威脅工作面老空水的防治措施

李文學

（山西靈石昕益致富有限公司，山西 靈石 031300）

威脅工作面老空水的防治措施

李文學

（山西靈石昕益致富有限公司，山西 靈石 031300）

針對目前煤炭資源整合后各煤礦企業存在的老空水問題，進行較為深入的分析、探索，試著找出較為有效的防治方法。

老空水；突水；探放水；涌水量；排水系統

1 概述

靈石昕益致富有限公司下屬煤礦，是經煤礦企業兼并重組整合后的煤礦，每個礦區內都或多或少的包含了古空區與采空區，并且區內存在一定量的積水，由于資料缺失，積水的位置、范圍、水量不清。根據水文地質類型劃分就高不就低的原則，煤礦全部按復雜及以上水文地質類型管理。根據日常統計，各煤礦采礦證批采煤層不只一層，皆屬煤層群開采。開采下部煤層時，如果其導水裂隙帶大于同上部煤層間距或有導水斷層存在，上部煤層老空積水對主采煤層有較大威脅。同一煤層內，在資源整合重新設計進行采掘時，工作面巷道也會相當程度地接近采空區或因老空不清而意外透老空，對采掘工作危脅較大。

2 調查分析老空積水

1）當煤礦企業現有水文地質資料不能滿足安全生產的需要，不能為煤礦企業安全生產提供真實可靠依據時，應針對存在的問題進行專項水文地質補充調查。調查的內容包括：地貌地質、地面巖溶、生產礦井、周邊礦井、古井老窯、地表水體、井泉等。這是一項經常性的工作，是水文地質資料的不斷補充、更新和完善。補充調查應做好以下幾項工作：調查收集地貌地質情況、調查地面巖溶情況、調查古井老窯情況、調查周邊礦井情況、收集水文資料、調查研究生產礦井水文情況、調查收集地表水體情況、調查井泉情況。

2）加強現場工作，對于井下采掘工作面要每天巡視檢查并問詢涌水變化情況，按時做好記錄，并進行前后對比。在工作面掘進、回采期間要做好涌水量的觀測，要詳細記錄突水時間、地點、確切位置，出水層位、巖性、厚度，出水形式，圍巖破壞情況等，并測定涌水量、水溫、水質和含砂量等。同時，應當觀測附近的出水點和觀測孔涌水量和水位的變化，并分析突水原因。各主要突水點可以作為動態觀測點進行系統觀測，并編制卡片，附平面圖和素描圖。

對于受水害影響的采掘工作面，堅持“預測預報、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原則，在采掘過程中，逐月進行檢查填繪預測圖、表，并不斷補充和修正。發現水患險情，及時發出水害通知單，并報告礦調度室，通知可能受水害威脅地點的人員撤到安全地點。

3）做好圖紙填繪工作，對于現場檢查成果，要使其形成有用的信息，用來指導下一步的生產。把每次從現場檢查、調查到的資料詳細、準確、及時地填繪到圖紙上，形成內容完備的水文地質資料調查圖。要求每個工作面從掘進開始至回采結束，都要堅持這一工作。

4）全面分析老空積水，老空積水可分為同煤層老空水和上、下煤層老空積水。同一煤層回采后形成的采空區，要根據以往采、掘時保留下的采掘技術資料、水文資料進行綜合分析。搞清工作面的邊界和巷道的標高，如果局部存在低洼處或老硐、廢巷，要有針對性的進行重點分析。根據采掘工程平面圖上的巷道標高，標明積水區，同時計算積水量的大小，分析評估動水補給情況，在圖紙上外推一定距離作為探水警戒線。當井下采掘工程接近積水區警戒線時，就要及時制定探放水措施，積極進行探放水工作。不同煤層的采空區，要搞好上、下層位對照，上、下煤層積水區在主采煤層上的投影，水位標高，從而分析影響范圍，采取一定的外展角度后外推一定距離作為探水警戒線。調查分析斷層、陷落柱等地質構造導通不同層位采空區積水后采掘工程、開拓井巷工程的影響，采取有效措施進行探放水。

老空水賦存于地下，難以探明，其水量值較難取得，可采用采空區體積作為積水量。

式中：V為積水量，m3；L為積水區長度，m；D為積水區寬度最大值，m；M為采高，m；K為充水系數，0.15～0.4。

對靈石煤礦回采工作面進行統計，計算所得數值與真實數據比較如表1所示，采取的充水系數與實際有出入、采空面積的計算，都造成了兩者之間的差異，特別是充水系數影響較大，以往不同的采掘情況，系數變化也較大。

