萬利一礦31上煤探放水研究

高冰

摘 要：根據(jù)神東煤炭集團(tuán)萬利一礦水文地質(zhì)條件，及31上煤上覆巖層巖性，沖刷等地質(zhì)構(gòu)造帶，從現(xiàn)場總結(jié)出水文機(jī)理，并結(jié)合31上煤以采及以掘工作面進(jìn)行分析，對(duì)礦井31上煤淺埋煤層其他工作面探放水進(jìn)行研究，

關(guān)鍵詞：水患 探放水 淺埋煤層

中圖分類號(hào)：TD72 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）09（b）-0067-02

神東煤炭集團(tuán)萬利一礦位于東勝煤田萬利鎮(zhèn)詳查區(qū)中西部，區(qū)內(nèi)地形南高北低，中部高、東西兩側(cè)低，具典型的侵蝕丘陵地錨特征，區(qū)內(nèi)溝谷均為罕臺(tái)川支流，季節(jié)性溝谷，旱季干涸無水，雨季暴雨過后可形成短暫性洪流向東、西分別流入添爾漫溝和罕臺(tái)川，向北徑流匯入罕臺(tái)川最終注入黃河。

礦區(qū)含水巖組有地下水賦存條件及水力性質(zhì)不同劃分為兩類，即松散巖類空隙潛水含水巖組合碎屑巖類孔隙-裂隙、潛水-承壓水含水巖組。31上煤主要以煤系砂巖裂隙水為充水水源，回采范圍內(nèi)31上煤層上覆基巖厚度40～80 m，根據(jù)B023水文鉆孔資料，單位涌水量0.114 L/s·m，滲透系數(shù)僅為0.076 m/d，富水性弱，但遇有裂隙發(fā)育及過溝地段涌水量可能增大。工作面正常涌水量預(yù)計(jì)為20 m3/h，建議的排水設(shè)防能力大于50 m3/h。

1 31上煤煤層充水因素分析及防治水重點(diǎn)和措施

1.1 礦井充水因素分析

礦井充水水源：（1）大氣降水；從礦井的鉆孔巖性分析，31上煤煤層上覆巖性大都為粉砂巖為主，粉砂巖形成于弱的水動(dòng)力條件下，常堆積于潟湖、湖泊、沼澤、河漫灘、三角洲和海盆地環(huán)境。萬利一礦上覆地表溝渠較多，并且互相連通，在水位達(dá)到一定高度時(shí)最終匯入黃河。此外，萬利一礦處于內(nèi)蒙古鄂爾多斯地界，屬于干旱少雨地區(qū)。因此31上煤地表地形、地貌及氣候條件均不利于地表水的集中和滲入，31上煤煤層埋藏淺，大氣降水通過地表覆蓋的第四系松散孔隙含水層（弱含水層）充入地下含水層，因此對(duì)回采影響不大。但如遇地質(zhì)構(gòu)造帶區(qū)域，由于31上煤層屬于淺埋煤層，因此遇有裂隙發(fā)育及過溝地段涌水量可能增大。

（2）地表水；本井田地表水體不發(fā)育，多數(shù)溝流處于干涸狀態(tài)，對(duì)礦井充水影響不大。

（3）地下水：31上煤地下水為煤系砂巖裂隙水，且為充水水源，回采范圍內(nèi)31上煤層上覆基巖厚度40～80 m，根據(jù)B023水文鉆孔資料，單位涌水量0.114 L/s·m，滲透系數(shù)僅為0.076 m/d，富水性弱，但遇有裂隙發(fā)育及過溝地段涌水量可能增大。

（4）老窯水：根據(jù)礦井地質(zhì)資料及，掘進(jìn)過程中探放水情況，目前未發(fā)現(xiàn)31上煤二盤區(qū)存在老窯，但老窯水也是礦井充水的另一個(gè)主要水源。

1.2 防治水的重點(diǎn)及措施

（1）31上煤由于埋藏淺，且存在已知及未知的大小沖刷帶數(shù)目較多，沖刷范圍較廣，沖刷巖體多為中、粗砂巖，膠結(jié)松散，易垮落。在大氣降水量較大時(shí)，會(huì)成為一個(gè)很好的向井田充水的介質(zhì)，涌水量可能增大。

以31上204綜采工作面的掘進(jìn)與回采為例：在掘進(jìn)31上204輔運(yùn)順槽及交運(yùn)順槽時(shí)，掘進(jìn)工作面兩幫及頂板并未有明顯滲水、淋水現(xiàn)象，頂板淋水只局限于錨索滴水，同時(shí)在探水時(shí)，探水眼也未出現(xiàn)長時(shí)間大量涌水。但在通過薄基巖區(qū)域及頂板沖刷區(qū)域時(shí)，頂板出現(xiàn)淋水現(xiàn)象，兩幫也有滲水現(xiàn)象出現(xiàn)。

（2）在回采過程中及時(shí)觀測(cè)回采區(qū)域地表塌陷情況，必要時(shí)，及時(shí)回填，避免大氣降水從地表塌陷區(qū)及薄基巖等裂隙水形成導(dǎo)水通道滲入井下，影響生產(chǎn)。

（3）在掘進(jìn)時(shí)，必須遵循“有掘必探，先探后掘，邊掘邊探，先疏后采”的原則，防止大氣降水、老窯水滲入，造成未來礦井突水。

2 31上煤現(xiàn)有工作面探放水設(shè)計(jì)

