復(fù)雜條件下上覆采空區(qū)積水綜合防治技術(shù)

曹亞輝

（山西保利合盛煤業(yè)有限公司，山西 晉中 031300）

在復(fù)雜地質(zhì)條件下，上覆采空區(qū)積水問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致下工作面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性減弱，后期掘進(jìn)及回采工作面臨諸多安全隱患。因此為切實(shí)保障基層工作人員人身安全，促進(jìn)采礦工作高效穩(wěn)定開(kāi)展，相關(guān)管理部門(mén)應(yīng)認(rèn)清現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)特征，分析造成上覆采空區(qū)積水問(wèn)題的癥結(jié)所在，制定出更加科學(xué)專(zhuān)項(xiàng)的綜合防治方案，實(shí)現(xiàn)規(guī)避及控制上覆采空區(qū)積水風(fēng)險(xiǎn)因素目標(biāo)。

1 上覆采空區(qū)積水特征

在煤礦生產(chǎn)工作中，受媒層走向、工作面布置及復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境影響，上覆采空區(qū)積水問(wèn)題主要呈現(xiàn)出以下特征：第一，向斜穿過(guò)上覆采空區(qū)兩端比中間高，內(nèi)部積水匯集在向斜軸部；第二，向斜軸已翼上覆采空區(qū)切眼及收作線(xiàn)較高，積水流向并匯聚在上覆采空區(qū)內(nèi)部結(jié)構(gòu)中；第三，水文等地質(zhì)條件可直接影響到上覆采空區(qū)積水范圍及水量多少。因此在防治上覆采空區(qū)積水問(wèn)題期間，需首先分析采空區(qū)周邊水文特征，測(cè)得上覆采空區(qū)積水范圍、水量及實(shí)際開(kāi)采高度等參數(shù)數(shù)值。

2 上覆采空區(qū)積水防治前期準(zhǔn)備工作

2.1 分析上覆采空區(qū)積水癥結(jié)所

在制定上覆采空區(qū)積水防治計(jì)劃前期準(zhǔn)備期間，需結(jié)合周邊地質(zhì)水溫環(huán)境及工作面位置等，分析造成上覆采空區(qū)積水問(wèn)題的主要原因。具體而言，在上覆采空區(qū)回撤通道至切眼、切眼位置在采空區(qū)最低處等情況下，極有可能引發(fā)上覆采空區(qū)水患問(wèn)題。同時(shí)，在找到上覆采空區(qū)積水原因后，還需據(jù)此標(biāo)明上覆采空區(qū)探放水位置，盡可能排放上覆采空區(qū)積水。

2.2 計(jì)算上覆采空區(qū)積水量

依據(jù)上覆采空區(qū)積水周邊復(fù)雜條件、工作面位置及形態(tài)等，對(duì)上覆采空區(qū)積水積水量、積水范圍等進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算。具體而言，在計(jì)算上覆采空區(qū)積水范圍期間，應(yīng)結(jié)合采掘工程總平面圖，標(biāo)明上覆采空區(qū)范圍，依照相關(guān)計(jì)算公式，計(jì)算上覆采空區(qū)實(shí)際積水量，針對(duì)積水量及積水范圍參數(shù)數(shù)值，劃分上覆采空區(qū)積水重點(diǎn)防治區(qū)域，切實(shí)提升上覆采空區(qū)積水防治效率。

3 復(fù)雜條件下上覆采空區(qū)積水防治方案

3.1 探放上覆采空區(qū)積水順序

明確探放上覆采空區(qū)積水工作開(kāi)展順序，確保上覆采空區(qū)積水防治方案可行性及全面性。首先，調(diào)查分析上覆采空區(qū)周邊地質(zhì)結(jié)構(gòu)、水文環(huán)境、煤層頂?shù)装迩闆r、斷層構(gòu)造帶水力聯(lián)系度等條件，標(biāo)明上覆采空區(qū)積水范圍，計(jì)算上覆采空區(qū)所需放水量，繪制出上覆采空區(qū)積水平面圖；其次，以提升上覆采空區(qū)放水效率為目標(biāo)，選用更加適宜的放水技術(shù)，如單孔、雙孔放水技術(shù)等，最后將中轉(zhuǎn)水倉(cāng)將積水排放到地面；最后，對(duì)上覆采空區(qū)積水排放結(jié)果及結(jié)構(gòu)安全性進(jìn)行綜合測(cè)評(píng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)與彌補(bǔ)積水未排空問(wèn)題，保障上覆采空區(qū)積水防治工作的有效開(kāi)展。

