山西大同十里河床區域多層采空區水害的綜合研究和治理

曹東升++白玉峰++徐偉++劉務全

摘要：山西省大同市河床區域，水文地質情況復雜，影響區域廣泛，其中同煤集團云岡礦404盤區現采層為8#層，地面位置臨近十里河床，井下上覆為本礦的2#、3#、7#多層采空區，采空區年限較長，十里河的河水沿地表裂隙滲透到采空區里，采空區水文地質情況及探放工藝非常復雜，考慮層間距、成本及探放技術等原因，采用地面放水孔和井下放水孔相結合綜合探放方法，最終達到安全有效排除水患的目的。

關鍵詞：十里河床；多層采空區；酸性水；層間距；放水孔

中圖分類號：TD752 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）19-0112-02

山西大同十里河床區域，水文地質情況復雜，影響區域廣泛，其中同煤集團云岡礦是一個已經持續生產四十年的老礦，資源枯竭，生產銜接已經轉移到井田邊緣或者“三下”（上深澗鐵路下、十里河床水體下、建筑物及村莊下壓煤），其8#層404盤區地面位置臨近十里河床，井下8415工作面已圈定完畢，準備開采。根據三維地震及瞬變電磁勘探結果及本礦該區域資料分析，該工作面上覆存在多層、多個采空積水區，主要來源于我礦2#、3#、7#采空區。為了保證安全生產，必須安全有效地排除工作面上覆水患，不排除，不允許開采。

1 區域概況

1.1 地質概況

云岡礦8#層8415工作面位于404盤區，該面北部臨近十里河床，西部為404三條盤區巷，南部為8413工作面（正在圈定）；8415工作面走向長1152m，傾向長126m，可采儲量28萬噸，煤層厚度在1.4～1.7m之間，平均1.55m，夾有1～2層厚度在0.08～0.4m之間的粉砂巖夾石；直接底為砂質頁巖與細砂巖互層，厚度約12.89m；直接底為砂質頁巖與細砂巖互層，厚度約13.89m；該面預計2014年4月開采。

1.2 水患分析

2 實施方案

根據上覆2#、3#、7#層煤層地板等高線和充水性圖以及四層采空區層間對照圖綜合分析，8#層與3#層層間距約75m，8#層與7#層層間距約33.5m，具備了施工井下放水孔放水的條件，但8#層與2#層層間距約107m目前現有的探放水技術條件，井下無法探放，經研究決定在8145切巷共施工2個地面放水孔，在5415巷共施工3個井下放水孔。

2013年在8#層8415工作面地面設計了2個地面放水孔，其位置均位于8415切巷；其中，1#孔施工完畢，探測結果為：2#層見空有水，水位0.8m，pH值1左右，呈強酸性；3#層見空無水；該區域7#層為未開拓區域；目前，1#地面放水孔已封孔。2#地面放水孔探測結果為2#層見空有水，水位0.8m，pH值1左右，呈強酸性，2#地面放水孔的目的是將2#層8419采空區酸性水下泄到3#層8419采空區之中，然后從5415巷向上覆3#層8419采空區對應倉房施工一個井下放水孔，安設防腐防水閘門，控制水量，將酸性水排放到石灰池中進行中和。具體施工情況如圖1所示：

圖1 8#層404盤區8415工作面多層采空積水綜合探放剖面示意圖

2#層采空區共放水10000m3的酸性水。井下探放水孔共設計3個，其中，1#井下放水孔終孔通至上覆7#層，于2013年8月27日通孔，共放出水量110000m3；2#、3#井下放水孔終孔通至上覆3#層，加上2#層采空區酸性水，共放水量20000m3。

3 鉆孔結構及技術要求

地面放水孔由地質處鉆機隊進行施工，孔徑為89mm，2#地面放水孔鉆孔套管必須采用耐酸型，直至3#層采空區。井下放水孔由我礦鉆機隊進行施工，使用鉆機型號為TUX—75KW，鉆孔孔徑為75mm，通孔前10m進行擴孔，擴孔長度為10m，擴孔后孔徑為108mm，擴孔后在孔口安裝防腐型水閘門，與防腐管路對接。

4 石灰中和后井下排放

兩個地面放水孔終孔都通至井下8415切巷巷道內，在巷道低洼處構建一個臨時的儲水池，通過石灰進行中和，中和后的pH值約為6，然后排至1030南大巷水溝，最終排至地面。

5 結論

通過對十里河床云岡礦8#層404盤區8415回采工作面探放水技術的綜合研究和治理，證明了在多層、多個采空積水區下，探放水工作不僅要保障安全，保證生產，更要根據當前實際情況，找到更為簡便可行的探放水方法。本文所提到的多層、多個采空積水區下地面和井下放水工作同時進行的方法，不僅實現了有采必探、超前探放，達到了預期的放水效果，而且節省了施工工序，節約了施工費用，減少了施工時間，創造了最大

效益。

參考文獻

[1] 程建遠，張廣忠，李林元，等.三維地震勘探技術在老窯及采空區探測中的應用[J].中國煤田地質，2003.

