曲斗煤礦二號井礦井防治水方案實施與分析

黃慶建（福建省天湖山能源實業(yè)有限公司,福建 泉州 362617）

曲斗煤礦二號井礦井防治水方案實施與分析

黃慶建
（福建省天湖山能源實業(yè)有限公司,福建 泉州 362617）

摘 要：防治水工作是礦井安全工作的重中之重。特別是曲斗煤礦二號井井下防治水及井下排水關系到礦井的安全，2013-2014年度通過地表河床治理、井下增加排防水設備和加大防治水論證及防治水現(xiàn)場管理，有力地提高了礦井防災抗災能力。現(xiàn)就曲斗煤礦二號井2013-2014年度礦井防治水治理進行敘述。

關健詞：曲斗煤礦二號井；防治水；河床防治水；井下排水

曲斗煤礦二號井礦區(qū)水文地質條件屬中等型，含水巖層富水性一般為極弱～弱，大氣降水是礦井主要充水水源，礦井涌水量與大氣降水關系密切。由于早期曲斗井田420E4-05N運巷與永春煤礦磨刀坑井下山工作面貫通，后期受采動影響，現(xiàn)永春煤礦磨刀坑井下的礦井水通過采空區(qū)流入曲斗煤礦二號井井下。而且永春煤礦磨刀坑井周邊非法小煤盜采下洋溪保安煤柱，造成河床出現(xiàn)裂縫，局部地方出現(xiàn)塌陷，溪水經永春煤礦磨刀坑井最后流入曲斗煤礦二號井井下，使礦井涌水量增加，特別在雨季期間，嚴重威脅到礦井安全生產。2006年礦井已對下洋溪塌陷段進行治理，取得利較好的效果，月平均涌水量為 320m3/h，最大涌水量為650m3/h。但近幾年河床經過沖刷和周邊非法小煤繼續(xù)采動影響，礦井涌水量增加明顯。2012年礦井月平均涌水量為 560m3/h，最大涌水量達800m3/h，年排水電耗達256萬kwh。

1 礦井防治水的主要方法

（1）對下洋溪磨刀坑段塌陷區(qū)和裂隙進行治理，對地表水采用疏、引排、截、堵等方式，減少地表水滲入井下。

（2）對井下防治水重點區(qū)域砌筑擋水墻，增加上區(qū)段的的排水能力，確保井下作業(yè)安全。

2 此次方案的技術路線

（1）調查下洋溪磨刀坑段塌陷區(qū)與周邊小煤的開采滲水情況。

（2）分析滲水量與礦井涌水量的關系和周邊小煤開采對礦井生產的影響。

（3）研究制定防治水方案和措施。

（4）進行疏、堵、截、引排水試驗。

（5）下洋溪磨刀坑段塌陷區(qū)治理實施和井下受水患威脅的區(qū)域砌筑擋水墻。

由上式可知,在[0,1]區(qū)間上,度量ρπ和度量d(a,b)=|a-b|是等價的，因此關于ρπ的Cauchy-列就是關于d的Cauchy-列。d是[0,1]上的通常度量,[0,1]關于d是完備的,因此Cauchy-列{xn}關于d是收斂的。設{xn}關于d收斂到A,由于度量ρπ和度量d(a,b)=|a-b|是等價的,因此{xn}關于ρπ收斂,且收斂到A。

3 地表防治水的治理

3.1 地表裂隙帶分布調查，下洋溪河床塌陷區(qū)及裂隙情況調查

礦井地表較大的裂隙帶區(qū)域主要分布于曲斗井田的東部，由于小煤井和磨刀坑縣礦多年的開采，造成的裂隙與下洋溪河床貫通，河水滲入礦井,增加礦井的涌水量。礦井于2013年1月-3月每旬組織4名安全管理人員到下洋溪進行普查。下洋溪河床（原縣礦磨刀坑525井口塌陷區(qū)）于2006年經進行充填、澆灌后，經過近幾年的地質變化和采空區(qū)的影響，525小煤井口橋體裂隙有所增大，通過對下洋溪河床進行全面普查，發(fā)現(xiàn)磨刀坑橋往下洋方向15米左右有明顯裂隙（長度10米），河床底部往上2米的裂隙有進風；磨刀坑橋往曲斗方向20米左右河對岸原砌碹處有裂隙，山體變形明顯，有跨落危險（長度20米），個別裂隙進水明顯。

3.2 礦井地表存在主要水患

在雨季期間，礦井地表的塌陷區(qū)是大氣降水導水的主要區(qū)域。根據現(xiàn)場調查分析：是礦外補水的主要來源，也是礦井生產存在的主要水患之一。查明了下洋溪磨刀坑段塌陷區(qū)范圍，并對下洋溪磨刀坑段塌陷區(qū)和裂隙段進行綜合治理，提高礦井抗災能力。

下洋溪磨刀坑段受地質變化和采空區(qū)的影響，已有五處河床有明顯裂隙，三處地段塌陷區(qū)已形成，下洋溪水滲入井下，尤其是雨季期間，井下涌水量增加明顯，嚴重影響礦井的正常生產。

3.3 組織方案研討，優(yōu)化、細化方案設計

施工前應先將河水引流，做好地基，先分段進行河水堵截、分流，并對其進行抽干，等水抽干后在河床周邊安排挖掘機進行河床清挖工作，挖到河床實底后，先用黃土對清挖后的河床進行夯實，后再用混凝土進行澆灌。采用混凝土現(xiàn)攪施工，斷面形狀為梯形墻體。在裂隙區(qū)采用C20混泥土澆灌，每立方米混泥土材料用量為：水泥（425號）326Kg：中砂（平均0.35—0.5 mm）639 Kg：石子（粒徑5—40 mm）1242 Kg：水202Kg。即材料混合比為水泥：砂：石子：水＝1:1.96:3.8:0.62。地面防治水工程項目分二期進行實施。具體施工見圖1。

