王廣勝，楊樹(shù)才

（山西蘭花集團(tuán) 莒山煤礦有限公司，山西 澤州 048002）

蘭花集團(tuán)莒山煤礦位于山西省晉城市東北18 km處、澤州縣巴公鎮(zhèn)三家店村附近，礦區(qū)面積9.021 4 km2，可采煤層3號(hào)～15號(hào)。經(jīng)50多年開(kāi)采，3號(hào)煤瀕臨枯竭，為延長(zhǎng)礦井服務(wù)年限、緩解水平接替緊張，近幾年針對(duì)20世紀(jì)70、80年代刀柱工作面下的棄滯煤炭進(jìn)行復(fù)采回收，其中的探水探空工作受到莒山煤礦的高度重視。

1 復(fù)采技術(shù)介紹

1）復(fù)采工作面的設(shè)計(jì)。3號(hào)煤復(fù)采工作面布置受到原刀柱工作面情況制約，采區(qū)運(yùn)輸及回風(fēng)大巷布置于原采區(qū)隔離煤柱間，均沿3號(hào)煤底板掘進(jìn)，頂煤厚度不足時(shí)可采用臥底掘進(jìn)（半煤巷）。工作面順槽沿煤層底板掘進(jìn)，考慮上分層刀柱工作面回采巷道高度的不確定性，以及避免上分層刀柱工作面順槽煤柱集中應(yīng)力的影響，復(fù)采工作面順槽與上分層刀柱工作面順槽采用內(nèi)錯(cuò)布置，間距5 m。復(fù)采工作面采用長(zhǎng)壁綜合機(jī)械化全部垮落法采煤。復(fù)采回收棄滯資源情況，見(jiàn)圖1。

圖1 復(fù)采棄滯煤炭示意圖

2）復(fù)采工作面的巷道規(guī)格和支護(hù)形式。巷道采用梯形斷面、梯形金屬支架支護(hù)，特征如下：梁長(zhǎng)3.0 m，腿長(zhǎng)2.4 m；巷道上口毛寬3.0 m，下口毛寬3.8 m，毛高2.5 m；SM＝8.5m2；巷道上口凈寬2.7m，下口凈寬3.5m，凈高2.25 m，SJ＝6.98m2；柱窩深 0.10m，岔角 0.4m，棚距 0.80m。

2 水文地質(zhì)條件

莒山煤礦3號(hào)煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，煤層層理一般，節(jié)理發(fā)育。直接頂為砂質(zhì)泥巖，厚度1.45m。老頂為細(xì)砂巖，厚度5.13m。底板為砂質(zhì)泥巖及細(xì)砂巖。3號(hào)煤復(fù)采工作面主要在原刀柱工作面下布置，復(fù)采回收下分層殘留的棄滯資源，采掘過(guò)程中將遇到原刀柱工作面遺留煤柱及原巷道和原刀柱工作面采空區(qū)域，大氣降水通過(guò)地表裂隙滲入原工作面采礦區(qū)域，煤層裂隙水與采空積水為工作面主要水源，復(fù)采工作面過(guò)空探測(cè)和探放水問(wèn)題成為莒山煤礦采掘生產(chǎn)中面臨的最大問(wèn)題。

3 礦井充水因素分析

根據(jù)井田地質(zhì)、水文地質(zhì)條件、礦井開(kāi)拓情況，本礦井充水因素為大氣降水、地表水、地下水。在“雨季”大氣降水集中，大氣降水、地表水通過(guò)受采動(dòng)影響產(chǎn)生的地表裂隙、基巖風(fēng)化裂隙向礦坑充水。3號(hào)煤層頂板之上為中細(xì)粒砂巖，在本區(qū)層位穩(wěn)定，煤層開(kāi)采中頂板壓力發(fā)生變化，產(chǎn)生較多裂隙，成為大氣降水、地表水滲入礦坑的主要通道，使其間接滲入礦坑，成為間接補(bǔ)給水。3號(hào)煤原刀柱工作面開(kāi)采后，采空區(qū)頂板冒落，形成冒落帶和導(dǎo)水裂隙帶，是礦井原刀柱工作面采空區(qū)積水的通道，成為3號(hào)煤復(fù)采中的重要水源。

4 探放水技術(shù)

根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》：防治水工作應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、有掘必探、先探后掘、有采必探、先探后采的原則，采取防、堵、疏、排、截的綜合治理措施。本文結(jié)合莒山煤礦3號(hào)煤復(fù)采工作面地質(zhì)條件，合理地布置了探放水鉆孔及其參數(shù)。

4.1 鉆孔位置及角度的確定

根據(jù)水文地質(zhì)資料，結(jié)合掘進(jìn)工作面迎頭超前探瞬變電磁法物探實(shí)驗(yàn)結(jié)果報(bào)告分析，探水的主要對(duì)象是原刀柱工作面采空區(qū)積水，鉆孔采用扇形布置，長(zhǎng)探與短（補(bǔ)）探相結(jié)合的探水方式進(jìn)行。

