淺析積水區下煤層的安全回采

任 偉

（山西蘭花科技創業股份有限公司 大陽煤礦分公司，山西 晉城 048000）

1 積水區安全回采的準備工作

積水區煤炭安全回采之前，一定要對煤炭積水區的情況進行全面的調查了解。測量部門與相關生產部門需要聯合起來，利用科學的方法對煤炭積水、下山積水情況進行認真詳細的檢測、編制檢查預案，對煤炭積水區的范圍、空間位置、積水量等進行準確測量。然后要在實地測量所得到的數據基礎上，依靠工程技術人員設計合理的探放水方案及煤炭開采方案，最終形成一個最優的煤炭積水區安全開采方案。

2 探放水設計的主要內容

探放水設計的目的是為了排放積水區的積水，確保煤炭安全開采的進行。探放水設計時首先是根據煤礦層的煤炭儲量、走向、穩定性、傾向、有無壓薄帶確定探放水起點。正常情況下，探放水的起點應距離積水區40 m開外；如果對積水區的空間位置、水量、邊界有準確的數據，在確保安全前提下，探放水的起點可放在距離積水區30m位置。其次是恰當地布置探水鉆孔。探水過程中，作業人員處在煤炭積水的下方時，由于時刻都要遭受積水蒙頂的危險，所以為了確保工作人員的安全，必須做好作業點周圍的鉆孔控制工作。要按煤層厚度確定恰當的超前距、密度、幫距。例如：當煤層厚度在10m以上時，超前距要保持在10～15 m，幫距也要保持在10～15 m；當煤層厚度在10 m以下時，超前距在8～10 m之間，幫距也是如此。在鉆孔布置上，正常情況下應不少于5個（特別是在積水區沒有準確探明的情況下，由于作業人員和探水小眼都位于積水區的下方，時刻都有遭受積水涌出的危險），因此，不僅要保證鉆孔數量來加強安全，更要用科學的鉆孔技術確保安全。例如鉆孔鉆探方式，應該向前上方和左右方，鉆孔分布應該是扇形分布，見圖1。如果煤炭積水區有了準確調查數據，明確積水區的范圍，鉆孔數量可減少為3個，但是安全工作同樣不容忽視。

圖1 雙眼掘進交叉探水簡圖

3 探放水方法和探水巷道布置

1）穩定煤層的探放水方法。見圖1，常用雙眼交叉探水方式，特點是探水和掘進交叉進行。為了確保安全，兩小眼的距離應保持在15～25m左右，不要超過25 m，即兩小眼間距為幫距的兩倍或兩倍以上。兩小眼通過向斜上方傾斜的聯絡眼進行溝通，聯絡眼間距為15 m，并且聯絡眼的形狀呈三角錐型，這是為了確保工作人員在危險時及時有效避開危險。再者，探水眼應提前掘進眼20m以上，以免發生意外。

2）相對穩定煤層的探放水方法。它與穩定煤層探放水相似，采用上風巷和探水巷交叉掘進方式，但是煤層在傾斜方向上要有一定距離，確保不能與上水平連通。兩巷之間的距離要保持在15 m以上，探水巷要提前上風巷15 m，兩巷以切眼連絡，確保發生意外時工作人員能夠安全避險。

3）窩狀煤層的探放水方法。所謂煤包是煤炭層中突然加厚的煤炭聚厚點，煤包是很穩定的煤層，但因對這些煤包開采時中自然而然的形成了寬度和厚度都不超過5m的積水包，常用的雙眼探放水的方法已經不行，必須用單眼探水法；并在探水巷向前掘進中，每隔15 m要開一個躲避洞，以便作業人員遇水害時及時躲避。

4 積水區下煤層開發的方法和安全措施

1）采用雙小眼探水聯絡避災從上到下分塊回采。積水區煤層回采時，要按不同煤層的不同積水情況，采用不同的探放水方法。例如，穩定煤層可用兩小眼交叉探水方法，其最大優勢是兩小眼之間的煤層空間均有探水鉆孔控制，上部聯絡眼連通做到兩眼見面，保證開采過程比較安全。進行積水區下煤層開采之前，要按事先調查的數據做好探放水設計施工，制定詳細的開采計劃，要確保探放水和開采工作安全，避免透水事故發生。見圖2，當在開采接近積水覆蓋的老區煤層時，為了確保安全，必須嚴格按照探放水的步驟和方法探放水。只有確定積水排空后，才能進一步進行煤層的開采工作，以確保積水威脅的完全解除和開采人員的安全。對于在煤層不穩定地段，由于特殊的煤層構造形態，探放水工作結束之后，除了積水威脅，還有坍塌的威脅，獨眼井還應制定相應的安全措施。積水區煤層開采要嚴格按探放水設計施工，積水威脅解除后才可進行開采工作；并在回采過程中，仍要提高警惕，防止意外透水事故發生。

圖2 采煤工作面巷道布置圖

煤層開采中，一定要提高警惕、做好必要的防范措施。例如，對同一煤田、同一煤層正在開采的企業以及正在開采的煤層進行調查了解，掌握開采企業及其開采狀況，及時對可能發生的威脅進行提前預防。特別是那些小煤窯、小煤礦有可能因為濫挖、亂采出現積水區，必須對這些水害進行提前預防。而且對于國有大企業開采的舊礦區，也有可能出現積水區，因此，開采之前，須對將要開采煤層周圍的開采生產等情準確摸底；一旦發現有積水區要及時想辦法清除積水，排除水害威脅。如果實在無法排除、或排除積水后仍有很大風險，必要時要停止開采，以免發生人員傷亡。

2）留設防水煤柱。a.當遇到大量積水區，且積水難以排除時，要想辦法能在不引起漏水及坍塌事故的前提下做好開采工作。常見方法是按地質條件預留20 m以上的放水隔離煤柱，并在下幫及時打上貼幫點柱，以防礦山壓力引起坍塌事故及煤幫脫落的透水事故。b.當遇到煤層斷層帶積水時，為防止采掘工作面接近斷層時發生透水，在晉獻公挖掘時，要提前對煤層的賦存條件、斷層的透水性、靜水壓力等因素，留設20 m以上的護水隔離煤柱，做好防范措施。當按工作面地質構造可以推斷積水區下部為煤層走向壓薄帶時，將壓薄帶當做護水隔離煤柱。如果積水較大，煤柱較松，可在壓薄帶以下增加10m寬的煤柱。

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