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        威脅工作面老空水的防治措施

        2010-11-02 06:24:48李文學
        山西煤炭 2010年12期
        關(guān)鍵詞:煤礦

        李文學

        (山西靈石昕益致富有限公司,山西 靈石 031300)

        威脅工作面老空水的防治措施

        李文學

        (山西靈石昕益致富有限公司,山西 靈石 031300)

        針對目前煤炭資源整合后各煤礦企業(yè)存在的老空水問題,進行較為深入的分析、探索,試著找出較為有效的防治方法。

        老空水;突水;探放水;涌水量;排水系統(tǒng)

        1 概述

        靈石昕益致富有限公司下屬煤礦,是經(jīng)煤礦企業(yè)兼并重組整合后的煤礦,每個礦區(qū)內(nèi)都或多或少的包含了古空區(qū)與采空區(qū),并且區(qū)內(nèi)存在一定量的積水,由于資料缺失,積水的位置、范圍、水量不清。根據(jù)水文地質(zhì)類型劃分就高不就低的原則,煤礦全部按復雜及以上水文地質(zhì)類型管理。根據(jù)日常統(tǒng)計,各煤礦采礦證批采煤層不只一層,皆屬煤層群開采。開采下部煤層時,如果其導水裂隙帶大于同上部煤層間距或有導水斷層存在,上部煤層老空積水對主采煤層有較大威脅。同一煤層內(nèi),在資源整合重新設(shè)計進行采掘時,工作面巷道也會相當程度地接近采空區(qū)或因老空不清而意外透老空,對采掘工作危脅較大。

        2 調(diào)查分析老空積水

        1)當煤礦企業(yè)現(xiàn)有水文地質(zhì)資料不能滿足安全生產(chǎn)的需要,不能為煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)提供真實可靠依據(jù)時,應針對存在的問題進行專項水文地質(zhì)補充調(diào)查。調(diào)查的內(nèi)容包括:地貌地質(zhì)、地面巖溶、生產(chǎn)礦井、周邊礦井、古井老窯、地表水體、井泉等。這是一項經(jīng)常性的工作,是水文地質(zhì)資料的不斷補充、更新和完善。補充調(diào)查應做好以下幾項工作:調(diào)查收集地貌地質(zhì)情況、調(diào)查地面巖溶情況、調(diào)查古井老窯情況、調(diào)查周邊礦井情況、收集水文資料、調(diào)查研究生產(chǎn)礦井水文情況、調(diào)查收集地表水體情況、調(diào)查井泉情況。

        2)加強現(xiàn)場工作,對于井下采掘工作面要每天巡視檢查并問詢涌水變化情況,按時做好記錄,并進行前后對比。在工作面掘進、回采期間要做好涌水量的觀測,要詳細記錄突水時間、地點、確切位置,出水層位、巖性、厚度,出水形式,圍巖破壞情況等,并測定涌水量、水溫、水質(zhì)和含砂量等。同時,應當觀測附近的出水點和觀測孔涌水量和水位的變化,并分析突水原因。各主要突水點可以作為動態(tài)觀測點進行系統(tǒng)觀測,并編制卡片,附平面圖和素描圖。

        對于受水害影響的采掘工作面,堅持“預測預報、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原則,在采掘過程中,逐月進行檢查填繪預測圖、表,并不斷補充和修正。發(fā)現(xiàn)水患險情,及時發(fā)出水害通知單,并報告礦調(diào)度室,通知可能受水害威脅地點的人員撤到安全地點。

        3)做好圖紙?zhí)罾L工作,對于現(xiàn)場檢查成果,要使其形成有用的信息,用來指導下一步的生產(chǎn)。把每次從現(xiàn)場檢查、調(diào)查到的資料詳細、準確、及時地填繪到圖紙上,形成內(nèi)容完備的水文地質(zhì)資料調(diào)查圖。要求每個工作面從掘進開始至回采結(jié)束,都要堅持這一工作。

        4)全面分析老空積水,老空積水可分為同煤層老空水和上、下煤層老空積水。同一煤層回采后形成的采空區(qū),要根據(jù)以往采、掘時保留下的采掘技術(shù)資料、水文資料進行綜合分析。搞清工作面的邊界和巷道的標高,如果局部存在低洼處或老硐、廢巷,要有針對性的進行重點分析。根據(jù)采掘工程平面圖上的巷道標高,標明積水區(qū),同時計算積水量的大小,分析評估動水補給情況,在圖紙上外推一定距離作為探水警戒線。當井下采掘工程接近積水區(qū)警戒線時,就要及時制定探放水措施,積極進行探放水工作。不同煤層的采空區(qū),要搞好上、下層位對照,上、下煤層積水區(qū)在主采煤層上的投影,水位標高,從而分析影響范圍,采取一定的外展角度后外推一定距離作為探水警戒線。調(diào)查分析斷層、陷落柱等地質(zhì)構(gòu)造導通不同層位采空區(qū)積水后采掘工程、開拓井巷工程的影響,采取有效措施進行探放水。

        老空水賦存于地下,難以探明,其水量值較難取得,可采用采空區(qū)體積作為積水量。

        式中:V為積水量,m3;L為積水區(qū)長度,m;D為積水區(qū)寬度最大值,m;M為采高,m;K為充水系數(shù),0.15~0.4。

        對靈石煤礦回采工作面進行統(tǒng)計,計算所得數(shù)值與真實數(shù)據(jù)比較如表1所示,采取的充水系數(shù)與實際有出入、采空面積的計算,都造成了兩者之間的差異,特別是充水系數(shù)影響較大,以往不同的采掘情況,系數(shù)變化也較大。

