靳亮亮

（山西焦煤汾西礦業(yè)集團(tuán)柳灣煤礦，山西孝義 032300）

某煤礦六盤區(qū)一區(qū)段及一區(qū)段上部回采時(shí)均受上部“四含”水的威脅，本文作者以最淺部的61117綜放面為研究對(duì)象，對(duì)61117綜放面的實(shí)際回采情況、采取的防治水措施、水害治理效果等方面進(jìn)行總結(jié)分析。

1 61117工作面概況

1.1 工作面概況

61117工作面位于某煤礦六盤區(qū)，南與另一煤礦七采區(qū)相鄰，西至防塌煤柱線，北至防塌煤柱線及采區(qū)上山，下為61113采空區(qū)。61117工作面機(jī)巷長(zhǎng)590 m，風(fēng)巷長(zhǎng)620 m，切眼長(zhǎng)140 m，煤層厚度為8.59～11.27 m，傾角3°～10°。上限標(biāo)高-240.467 m（巷道頂板），按防塌煤柱進(jìn)行綜放開(kāi)采。

1.2 地質(zhì)概況

3煤層為穩(wěn)定的特厚煤層，工作面F5-1斷層以里煤層傾角為3°～10°，F(xiàn)5-1斷層以外有一條向斜構(gòu)造，兩翼較寬緩。工作面受斷層影響，總體趨勢(shì)為切眼和石門口較高，中部較低洼，風(fēng)巷頂板標(biāo)高為-240.467～-250.533 m，機(jī)巷頂板標(biāo)高為-241.997～-263.135 m。根據(jù)勘探及已施工的巷道資料分析，61117工作面地質(zhì)構(gòu)造較為復(fù)雜，共發(fā)現(xiàn)斷層4條，工作面內(nèi)小斷層發(fā)育，斷層落差在1～3 m的2條，大于3 m的2條，全部為正斷層。

1.3 水文地質(zhì)概況

61117工作面由補(bǔ)13、Ⅵ-Ⅶ線兩條勘探線控制，勘探線間距350 m，周圍300 m范圍內(nèi)有12個(gè)鉆孔。根據(jù)鉆孔揭露資料和柳灣煤礦礦井地質(zhì)報(bào)告分析，“四含”上部為50～102 m穩(wěn)定的黏土隔水層，阻隔了“四含”與一到三含的水力聯(lián)系，“四含”厚度為2.38～7.48 m的沙礫層，含有大量的黏土成分，使得孔隙率大大減小，滲透性能降低，巖性結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，局部沙礫層之上有半膠結(jié)砂。根據(jù)采前水文檢查孔抽水試驗(yàn)資料，單位涌水量q=0.000 018～0.000 91L/（s·m）。該區(qū)段“四含”底板標(biāo)高為-214～-225 m。

根據(jù)該煤礦含水層下開(kāi)采的試驗(yàn)與研究所獲資料，3煤層開(kāi)采影響范圍內(nèi)只有第四含水層，單位涌水量q=0.000 9～0.02 L/（s·m），其滲透系數(shù)很小為0.003 2～0.15 m/d。因而有利于提前疏干。而61113、61114、61109綜放工作面的開(kāi)采使得“四含”水已經(jīng)得到了提前疏放，在61117開(kāi)采時(shí)“四含”將漸變?yōu)闊o(wú)水的含水層。另外在井下61117風(fēng)巷施工的24個(gè)“四含”疏放鉆孔，只有2個(gè)鉆孔有少量出水，其余鉆孔均無(wú)“四含”水滲出。因此，分析認(rèn)為該段“四含”富水性弱，且經(jīng)六盤區(qū)多個(gè)淺部工作面的成功開(kāi)采，使得“四含”得到提前疏放，“四含”已基本處于疏干狀態(tài)，對(duì)61117工作面的綜放開(kāi)采極為有利。

2 “兩帶"發(fā)育情況分析

2.1 “兩帶”孔觀測(cè)情況

六盤區(qū)共有2個(gè)“兩帶”觀測(cè)孔，均布置在61113工作面，根據(jù)表1可知，61113工作面3煤層垮采比為1.44～1.69。

表1 六盤區(qū)“兩帶”觀測(cè)孔資料一覽表

2.2 “兩帶”發(fā)育高度預(yù)計(jì)

61117工作面地質(zhì)、水文地質(zhì)及工程地質(zhì)情況與1113工作面類似，因此，借鑒1113-1#、1113-2#“兩帶”孔資料進(jìn)行分析，預(yù)計(jì)61117工作面一次采全高時(shí)最大冒落帶高度按Hm=采高×垮采比計(jì)算。煤厚11.27 m時(shí)，垮采比按1.69計(jì)算，則Hm=11.27 m×1.69=19.0 m。即一次采全高時(shí)最大垮落帶高度為19 m；按最小煤厚8.59 m計(jì)算，則垮落帶高度為14.5 m。

該面按防塌煤柱設(shè)計(jì)開(kāi)采，“三下”采煤規(guī)程規(guī)定：留設(shè)防塌煤巖柱的目的是不僅允許導(dǎo)水裂縫帶波及弱松散含水層或已疏干的松散含水層，同時(shí)允許冒落帶接近松散層底部。其垂高（Ht）應(yīng)等于或接近于冒落帶的最大高度（Hm），即 Ht≈Hm。

