煤峪口礦近距煤層開采上覆采空積水探放研究

杜 江

（大同煤業(yè)股份有限公司 煤峪口礦，山西 大同 037000）

我國煤礦隨著向深部延深開采、在水體下開采以及廢棄和關(guān)閉大量不具備安全生產(chǎn)條件的各類煤礦，水文地質(zhì)條件變得越來越復(fù)雜，水害隱患越來越嚴重。隨著科學(xué)技術(shù)的進步，地質(zhì)勘查技術(shù)已從單一的鉆探手段發(fā)展到遙感、物探、化探等技術(shù)的綜合應(yīng)用，實現(xiàn)了各種技術(shù)相互配合，取長補短。

大同煤業(yè)股份有限公司煤峪口礦根據(jù)生產(chǎn)銜接，準備開拓14-2#層406盤區(qū)，由于14-2#層406盤區(qū)上覆3#、9#、11#層和14#層開采已結(jié)束多年，為順利開采14-2#層，在回采14-2#層406盤區(qū)之前消除水患，提前為總體布局提供良好的條件，因此，有必要分析研究14-2#層406盤區(qū)的采空區(qū)積水探放方案。

1 探水情況及積水量分析

2012年3月，由大同煤業(yè)地質(zhì)處在盤區(qū)東部低處施工1#水文觀測孔和5#探水孔，其中1#水文觀測孔經(jīng)電測分析11#層積水高度1.7m，積水標高930.15m.14#積水高度23.34m，積水標高910.25m，5#探水孔經(jīng)電測分析11#層積水高度0.47m，積水標高929.05m，14#層煤層底板高度為891.785m，因不清楚采空區(qū)積水情況無法判斷積水深度。根據(jù)2個鉆孔探水情況及常年的突水點觀測資料分析各層積水情況。

各煤層積水主要集中在406盤區(qū)中、東部（煤峪口向斜軸附近），上覆采空區(qū)積水共為194.8萬m3，東面以底斜坑斷層為界（底斜坑斷層以東采空區(qū)積水不考慮），北面以可采邊界為界。其中14-2#層可采邊界內(nèi)積水共為148.4萬m3.14-2#煤層406盤區(qū)上覆采空積水情況見表1.8

表1 14-2#煤層406盤區(qū)上覆采空積水情況表

2 排水鉆孔設(shè)計遵循原則

1）406盤區(qū)東部3#、9#、11#3層積水范圍有重疊，根據(jù)11#層煤層底板等高線，預(yù)計在最低處施工抽水鉆孔，為了能將3層積水一起抽放，放水鉆孔選在能穿透3層積水區(qū)的位置，地面方便施工的地方。

2）14#層積水區(qū)位于14-2#層可采范圍內(nèi)的面積居多，根據(jù)資料預(yù)計的14#層積水量較大，設(shè)計在14#底板等高線的低處從地面施工抽水鉆孔，專門針對14#層采空積水進行抽放。

3）放水鉆孔要施工在相對低洼處，且穿過各層的采空區(qū)。

4）在能達到最佳放水的同時，地面選擇平坦的地形，要易于修路、穩(wěn)裝鉆機，等抽水鉆孔施工完成后地面要便于修建泵房、接電等。

3 探放水方案

3.1 影響探放水因素

1）因為3#、9#、11#這3層離14-2#層距離較遠，使用井下施工鉆孔探放水工程量大且費時間，達不到預(yù)想效果。

2）積水區(qū)下方14-2#層406盤區(qū)系統(tǒng)巷尚未開掘，盤區(qū)水倉及泵房還沒有修建，沒有形成排水系統(tǒng)。

3）該礦井下排水都匯聚到900大巷，通過900大巷排到副井主副水倉，再通過水泵排到地面。因該礦是一個老礦井，排水系統(tǒng)設(shè)備老化，排水能力有限，通過排水系統(tǒng)改造后，排水能力每天能多增加400～500m3.

4）為了滿足生產(chǎn)接替安排，為開采下覆石炭紀的同忻礦提前做好準備，需要加快排水速度，在計劃時間內(nèi)完成14-2#層406盤區(qū)的掘進、回采工作。

3.2 探放水方案

為了解決上述問題綜合該礦的實際情況，采取的探放方案是：3#、9#、11#這三層離14-2#層距離較遠，采取從盤區(qū)東部地面施工大孔徑鉆孔，即東部抽水孔1（見表2）通至3#、9#、11#層積水區(qū)低洼處，通過地面泵房直接將采空區(qū)積水抽到地面進行排放。

對于14#層采空積水的探放方案為：在14#底板等高線低處從地面施工大孔徑鉆孔，即東部抽水孔2（見表2），專門針對14#層采空積水進行抽放，加快對14#采空積水的排放。同時在開拓盤區(qū)巷道時先施工盤區(qū)水倉及泵房，鋪設(shè)1條盤區(qū)水倉到西二風(fēng)井到地面的6英寸管路，等排水系統(tǒng)形成后，再進行盤區(qū)巷道的掘進。盤區(qū)巷道掘進過程中嚴格執(zhí)行先探后掘，通過施工井下探放水孔探放上覆采空區(qū)積水，探放的采空區(qū)積水通過工作面的臨時水泵及排水管路排到盤區(qū)水倉。406盤區(qū)到地面的排水路線如下：

排水路線1：盤區(qū)巷道工作面—臨時水泵—排水管路—406盤區(qū)水倉—900大巷—副井水倉—地面

排水路線2：盤區(qū)巷道工作面—臨時水泵—排水管路—406盤區(qū)水倉—西二風(fēng)井—地面

表2 方案中提及鉆孔列表

3.3 排放效果

經(jīng)過2014年6—10月的排放，550mm直徑的鉆孔（東部抽水孔1），至今共排放積水34萬m3，350 mm直徑的鉆孔（東部抽水孔2），至今共排放積水3.4萬m3.現(xiàn)采空區(qū)積水基本已排完，406盤區(qū)通過隨掘進先探后掘共排水5.7萬m3.

4 結(jié) 論

采用大口徑鉆孔直接從地面抽放采空區(qū)積水，這種方法在該礦后續(xù)工作中證明是正確可行的，達到了預(yù)期效果，為開采采空積水下煤層創(chuàng)造了良好的條件，提高了煤炭資源的回收，促進了礦井經(jīng)濟效益的良性循環(huán)，取得了良好的效益，為該礦以后生產(chǎn)積累了經(jīng)驗。

［1］ 國家煤礦安全監(jiān)察局.中國煤礦水害防治技術(shù)［M］.江蘇：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2011：3-9.

［2］ 張正浩.煤礦水害防治技術(shù)［M］.北京：煤炭工業(yè)出版社，2010：98-103.

［3］ 王秀蘭，劉忠席.礦山水文地質(zhì)［M］.北京：煤炭工業(yè)出版社，2007：82-89.