2.1 31上煤二盤區(qū)輔運(yùn)、膠運(yùn)及回風(fēng)大巷防治水設(shè)計(jì)

31上煤二盤區(qū)水文地質(zhì)條件：該三條大巷均以砂巖裂隙水為主要充水水源，巷道表現(xiàn)淋水，滴水。若遇見裂隙帶發(fā)育、沖刷帶等地質(zhì)構(gòu)造帶及錨索穿至砂巖含水層時(shí)，可導(dǎo)致頂板淋水和底板涌水量增加，涌水量將大于預(yù)計(jì)正常涌水量，另外，掘進(jìn)區(qū)域位于物探范圍以外，是否有老窯存在情況不詳。

（1）設(shè)計(jì)方案。

三條大巷為平行布置，因此在掘進(jìn)過程中，只對(duì)未開采區(qū)域進(jìn)行防治水探測(cè)。

（2）探放水設(shè)備。

采用KHYD45型煤礦用巖石電鉆，

（3）鉆探位置及深度。

鉆探深度不小于74m，鉆桿直徑為50 mm，鉆孔位置在掘錨機(jī)后，距離工作面12 m，距離底板1.5 m，與兩幫成10°角度向斜前方鉆入。鉆探過程中采用“探74 m掘60 m”的方法循環(huán)進(jìn)行。

（4）掘進(jìn)工作面探放水施工要求。

必須執(zhí)行“有掘必探，先探后掘”的相關(guān)規(guī)定，掘進(jìn)距離嚴(yán)禁超出探放水的保護(hù)距離。

探放水人員要經(jīng)過上崗培訓(xùn)，并取得操作資格證后，持證上崗，在探放水孔處掛設(shè)“探放水標(biāo)識(shí)牌（清晰指明探放水孔打設(shè)地點(diǎn)、探放水孔編號(hào)、涌水量、鉆桿直徑、鉆孔角度、鉆孔深度、探放水時(shí)間、操作人員、記錄人員、驗(yàn)收人員）”，同時(shí)設(shè)立探防水臺(tái)賬，臺(tái)賬內(nèi)容必須清晰記錄探放水孔打設(shè)時(shí)間，探放水打設(shè)地點(diǎn)以及累計(jì)距離、鉆桿直徑、鉆孔角度、鉆孔深度、施工人員、記錄人員、涌水量情況、有毒有害氣體涌出情況、是否探后封堵。

保證掘進(jìn)工作面巷道支護(hù)質(zhì)量，能有效抵抗水流的沖擊能力。3探放水專用工具必須配備齊全，探放水設(shè)備完好，嚴(yán)禁甩保護(hù)進(jìn)行作業(yè)。4供、排水管路完好，確保鉆機(jī)自身出水量及鉆孔涌水量的有效排出。5巷道通風(fēng)良好，稀釋鉆孔內(nèi)涌出的有毒有害氣體濃度，確保作業(yè)人員安全。6加強(qiáng)出水征兆的觀察，由于鉆機(jī)是濕式鉆孔，因此要分清鉆孔流出的水是鉆機(jī)的還是煤體的。7探水孔的打設(shè)必須符合設(shè)計(jì)要求。

2.2 31上204綜采工作面防治水設(shè)計(jì)

31上204綜采工作面回采時(shí)將通過昌漢溝及其支渠，并且21上204回采范圍內(nèi)沖刷帶、薄基巖區(qū)域比較多，上覆基巖厚度最小為40 m，因此對(duì)于該面的防治水工作設(shè)計(jì)主要涉及煤系砂巖裂隙水、斷層裂隙水、鉆孔信息不詳?shù)你@孔水及大氣降水通過地質(zhì)構(gòu)造帶和薄基巖區(qū)域的滲水。

設(shè)計(jì)及要求：加強(qiáng)工作面的供排水設(shè)備的維護(hù)，在回采工作面安設(shè)滿足排水能力的排水設(shè)施及人員。及時(shí)觀測(cè)地表變化情況，在采空區(qū)地表塌陷區(qū)域及時(shí)鋪設(shè)隔水布進(jìn)行回填。提前做好鉆孔預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作，對(duì)于鉆孔信息不詳?shù)你@孔，要人工進(jìn)行探查。加強(qiáng)地面地質(zhì)勘探工作，采用地面充填裂縫、塌陷、查堵老窯口的常規(guī)辦法，對(duì)采區(qū)的裂縫、溝渠支流進(jìn)行調(diào)查，并在雨季前充填處理完畢，預(yù)防大氣降水危害礦井。

3 結(jié)論

水害對(duì)于礦井的安全生產(chǎn)影響極大，而且對(duì)于水災(zāi)事故在礦井中的影響范圍廣，對(duì)于整個(gè)礦井中的作業(yè)人員安全都有潛在威脅。因此，對(duì)于任何一個(gè)礦井來說防治水工作的研究是十分必要和迫切的。神東萬利一礦根據(jù)31上煤的水文地質(zhì)特征和出水情況，對(duì)上覆基巖較少的煤層，并伴誰著沖刷、斷層等構(gòu)造帶時(shí)，從現(xiàn)場防治水管理中總結(jié)出來了一些經(jīng)驗(yàn)，并取得了一定的效果，保證31上煤層的正常掘進(jìn)和回采，同時(shí)也為全礦的安全生產(chǎn)提供了一定的基礎(chǔ)工作。

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