3.2 工作面布置

在上覆采空區(qū)積水防治期間，也需注重工作面布置工作，將上覆采空區(qū)積水排空為目標(biāo)，選擇適當(dāng)工作面。

3.3 放水孔布置

上覆采空區(qū)積水放水孔布置情況可直接影響到積水排放效果，需受到相關(guān)工作人員的高度關(guān)注。一方面，上覆采空區(qū)放水孔需設(shè)置在積水處最低點(diǎn)，鉆孔傾角大于70°～80°；另一方面，為切實(shí)提升積水排放效率，可在積水部位最低點(diǎn)與最高點(diǎn)之間布設(shè)多個(gè)放水孔，結(jié)合放水孔水量放出情況，判斷積水排放進(jìn)展。

為保障放水孔布設(shè)質(zhì)量，施工人員還需依據(jù)放水孔角度、位置、上覆采空區(qū)結(jié)構(gòu)發(fā)育情況，選定放水方式。不僅如此，上覆采空區(qū)積水放水孔布置前，還需在原上覆采空區(qū)積水平面圖中標(biāo)注出放水孔位置及所需采用的安全技術(shù)。依據(jù)上覆采空區(qū)巷道標(biāo)高等參數(shù)數(shù)值，明確放水孔位置、深度及方向。

3.4 放水水量觀測(cè)

做好上覆采空區(qū)積水排放水量觀測(cè)工作，針對(duì)所發(fā)現(xiàn)的排水水量不正常現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)上覆采空區(qū)積水防治方案進(jìn)行不斷優(yōu)化及改進(jìn)。在實(shí)際放水過(guò)程中，派遣專(zhuān)業(yè)人士對(duì)放水孔進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，待放水結(jié)束后編制相關(guān)放水報(bào)告，對(duì)比分析實(shí)際放水量與上覆采空區(qū)積水量，更好判斷出放水效果。

3.5 開(kāi)采安全分析

依據(jù)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)及理論公式，對(duì)開(kāi)采緩傾斜煤層進(jìn)行計(jì)算，得出冒落帶傾斜煤層及倒水裂縫高度等參數(shù)系數(shù)，判斷出上覆采空區(qū)積水位置是否處于冒落帶或裂縫帶。如積水區(qū)位于裂縫帶高度情況下，放水孔距離長(zhǎng)且容易堵塞，需做好放水孔位置及角度布置工作，明確殘余水量，制定出與之相應(yīng)的放水方案，保障后期君君及開(kāi)采工作安全性。

4 上覆采空區(qū)積水防治技術(shù)的具體應(yīng)用

4.1 工程案例概述

以某地區(qū)煤礦為例，該煤礦井歷經(jīng)30年開(kāi)采，實(shí)際煤炭資源較少，地質(zhì)環(huán)境及水位條件較為復(fù)雜，因上覆采空區(qū)向斜穿過(guò)礦井，向斜走向?yàn)闁|西方向，煤層最大傾角為50°，工作面自上而下布置，上覆采空區(qū)積水問(wèn)題會(huì)直接影響到下工作面開(kāi)采及掘進(jìn)工作的安全性。

4.2 上覆采空區(qū)積水防治流程

通過(guò)分析上覆采空區(qū)積水防治資料及積水效果，對(duì)積水防治有效性進(jìn)行綜合評(píng)測(cè)。在上覆采空區(qū)積水排空后驗(yàn)證探水鉆孔，保障上覆采空區(qū)積水被排空，下工作面可安全掘進(jìn)及開(kāi)采。對(duì)積水未排空問(wèn)題進(jìn)行細(xì)致分析，制定出科學(xué)的二次排水計(jì)劃。

5 結(jié)語(yǔ)

總而言之，在復(fù)雜條件下上覆采空區(qū)積水綜合防治技術(shù)應(yīng)用期間，需依據(jù)上覆采空區(qū)積水程度及特征，選擇與之相應(yīng)的防治方案，保障上覆采空區(qū)積水問(wèn)題防治有效性與經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)緩解煤礦生產(chǎn)銜接不良目標(biāo)，促進(jìn)后期掘進(jìn)及回采工作穩(wěn)定安全開(kāi)展。