[2] 方文藻.瞬變電磁測深法原理[M].西安：西北工業大學出版社，1993.

[3] 王芳林.大同煤田巖溶地下水賦存條件研究報告[R].大同山西煤田地質勘探115隊，1991.

[4] 馬玉良.沿積水采空區掘進安全技術實踐[J].科技信息，2010，（35）.

作者簡介：曹東升（1970-），山西應縣人，山西大同煤礦集團有限責任公司云岡礦高級工程師，碩士，研究方向：采礦工程；白玉峰（1974-），山西懷仁人，山西大同煤礦集團有限責任公司云岡礦工程師，研究方向：采礦工程；徐偉（1988-），黑龍江大慶人，山西大同煤礦集團有限責任公司云岡礦助理工程師，研究方向：勘查技術與工程；劉務全（1988-），黑龍江綏化人，山西大同煤礦集團有限責任公司云岡礦助理工程師，研究方向：勘查技術與工程。endprint

摘要：山西省大同市河床區域，水文地質情況復雜，影響區域廣泛，其中同煤集團云岡礦404盤區現采層為8#層，地面位置臨近十里河床，井下上覆為本礦的2#、3#、7#多層采空區，采空區年限較長，十里河的河水沿地表裂隙滲透到采空區里，采空區水文地質情況及探放工藝非常復雜，考慮層間距、成本及探放技術等原因，采用地面放水孔和井下放水孔相結合綜合探放方法，最終達到安全有效排除水患的目的。

關鍵詞：十里河床；多層采空區；酸性水；層間距；放水孔

中圖分類號：TD752 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）19-0112-02

山西大同十里河床區域，水文地質情況復雜，影響區域廣泛，其中同煤集團云岡礦是一個已經持續生產四十年的老礦，資源枯竭，生產銜接已經轉移到井田邊緣或者“三下”（上深澗鐵路下、十里河床水體下、建筑物及村莊下壓煤），其8#層404盤區地面位置臨近十里河床，井下8415工作面已圈定完畢，準備開采。根據三維地震及瞬變電磁勘探結果及本礦該區域資料分析，該工作面上覆存在多層、多個采空積水區，主要來源于我礦2#、3#、7#采空區。為了保證安全生產，必須安全有效地排除工作面上覆水患，不排除，不允許開采。

1 區域概況

1.1 地質概況

云岡礦8#層8415工作面位于404盤區，該面北部臨近十里河床，西部為404三條盤區巷，南部為8413工作面（正在圈定）；8415工作面走向長1152m，傾向長126m，可采儲量28萬噸，煤層厚度在1.4～1.7m之間，平均1.55m，夾有1～2層厚度在0.08～0.4m之間的粉砂巖夾石；直接底為砂質頁巖與細砂巖互層，厚度約12.89m；直接底為砂質頁巖與細砂巖互層，厚度約13.89m；該面預計2014年4月開采。

1.2 水患分析

2 實施方案

根據上覆2#、3#、7#層煤層地板等高線和充水性圖以及四層采空區層間對照圖綜合分析，8#層與3#層層間距約75m，8#層與7#層層間距約33.5m，具備了施工井下放水孔放水的條件，但8#層與2#層層間距約107m目前現有的探放水技術條件，井下無法探放，經研究決定在8145切巷共施工2個地面放水孔，在5415巷共施工3個井下放水孔。

2013年在8#層8415工作面地面設計了2個地面放水孔，其位置均位于8415切巷；其中，1#孔施工完畢，探測結果為：2#層見空有水，水位0.8m，pH值1左右，呈強酸性；3#層見空無水；該區域7#層為未開拓區域；目前，1#地面放水孔已封孔。2#地面放水孔探測結果為2#層見空有水，水位0.8m，pH值1左右，呈強酸性，2#地面放水孔的目的是將2#層8419采空區酸性水下泄到3#層8419采空區之中，然后從5415巷向上覆3#層8419采空區對應倉房施工一個井下放水孔，安設防腐防水閘門，控制水量，將酸性水排放到石灰池中進行中和。具體施工情況如圖1所示：