3 回采期間采取的防治水措施

為最大限度地回收煤炭資源，同時(shí)又避免水患的威脅，且考慮到現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際可操作性，在整個(gè)工作面回采期間主要采取以下措施確保安全生產(chǎn)。

3.1 嚴(yán)格工程質(zhì)量，防止局部冒頂

必須加強(qiáng)61117綜放工作面的質(zhì)量管理工作，保障局部頂板不出現(xiàn)抽冒現(xiàn)象。同時(shí)做好相應(yīng)木料的準(zhǔn)備工作，回采時(shí)要加強(qiáng)頂板維護(hù)，增加支護(hù)強(qiáng)度，防止局部冒頂事故的發(fā)生；另外在覆巖厚度小于15 m的區(qū)域內(nèi)采取“超前鋪雙層網(wǎng)、控制采高、只采不放”的措施[1]。

3.2 開(kāi)展綜合性的觀測(cè)研究，掌握水、土、巖變化規(guī)律

加強(qiáng)采區(qū)及工作面出水情況觀測(cè)，并采集“四含”水進(jìn)行水質(zhì)分析，以掌握水源及出水規(guī)律。工作面開(kāi)采前后松散含水層的水位動(dòng)態(tài)，是反映和衡量開(kāi)采影響的重要特征之一[2]。與工作面采動(dòng)關(guān)系密切的是松散層底部的第四含水層，為掌握其他含水層與四含的補(bǔ)給情況，要對(duì)工作面上部附近區(qū)域的地表各含水層的水文長(zhǎng)觀孔進(jìn)行定期觀測(cè)。

3.3 控制切眼附近的采放高度，減小初次冒落高度

根據(jù)61117工作面的地質(zhì)采礦條件，其采放高度在初次來(lái)壓之前，應(yīng)控制在3.0 m之內(nèi)，以減少“兩帶”發(fā)育高度?？刂撇煞鸥叨鹊姆秶鸀樽郧醒弁七M(jìn)20 m范圍內(nèi)[3]。同時(shí)必須加強(qiáng)相應(yīng)的回采工作面組織和技術(shù)管理工作，合理確定回采工藝方式和工作程序。要實(shí)行正規(guī)循環(huán)作業(yè)，保持工作面以較高速度連續(xù)推進(jìn)。在整個(gè)回采過(guò)程中，要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)煤厚和覆巖厚度，控制采放高度，防止風(fēng)化軟弱的頂板產(chǎn)生過(guò)量下沉而引起覆巖抽冒，以杜絕涌水、潰沙災(zāi)害事故的發(fā)生。

4 回采實(shí)踐總結(jié)分析

（1）防治水技術(shù)措施。盡管已確認(rèn)“四含”為處于疏干狀態(tài)的弱富水性含水層，按防塌煤柱進(jìn)行回采，但為了在確保安全的情況下多回收煤炭資源，仍然在覆巖厚度小于15 m的區(qū)域內(nèi)采取“超前鋪雙層網(wǎng)、控制采高、只采不放”的措施回采，從根本上提供了安全保障[4-6]。

（2）采煤工藝。為提高工作面單產(chǎn)和勞動(dòng)生產(chǎn)率，61117工作面采用走向長(zhǎng)壁一次采全高綜采放頂煤采煤方法，選用ZF6000/17.5/28型綜放液壓支架支護(hù)，最大采高2.6 m。按最大采高“只采不放”作業(yè)時(shí)能很好地控制頂板，抑制“兩帶”高度的發(fā)育[7]。

（3）經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益。從煤炭資源回收方面看，61117工作面為上提面，按防塌煤柱進(jìn)行回采后，回收煤炭資源約120萬(wàn)t，增創(chuàng)產(chǎn)值約4.6億元，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益。

綜上所述，對(duì)采取一定措施可以實(shí)現(xiàn)安全回收的煤炭資源，要利用現(xiàn)有系統(tǒng)盡可能地進(jìn)行回收，避免采區(qū)封閉及系統(tǒng)破壞后無(wú)法開(kāi)采，造成煤炭資源的浪費(fèi)。

5 總結(jié)

主要對(duì)某煤礦61117工作面放頂煤開(kāi)采技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用進(jìn)行研究，實(shí)踐結(jié)果證明該工作面成功進(jìn)行回采。但是在實(shí)踐過(guò)程中仍存在以下問(wèn)題，在以后類似工作面的回采過(guò)程中可以進(jìn)一步改善。（1）由于淺部巖層風(fēng)化程度高，覆巖較軟弱，易發(fā)生塑性變形，在工作面開(kāi)始生產(chǎn)后，要保持正規(guī)循環(huán)也可降低潰沙的可能性。（2）采取“超前鋪網(wǎng)、只采不放”的措施對(duì)防治水工作有利，但同時(shí)加大了防自然發(fā)火的難度[8]。（3）在上提面生產(chǎn)過(guò)程中，即使落差1 m的小斷層也應(yīng)足夠重視，必須加強(qiáng)斷層段的支護(hù)強(qiáng)度，嚴(yán)防漏冒。