治理西翼水害隱患，文章對西翼探放水工程進行了詳細設(shè)計，共施工探放水工程3 708 m，有效防止了水害事故的發(fā)生，對保證礦井的安全生產(chǎn)具有重要意義。

關(guān)鍵詞：采空區(qū)；水害；探放水；煤層

中圖分類號：TD745 文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1006-8937（2014）20-0028-01

煤礦采空區(qū)積水水壓通常較大，一旦在煤礦巷道掘進過程中掘透采空區(qū)積水，大量積水涌入巷道，往往會造成人員傷亡甚至發(fā)生淹井的重大事故，嚴(yán)重威脅礦井的安全生產(chǎn)，所以，利用探放水技術(shù)查明礦井在掘進及回采過程中采空區(qū)積水的位置和產(chǎn)狀，消除采空區(qū)積水隱患，為有效治理礦井水害事故，保證礦井的正常安全生產(chǎn)及人員的人身安全具有重要的意義。

1礦井采空區(qū)及其積水情況

1.1礦井采空區(qū)情況

阜康市晉泰實業(yè)有限公司二礦（以下簡稱二礦）開采中大槽、八尺槽、丈二槽煤層。采空區(qū)主要來自原晉泰井、東一井、東二井、西一井、西二井已采過的生產(chǎn)區(qū)，對各采空區(qū)的位置及標(biāo)高分述如下：①原晉泰井采空區(qū)：位于礦井東采區(qū)的中大槽、八尺槽和丈二槽中，東西長354 m+160 m=514 m，標(biāo)高在+1 042 m以上；②東一井采空區(qū)：位于東采區(qū)的八尺槽和丈二槽中，東西長258 m，標(biāo)高在+1 028 m以上；③東二井采空區(qū)：位于東采區(qū)中大槽煤層中，東西長134 m，標(biāo)高在+1 028 m以上；④西一井采空區(qū)：位于西采區(qū)西翼丈二槽煤層中，東西長126 m，標(biāo)高在+1 024 m以上；⑤西二井采空區(qū)：位于西采區(qū)西翼中大槽和八尺槽煤層中，東西長518 m，標(biāo)高在+983 m以上。

1.2老窯積水情況分析

根據(jù)二礦在+980 m、+1 000 m水平南大槽西翼準(zhǔn)備巷道的揭露情況，南大槽是保存比較完整的煤層，沒有受到采動影響，主要的老窯積水區(qū)在中大槽、八尺槽和丈二槽煤層中。礦區(qū)目前老窯積水情況可分為兩塊，一是西翼+983 m以上水平的老窯積水，主要是已關(guān)閉西一井和西二井，經(jīng)估算靜態(tài)積水量約為33萬 m3；二是東翼1 028 m水平以上的老窯積水，主要是已關(guān)閉東一井、東二井和原晉泰井，經(jīng)估算靜態(tài)積水量約為32萬 m3。

2西翼中大槽煤層探放水技術(shù)分析

目前，二礦+1 000 m水平南大槽西翼采煤工作面的回風(fēng)順槽在掘進距回風(fēng)石門367 m處底板向南與頂板交合一起，煤層尖滅；+980 m水平南大槽西翼采煤工作面的運輸順槽在掘進距回風(fēng)石門380 m處底板向南與頂板交合一起，煤層尖滅。

為解決井田上部原小井采空區(qū)積水對礦井構(gòu)成的嚴(yán)重威脅，保證采掘正常接續(xù)，結(jié)合二礦現(xiàn)狀和首采工作面的布置，對西翼中大槽煤層采空區(qū)積水進行探放水工作。

2.1探放水技術(shù)方案

①在+1 000 m水平南大槽西翼回風(fēng)順槽內(nèi)對中大槽+1 028 m水平以上的采空區(qū)積水及+1 000 m水平以上的積水進行探放。②在+980南大槽西翼運輸順槽內(nèi)對中大槽+983 m水平以上的積水進行探放，西二井中大槽煤層采空區(qū)和八尺槽煤層采空區(qū)通過井筒連通，采空區(qū)積水約30萬 m3。

2.2探放水及排水設(shè)備

2.2.1探放水設(shè)備

探水鉆一臺，型號為TXU—150，鉆桿120 m，鉆頭20個；3 m的￠100×4套管48根，144 m；2.5 MPa、￠120 mm閘閥48個；￠120mm組合鉆頭兩套，一套使用，一套備用。

2.2.2排水設(shè)備及設(shè)施

主排水泵為200D43×9型離心清水泵，三臺，一臺工作，一臺備用，一臺檢修，水泵功率450 kW，額定流量為288 m3/h，水泵性能測定排量250 m3/h，主排水管路為￠278×8無縫鋼管，雙趟，一趟工作，一趟備用。水倉容積為1 500 m3。

探放水鉆場引流管路管徑為￠100 mm排水管路，計劃500 m，快速管接頭100個，主要用于將放出的水引流至軌道上山排水溝內(nèi)，防止沖於南大槽西翼上下順槽巷道。

2.3探水鉆鉆場布置

2.3.1鉆場布置位置及方式

分別在+1 000水平南大槽西翼回風(fēng)巷、+980水平南大槽西翼運輸巷每隔50 m布置一個探水鉆鉆場。鉆場布置在南大槽煤層底板巖石內(nèi)，鉆場長度6 m，在鉆場口1 m處澆筑混凝土防水墻，并安裝防水密閉門，在防水墻距離底板0.3 m處預(yù)留￠100 mm排水管路及閥門，具體探水眼布置圖如圖1所示（以中大槽煤層+1 028水平以上傾斜探水眼布置圖為例）。

2.3.2鉆場數(shù)量

每個水平布置四個鉆場，每個鉆場探水眼數(shù)量確定為6個，兩排布置，水平眼3個一排，傾斜眼3個一排。

2.3.3防水密閉墻布置

防水墻位置選在鉆場巷道頂幫巖石較好的位置，在兩幫、頂、底開槽并打兩排錨桿，槽深0.5 m，錨桿間距為0.5 m，排距0.3 m，錨桿外露長度為0.4 m，然后在錨桿外支模澆筑混凝土，混凝土厚度0.5 m，墻高1.2 m，拱高1.3 m，防水密閉墻采用425號混凝土澆筑。

2.3.4探水鉆孔套管施工

探水鉆孔套管套管為Φ100 mm×5，長度3 m，套管一端按探水眼角度打入探水眼內(nèi)，長度為2.8 m，四周注入混凝土與眼孔結(jié)合，固定套管；套管另一端焊接法蘭盤安裝閥門，距法蘭盤0.2處焊接12 mm鋼板，鋼板長1 m、寬0.6 m，在鋼板四角用2.5 m長的四根錨桿全錨再次固定拉緊套管，以防探水眼套管被高壓頭水沖出，造成淹井事故。

3結(jié)語

二礦西翼探放水總工程量為3 708 m，通過工程基本探明了采空區(qū)積水的位置，為礦井采空區(qū)積水隱患的防治提供了可靠的依據(jù)，但是由于區(qū)域內(nèi)采空區(qū)積水量大，所以，在以后的工程施工過程中，必須采取“有疑必探、先探后掘”的防治水原則，這樣才能真正消除采空區(qū)積水隱患，保證礦井的安全正常生產(chǎn)。

參考文獻：

[1] 郭敏,賈社芹,趙建軍,等.鶴壁四礦采空區(qū)探放水技術(shù)研究[J].中州煤炭,2004,(5).

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