圖1 8#層404盤區8415工作面多層采空積水綜合探放剖面示意圖

2#層采空區共放水10000m3的酸性水。井下探放水孔共設計3個，其中，1#井下放水孔終孔通至上覆7#層，于2013年8月27日通孔，共放出水量110000m3；2#、3#井下放水孔終孔通至上覆3#層，加上2#層采空區酸性水，共放水量20000m3。

3 鉆孔結構及技術要求

地面放水孔由地質處鉆機隊進行施工，孔徑為89mm，2#地面放水孔鉆孔套管必須采用耐酸型，直至3#層采空區。井下放水孔由我礦鉆機隊進行施工，使用鉆機型號為TUX—75KW，鉆孔孔徑為75mm，通孔前10m進行擴孔，擴孔長度為10m，擴孔后孔徑為108mm，擴孔后在孔口安裝防腐型水閘門，與防腐管路對接。

4 石灰中和后井下排放

兩個地面放水孔終孔都通至井下8415切巷巷道內，在巷道低洼處構建一個臨時的儲水池，通過石灰進行中和，中和后的pH值約為6，然后排至1030南大巷水溝，最終排至地面。

5 結論

通過對十里河床云岡礦8#層404盤區8415回采工作面探放水技術的綜合研究和治理，證明了在多層、多個采空積水區下，探放水工作不僅要保障安全，保證生產，更要根據當前實際情況，找到更為簡便可行的探放水方法。本文所提到的多層、多個采空積水區下地面和井下放水工作同時進行的方法，不僅實現了有采必探、超前探放，達到了預期的放水效果，而且節省了施工工序，節約了施工費用，減少了施工時間，創造了最大

效益。

參考文獻

[1] 程建遠，張廣忠，李林元，等.三維地震勘探技術在老窯及采空區探測中的應用[J].中國煤田地質，2003.

[2] 方文藻.瞬變電磁測深法原理[M].西安：西北工業大學出版社，1993.

[3] 王芳林.大同煤田巖溶地下水賦存條件研究報告[R].大同山西煤田地質勘探115隊，1991.

[4] 馬玉良.沿積水采空區掘進安全技術實踐[J].科技信息，2010，（35）.

作者簡介：曹東升（1970-），山西應縣人，山西大同煤礦集團有限責任公司云岡礦高級工程師，碩士，研究方向：采礦工程；白玉峰（1974-），山西懷仁人，山西大同煤礦集團有限責任公司云岡礦工程師，研究方向：采礦工程；徐偉（1988-），黑龍江大慶人，山西大同煤礦集團有限責任公司云岡礦助理工程師，研究方向：勘查技術與工程；劉務全（1988-），黑龍江綏化人，山西大同煤礦集團有限責任公司云岡礦助理工程師，研究方向：勘查技術與工程。endprint

摘要：山西省大同市河床區域，水文地質情況復雜，影響區域廣泛，其中同煤集團云岡礦404盤區現采層為8#層，地面位置臨近十里河床，井下上覆為本礦的2#、3#、7#多層采空區，采空區年限較長，十里河的河水沿地表裂隙滲透到采空區里，采空區水文地質情況及探放工藝非常復雜，考慮層間距、成本及探放技術等原因，采用地面放水孔和井下放水孔相結合綜合探放方法，最終達到安全有效排除水患的目的。

關鍵詞：十里河床；多層采空區；酸性水；層間距；放水孔

中圖分類號：TD752 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）19-0112-02

山西大同十里河床區域，水文地質情況復雜，影響區域廣泛，其中同煤集團云岡礦是一個已經持續生產四十年的老礦，資源枯竭，生產銜接已經轉移到井田邊緣或者“三下”（上深澗鐵路下、十里河床水體下、建筑物及村莊下壓煤），其8#層404盤區地面位置臨近十里河床，井下8415工作面已圈定完畢，準備開采。根據三維地震及瞬變電磁勘探結果及本礦該區域資料分析，該工作面上覆存在多層、多個采空積水區，主要來源于我礦2#、3#、7#采空區。為了保證安全生產，必須安全有效地排除工作面上覆水患，不排除，不允許開采。

