綜放工作面采空區(qū)頂板砂巖裂隙水防治技術(shù)研究

孟凡旺 商磊磊

摘 ?要：針對(duì)綜放工作面采空區(qū)頂板砂巖裂隙水出水，導(dǎo)致工作面回采環(huán)境惡化，出水不僅浸泡底板造成支架歪斜，還進(jìn)入出煤系統(tǒng)影響皮帶機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并帶來竄眼等威脅。為此工作面采取了“尾梁下截水，采空區(qū)疏水，下隅角排水”的治水舉措，并采取偽斜開采、底板硬化、煤水分離等綜合治理措施，保持了工作面安全高效回采。

關(guān)鍵詞：采空區(qū);頂板砂巖裂隙水;截水;底板硬化

1 工作面情況

蘆嶺煤礦Ⅲ811綜放工作面8煤層厚度8.25m，賦存不穩(wěn)定。直接頂為粉砂巖，多為塊狀，局部見水平層理。直接底板為泥巖，質(zhì)軟。該工作面無巖漿巖體、沖刷帶和陷落柱影響。

Ⅲ811工作面采用走向長(zhǎng)壁綜合機(jī)械化放頂煤采煤法，工作面跟底回采，采高2.4-2.6m，從支架尾部低位放煤，放煤步距1.0m。使用ZF7000-18/28型電液控液壓支架對(duì)頂板進(jìn)行支護(hù)，用全部垮落法處理采空區(qū)頂板。

綜放面的導(dǎo)水裂隙帶發(fā)育較高，導(dǎo)通上覆多層砂巖含水層，砂巖裂隙水富水性強(qiáng)?；夭汕暗闹嗡胧┦遣捎盟沧冸姶?、直流電法等方法探明富水異常區(qū)，對(duì)煤層頂板砂巖裂隙含水層進(jìn)行密集疏放，疏放鉆孔的終孔層位為8煤層頂板上120m，確保鉆到位，水放出。

由于頂板砂巖裂隙水賦存分散，鉆孔前期的疏放量有限，回采時(shí)大量裂隙水隨頂板垮落泄入采空區(qū)，一是惡化工作面環(huán)境，軟化工作面底板造成支架難管理;二是增加原煤水分，影響煤質(zhì);三是工作面形成的水煤，威脅礦井皮帶系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

2 回采期間治水方法

2.1 調(diào)成仰斜回采，上山施工水不易流入工作面。

在刮板機(jī)可控不上竄的前提下，甩采下部把工作面調(diào)成仰斜開采，形成煤壁高、老塘低，讓采空區(qū)的水沿正傾向往下流，使水在采空區(qū)活動(dòng)不進(jìn)入工作面。

2.2加快推進(jìn)速度，滯后出水難以浸入工作面。

采空區(qū)出水是在移架、放煤、頂板垮落、導(dǎo)水裂隙帶發(fā)育后才能逐漸形泄水，所以在加快工作面推進(jìn)速度后，當(dāng)采空區(qū)內(nèi)部出水條件形成后，新的推進(jìn)度形成的落煤矸石寬度能適量阻隔水量。

2.3采空區(qū)煤要放凈，保持頂板均衡泄水

放煤要干凈，老塘要見矸，確保砂巖裂隙水能通過架后及時(shí)流出，防止防止工作面老塘側(cè)形成“堰塞湖”從而大量積水。

2.4 創(chuàng)新“尾梁下截水，采空區(qū)疏水，下隅角排水”的治水舉措

2.4.1創(chuàng)造尾梁下治水空間

移架時(shí)尾梁、插板伸出，移架后及時(shí)把后部車?yán)辆o貼支架底座，在后部車?yán)咸羵?cè)維護(hù)出一定治水空間。

若老塘側(cè)垮頂、竄矸緊貼后部車，不易預(yù)留治水空間時(shí)，應(yīng)在煤壁側(cè)提前人工使棚;需要治水空間大時(shí)使走向木棚（單體配合），需空間小時(shí)使傾向木棚即可。頂板特別破碎的鋪雙抗網(wǎng)，為防止封頂嚴(yán)實(shí)支架高度難以保證，可只鋪設(shè)大孔格的菱形網(wǎng)，需要時(shí)能挑頂達(dá)到理想高度以利治水。

