馮亮亮

（山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)盛泰煤業(yè)有限公司，山西 高平 048403）

1 工程概況

盛泰煤礦15102工作面位于中央采區(qū)東南15101首采面北部，15102工作面順槽后650m工作面長度為112m，順槽前460m工作面長度為200m，走向長度1120m。15102回風(fēng)順槽施工至310～460m范圍內(nèi)，頂板有少量K2灰?guī)r巖溶淋水，涌水量觀測為5m3/h，工作面后方巷道水量逐漸減少，310～460m區(qū)間水量一直為5m3/h。

2 礦井充水水源分析

15102回風(fēng)順槽340～1120m上方的老窯是建寧北社煤礦，建寧北社煤礦開采3號煤層，生產(chǎn)能力5萬t/a，2005年12月關(guān)閉。井田北部和西部大部分地區(qū)均已形成采空區(qū)，南東部也都被老空區(qū)所覆蓋。山西省煤炭地質(zhì)物探測繪院采用鉆探法進(jìn)行探測，并提供了首采區(qū)鉆探報告：15102工作面存在兩處異常區(qū)域，其中15102回風(fēng)順槽開口至440m范圍內(nèi)為高阻異常區(qū)域，經(jīng)分析不排除有積水的可能；15101工作面已對上覆采空及灰?guī)r水進(jìn)行疏放，疏放后布置鉆孔進(jìn)行驗證；15102工作面903m處存有低阻異常區(qū)域，預(yù)計積水面積6396m2，積水區(qū)在15102工作面903m位置正上方。

3 積水區(qū)的安全性論證

15102工作面煤層厚度為4.14m，頂板為石灰?guī)r、硅質(zhì)石英巖、礫巖、砂質(zhì)頁巖，全部跨落方式管理頂板，根據(jù)冒落帶與導(dǎo)水裂隙帶最大高度的經(jīng)驗公式為：

式中：

He-冒落帶最大高度，該礦最大冒落帶高度為26.95m；

Hf-導(dǎo)水裂縫帶高度，m；

M-煤層累計采厚m，取4.14～5.0m。

經(jīng)過計算導(dǎo)水裂縫帶高度為103.8～119.78m。

根據(jù)冒落帶與導(dǎo)水裂隙帶最大高度的經(jīng)驗公式，頂板為砂質(zhì)頁巖、泥質(zhì)砂巖、頁巖，采用全部跨落方式管理頂板時其公式為：

式中：

He-冒落帶最大高度，最大冒落帶高度為21.56m；

Hf-導(dǎo)水裂縫帶高度，m；

M-煤層累計采厚m，取4.14～5.0m；

導(dǎo)水裂縫帶高度為63.83～81.02m。

開采煤層時底板產(chǎn)生一定深度的采動破壞帶，據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)，一般為10～15m，開采15號煤層時最大導(dǎo)水裂縫帶理論高度為：

119.78+15=134.78m，81.02+15=96.02m

積水區(qū)距15102工作面垂直距離平均為109.89m，積水區(qū)灰?guī)r、石英砂巖、頁巖和砂質(zhì)頁巖、泥質(zhì)砂巖、頁巖互層，同時結(jié)合已采15101工作面回采時地面產(chǎn)生了較大裂隙的情況，產(chǎn)生的裂隙帶高度可達(dá)150m以上，必須對積水區(qū)采取探放水措施。

4 探放水優(yōu)化設(shè)計

4.1 超前物探技術(shù)

井下超前探測選用YD（A）型防爆數(shù)字直流電法儀。設(shè)計勘探距離一般在80m內(nèi)，循環(huán)探測的相鄰兩次探測重疊20m。工作面超前探測A1、A2、A3極距4m，MN極距4m，A3距迎頭前3m（圖1）。

圖1 井下超前探測施工圖

4.2 探放水鉆孔優(yōu)化設(shè)計布置

按照扇形布置鉆孔3個進(jìn)行打鉆，鉆探鉆進(jìn)距離為100m，允許掘進(jìn)距離70m，比物探探測的允許安全掘進(jìn)80m的距離少10m，鉆孔具體布置如圖2、圖3所示。鉆孔傾角均為0.6°，預(yù)計深度均為100m，其方位角為：T1-1，67.7°；T1-2，79.7°；T1-3，91.7°。

圖2 優(yōu)化設(shè)計方案示意圖

圖3 優(yōu)化后鉆孔開孔示意圖

5 優(yōu)化前、后對比與分析

相對于原探放水設(shè)計，優(yōu)化后的設(shè)計鉆孔數(shù)目大大減少，相應(yīng)的施工工期也進(jìn)一步縮短，費(fèi)用也大幅度下降，而且探放水具有針對性，安全性也提高，具體如表1所列。的可行性，能夠達(dá)到探放空區(qū)水的目的。

表1 原設(shè)計與優(yōu)化設(shè)計對比表

6 探放水管理措施

探放水施工前，由探水隊對15102運(yùn)輸、回風(fēng)順槽的排水管進(jìn)行檢修、維護(hù)，杜絕排水期間“跑、冒、滴、漏”現(xiàn)象的發(fā)生，放水期間閘閥處于完好狀態(tài)，防止放水時高壓水流逆流到井下其他地點(diǎn)，如其他地點(diǎn)急需排水時，15102運(yùn)輸、回風(fēng)順槽放水地點(diǎn)關(guān)閉孔口閘閥暫停放水。卸接鉆桿及加水龍頭時，嚴(yán)禁開鉆。必須采用立軸卡瓦和逆止閥交替控制鉆桿，防止鉆桿脫落傷人，操作人員應(yīng)站在鉆架兩側(cè)，不準(zhǔn)直對鉆桿站立。

7 探放水災(zāi)害處理措施

當(dāng)打鉆過程中出現(xiàn)頂鉆、吸鉆、鉆孔水量突然增大、鉆孔出水等異?，F(xiàn)象，應(yīng)立即停止作業(yè)，查明原因再施工，同時采取以下措施：停止鉆探，已打鉆桿不要拔出；涌水量大，情況危急時要發(fā)出警報，立即通知受水害威脅地點(diǎn)的所有人員，撤至安全地點(diǎn)，同時利用通訊設(shè)備向調(diào)度室匯報水情以及可能影響的范圍；撤出的人員要按照探放水工程避災(zāi)路線或礦井救災(zāi)計劃規(guī)定的線路，撤退到安全地點(diǎn)；根據(jù)礦井水害影響程度，如影響通風(fēng)系統(tǒng)時要及時調(diào)整井下通風(fēng)系統(tǒng)，避免風(fēng)流短路或紊流，造成有害氣體超限。

8 結(jié)語

盛泰煤礦為資源整合，15102回采工作面上覆煤層?xùn)|部為建寧北社煤礦，在15102回采工作面上方已形成大面積采空區(qū)，但由于過去小煤窯缺乏技術(shù)管理，地質(zhì)資料及圖紙欠缺，給防治水工作帶來一定的難度，增加了鉆探數(shù)量。鉆探過程中對孔內(nèi)出水的水量和鉆孔完成后對水壓的觀測不及時，以及鉆孔出水后對水的控制和解決缺乏經(jīng)驗。在今后的工作中應(yīng)進(jìn)一步理論聯(lián)系實際，在實踐中進(jìn)步，提高工作質(zhì)量。