根據礦井周邊小煤的調查結果，為避免老空區(qū)水流入礦井，經科學論證研究決定在420E4-03N巷、 420E4-05N巷、 420E4-09N巷、420E4石門、420N集運、395E4石門、395E5石門、370E4石門采用混凝土鋼材振搗砌筑8道擋水墻。同時對礦井威脅較大370E4 及395E5兩條石門附近撤出采掘作業(yè)，并劃定一定范圍禁采區(qū)。工程質量要求混凝土標號：采用325R水泥，要求砌體灰份飽滿，沒有瞎縫和干縫；混凝土的表面要求無裂縫、蜂窩、麻面等現(xiàn)象，混凝土標號為C20（重量比為水61.9kg：水泥100kg：砂196kg：石子380kg）。

通過上述本方案的施工：通過在+395E4和礦井總涌水量的觀測，研究發(fā)現(xiàn)，經過河床治理和擋水墻的設置，礦井涌水量有了明顯的減少。

近4年6、7月份+395E4水文觀測點和礦井用水量對比

通過數(shù)據分析對比2013年6、7月份395E4涌水量同比12年分別減少了102.7m3/h、126.98m3/h，礦井涌水量同比減少101.01m3/h、107.89m3/h；與2013年6、7月份涌水量對比分別減少了46.96m3/h、50.8m3/h，礦井涌水量同比減少25.22m3/h、48.91m3/h.取修筑前后近2年涌水量的平均值，通過數(shù)據分析可得，磨刀坑攔水壩修筑后6、7月份礦井涌水量分別減少了111.52m3/h、130.78m3/h。

4 井下排水的調查和優(yōu)化

經過對曲斗井田水流的調查,及水往低處流的規(guī)律,排水要在上區(qū)段引流,可減少下區(qū)段的排水壓力,調查發(fā)現(xiàn)在569W1有一水流，流量約80立方米/小時，在480區(qū)段的水流從445W1風井往420區(qū)段流下，+395S集在水量大時,水溝排不完,水會流入370區(qū)段等需要改進的地方。

5 礦井井下防治水設備完善

針對上述排查出的問題,作出如下優(yōu)化措施:

（1）+370m泵房加裝1臺200DⅡ-43×5型離心水泵，其額定流量為280m3/h，額定揚程為185m，配套電機功率為160kW。排水管路選擇規(guī)格為 DN＝200×3的鋼管,管路長度約為500m。把水排到520排水硐。從而減少395中央水泵房的排水壓力。

（2）+395車場口（一東口部）安裝1臺型號為IS150-125-315B的耐磨泵, 流量170m3/h，揚程24m,配套電機18.5kW，排水管路選擇規(guī)格為 DN＝150×3的鋼管。把水引到395水倉口，減少水流入370下區(qū)段。

（3）做好+370m、395、420區(qū)段的攔水工作，減少往采空區(qū)潰入片盤的水量，并在+420m區(qū)段設應急水倉，安裝排水泵，直接排放到+520m副井平硐水溝，減輕+395m泵房的排水壓力。

（4）+395水平設立臨時水倉，通過潛水泵把+395水引到引到395水倉口，減少水流入370下區(qū)段。

（5）+395南集臨時泵房裝1臺200DⅡ-43×5型離心水泵，（作為備用），其額定流量為280m3/h，額定揚程為185m，配套電機功率為160kW。排水管路選擇規(guī)格為 DN＝200×3的鋼管, 把水排放到+520m副井平硐水溝，減輕+395m泵房的排水壓力。（作為備用暫時未投入使用，假如+370水平關閉或者突發(fā)水時，將+370的200DⅡ-43×5型離心水泵拆至南集口進行安裝）。

（6）針對我礦569上部小煤下山水流入礦井，經過論證在569W1、設置抽水點，分別安裝排水泵和排水管將水引至556硐口，從其平硐排出，減少礦井涌水量83m3/h。通過對井下水采用疏、引、排等方式進行治理，降低了礦井的排水壓力。

通過本方案研究，于2014年4月-9月對井下各涌水點進行觀測，礦井總涌水量為431m3/h。涌水量相對下降125m3/h。395水倉水泵單臺機抽水時間減少了2.5個小時，沒有出現(xiàn)水患險情，確保井下安全生產。

6 結束語

曲斗煤礦二號井2013-14年經過通過地表防治水治理、井下增加排防水設備和加大防治水論證及防治水現(xiàn)場管理，確定礦井重點防治水區(qū)域，對地表水采用疏、堵、截、引排水，減少地表水滲入井下。掌握小煤開采對礦井安全生產造成的影響，通過井下巷道砌筑擋水墻和下洋溪磨刀坑段塌陷區(qū)和裂隙段的綜合治理，確保井下安全生產避免出現(xiàn)水患險情。有力地提高了礦井防治水工作，抵抗住了今年雨汛和多起臺風，并為今后曲斗煤礦二號井礦井防治水工作打下了堅實基礎。

參考文獻：

[1]劉小娟.峰峰礦區(qū)礦井防治水技術與對策研究[J].河北工程大學,2012(05).

[2]李永蘭.礦井防治水技術綜合研究與應用[J].山西焦煤科技,2014(09).

作者簡介：黃慶建,男，地質工程師, 主要從事：煤礦生產技術管理。