2.4.2尾梁下預(yù)置治水通道

在后部車?yán)咸羵?cè)的底板上，挖一道300mm深的傾向排水溝，水溝中連續(xù)鋪成捆竹笆，緊貼竹笆煤壁側(cè)打一排擋水鐵板，每塊鐵板有2個(gè)支腿（350mm）插入底板里，沿傾向即能起到擋水作用，又能保護(hù)竹笆的連續(xù)性，保護(hù)竹笆不被矸石砸斷。發(fā)揮竹笆良好的導(dǎo)水、竹笆內(nèi)流水的作用。當(dāng)竹笆鋪至下順槽3m處。改鋪一根大孔徑的排水管，防止水流分散流入轉(zhuǎn)載機(jī)里進(jìn)入煤流。在竹笆與管口合茬處用煤袋、竹笆做好引水入管工作，既不能漏水也不能讓煤渣進(jìn)入管內(nèi)堵塞，水管下口接至下隅角水倉。

2.4.3采空區(qū)疏水至下隅角抽排

隨著工作面回采，沿走向每隔1m埋一路排水設(shè)施，逐漸形成一路路排水通道至下順槽，下隅角貼底板留設(shè)走向出水孔，水匯集在下隅角水倉抽排;若機(jī)巷是上山施工，每隔一段距離在下隅角低洼處預(yù)埋一個(gè)排水三通管口（打木垛保護(hù)好空間），通過埋管抽排采空區(qū)積水，防止下隅角水位上升再次對(duì)工作面及人員形成威脅。

放頂煤工作面后部車緊貼采空區(qū)，水進(jìn)后部車就意味著治水不成功。采用該項(xiàng)治水舉措后，在采空區(qū)形成一條條傾向“暗河”，利用竹笆將水引向下隅角水倉，這種“截、疏、排”的方式取得很好的治水效果。

3 水泡底板的支架管理。

若底板出水或水浸入支架底座，底板變得松軟或是煤泥時(shí)，易造成支架下陷、歪架，采取的措施是“底軟下木梁、壓力大下鋼梁、煤泥處底板硬化”。底煤受水浸泡已形成煤泥狀態(tài)，支架下陷嚴(yán)重、移架困難，支護(hù)系統(tǒng)的鋼性嚴(yán)重不足。在煤壁先臥掉煤泥，用黃沙、水泥、石子澆灌混凝土硬化出底板。根據(jù)底板硬度、壓力大小合理采取下傾向底梁，保持支架底座與工作面傾角一致，避免歪架。

底板強(qiáng)度較低時(shí)下底梁，有后部車的下傾向底梁;無后部車的可下走向底梁。

底板強(qiáng)度太低時(shí)進(jìn)行硬化，打地坪方法：煤壁有正規(guī)背幫的情況下，在工作面前部刮板機(jī)煤壁側(cè)打地坪。煤壁無背幫時(shí)在前部刮板機(jī)老塘側(cè)進(jìn)行打地坪，先對(duì)軟底進(jìn)行臥深1m、寬1m，然后混凝土澆灌。

通過以上治水措施的實(shí)施，取得了較好的安全效果，工作面有效地實(shí)現(xiàn)了煤水分離，頂板砂巖裂隙水大部分從工作面下隅角水倉排出，滿足了工作面的正常生產(chǎn)。

4 結(jié)論

煤水分離實(shí)現(xiàn)了工作面順利、安全生產(chǎn)。Ⅲ811綜放工作面受水困擾時(shí)出現(xiàn)歪架，日產(chǎn)量最低時(shí)僅700噸，治水成功后平均日產(chǎn)6000噸，實(shí)現(xiàn)了一面即能礦井達(dá)產(chǎn)的可觀局面，保證了礦井經(jīng)營(yíng)指標(biāo)的完成，在為礦井取得經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，職工工資大幅提升、年產(chǎn)能力接近200萬噸的高產(chǎn)高效綜采面在社會(huì)上受到同行的高度評(píng)價(jià)。

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