徐雷 馬宗靜 靳順奇

摘 要：隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，煤礦開采逐漸深入地下，在開采過程中綜采工作面逐漸出現(xiàn)采空區(qū)涌水問題，礦井中排水問題成了限制企業(yè)發(fā)展的主要問題之一。通過修建導(dǎo)水溝和優(yōu)化排水系統(tǒng)等方式，可以有效控制工作面出水進(jìn)入煤礦開采系統(tǒng)的問題。因此為保障工作面安全正常運行，生產(chǎn)礦井需要加強(qiáng)對井下排水系統(tǒng)的優(yōu)化，本文主要根據(jù)疏放水?dāng)?shù)據(jù)和開采用水量的變化情況進(jìn)行分析，通過疏放水鉆孔期間單個涌水量可以設(shè)計納入管路的參數(shù)，結(jié)合實際涌水量和工作面疏放水量的情況，確定工作面最大用水量的多少，再通過數(shù)據(jù)參數(shù)的參考對比，制定相應(yīng)的排水方案，確保綜采工作面排水系統(tǒng)的安全高效。

關(guān)鍵詞：疏放水;綜采工作面;排水優(yōu)化

0 引言

在開采過程中，隨著開采深入的增加，復(fù)雜地質(zhì)條件下的綜采工作面防治水工作也提出更高的要求。綜采工作面在正?；夭善陂g，煤層頂板會出現(xiàn)水層斷裂和老塘頂垮落的情況，此時水會沿著縫隙流入采空區(qū)。當(dāng)頂板出現(xiàn)大量的裂隙時容易導(dǎo)致老塘的大量涌水，水一旦涌入工作面，嚴(yán)重影響回采效果，因此可以通過對綜采工作面頂板及煤壁淋水引流等方式達(dá)到排水的效果，減少水流的滯留。通過對復(fù)雜地質(zhì)條件下綜采工作面排水方案的優(yōu)化分析，將供電系統(tǒng)的設(shè)計方案和排水位置及排水管道的設(shè)計進(jìn)行對比選擇，綜合利用井下排水系統(tǒng)，為井下防治水提供參考。

1 工作面地質(zhì)、采煤方法及排水系統(tǒng)簡介

（1）5302工作面位于礦井西北部，五采區(qū)的西部。工作面的上方為泗河，沿南北方向貫穿整個工作面;工作面運輸順槽的上方為泗河西河堤，西河堤東側(cè)有南水北調(diào)輸水管線。工作面走向長1079/1267m，傾向?qū)?6/161m，面積為188127m2。下組主要含水層為含粘土砂（砂礫）和砂（砂礫）層，砂層總厚度11.7～24.85m，平均厚度19.38m，其中，較穩(wěn)定的含水層2～3層。根據(jù)《兗州煤業(yè)股份有限公司鮑店煤礦5302工作面提高開采上限可行性研究報告》中預(yù)計的工作面回采過程中正常涌水量為70.51m3/h，最大涌水量為105.77m3/h，涌水方式為采后涌水和頂板淋水。

（2）5302工作面頂板隨采隨垮落，直接頂有一定厚度，采空區(qū)不懸頂，冒落的松散巖石基本上充滿采空區(qū)。工作面煤質(zhì)較為松軟具有可放性。本著安全可靠、高產(chǎn)高效、經(jīng)濟(jì)合理的原則，選用傾斜長壁綜采放頂煤一次采全高的采煤方法。

（3）礦井設(shè)有兩個主排水泵房和四個分排水泵房，排水系統(tǒng)主要根據(jù)清水排水系統(tǒng)，工作面清水排水系統(tǒng)通過收集工作面頂板疏放水依據(jù)設(shè)計排水系統(tǒng);污水排水系統(tǒng)通過收集采空區(qū)和工作面涌水情況，按照正常涌水量的2倍設(shè)計。但目前的排水系統(tǒng)仍然存在一定的不足，清水排水系統(tǒng)在設(shè)計過程中不考慮疏放水算空期間的衰減情況，最大設(shè)計涌水量小于實際涌水量;污水排水系統(tǒng)在不同的水文地質(zhì)條件下，設(shè)計方案也不相同，最終容易造成工作面排水能力大于實際涌水量，造成一定的資源浪費。

2 采區(qū)排水系統(tǒng)優(yōu)化

排水管理的大小與管路的排水能力有直接關(guān)系。大孔管徑路使得排水系統(tǒng)更安全，但帶來一定的資源浪費和資金投入，因此在排水過程中加強(qiáng)對設(shè)計管徑的優(yōu)化，用最小的經(jīng)濟(jì)效益實現(xiàn)最大的利益和高效。綜采工作面中的準(zhǔn)水倉根據(jù)含水層的水泵排水能力、巷道底板的起伏變化等不同來決定布置的位置。含水層決定了疏放水量的大小，由于采空區(qū)面積逐漸增大，大量風(fēng)化基巖水通過采空區(qū)排泄，減少了采空區(qū)的涌水量，在確保排水系統(tǒng)正常運行和滿足工作面排水要求的情況下，最大限度的減少成本投入和資金的浪費，確保井下排水作業(yè)的經(jīng)濟(jì)高效。

