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        水文條件復(fù)雜的綜采工作面水害防治技術(shù)

        2017-06-15 08:55:02張丁丁
        科學(xué)家 2017年6期
        關(guān)鍵詞:綜采高產(chǎn)高效

        張丁丁

        摘 要 在煤礦開(kāi)采過(guò)程中,水害是礦井安全生產(chǎn)的常見(jiàn)自然災(zāi)害。水害在工作面回采過(guò)程中除影響工作面快速推進(jìn)外,若煤炭水分高,容易導(dǎo)致煤倉(cāng)潰倉(cāng),危及放煤工人身安全。本文結(jié)合營(yíng)盤(pán)壕煤礦的實(shí)際狀況,通過(guò)優(yōu)化排水方案及采煤工藝,有效減小水害對(duì)工作面回采的影響,取得理想的治理效果。

        關(guān)鍵詞 綜采;水害防治;疏排控堵;高產(chǎn)高效

        中圖分類號(hào) TD82 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2095-6363(2017)06-0038-01

        隨著科技不斷進(jìn)步,現(xiàn)在的煤炭生產(chǎn)已實(shí)現(xiàn)大規(guī)模機(jī)械化集約式生產(chǎn),目的在于降低成本,提高效率。工作面回采過(guò)程中,水害是制約工作面安全快速推進(jìn)的重要因素,直接決定煤礦高產(chǎn)高效目標(biāo)能否能順利實(shí)現(xiàn)。本文根據(jù)高產(chǎn)高效工作面對(duì)水害控制的需求,從回采前超前疏放水,優(yōu)化排水方案,回采過(guò)程中有老空水回涌水等方面進(jìn)行合理設(shè)計(jì),最終達(dá)到控制采煤工作面水害的目的。通過(guò)營(yíng)盤(pán)壕煤礦首采工作面的驗(yàn)證,此設(shè)計(jì)能有效控制工作面水害,減少水煤量,降低煤倉(cāng)潰倉(cāng)發(fā)生的可能性,提高煤炭回采時(shí)的安全系數(shù),最終達(dá)到安全、高產(chǎn)、高效的目的。

        1 營(yíng)盤(pán)壕煤礦2201工作面的水文地質(zhì)概況

        營(yíng)盤(pán)壕煤礦2201工作面埋深720m,標(biāo)高513.5~532.5m,水文條件復(fù)雜,主要水害為頂板水,且直接頂即老頂隔水性能差。主要含水層四層分別為:第四系(Q)孔隙潛水含水層、白堊系下統(tǒng)志丹群(K1zh)孔隙裂隙承壓水含水層、侏羅系中統(tǒng)直羅組(J2z)孔隙裂隙承壓水含水層、侏羅系中統(tǒng)直羅組(J2z)底~2-2煤層孔隙裂隙承壓水含水層、侏羅系中下統(tǒng)延安組(J1-2y)孔隙裂隙承壓水含水層、三疊系上統(tǒng)延長(zhǎng)組(T3y)孔隙裂隙承壓水含水層,利用“大井法”[ 1 ]計(jì)算含水層動(dòng)態(tài)補(bǔ)給量后最終得出回采期間最大涌水量為720m3/h。因頂板為砂巖、砂質(zhì)泥巖,隔水性能差且工作面為該礦首采工作面,工作面回采造成頂板擾動(dòng),形成導(dǎo)水裂隙帶,含水層內(nèi)的水通過(guò)導(dǎo)水裂隙帶最終匯入工作面,工作面老頂初次來(lái)壓期間,直接頂垮落,老頂出現(xiàn)裂隙導(dǎo)致頂板淋水量大,直接制約工作面生產(chǎn)。

        2 工作面水害防治技術(shù)

        2.1 超前疏放水

        工作面回采前在巷道內(nèi)施工放水孔,如條件具備,隨巷道向前掘進(jìn),隨施工疏放水孔,巷道掘進(jìn)過(guò)程中即開(kāi)始放水。鉆場(chǎng)數(shù)量根據(jù)工作面水文條件復(fù)雜性而定,鉆孔數(shù)量根據(jù)最大涌水量預(yù)計(jì)確定,鉆孔傾角及鉆孔深度根據(jù)導(dǎo)水裂隙帶高度[ 2 ]確定。

