老空區積水超前探放水技術的研究與應用

邢會恩

（平頂山天安煤業股份有限公司一礦，河南 平頂山 467000）

老空區積水超前探放水技術的研究與應用

邢會恩

（平頂山天安煤業股份有限公司一礦，河南 平頂山 467000）

隨著礦井開采深度和采區的增加，沿空掘巷越來越多，沿空掘巷快速掘進技術的應用也越來越廣泛。老空區積水成為制約沿空掘巷快速掘進的主要因素，因而，老空區超前探放水成為迫亟待解決的問題。本文對老空區超前探放水應用進行了探討。

沿空掘巷；老空區積水；快速掘進；超前探放水

0 引言

平煤股份一礦三水平戊一、戊二采區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，上分層和采區上部采面回采后，由于頂板垮落與頂部弱含水層以及采空區注漿導致，造成老空區或下部留有大量積水，這對對下分層和下部沿空掘進構成水害威脅，并嚴重影響單進水平的提高。采用傳統方法掘進需要在每月掘進施工中進行探放水，綜掘單進水平只能維持在180m左右，這極不滿足高效礦井的要求。為了保接替，提出老空積水區的快速掘進，既能有效排除老空積水威脅，又可實現快速掘進，不僅保證了安全生產，而且有效保證了采掘接替，真正形成一個雙贏的結果。因此，超前探訪老空區積水成為保證安全生產、采掘接替的前提和基礎。

1 老空區的積水情況

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，夾有砂質泥巖薄層，采面中部最薄。根據鉆探及實際揭露情況，該層砂質富水性較弱，對掘進影響不大。

戊8-32040尾巷沿戊8-31120機巷平行布置，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，據現有資料分析：戊8-31120主采戊8煤層上部不存在采空區，相鄰的戊8-31100采空區在開采戊10-31100煤層時已對上部采空區積水進行了探放，老空積水已基本放凈。因此戊8-31120采空區沒有老空水補給水源，主要水源為生產中的噴霧用水、泵站冷卻水以及頂板砂巖水。

依據《煤礦防治水規定》的要求，對該工作面實施超前鉆探，以查明該工作面風巷附近的水文地質情況，解除水害隱患，確保施工安全。

老空積水量計算∶

Q-積水水量，m3；K-老空區充水系數，采空一般取0.3；S-老空區積水面積， m2；M-采空區的平均采高，取2.2m；L-煤柱長度，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積水對沿空掘巷的威脅，在選取探水巷位置上，主要考慮有以下幾個因素：

首先，要看積水區的范圍、煤層傾角及水頭高度。老空區積水范圍越大、煤層傾角越大也會造成老空積水的水頭越大，也會造成邊探邊掘難度越大，進而會影響巷道的施工進度和采面的接替。其次，要看沿空掘巷的設計長度和受老空區積水威脅的長度。巷道設計長度較短或受積水威脅區域較小或在該巷內探放水不影響掘進施工的，再施工探水巷已經沒有必要了。最后，要看布置探水巷的必要性，也就是說所施工的探水巷是否經濟劃算，是否有重復利用價值，是否利于采面回采。根據現場的實際情況，探水巷普遍布置在切眼及中切眼的位置，前者沿空掘巷長度低于1200m，后者沿空掘巷長度大于1500m。

3 超前探放水的應用與基本要求

據現有資料分析：預計戊8-31120采空區機巷12#測點至切眼有老空積水25365m3；最大水頭高度16.6m，最大水壓0.166MPa；此處積水將對戊8-32040尾巷掘進構成水害威脅。因此戊8-32040尾巷施工探水警戒線時進行超前探放，先確定積水邊緣，以后水頭標高每降低1m進行一次探放，需要至少5次探放水，每次探放水至少需要10天。而戊8-32040機巷已將掘進至切眼位置，戊8-32040尾巷現仍未開始施工，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，準備在切眼迎頭進行一次性探放，探水位置距戊8-31120機巷30m處，對戊8-31120機巷采空區頂板和底板進行超前鉆探，能夠探放后放出積水區內的大部分老空水。這極大的縮短了探放水的時間和極大的減弱因探放水而制約掘進施工的進度。

探放水需要準備的設備物品如下：套管（長10m，直徑108mm，一頭帶法蘭盤安裝閥門）、ZDY-1200型鉆機、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。

探放水的相關要求：1.首先對探放水處進行注漿孔加固，注漿完畢后，漿液凝固時間不少于72小時。2. 裝好試壓裝置，隨即進行耐壓試驗，試壓耐壓值不小于1MPa，耐壓時間不小于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，風機不倒臺、變電所不試檢漏。4. 探水前排水系統必須完善完畢。5. 風筒離工作面的距離不超過5m，且現場備不少于兩節風筒。6. 探水前由施工隊、機電科對巷道內所有機電設備進行完好檢查，嚴禁失爆。7.探水地點套梯形棚子支護不少于10架，對所套棚子聯鎖四道，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2.0米，寬3米，深1.5米水泵窩，機巷正巷口向里15米左右在皮帶下底板挖長2.8米，寬1.5米，深1.2米水窩，其中每個水窩準備水泵三臺，兩臺工作水泵各連接一趟排水管，一臺水泵備用，工作水泵均接好電源，接通排水管路，進行試運轉，保證隨時可以啟動，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.探放水時必須做到的事項：（1）參加探放水人員，必須服從現場指揮的領導，不準脫崗，不準擅自行動。（2）探放水期間看風機、開水泵人員必須現場交接班。（3）探放水期間，與施工無關人員，不得進入探放水現場。（4）探放水時間放在早8點班進行。（5）水泵電源、打鉆電源分開，分別有各自的開關，開關吊起。（6）在探放水處附近設聯絡電話一臺。

4 結語

通過老空積水超前探放水技術的應用，節約了大量的時間，能夠保證沿空掘巷的快速掘進，有效保證了采掘接替和安全生產，對沿空掘巷實現快速掘進技術難題的解決具有積極的作用。

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

［3］譚軍，廉法憲，宋輝.負壓俯角探放老空區積水技術應用［J］.煤炭工程，2015（10）.

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