3 綜采工作面的主要引流措施

（1）工作面頂板引流措施。當(dāng)綜采工作面的頂板淋水時，在支架下方懸掛雨布或風(fēng)筒布，將頂板的水引流到老塘內(nèi)（淋水采用編織袋裝煤堵住觀察孔），將風(fēng)巷水溝引流到機(jī)尾部分。當(dāng)工作面的走向角度較大時，在支架前用編織袋修建漫水堰，并安排專人進(jìn)行沉淀池清理，及時疏通導(dǎo)水通道。

（2）工作面機(jī)頭和機(jī)尾端頭導(dǎo)水引流。綜采工作面采空區(qū)積水溢滿老塘?xí)r，老塘水從機(jī)頭流出，容易造成轉(zhuǎn)載機(jī)或皮帶運輸?shù)墓收蠁栴}，這就要求設(shè)計過程中在機(jī)頭轉(zhuǎn)載位置下方修建導(dǎo)水槽，老塘水通過轉(zhuǎn)載機(jī)下方導(dǎo)水槽排出，避免進(jìn)入轉(zhuǎn)載機(jī)中造成過多的水質(zhì)，影響煤質(zhì)。另外當(dāng)工作面采空區(qū)積水溢滿老塘，老塘水從機(jī)尾流出，采空區(qū)涌水從槽下方流出時可以采用編織袋裝煤堵住，將涌水從支架后方引流到水倉，與此同時，在巷道下方鋪設(shè)水槽，用串聯(lián)的方式固定水槽，在水槽邊澆筑水泥臺等措施，與此同時我們要注意避免水泵在排水過程中吸入大量粉塵造成設(shè)備堵塞和損壞。

（3）工作面回采前徹底清理兩順槽低洼點附近淤泥，且兩順槽低洼點向兩側(cè)各20m范圍巷道底板應(yīng)全斷面固化。回采過程中安排專人負(fù)責(zé)工作面排水系統(tǒng)的管理，包括：清挖排水坑、沉淀池、排水溝內(nèi)的淤泥，清理低洼點煤泥（排水坑及沉淀池深度為1.0m以下的，煤泥不得超過0.2m;深度為1.0m以上的，煤泥不得超過0.5m）等。

（4）在兩順槽距工作面100m內(nèi)各放置長度4.5m，寬度0.2m，厚度不低于0.07m的木板30塊，4.0m懸浮單體各不少于8棵。隨工作面推進(jìn)前移，巷道出現(xiàn)潰砂跡象時將木板橫向摞起建擋砂墻。單體垂直頂?shù)装謇喂讨гO(shè)于擋砂墻外側(cè)。

（5）工作面或其他地點發(fā)現(xiàn)煤層變濕、掛汗、空氣變冷、出現(xiàn)霧氣、水叫、頂板來壓片幫、淋水加大、底板鼓起或產(chǎn)生裂隙，出現(xiàn)滲水、底板涌水、煤壁潰水、水色發(fā)渾、有臭味等透水預(yù)兆時，要求立即停止作業(yè)，撤出所有受水威脅地點的人員。在原因未查清、隱患未排除之前，不得進(jìn)行任何回采活動。

4 結(jié)束語

通過對排水系統(tǒng)和參數(shù)的選擇與分配，將清水和污水系統(tǒng)設(shè)計聯(lián)合起來，對綜采工作面的排水系統(tǒng)優(yōu)化。在原來的管路優(yōu)化設(shè)計后，全年可以節(jié)省管路安裝費用。同時對綜采工作面排水系統(tǒng)優(yōu)化后，可以大大提高巷道的排水能力，在排水過程中充分發(fā)揮各個環(huán)節(jié)的作用，杜絕因排水不及時或排水不暢造成的事故。有效的控制工作面及采空區(qū)的排水問題，綜采工作面排水系統(tǒng)優(yōu)化的應(yīng)用，是保障工作面正?；夭傻年P(guān)鍵，為企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]閆玉山，孫雪峰.趙樓煤礦工作面排水系統(tǒng)的優(yōu)化及實踐[J].山東煤炭科技，2015（11）：153-154.

[2]杜秀明.哈拉溝煤礦3-1煤開采井下排水系統(tǒng)設(shè)計[J].陜西煤炭，2018（10）：78-81.

[3]羅少平.煤礦井下排水系統(tǒng)的設(shè)計研究[J].能源與環(huán)保，2018（05）

：167-170.