萬利一礦31上煤探放水研究

高冰

摘 要：根據神東煤炭集團萬利一礦水文地質條件，及31上煤上覆巖層巖性，沖刷等地質構造帶，從現場總結出水文機理，并結合31上煤以采及以掘工作面進行分析，對礦井31上煤淺埋煤層其他工作面探放水進行研究，

關鍵詞：水患 探放水 淺埋煤層

中圖分類號：TD72 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）09（b）-0067-02

神東煤炭集團萬利一礦位于東勝煤田萬利鎮詳查區中西部，區內地形南高北低，中部高、東西兩側低，具典型的侵蝕丘陵地錨特征，區內溝谷均為罕臺川支流，季節性溝谷，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川，向北徑流匯入罕臺川最終注入黃河。

礦區含水巖組有地下水賦存條件及水力性質不同劃分為兩類，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31上煤層上覆基巖厚度40～80 m，根據B023水文鉆孔資料，單位涌水量0.114 L/s·m，滲透系數僅為0.076 m/d，富水性弱，但遇有裂隙發育及過溝地段涌水量可能增大。工作面正常涌水量預計為20 m3/h，建議的排水設防能力大于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、三角洲和海盆地環境。萬利一礦上覆地表溝渠較多，并且互相連通，在水位達到一定高度時最終匯入黃河。此外，萬利一礦處于內蒙古鄂爾多斯地界，屬于干旱少雨地區。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，因此對回采影響不大。但如遇地質構造帶區域，由于31上煤層屬于淺埋煤層，因此遇有裂隙發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育，多數溝流處于干涸狀態，對礦井充水影響不大。

（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31上煤層上覆基巖厚度40～80 m，根據B023水文鉆孔資料，單位涌水量0.114 L/s·m，滲透系數僅為0.076 m/d，富水性弱，但遇有裂隙發育及過溝地段涌水量可能增大。

（4）老窯水：根據礦井地質資料及，掘進過程中探放水情況，目前未發現31上煤二盤區存在老窯，但老窯水也是礦井充水的另一個主要水源。

1.2 防治水的重點及措施

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

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

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

（3）在掘進時，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上煤現有工作面探放水設計

2.1 31上煤二盤區輔運、膠運及回風大巷防治水設計

31上煤二盤區水文地質條件：該三條大巷均以砂巖裂隙水為主要充水水源，巷道表現淋水，滴水。若遇見裂隙帶發育、沖刷帶等地質構造帶及錨索穿至砂巖含水層時，可導致頂板淋水和底板涌水量增加，涌水量將大于預計正常涌水量，另外，掘進區域位于物探范圍以外，是否有老窯存在情況不詳。

（1）設計方案。

三條大巷為平行布置，因此在掘進過程中，只對未開采區域進行防治水探測。

（2）探放水設備。

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”的方法循環進行。

（4）掘進工作面探放水施工要求。

必須執行“有掘必探，先探后掘”的相關規定，掘進距離嚴禁超出探放水的保護距離。

探放水人員要經過上崗培訓，并取得操作資格證后，持證上崗，在探放水孔處掛設“探放水標識牌（清晰指明探放水孔打設地點、探放水孔編號、涌水量、鉆桿直徑、鉆孔角度、鉆孔深度、探放水時間、操作人員、記錄人員、驗收人員）”，同時設立探防水臺賬，臺賬內容必須清晰記錄探放水孔打設時間，探放水打設地點以及累計距離、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。

保證掘進工作面巷道支護質量，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，探放水設備完好，嚴禁甩保護進行作業。4供、排水管路完好，確保鉆機自身出水量及鉆孔涌水量的有效排出。5巷道通風良好，稀釋鉆孔內涌出的有毒有害氣體濃度，確保作業人員安全。6加強出水征兆的觀察，由于鉆機是濕式鉆孔，因此要分清鉆孔流出的水是鉆機的還是煤體的。7探水孔的打設必須符合設計要求。

2.2 31上204綜采工作面防治水設計

31上204綜采工作面回采時將通過昌漢溝及其支渠，并且21上204回采范圍內沖刷帶、薄基巖區域比較多，上覆基巖厚度最小為40 m，因此對于該面的防治水工作設計主要涉及煤系砂巖裂隙水、斷層裂隙水、鉆孔信息不詳的鉆孔水及大氣降水通過地質構造帶和薄基巖區域的滲水。

設計及要求：加強工作面的供排水設備的維護，在回采工作面安設滿足排水能力的排水設施及人員。及時觀測地表變化情況，在采空區地表塌陷區域及時鋪設隔水布進行回填。提前做好鉆孔預測預報工作，對于鉆孔信息不詳的鉆孔，要人工進行探查。加強地面地質勘探工作，采用地面充填裂縫、塌陷、查堵老窯口的常規辦法，對采區的裂縫、溝渠支流進行調查，并在雨季前充填處理完畢，預防大氣降水危害礦井。

3 結論

水害對于礦井的安全生產影響極大，而且對于水災事故在礦井中的影響范圍廣，對于整個礦井中的作業人員安全都有潛在威脅。因此，對于任何一個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31上煤的水文地質特征和出水情況，對上覆基巖較少的煤層，并伴誰著沖刷、斷層等構造帶時，從現場防治水管理中總結出來了一些經驗，并取得了一定的效果，保證31上煤層的正常掘進和回采，同時也為全礦的安全生產提供了一定的基礎工作。

參考文獻

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