        表1 計算積水量與實際水量比較

        3 探放老空積水

        采掘作業(yè)過程中,應對水患時刻保持清醒,根據(jù)以往資料,要搞清楚可能存在積水區(qū)域的范圍,當井巷工程、采掘作業(yè)到警戒線時,必須進行探放水,以保證施工作業(yè)安全。

        1)做好探放水設(shè)計。做探放水設(shè)計時,應該采用小比例圖紙,盡量使探放水區(qū)域資料清晰、準確,從而保證探放水設(shè)計的準確。采掘工程多半在煤層中開展,當布置探水孔時,應考慮煤壁的承受水壓能力,周圍空間的支護狀況,只有在圍巖有足夠承壓能力且支護良好的條件下,才可進行鉆孔探水。一組探放水鉆孔應覆蓋可能存在積水的區(qū)域,根據(jù)地質(zhì)資料,鉆孔應探向積水區(qū)的最低高程處,以便更好探放水,由于條件限制不能一步到位時,應從邊緣地帶做起,先探放后掘進,循序漸進,關(guān)鍵是保持足夠的超前距,直到存在積水的區(qū)域全部探放完畢。

        2)探放水工作要求。在探放水過程中,鉆孔的方向,在很大程度上影響了探放水的準確性,所以在鉆孔施工中要嚴格按探放水設(shè)計進行準確鉆進。要想保證鉆孔的精度,測量工作要做細,用掛線的方法定開孔的位置、方位,具體鉆進操作時用羅盤定傾角,關(guān)在開孔后進行核實,做好開孔這一步。孔口管的安裝是不可或缺的,要完全考慮積水區(qū)水壓的大小,安設(shè)長度、強度要足夠,并預先做好耐壓試驗,才能進行下一步工作。在鉆進過程中,由于鉆桿自重的原因,鉆孔將呈現(xiàn)拋物線向下彎曲,直至煤層底板,甚至穿底而去,不能按預定探明采空積水。采用加長巖芯管進行導向鉆進,可以很好的保持鉆進方向,從而保證鉆孔的精度。當探水區(qū)域積水區(qū)水壓大于0.1 mPa時,要在穿透積水區(qū)前適時安裝好控制水流的閘閥,以便出水后能控制放水量。在以往工作記錄中,單一鉆孔出水速度達到過100 m3/h,這對工作面排水設(shè)備的排水能力和巷道煤巖體的抗沖刷性能有較大考驗,因此,要控制放水速度以保證探放水工作安全。

        3)探放水總量分析預測。在進行探放水工作時,應盡量保持連續(xù)運轉(zhuǎn),以避免停工后積水水壓透過裂隙對煤壁等隔水體產(chǎn)生破壞性沖刷,而增加突水隱患。發(fā)現(xiàn)鉆孔放水不暢時,要經(jīng)常用鉆機進行清理掃孔,盡量放盡可放之積水,同時也可避免積水已放完的假像,使其不成為隱患。水量監(jiān)測是放水工作重要的重要部分,通過對水量的觀測,可以判斷放水進程、積水是否放凈。用放水期間水量觀測成果,計算總放水量,預計積水量及動水補給量,以確定是否放凈積水。計算公式為:放出積水量=總放水量-動水補給量×放水時間

        4 完善排水系統(tǒng)

        為保障探放水工作安全,應建立完善的排水系統(tǒng)??紤]整個礦井排水系統(tǒng)通過能力,探放水區(qū)域可考慮適當增加排水管路、排水泵,增大排水能力,并且在通往地面的排水線路上不存在瓶頸,保證整個礦井排水通路暢通。也可考慮做泄水工程,在受采空積水影響的工作面,采用泄水巷和泄水鉆孔相結(jié)合的方式,使采空積水得到排泄,達到了防治水的目的卻未使用任何排水設(shè)施,減少防治水工作對生產(chǎn)的影響同時保障人身安全。完善的排水系統(tǒng)可保證探放水期間能順利排水,提高放水效率和保障探放水作業(yè)安全。

        5 結(jié)論

        根據(jù)以上分析,當工作面受老空水威脅時,我們應積極調(diào)查、觀測、分析,在此基礎(chǔ)上,采取綜合防治水措施:探、放、排相結(jié)合的防治水措施,防治水工作做在了前面,就可保證井下采掘工程安全施工了。

        [1]武強,董書寧,等.煤礦防治水規(guī)定釋義[M].徐州:中國礦業(yè)大學出版社,2009.

        [2]袁河津,趙亞軍等,煤礦防治水知識培訓教材[M].徐州:中國礦業(yè)大學出版社,2009.

        Prevention Measures on Goaf Water Threatening on Working Faces

        LI Wen-xue
        (Xi nyi zhi fu Co.,Li ngshiShanxi031300,Chi na)

        The paperanal ysest he goafwat er problemsexisting i n coalent erprises after resourcesint egrati on and t hen expl ores some ef f ect i ve prevent i on measures.

        goafwat er;wateri nrush;wat erexploring and drainage;wat erinflow;drai nagesystem

        TD744

        A

        1672-5050(2010)12-0054-03

        編輯:劉新光

        2010-10-12

        李文學(1970—),男,吉林扶余人,本科,采礦工程師、注冊安全工程師,從事煤炭采掘技術(shù)工作。

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