吉虎

（山西省大同煤礦集團(tuán)同地店灣煤業(yè)公司，山西 大同 037003）

煤礦水患問題一直以來都是制約煤炭資源開發(fā)和影響礦井生產(chǎn)安全的重要因素。但是近年來，由于煤炭市場的需求旺盛，煤炭產(chǎn)量增長勢頭強(qiáng)勁，受到利益的驅(qū)使，一些煤礦礦井防治水安全意識相對淡化，致使礦井重特大水害事故接連發(fā)生，煤礦安全問題已成為落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀建設(shè)和諧社會(huì)的不和諧音符。因此在新的經(jīng)濟(jì)形勢下，如何進(jìn)一步加強(qiáng)煤礦防治水工作，有效遏制煤礦水害事故上升的勢頭，推動(dòng)全國煤礦安全生產(chǎn)形勢的穩(wěn)定好轉(zhuǎn)，是煤炭企業(yè)面臨的一個(gè)重要課題和迫切任務(wù)。依據(jù)作者數(shù)年從事井下安全生產(chǎn)組織管理和防治水治理工作的實(shí)踐，認(rèn)為搞好煤礦的防治水工作，應(yīng)由被動(dòng)治理向主動(dòng)防御轉(zhuǎn)變，由點(diǎn)面治理向區(qū)域防治轉(zhuǎn)變，堅(jiān)決防止重大透水事故的發(fā)生，確保礦井安全生產(chǎn)。

一、煤礦強(qiáng)酸性采空積水的防治技術(shù)

面對生產(chǎn)礦井內(nèi)上覆煤層星羅棋布的小窯亂采亂掘和古窯積水遺留問題，一直是煤礦防治水工作者較為頭疼的難題，由于此類積水難以準(zhǔn)確摸清積水量及積水范圍，同時(shí)還可能有補(bǔ)給水源等難點(diǎn)，近年來造成水害事故頻發(fā)。針對上述難題首先采用地面物探，確定低阻異常區(qū)域，找出積水區(qū)，井下施工探頂孔，確定地面鉆孔位置，最后建立地面直排系統(tǒng)等手段科學(xué)防治此類采空積水，以同煤集團(tuán)同地店灣13#煤層414盤區(qū)上覆12#層小窯內(nèi)強(qiáng)酸性水的成功防治為例：

1 13#煤層414盤區(qū)水文地質(zhì)概況

13#煤層414盤區(qū)井下東部為13#層311盤區(qū)和13#層412盤區(qū)，西南與西周窯煤礦接壤，地面為瓦壟北面山谷山梁，窯子溝斜穿414盤區(qū)中部。本盤區(qū)可布面儲量368萬噸。上覆12#煤層被東興一號煤礦和東興二號煤礦破壞，層間距在10m~12m，推測積水量450萬m3，2011年3月開始掘進(jìn)414盤區(qū)回風(fēng)巷，設(shè)計(jì)長度1278m。在掘至1223m時(shí)由于巷道頂板淋水極大（每小時(shí)60 m3）停掘。通過前后8次對該處的頂板淋水取樣化驗(yàn)，pH值在2.9~3.9，屬強(qiáng)酸性，對井下的排水系統(tǒng)具有極強(qiáng)的腐蝕性，同時(shí)通過3個(gè)月來井下潛水泵排水發(fā)現(xiàn)頂板淋水水勢無減小趨勢。

詳見圖1：13#煤層414盤區(qū)充水性圖。

2 治理方案與防治技術(shù)

首先，聘請山西省地寶能源公司于2012年9月份對414盤區(qū)12#煤層進(jìn)行了地面物探，確定了13#層414盤區(qū)巷里程900m處為低阻異常區(qū)，而后在井下盤區(qū)皮帶巷里程850m處施工探12#層煤層孔，確定此處為實(shí)煤區(qū)域，決定在此處建立2套6寸地面直排系統(tǒng)，同時(shí)在盤區(qū)皮帶巷里程900m處施工盤區(qū)水倉，鋪設(shè)6寸耐酸管路，排水至地面凈化水池，過濾后排水至地面十里河（礦井地面河流）。并且經(jīng)過集團(tuán)公司審批后，在414-2西巷280m處施工地面放水鉆孔1個(gè)，孔深310.8m，同時(shí)施工了414盤區(qū)水倉、鋪設(shè)6寸耐酸排水管路等，將盤區(qū)酸性水通過地面鉆孔排至地面十里河。13#層414盤區(qū)井下直排孔對應(yīng)地面為南郊區(qū)高山鎮(zhèn)羅家新窯村，場地較為平整，有施工地面鉆孔的所有條件。

而后，地測科測量組在地面位置放線，標(biāo)定鉆孔位置，鉆孔于2012年10月開工，兩個(gè)6寸直排孔于2012年10月底按時(shí)位置準(zhǔn)確打通至13#煤層414盤區(qū)皮帶巷里程850m處的設(shè)計(jì)位置，兩孔相距1.1m，孔深均為310.8m，在井下水倉穩(wěn)設(shè)MDF155-67x6型耐酸水泵6臺（2臺排水，2臺檢修，2臺備用），并在鉆孔內(nèi)下放止水套管，在直排鉆孔處鋪設(shè)6寸耐酸管路2趟至414盤區(qū)水倉內(nèi)。

最后，在井下物探異常區(qū)施工井下探放水鉆孔18個(gè)，將鉆孔水引流至盤區(qū)水倉，通過地面直排鉆孔排水至地面凈化水池（長15m，深0.8m，寬2.5m），經(jīng)過凈化水池過濾后排水至十里河。

表1為13#煤層414盤區(qū)地面直排系統(tǒng)材料表。

3 影響因素

表1 13#煤層414盤區(qū)地面直排系統(tǒng)材料表

根據(jù)每周一次對井下414盤區(qū)巷道的頂板淋水取樣化驗(yàn)pH值，發(fā)現(xiàn)pH值有變大趨勢，同時(shí)采用同位素標(biāo)記法（在地面裂隙添加雙氧水，在井下淋水中取樣化驗(yàn)）確定了414盤區(qū)上覆12#層采空區(qū)積水有補(bǔ)給水源，日補(bǔ)給量3500m3。井下巷道頂板淋水受季節(jié)影響（雨季井下淋水較大，冬季頂板淋水變化較?。?。

4 治理成果

地面直排系統(tǒng)的所有工程于2012年11月19日完成并進(jìn)行排水，2套直排系統(tǒng)日排水量5500m3，截止2014年12月底414盤區(qū)通過地面直排系統(tǒng)共計(jì)排放采空積水415.1萬m3左右。井下巷道頂板淋水已明顯減小，放水孔已基本無水，盤區(qū)水患基本解除。

5 此項(xiàng)煤礦強(qiáng)酸性采空積水的防治技術(shù)的難點(diǎn)

對地面測量精度及鉆孔施工要求較高，需要準(zhǔn)確打通至井下目標(biāo)地點(diǎn)，確定直排鉆孔井下位置上覆為實(shí)煤區(qū)域，避免穿過采空區(qū)，同時(shí)還要考慮地面位置的場地是否符合施工鉆孔的條件等。

[1]周建國.挖金灣礦采空區(qū)積水的綜合探測[J].太原科技，2006（10）.

[2]王春海，狄效斌.煤礦采空區(qū)積水預(yù)測方法芻議[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2012（03）.

[3]劉益永，董哲.應(yīng)用電法確定煤礦采空區(qū)積水[J].吉林地質(zhì)，2012（01）.