        營(yíng)盤(pán)壕煤礦首采工作面有富水異常6個(gè),回采前施工鉆場(chǎng)6個(gè),鉆孔32個(gè),鉆孔以45°傾角斜向上,鉆孔垂直深度150m。工作面回采時(shí)32個(gè)鉆孔累計(jì)放水量為925 589m3,日放水量為7 944m3,單孔最大日放水量為744m3。ZL-2根據(jù)水文長(zhǎng)觀孔觀測(cè),水位下降水位累計(jì)下降70.21m,通過(guò)大直徑鉆孔疏放水取得初步成效,工作面回采過(guò)程中,正常涌水量小于預(yù)計(jì)涌水量。

        2.2 合理排水

        排水工程包括排水管路、排水設(shè)備、排水溝及排水池,選擇合理的排水地點(diǎn)、排水設(shè)備及排水管路能提高排水效率,減少排水人員的使用,有效控制水流進(jìn)入煤流系統(tǒng);根據(jù)工作面巷道起伏變化選擇施工排水池及排水溝,保證巷道內(nèi)水流能通過(guò)排水溝自然流向排水池,巷道排水池安裝自動(dòng)排水泵,減少排水人員的使用;采煤工作面安裝時(shí),在工作面內(nèi)敷設(shè)排水管路,工作面回采過(guò)程中,煤機(jī)沿煤層底板截割,根據(jù)工作面實(shí)測(cè)底板等高線決定面內(nèi)是否需要安裝排水泵,如工作面底板傾角較大,且無(wú)低洼點(diǎn),可在工作面兩端頭較低的一側(cè)安裝排水電泵,排水泵通過(guò)排水管路,將工作面積水排至水倉(cāng);若工作面回采過(guò)程中,工作面內(nèi)出現(xiàn)低洼點(diǎn),可在低洼點(diǎn)安裝大流量,小揚(yáng)程排水泵,利用工作面內(nèi)所敷設(shè)的排水管路,將積水排至兩端頭排水設(shè)備處,利用端頭排水設(shè)備外排。

        2.3 有效控水

        采煤工作面回采過(guò)程中,大部分綜機(jī)設(shè)備采用水冷卻,設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中,產(chǎn)生大量冷卻水,冷卻水進(jìn)入煤流,直接造成煤流水分增大,營(yíng)盤(pán)壕煤礦通過(guò)管路,將工作面內(nèi)冷卻水回收至水箱內(nèi),利用排水泵,將回收后的冷卻水排至噴霧泵水箱,重復(fù)利用,杜絕冷卻水進(jìn)入煤流,降低煤流水分,提高資源利用率。

        2.4 有效堵水

        工作面回采初期沿底板截割,回采至工作面初次來(lái)壓步距[ 3 ]前逐步提刀,提刀推進(jìn)4m后,提刀高度達(dá)1.0m,同時(shí)在工作面兩端頭施工煤袋墻,煤袋墻高1.5m,寬1.0m,形成第一道擋水堤壩;隨工作面向前推進(jìn),逐步剎刀,沿工作面底板推進(jìn),形成第二個(gè)積水池,推進(jìn)一個(gè)周期來(lái)壓步距后,開(kāi)始提刀,同時(shí)施工煤袋墻,形成第二道放水堤壩,依此類推,按照周期來(lái)壓步距作為提剎刀循環(huán)距離,通過(guò)提剎刀,形成堵水堤壩。有效控制老空水回涌進(jìn)入煤流,造成煤倉(cāng)潰倉(cāng)。

        3 結(jié)論

        通過(guò)疏、排、控、堵的綜合治理方法,采煤工作面的水害得到有效控制,特別是通過(guò)提剎刀,最大程度地控制老空水回涌,工作面回采過(guò)程中不會(huì)發(fā)生因水害影響煤流運(yùn)輸,更不會(huì)出現(xiàn)煤流水分過(guò)大而造成的煤倉(cāng)潰倉(cāng),提高工作面回采期間的安全系數(shù),降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度,提高回采效率。

        參考文獻(xiàn)

        [1]華解明.“大井法”預(yù)測(cè)礦井涌水量探討[J].中國(guó)煤炭地質(zhì),2009(21):45-47.

        [2]許家林.朱衛(wèi)兵.王曉振.基于關(guān)鍵層的導(dǎo)水裂隙帶高度預(yù)計(jì)方法[J].煤矸學(xué)報(bào),2012,37(5):762-769.

        [3]黃慶享.采廠老頂初次來(lái)壓的結(jié)構(gòu)分析[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),1998(17):521-526.

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