高煤公司老空水防治經驗分析與研究

郜普濤 宋忠亮

（1.中國礦業大學 資源與地球科學學院，江蘇 徐州 221008；2.棗莊礦業集團高莊煤業有限公司，山東 濟寧 277605；3.棗莊礦業集團有限責任公司地測處，山東 棗莊 277000）

高煤公司位于濟寧市微山縣境內，隸屬棗礦集團，核定生產能力300萬t/a。主采石炭二疊系3上、3下煤層，其中3上煤厚4.8m，3下煤層厚3.5m。1997年投產，初為水力采煤工藝，2000年9月開始采用高檔普采工藝，2003年改為綜采工藝并在西五采區進行了首采面回采。礦井為前進式開采布局，采用采區內下行長壁后退式、綜合機械化采煤方法，全部跨落法管理頂板。因此當工作面回采結束，在面內低洼區形成局部老空積水，對開采下一個工作面構成威脅。高煤公司存在老空水防治難題。

1 高煤公司老空水的特點分析

高煤公司從1997年正式投產以來26項老空水探放工程實踐情況，期間共施工探放水鉆孔577個，完成鉆探進尺3970.3m，累計疏放水量542975.2m3。歸納總結，具有以下特點。

1.1 老空水邊界范圍清晰

高煤公司地處微山湖湖區，為湖下隱伏式煤田，礦區及周邊范圍內無小煤窯、古井、老窯等威脅，礦井范圍內采空區皆由本礦自身采掘形成，積水主要分布于 1108、1109、3上505、3上508、3下505、3下508、3上510、3上509、3上1109、3上1102、3下509、3上1104等采空區，由于這些地點測量記錄、巷道素描等資料詳細清楚，積水邊界可以準確地計算，積水范圍清晰明確。

1.2 老空水探放工程量呈增加趨勢

統計1997年以來高莊煤業公司的探放水工程，如圖1，2003年以前老空區積水探放工程數量比較少，1998年至2002年沒有老空水探放工程，2003年以后開始推廣高檔普采、綜采工藝，隨著礦井開采時間的延長和開采強度的增加，從此礦井每年都有探放水工程，2007年和2009年探放水工程都多達4項。1997年～2013年探放水工程數量、疏放的老空積水水量，均呈增加趨勢，詳見圖1（a）、（d）。

1.3 探放水工期長

西一采區1108面和1109面探放水從2005年12月27日開鉆至2006年4月11日隱患解除，工期歷時3個半月。西五采區3上510材料巷掘進期間探放3上508老空水，從2006年3月27日持續到8月23日，工期持續6個月。3下506切眼探放3下504老空水，從2009年11月2日至2010年5月結束，工期持續7個月,詳見圖1（a～d）。探放水持續時間長，工作難度大，防治水人員長期處于加班、熬夜、連續上班等高強度緊張狀態，易于產生疲勞感，對探放水工作造成威脅。

2 高煤公司老空水防治管理措施

2.1 加強老空水防治隊伍建設

高煤公司水文地質條件中等，水害威脅突出，公司領導高度重視地測隊伍建設，設置了地測防治水專職副總工程師，成立了地質測量科，其中地質8人，防治水人員3人，測量人員10人，繪圖人員1人。成立了防治水辦公室，設置在地測科，有主任工程師任老空水防治辦公室主任，成員為防治水人員。

以上人員配置可以確保測量收尺、地質素描、礦井制圖等老空水防治基礎工作的質量，為老空水防治提供了一個良好的工作基礎。

2.2 健全老空水防治管理制度

高煤公司建立了以礦長為老空水防治第一責任人，總工程師負責老空水防治技術工作，包括了地測科、設計室、掘進科、采煤科、機電科、通防科、安監處、調度室、鉆機隊和生產區隊等單位的老空水防治責任制度，涵蓋老空水隱患排查與閉合、探放水設計、審批、探放水工程施工、防排水系統的設計、安裝和運行、探放水過程中的通訊調度、安全監督與業務監督以及竣工驗收等各個環節，構成一個完善的老空水防治制度體系。

圖1 高煤公司歷年老空水探放工程情況統計圖

2.3 實行全面的隱患排查

全面的隱患排查包括年排查、月排查、月預報、臨時預報、周分析、周檢查、發放水害通知單和每天通報采掘進尺：（1）按照《煤礦防治水規定》要求，在每年底對照下一年的采掘計劃，開展年度防治水隱患排查。在每月20日前后，對照下月采掘計劃，逐頭逐面開展月度地測防治水隱患排查。（2）每周進行一次防治水安全隱患周分析和周總結。當采掘地點發生變化時，及時開展水患補充排查，發現水患威脅，提供臨時水害預報。每周四開展一次全礦井防治水隱患現場檢查，下周一開展現場復查。（3）當采掘活動接近老空水時，提前下達水害通知單，經總工程師、副總和掘進科、采煤科等簽字后，發放相關領導和單位，確保其明確水害威脅，便于提前采取措施。（4）地測科每天早班會由測量組負責通報井下所有采掘地點進尺情況，確保防治水人員掌握全礦所有采掘頭面的進展情況，明確是否存在水害威脅。