1）長(zhǎng)探。在巷道前方平行于煤層底板方向探測(cè)，布置3個(gè)鉆孔，距巷道底板高度1.0 m，中間鉆孔垂直煤幫，孔間距100cm，兩幫鉆孔夾角10°，見(jiàn)圖2。

圖2 探放水長(zhǎng)探示意圖

2）短探。莒山煤礦現(xiàn)開(kāi)采3號(hào)煤，主要是原刀柱工作面棄滯資源復(fù)采回收工作面，為充分掌握現(xiàn)掘進(jìn)巷道前方空巷和上方采空積水情況，掘進(jìn)過(guò)程中探放水采用ZDY1500（MKD-5）型煤礦用全液壓坑道鉆機(jī)或ZYJ-500/180架柱式液壓回轉(zhuǎn)鉆機(jī)進(jìn)行短（補(bǔ)）探，布置2組鉆孔，每組3個(gè)鉆孔，根據(jù)煤層傾角與原刀柱工作面上層回采煤層厚度，調(diào)整鉆孔傾角，1組鉆孔距煤層底板1.3 m布置，傾角2°；2組鉆孔距煤層底板1.5 m布置，傾角4°。孔間距均為120 cm，兩幫鉆孔夾角20°，見(jiàn)圖 3。

圖3 探放水短探示意圖

4.2 鉆孔深度及超前距離的確定

采用邊探水邊掘進(jìn)的方案進(jìn)行探水，根據(jù)水文地質(zhì)資料的水壓、水量、以往探水經(jīng)驗(yàn)、探水設(shè)備、探水技術(shù)水平綜合考慮，確定長(zhǎng)探探水孔設(shè)計(jì)鉆孔長(zhǎng)度200 m，幫距不小于20m，且保證不低于60m的安全距離。短（補(bǔ)）探探水鉆孔長(zhǎng)度60 m，幫距不小于20 m，超前安全距離不低于30m。每探1次允許掘進(jìn)距離30m。

5 復(fù)采工作面探空技術(shù)

由于原刀柱工作面煤柱與采空區(qū)分布不規(guī)則、地質(zhì)情況較復(fù)雜，掘進(jìn)過(guò)程中在大鉆探水基礎(chǔ)上采用風(fēng)煤鉆對(duì)復(fù)采工作面采空區(qū)逐班探測(cè)，進(jìn)一步掌握遺留煤柱及采空區(qū)的情況。

5.1 鉆孔位置、角度的確定

根據(jù)水文地質(zhì)資料，探測(cè)的主要對(duì)象是原刀柱工作面遺留煤柱、采空區(qū)、舊巷道，采用扇形布置，每次布置7個(gè)鉆孔。1、2、3號(hào)眼距巷道底板1.7 m處水平方向以?xún)A角20°布置，2號(hào)鉆孔（中間鉆孔）垂直煤幫，孔間距100 cm，幫鉆孔夾角30°，探測(cè)巷道前上方原刀柱工作面遺留煤柱及采礦區(qū)分布情況。4、5、6號(hào)眼距巷道底板1.0 m處平行于煤層底板布置，5號(hào)鉆孔（中間鉆孔）垂直煤幫，孔間距100 cm，幫鉆孔夾角30°，探測(cè)原刀柱工作面底板巷道；7號(hào)眼（頂眼）探測(cè)巷道頂板頂煤厚度。見(jiàn)圖4。

圖4 逐班鉆探眼布置圖

5.2 鉆孔深度的確定

采用邊探空邊掘進(jìn)的方式進(jìn)行，根據(jù)工作面地質(zhì)資料、探測(cè)設(shè)備及技術(shù)水平綜合考慮，確定鉆探孔深11 m，7號(hào)眼（頂眼）根據(jù)巷道頂煤情況實(shí)際探測(cè)確定鉆孔深度。

6 結(jié)束語(yǔ)

莒山煤礦近年來(lái)通過(guò)棄滯煤炭復(fù)采探空探水技術(shù)，順利探放出原工作面采空積水，探明了采空區(qū)情況，確保了礦井安全生產(chǎn)，回收棄滯煤炭近600萬(wàn)t，提高了資源回收率，緩解了礦井水平接替緊張。棄滯煤炭復(fù)采探空探水技術(shù)經(jīng)實(shí)踐是可行的，安全效益和經(jīng)濟(jì)效益均較明顯，具有較強(qiáng)的適用價(jià)值，可在類(lèi)似條件的礦井推廣應(yīng)用。

[1]李延輝.防治老空水技術(shù)途徑[J].山東煤炭科技,2004(5):38.

[2]常青見(jiàn).灣子河煤礦安全探放老空水[J].中州煤炭,1988(6):32-33.