王金杰 趙冬雪
冀中能源峰峰集團有限公司萬年礦 河北省 056302
摘要:本文介紹了冀中能源峰峰集團萬年礦防治采空水的工作經驗,總結出了探、放、排采空水的方法。
關鍵詞:采空區(qū)積水;突水征兆;探放水;防治水
1、前言
在煤礦生產中,由于工作面的布置、頂底板的巖性特征及涌水等因素,在采空區(qū)或廢巷有可能存在不同形式的積水,一旦巷道接近或揭露這些積水,就有可能發(fā)生災難性事故。
萬年礦井田位于太行山東麓中段,西以磁山為屏,東以鼓山為嶂。屬于丘陵地區(qū),地形起伏不大,地表為第四系地層廣泛覆蓋,僅有零星基巖露頭。井田內沖溝發(fā)育,多呈“V”字型,有10條沖溝分布在南洺河東岸,鼓山西麓,其走向多為NWW向,切割深度20m~30m之間,僅有1條沖溝,發(fā)育在南洺河西岸,走向EW,切割深度20m左右,區(qū)內地面標高在200~330m,南高北低。東部地表西傾,西部地表東傾,中間低洼地帶為南洺河河床。我礦隨著采掘活動的開展,采空區(qū)面積不斷加大,開采深度不斷增加,使采空區(qū)積水情況更加復雜,采空水害逐步成為礦井主要水害類型。因此,又必要進一步加大對采空水的防治力度。
2、采空水分析
2.1 加強現場水文地質工作
做好日常巡視、調查、記錄。在工作面回采期間要做好涌水量的觀測,要詳細記錄出水時間、大小、位置、出水形式及出水水源等。
2.2 做好內業(yè)填圖工作
每個工作面從掘進開始至回采結束,都要有水文地質資料調查記錄,把每次從現場收集到的資料詳細、準確、及時地填繪到采掘工程圖上。
2.3 采空水分析及水量預測
對于工作面回采后形成的采空區(qū),要根據掘進、回采時收集到的水文資料進行綜合分析,認真核實好工作面的邊界和巷道的標高,特別是局部存在低洼處或車房、硐室要重點分析。根據巷道標高在圖紙上標明積水區(qū)的范圍,并計算積水量的大小及動水補給情況,并外推一定距離作為探水警戒線,在各種圖紙上標明,當有巷道接近該積水區(qū)警戒線時,就要及時提出探放水建議,進行探放水工作。采空水量預計比較困難,一般可按采空區(qū)體積計算。
V=K×L×S×M÷2
式中V-----積水量,m3
L-----積水區(qū)長度,m
D-----積水區(qū)寬帶最大值,m
M-----采高,m
K------充水系統(tǒng),0.15-0.4
式中采空區(qū)裂隙率即充水系數隨著采空區(qū)形成時間不同而不同。
3、采空水的探放
對于存在積水可能的區(qū)域,當巷道掘進接近到警戒線前,為保證施工安全,必須進行探放水。
3.1 探放水工程質量
在探放水設計時,應有該區(qū)域準確的局部放大圖,以保證探放水設計的準確。鉆孔的開孔層位應選擇在完整巖石中。探放水設計的鉆孔應成組布置,盡可能地一次性打透積水區(qū)的最佳點,由于工程限制不能一次打透時,必須從前部探起,邊探邊掘進,保持足夠的超前距,直至威脅解除。
3.2 探放水工程質量
在鉆探施工中必須保證鉆孔的質量和準確性。為保證鉆孔的精度,開孔的位置、方位必須由測量掛線給定,切實把好開孔關。還要根據積水區(qū)水壓的大小安設足夠的孔口管,并做好耐壓試驗。在鉆進過程中,應采用加長巖芯管進行導向鉆進,以保證鉆孔的精度。對于探放水壓大于0.1MPa的積水區(qū),在透積水區(qū)前安裝好控水裝置,以便出水后能控制放水量。在實際工作中,單孔最大水量達到1.0m3/min,這對排水和巷道的沖刷都構成一定的威脅,因此,必須對放水量有所控制。
3.3 探放水量的分析
探放水工作原則上要連接,并經常地用鉆進進行攪動掃孔,使放水通道更加暢通,以免出現堵孔,重新生成積水。在放水期間要隨時監(jiān)測水量,最后計算總的放水量,預計積水量及動水補給量,以確定是否放凈靜水,其計算方法為:
放出積水量=總放量-動水補給量×放水時間
3、排水系統(tǒng)的完善
完善排水系統(tǒng),保證排水通路暢通,一方面是為了保證探放水期間能順利排水,不致因排水能力不足影響放水效率和安全;另一方面就是當采空區(qū)存在動水補給時,采面回采后動水進入工作面,能使水順利排出,不致于對采面的回采造成影響。除了增加排水管路和排水泵,保證足夠的排水能力外,應盡可能優(yōu)先考慮做一些泄水工程。
4、開展技術培訓,提高工人防治水害技能
采空區(qū)突水,一般都有征兆。要廣泛開展水害防治技術培訓,使井下從業(yè)人員識別突水征兆;在發(fā)生突水征兆時,能及時撤退,避免災害發(fā)生;掌握探放水操作技能。按照探放水設計及措施要求施工,做好采空水的探放工作。