老空區(qū)積水超前探放水技術(shù)的研究與應(yīng)用

邢會(huì)恩

（平頂山天安煤業(yè)股份有限公司一礦，河南 平頂山 467000）

老空區(qū)積水超前探放水技術(shù)的研究與應(yīng)用

邢會(huì)恩

（平頂山天安煤業(yè)股份有限公司一礦，河南 平頂山 467000）

隨著礦井開采深度和采區(qū)的增加，沿空掘巷越來(lái)越多，沿空掘巷快速掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。老空區(qū)積水成為制約沿空掘巷快速掘進(jìn)的主要因素，因而，老空區(qū)超前探放水成為迫亟待解決的問(wèn)題。本文對(duì)老空區(qū)超前探放水應(yīng)用進(jìn)行了探討。

沿空掘巷；老空區(qū)積水；快速掘進(jìn)；超前探放水

0 引言

平煤股份一礦三水平戊一、戊二采區(qū)采面均為北低南高單斜，回采工作面沿走向平行布置，采用沿空掘巷技術(shù)，上分層和采區(qū)上部采面回采后，由于頂板垮落與頂部弱含水層以及采空區(qū)注漿導(dǎo)致，造成老空區(qū)或下部留有大量積水，這對(duì)對(duì)下分層和下部沿空掘進(jìn)構(gòu)成水害威脅，并嚴(yán)重影響單進(jìn)水平的提高。采用傳統(tǒng)方法掘進(jìn)需要在每月掘進(jìn)施工中進(jìn)行探放水，綜掘單進(jìn)水平只能維持在180m左右，這極不滿足高效礦井的要求。為了保接替，提出老空積水區(qū)的快速掘進(jìn)，既能有效排除老空積水威脅，又可實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)，不僅保證了安全生產(chǎn)，而且有效保證了采掘接替，真正形成一個(gè)雙贏的結(jié)果。因此，超前探訪老空區(qū)積水成為保證安全生產(chǎn)、采掘接替的前提和基礎(chǔ)。

1 老空區(qū)的積水情況

平煤股份一礦戊8煤層頂板東部停采線外為中～細(xì)粒砂巖，戊8煤層厚度1.4～2.2m，平均厚度為1.8m，塊狀，較硬。底板為深灰色泥巖，塊狀，夾有砂質(zhì)泥巖薄層，采面中部最薄。根據(jù)鉆探及實(shí)際揭露情況，該層砂質(zhì)富水性較弱，對(duì)掘進(jìn)影響不大。

戊8-32040尾巷沿戊8-31120機(jī)巷平行布置，中-中10m，戊8-31120 從2015年1月開始回采至2015年10月停采，平均采高2.2m，據(jù)現(xiàn)有資料分析：戊8-31120主采戊8煤層上部不存在采空區(qū)，相鄰的戊8-31100采空區(qū)在開采戊10-31100煤層時(shí)已對(duì)上部采空區(qū)積水進(jìn)行了探放，老空積水已基本放凈。因此戊8-31120采空區(qū)沒(méi)有老空水補(bǔ)給水源，主要水源為生產(chǎn)中的噴霧用水、泵站冷卻水以及頂板砂巖水。

依據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》的要求，對(duì)該工作面實(shí)施超前鉆探，以查明該工作面風(fēng)巷附近的水文地質(zhì)情況，解除水害隱患，確保施工安全。

老空積水量計(jì)算∶

Q-積水水量，m3；K-老空區(qū)充水系數(shù)，采空一般取0.3；S-老空區(qū)積水面積， m2；M-采空區(qū)的平均采高，取2.2m；L-煤柱長(zhǎng)度，m；B-巷道寬度，取4.7m；

Q=K×M×S =0.3×2.2×38432=25365m3

2 探水巷位置的確定

為較好的消除老空區(qū)積水對(duì)沿空掘巷的威脅，在選取探水巷位置上，主要考慮有以下幾個(gè)因素：

首先，要看積水區(qū)的范圍、煤層傾角及水頭高度。老空區(qū)積水范圍越大、煤層傾角越大也會(huì)造成老空積水的水頭越大，也會(huì)造成邊探邊掘難度越大，進(jìn)而會(huì)影響巷道的施工進(jìn)度和采面的接替。其次，要看沿空掘巷的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度和受老空區(qū)積水威脅的長(zhǎng)度。巷道設(shè)計(jì)長(zhǎng)度較短或受積水威脅區(qū)域較小或在該巷內(nèi)探放水不影響掘進(jìn)施工的，再施工探水巷已經(jīng)沒(méi)有必要了。最后，要看布置探水巷的必要性，也就是說(shuō)所施工的探水巷是否經(jīng)濟(jì)劃算，是否有重復(fù)利用價(jià)值，是否利于采面回采。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，探水巷普遍布置在切眼及中切眼的位置，前者沿空掘巷長(zhǎng)度低于1200m，后者沿空掘巷長(zhǎng)度大于1500m。