通過全面的隱患排查，實現了礦井老空水排查無遺漏，防治無盲點。

2.4 強化老空水探放過程管理

高煤公司在老空水探放工作中形成了以隱患排查為起點，以竣工驗收為終點，包括探放水工程設計、組織、施工、排水、通訊、安監的閉合系統，并以日報、周報等手段進行過程管控，為探放水工作提供有力保障。

下面以1108面和1109面老空積水探放為例說明。

1108面和1109面為西一采區最低工作面，低于-370m水平，工作面回采后，兩個采空區充滿積水，其中1108面積水面積32304m2，積水量為71962m3，積水標高為-353.5～ -430.4m，積水深度76.9m；1109面積水面積24156m2，積水量70730m3，積水標高為-361.1～ -434.3m，積水深度73.2m。這兩處積水區積水量大，水頭高度大，施工難度大，對西七膠帶巷和西七軌道巷掘進構成了嚴重威脅，于2004年11月份經隱患排查查出。公司成立了探放水領導小組，具體負責探放水協調工作，強化了探放水領導與組織工作。

地測科提前一個月編制了《西一采區1108面和1109面老空積水探放鉆孔設計》，設計中確立了分步探放水方案，詳細明確了探放水鉆場與鉆孔布置、鉆機選型和固定、孔口管的結構、埋設、固定方法、打壓試驗方法、施工工序、施工組織和工期、通風、供水、排水和通訊方案，以及探放水材料消耗列表，施工組織中特別明確采用2班制，每班工作8h，每班隊長1人，技術員1人，材料員1人，維修加鑲焊1人，鉆工5人，共14人。設計經相關職能科室、地測副總、總工程師審批，與探放水工程進度日報、周報制度一起下發傳達至每位探放人員和地測人員學習。

探放水工作共歷時3個半月，分三階段共施工鉆孔8個，鉆探進尺269m，放出積水76396.8m3，累計發放探放水日報表43份，周報表10份，確保了探放水工程順利開展。

2.5 建立嚴格的“允許掘進”的制度

《煤礦防治水規定》要求煤層中探放老空水需留設30m煤柱，但由于沿空掘進探放水過程中皆為下山探放水，不具備留設30m煤柱的條件，或者說留設30m后，根本就放不出積水。鑒于這種現實，目前國內多數礦井采用無水壓的沿空掘進“探-放-掘”循環的探放水方法。

但采用“探-放-掘”循環的方法，最大的安全隱患點在于生產掘進區隊為追求進尺而冒險掘進。高煤公司針對這種情形，建立了嚴格的探放水“允許掘進”通知單制度，每天由地測科根據現場實測和分析結果向生產區隊下發“允許掘進”通知單，生產區隊根據通知單規定的距離掘進，一旦超過允許掘進距離，地測科下達停頭通知單，并根據規定對工區進行處罰。

2.6 深抓水害防治邊緣管理，做好“三項工程”

根據公司以往防治水經驗，老空水害的排查與探放是老空水防治的中心工作，但只做好這些仍不能保障老空水防治安全，還需要做好邊緣管理。零星工程施工、沿空掘進采空區鉆探、防滅火灌漿通報是老空水防治的邊緣管理“三項工程”。

（1）規范沿空掘進零星工程施工

沿空零星工程施工地點靠近采空區，煤（巖）體破碎，施工活動易透采空區，引發防治水和氣體事故，具有巨大的安全隱患。公司制定了零星工程施工管理規定。所有沿空零星工程，須嚴格執行“一工程，一設計，一審批”制度，將審批后的設計向地測科提交一份，經地測科確認安全后方可施工。沿空零星工程施工區隊應在工程施工完畢當天內通知地測科。地測科收到通知后1d內到現場進行測定，并及時上圖。

（2）開展沿空掘進鉆探，防治因采空區局部冒落不均引起的積水

采空區局部冒落不均可能引起局部積水，對巷道掘進構成威脅。因此，公司在沿空掘進過程中堅持每隔50m向采空區施工一個鉆孔，探測采空區情況，如果發現有局部積水，則制定探放水方案，開展探放水工作。

（3）實行防滅火灌漿周報制度

防滅火灌漿在一定條件下積存后，會造成較為嚴重的潰水事故。高煤公司實行防滅火灌漿周報制度，規定通防科每周向地測科提供一次數據，包括灌漿地點、時間、灌漿量，地測科及時進行安全排查，發現問題，及時制定解決措施。

3 結論

高煤公司為前進式下山開采，隨著開采范圍的擴大，上部老空水威脅日益增大，本文在認真分析高煤公司老空水特點的基礎上，通過強化隊伍建設和制度建設做好老空水防治的基礎工作，通過強化老空水隱患排查、探放水過程管理、建立嚴格的“允許掘進通知單”制度，防范排查漏洞，完善探放水流程配合，嚴控探放水過程中的施工隊伍的冒險掘進，通過探放水邊緣管理，完善零星工程、老空局部冒落積水和防滅火灌漿二次積水防治。總之，通過以上措施，高煤公司建立比較完善的老空水防治體系，實現了老空水防治安全。