煤礦老空水探放方法探討

姚遠

（兗州煤業股份有限公司 濟寧二號煤礦，山東 濟寧 272072）

1 煤礦老空水防治現狀

老空是指采空區、老窯和已經報廢井巷的總稱。老空水按積水的位置可具體分為本礦和鄰近礦井老空積水。

濟寧二號煤礦田內地質構造復雜，褶曲和斷層發育，含水層豐富，在采掘生產中存在老空水水害威脅。礦井老空水防治一直是防治水工作的首要任務，老空水是因人工地下開采而形成的局部積水，其位置、積水量、積水范圍相對容易預測，而防治工作卻是個難題。工作面回采過程中及停采后，煤層頂底板砂巖水作為主要充水水源，向采空區持續滲透補給；因采空區巖層應力平衡遭到破壞，頂板冒落造成裂隙帶向上延伸至頂板含水層中，形成了較好的補給條件，加劇了補給速率。采空區積水少則幾十立方米，多則上萬立方米。沿空掘進巷道防治老空水的主要措施是“先探后掘，邊探邊掘”施工，但是當老空區積水量大，積水水頭高度大時，這個方法顯得很吃力，水位水壓居高不下，嚴重影響了掘進速度，給礦井生產接續帶來困難。

2 煤礦老空水防治方法探討

2.1 采空區積水量預測

能夠實測積水的上限時，將老空水流出巷道的底板標高作為積水的上限，根據這一上限標高，在采掘工程平面圖上按照等高線即可將積水范圍標定出來。但必須考慮到因巷道的局部冒落造成堵塞以至積水標高局部提高的特殊情況，并采取預防措施。

如不能實測出積水上限時，根據開采后的水量補給資料及積水時間，采用水均衡法估算積水量，再根據積水量來推算出積水的范圍。推算積水范圍時，采用窮舉法推算，即積水量=收入量-支出量。

2.2 采空區積水在設計工作面兩側

如果設計工作面位于兩個采空區的中間，而工作面之中恰有一條巷道可供能夠利用（當然這樣的情形不多），可以在兩側掘進順槽時，在中間巷道設計鉆孔探放兩側積水（見圖1）。即采用“邊探邊掘”施工和打鉆探放水兩個方法的結合，以“邊探邊掘”施工為主，打鉆放水為輔。

圖1 采空區積水在設計工作面兩側

2.3 采空區積水在設計工作面一側

如果采空區在設計工作面的一側，可以先施工非沿空側順槽和部分切眼，然后在切眼處施工鉆孔探放采空區積水，這樣沿空側掘進時水位標高和水量就會降下來，減少沿空側順槽的放水量，從而加快掘進速度（見圖2）。這種情況也是“邊探邊掘”施工和打鉆探水的有機結合，以打鉆放水為主，“邊探邊掘”施工為輔。

圖2 采空區積水在設計工作面一側

3 煤礦老空水防治實踐

3.1 利用附近現有巷道提前探放老空水

我礦11302工作面位于11301工作面和11303工作面之間，軌道順槽西鄰11303工作面采空區，運輸順槽東鄰11301工作面采空區，均為沿空掘進巷道。2017年10月19日實測11303工作面采空區和11302回風巷水位標高-745 m，計算積水量約18萬m3，最大積水高度70m（11303工作面采空區積水高度為54m）；預計11301工作面采空區最大積水高度41.1 m，水位標高-744 m，積水量約7.8萬m3。11302回風巷位于設計兩順槽中間（見圖3）。

圖3 11302工作面放水施工

在兩順槽“邊探邊掘”施工的同時，設計在11302回風巷提前探放兩側老空水；因11302回風巷和11303面采空區連通，在回風巷內安設排水設備疏放回風巷和11303面采空區內積水。11302回風巷施工探放11301面采空區積水鉆孔4個，通過鉆孔疏放11301面采空區積水約20383 m3；運輸順槽施工探放水鉆孔96個，疏放11301面采空區積水8.167萬m3（包括補給量）；回風巷泵排疏放（包括補給量）。由于在回風巷疏放水效果很好，使得11303面采空區積水水位持續下降，對11302面軌順掘進已無影響，故回風巷未施工鉆孔探放11303面采空區積水，11302面軌順疏放水量也較小。11302工作面探放水情況見表1。

表1 11302工作面探放水情況

由表2數據可知，在11302回風巷疏放回風巷和11303面采空區積水后，11302面軌道順槽在2018年3、4月份掘進進尺顯著增加，與正常掘進巷道93上01軌順相差不多，而同是沿空掘進的93上09面軌順進尺要少些。11302面運順因地質條件復雜，且在回風巷探放11301面采空區積水效果并不理想，進尺并未增加，但放出的兩萬多立方水按照100 m3/h的速度疏排，也要8天多，因此也加快了放水的進度。

表2 11302面、93上09面和93上01順槽掘進進尺比較

圖4 11305工作面放水施工

3.2 利用切眼提前探放老空水

我礦11305綜放工作面回采結束后，在其西側設計施工11306綜放工作面，先施工運順（非沿空巷道）和部分切眼，在切眼處設計鉆孔探放11305面采空區積水，疏放水的同時掘進11306面軌順（沿空巷道），這樣就減輕了軌順“邊探邊掘”的放水壓力，能夠有效加快施工進度（見圖4）。

4 結語

利用工作面附近現有巷道、切眼，采用打鉆探放水與“邊探邊掘”施工相結合的方式探放老空水，不僅有效提高了巷道掘進速度，而且增大了放水量和放水速率，縮短了探放水時間，確保了安全生產和礦井生產接續。