表1 計算積水量與實際水量比較

3 探放老空積水

采掘作業過程中，應對水患時刻保持清醒，根據以往資料，要搞清楚可能存在積水區域的范圍，當井巷工程、采掘作業到警戒線時，必須進行探放水，以保證施工作業安全。

1）做好探放水設計。做探放水設計時，應該采用小比例圖紙，盡量使探放水區域資料清晰、準確，從而保證探放水設計的準確。采掘工程多半在煤層中開展，當布置探水孔時，應考慮煤壁的承受水壓能力，周圍空間的支護狀況，只有在圍巖有足夠承壓能力且支護良好的條件下，才可進行鉆孔探水。一組探放水鉆孔應覆蓋可能存在積水的區域，根據地質資料，鉆孔應探向積水區的最低高程處，以便更好探放水，由于條件限制不能一步到位時，應從邊緣地帶做起，先探放后掘進，循序漸進，關鍵是保持足夠的超前距，直到存在積水的區域全部探放完畢。

2）探放水工作要求。在探放水過程中，鉆孔的方向，在很大程度上影響了探放水的準確性，所以在鉆孔施工中要嚴格按探放水設計進行準確鉆進。要想保證鉆孔的精度，測量工作要做細，用掛線的方法定開孔的位置、方位，具體鉆進操作時用羅盤定傾角，關在開孔后進行核實，做好開孔這一步。孔口管的安裝是不可或缺的，要完全考慮積水區水壓的大小，安設長度、強度要足夠，并預先做好耐壓試驗，才能進行下一步工作。在鉆進過程中，由于鉆桿自重的原因，鉆孔將呈現拋物線向下彎曲，直至煤層底板，甚至穿底而去，不能按預定探明采空積水。采用加長巖芯管進行導向鉆進，可以很好的保持鉆進方向，從而保證鉆孔的精度。當探水區域積水區水壓大于0.1 mPa時，要在穿透積水區前適時安裝好控制水流的閘閥，以便出水后能控制放水量。在以往工作記錄中，單一鉆孔出水速度達到過100 m3/h，這對工作面排水設備的排水能力和巷道煤巖體的抗沖刷性能有較大考驗，因此，要控制放水速度以保證探放水工作安全。

3）探放水總量分析預測。在進行探放水工作時，應盡量保持連續運轉，以避免停工后積水水壓透過裂隙對煤壁等隔水體產生破壞性沖刷，而增加突水隱患。發現鉆孔放水不暢時，要經常用鉆機進行清理掃孔，盡量放盡可放之積水，同時也可避免積水已放完的假像，使其不成為隱患。水量監測是放水工作重要的重要部分，通過對水量的觀測，可以判斷放水進程、積水是否放凈。用放水期間水量觀測成果，計算總放水量，預計積水量及動水補給量，以確定是否放凈積水。計算公式為：放出積水量=總放水量－動水補給量×放水時間

4 完善排水系統

為保障探放水工作安全，應建立完善的排水系統。考慮整個礦井排水系統通過能力，探放水區域可考慮適當增加排水管路、排水泵，增大排水能力，并且在通往地面的排水線路上不存在瓶頸，保證整個礦井排水通路暢通。也可考慮做泄水工程，在受采空積水影響的工作面，采用泄水巷和泄水鉆孔相結合的方式，使采空積水得到排泄，達到了防治水的目的卻未使用任何排水設施，減少防治水工作對生產的影響同時保障人身安全。完善的排水系統可保證探放水期間能順利排水，提高放水效率和保障探放水作業安全。

5 結論

根據以上分析，當工作面受老空水威脅時，我們應積極調查、觀測、分析，在此基礎上，采取綜合防治水措施：探、放、排相結合的防治水措施，防治水工作做在了前面，就可保證井下采掘工程安全施工了。

[1]武強，董書寧，等.煤礦防治水規定釋義［M］.徐州：中國礦業大學出版社，2009.

[2]袁河津，趙亞軍等，煤礦防治水知識培訓教材［M］.徐州：中國礦業大學出版社，2009.

Prevention Measures on Goaf Water Threatening on Working Faces

LI Wen-xue
(Xi nyi zhi fu Co.,Li ngshiShanxi031300，Chi na)

The paperanal ysest he goafwat er problemsexisting i n coalent erprises after resourcesint egrati on and t hen expl ores some ef f ect i ve prevent i on measures.

goafwat er;wateri nrush;wat erexploring and drainage;wat erinflow;drai nagesystem

TD744

A

1672-5050（2010）12-0054-03

編輯：劉新光

2010-10-12

李文學（1970—），男，吉林扶余人，本科,采礦工程師、注冊安全工程師，從事煤炭采掘技術工作。