3 超前探放水的應(yīng)用與基本要求

據(jù)現(xiàn)有資料分析：預(yù)計(jì)戊8-31120采空區(qū)機(jī)巷12#測(cè)點(diǎn)至切眼有老空積水25365m3；最大水頭高度16.6m，最大水壓0.166MPa；此處積水將對(duì)戊8-32040尾巷掘進(jìn)構(gòu)成水害威脅。因此戊8-32040尾巷施工探水警戒線時(shí)進(jìn)行超前探放，先確定積水邊緣，以后水頭標(biāo)高每降低1m進(jìn)行一次探放，需要至少5次探放水，每次探放水至少需要10天。而戊8-32040機(jī)巷已將掘進(jìn)至切眼位置，戊8-32040尾巷現(xiàn)仍未開始施工，考慮到切眼（探水巷）比尾巷施工要快，為了盡快解決此處積水威脅，準(zhǔn)備在切眼迎頭進(jìn)行一次性探放，探水位置距戊8-31120機(jī)巷30m處，對(duì)戊8-31120機(jī)巷采空區(qū)頂板和底板進(jìn)行超前鉆探，能夠探放后放出積水區(qū)內(nèi)的大部分老空水。這極大的縮短了探放水的時(shí)間和極大的減弱因探放水而制約掘進(jìn)施工的進(jìn)度。

探放水需要準(zhǔn)備的設(shè)備物品如下：套管（長(zhǎng)10m，直徑108mm，一頭帶法蘭盤安裝閥門）、ZDY-1200型鉆機(jī)、φ75mm鉆桿、φ120mm的鉆頭、注漿泵、水泥、破布、注漿管、0.1MPa壓力表、球形閥門、潛水泵等。

探放水的相關(guān)要求：1.首先對(duì)探放水處進(jìn)行注漿孔加固，注漿完畢后，漿液凝固時(shí)間不少于72小時(shí)。2. 裝好試壓裝置，隨即進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，試壓耐壓值不小于1MPa，耐壓時(shí)間不小于40分鐘，合格后方可打鉆探水，否則必須從新施工直到合格。3. 探放水期間，風(fēng)機(jī)不倒臺(tái)、變電所不試檢漏。4. 探水前排水系統(tǒng)必須完善完畢。5. 風(fēng)筒離工作面的距離不超過(guò)5m，且現(xiàn)場(chǎng)備不少于兩節(jié)風(fēng)筒。6. 探水前由施工隊(duì)、機(jī)電科對(duì)巷道內(nèi)所有機(jī)電設(shè)備進(jìn)行完好檢查，嚴(yán)禁失爆。7.探水地點(diǎn)套梯形棚子支護(hù)不少于10架，對(duì)所套棚子聯(lián)鎖四道，即頂、幫各兩道，幫部距巷道底板1000～1500mm位置處、頂板距巷道中心800mm位置處，聯(lián)鎖采用鐵道或工字鋼配合∮4mm鐵絲雙股逐架連鎖加固。8.切眼探水處在切眼下口上幫向外20米左右處皮帶下底板下挖長(zhǎng)2.0米，寬3米，深1.5米水泵窩，機(jī)巷正巷口向里15米左右在皮帶下底板挖長(zhǎng)2.8米，寬1.5米，深1.2米水窩，其中每個(gè)水窩準(zhǔn)備水泵三臺(tái)，兩臺(tái)工作水泵各連接一趟排水管，一臺(tái)水泵備用，工作水泵均接好電源，接通排水管路，進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)，保證隨時(shí)可以啟動(dòng)，確保水泵能夠正常工作；水泵窩容積不小于5m3，幫、底要求全部硬化。9.探放水時(shí)必須做到的事項(xiàng)：（1）參加探放水人員，必須服從現(xiàn)場(chǎng)指揮的領(lǐng)導(dǎo)，不準(zhǔn)脫崗，不準(zhǔn)擅自行動(dòng)。（2）探放水期間看風(fēng)機(jī)、開水泵人員必須現(xiàn)場(chǎng)交接班。（3）探放水期間，與施工無(wú)關(guān)人員，不得進(jìn)入探放水現(xiàn)場(chǎng)。（4）探放水時(shí)間放在早8點(diǎn)班進(jìn)行。（5）水泵電源、打鉆電源分開，分別有各自的開關(guān)，開關(guān)吊起。（6）在探放水處附近設(shè)聯(lián)絡(luò)電話一臺(tái)。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)老空積水超前探放水技術(shù)的應(yīng)用，節(jié)約了大量的時(shí)間，能夠保證沿空掘巷的快速掘進(jìn)，有效保證了采掘接替和安全生產(chǎn)，對(duì)沿空掘巷實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)技術(shù)難題的解決具有積極的作用。

［1］段李宏.聯(lián)絡(luò)巷超前探放老空區(qū)積水技術(shù)研究［J］.中州煤炭，2013（03）.

［2］沈冰，張文博.超前探放老空區(qū)積水技術(shù)研究［J］.山東煤炭科技，2015（06）.

［3］譚軍，廉法憲，宋輝.負(fù)壓俯角探放老空區(qū)積水技術(shù)應(yīng)用［J］.煤炭工程，2015（10）.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.20.074