1 區域概況

1.1 地質概況

云岡礦8#層8415工作面位于404盤區，該面北部臨近十里河床，西部為404三條盤區巷，南部為8413工作面（正在圈定）；8415工作面走向長1152m，傾向長126m，可采儲量28萬噸，煤層厚度在1.4～1.7m之間，平均1.55m，夾有1～2層厚度在0.08～0.4m之間的粉砂巖夾石；直接底為砂質頁巖與細砂巖互層，厚度約12.89m；直接底為砂質頁巖與細砂巖互層，厚度約13.89m；該面預計2014年4月開采。

1.2 水患分析

2 實施方案

根據上覆2#、3#、7#層煤層地板等高線和充水性圖以及四層采空區層間對照圖綜合分析，8#層與3#層層間距約75m，8#層與7#層層間距約33.5m，具備了施工井下放水孔放水的條件，但8#層與2#層層間距約107m目前現有的探放水技術條件，井下無法探放，經研究決定在8145切巷共施工2個地面放水孔，在5415巷共施工3個井下放水孔。

2013年在8#層8415工作面地面設計了2個地面放水孔，其位置均位于8415切巷；其中，1#孔施工完畢，探測結果為：2#層見空有水，水位0.8m，pH值1左右，呈強酸性；3#層見空無水；該區域7#層為未開拓區域；目前，1#地面放水孔已封孔。2#地面放水孔探測結果為2#層見空有水，水位0.8m，pH值1左右，呈強酸性，2#地面放水孔的目的是將2#層8419采空區酸性水下泄到3#層8419采空區之中，然后從5415巷向上覆3#層8419采空區對應倉房施工一個井下放水孔，安設防腐防水閘門，控制水量，將酸性水排放到石灰池中進行中和。具體施工情況如圖1所示：

圖1 8#層404盤區8415工作面多層采空積水綜合探放剖面示意圖

2#層采空區共放水10000m3的酸性水。井下探放水孔共設計3個，其中，1#井下放水孔終孔通至上覆7#層，于2013年8月27日通孔，共放出水量110000m3；2#、3#井下放水孔終孔通至上覆3#層，加上2#層采空區酸性水，共放水量20000m3。

3 鉆孔結構及技術要求

地面放水孔由地質處鉆機隊進行施工，孔徑為89mm，2#地面放水孔鉆孔套管必須采用耐酸型，直至3#層采空區。井下放水孔由我礦鉆機隊進行施工，使用鉆機型號為TUX—75KW，鉆孔孔徑為75mm，通孔前10m進行擴孔，擴孔長度為10m，擴孔后孔徑為108mm，擴孔后在孔口安裝防腐型水閘門，與防腐管路對接。

4 石灰中和后井下排放

兩個地面放水孔終孔都通至井下8415切巷巷道內，在巷道低洼處構建一個臨時的儲水池，通過石灰進行中和，中和后的pH值約為6，然后排至1030南大巷水溝，最終排至地面。

5 結論

通過對十里河床云岡礦8#層404盤區8415回采工作面探放水技術的綜合研究和治理，證明了在多層、多個采空積水區下，探放水工作不僅要保障安全，保證生產，更要根據當前實際情況，找到更為簡便可行的探放水方法。本文所提到的多層、多個采空積水區下地面和井下放水工作同時進行的方法，不僅實現了有采必探、超前探放，達到了預期的放水效果，而且節省了施工工序，節約了施工費用，減少了施工時間，創造了最大

效益。

參考文獻

[1] 程建遠，張廣忠，李林元，等.三維地震勘探技術在老窯及采空區探測中的應用[J].中國煤田地質，2003.

[2] 方文藻.瞬變電磁測深法原理[M].西安：西北工業大學出版社，1993.

[3] 王芳林.大同煤田巖溶地下水賦存條件研究報告[R].大同山西煤田地質勘探115隊，1991.

[4] 馬玉良.沿積水采空區掘進安全技術實踐[J].科技信息，2010，（35）.

作者簡介：曹東升（1970-），山西應縣人，山西大同煤礦集團有限責任公司云岡礦高級工程師，碩士，研究方向：采礦工程；白玉峰（1974-），山西懷仁人，山西大同煤礦集團有限責任公司云岡礦工程師，研究方向：采礦工程；徐偉（1988-），黑龍江大慶人，山西大同煤礦集團有限責任公司云岡礦助理工程師，研究方向：勘查技術與工程；劉務全（1988-），黑龍江綏化人，山西大同煤礦集團有限責任公司云岡礦助理工程師，研究方向：勘查技術與工程。endprint