平朔井工一礦某工作面陷落柱治理工程效果及回采前可性評價

摘 要：隨著我國經濟的發展，社會的進步，煤礦行業的相關問題也漸漸引起了人們的重視。以中煤集團為代表的煤礦企業在近幾年得到了快速的發展，但決定我國煤礦行業發展的并不是擺在眼前的經濟數據，而是對具有安全隱患的工程進行治理的效果與效率。只有確保工程安全，在發現問題時及時治理，才能夠為煤礦行業的發展奠定堅實的基礎。據此，本文以平朔井工一礦為例，分析某工作面陷落柱的治理工程情況及回采前可行評價，希望能對現實有所裨益。

關鍵詞：平朔井工;治理工程;效果

西安研究院在實施物探探查工作的過程中，發現中煤集團平朔井工一礦的19109工作面存在著問題，據槽波物探顯示，在該礦的950米處疑似存在陷落柱，陷落柱的存在將直接影響工程安全，所以相關人士了立即進行鉆探探查，并未發現異常。在一般情況下，鉆探探查結果無異常，就可以排除隱患，但為了確保安全回采，相關公司對這一問題進行了高度重視，持續實施了鉆孔探查工作，并在原有范圍的基礎上對其進行了擴大處理。在疑似異常的范圍內實施鉆探探查，在鉆進119m時發現水量突然出現了增大的情況，巖石也出現破碎的情況，在進行撤孔操作時，水量達到66.4m3/h，觀測動壓在0.72Mpa左右，說明確實存在安全隱患。經專業人士的推測，認為涌水水源具備奧灰水的特征，之所以會涌水主要就是因為導水陷落柱。針對這種情況，需要對該區域進行治理，并在此基礎上持續探查，目的在于保證工作面的回采安全。本文對相關問題進行分析，具備一定程度上的現實意義。

1 平朔井工一礦19109工作面的基本情況

1）工作面位置。平朔井工一礦19109工作面隸屬于平朔井工太西采區，是該采區9煤組的第四個工作面，該工作面的面積達到了780290m2，其中寬度為240米，地面標高大概在1541.8米左右。

從平朔井工一礦19109工作面的周圍環境來看，其上部為采空區，隸屬于14109工作面，北部為19108工作面，距離較近，南部為19110工作面，正處于設計階段。平朔井工一礦19109工作面的東部存在著保護煤柱的結構，西部則是地表物探小窯破壞區的所在地。

2）地質構造情況。從平朔井工一礦19109工作面地質構造情況的角度來看，經鉆探工程確定，平朔井工一礦19109工作面的每層底部除了存在細砂巖之外，還存在著一些砂質泥巖及粉砂巖，其中細砂巖呈灰黑色，粉砂巖呈透鏡狀。總的來說平朔井工一礦19109工作面的底層序列發育具備著一定程度上的完整特性。

3）水文地質情況。平朔井工一礦19109工作面的水文地質情況如下：平朔井工一礦19109工作面的主要隔水層具備著層位穩定的特點，也就是指本溪組的泥巖隔水層，前文提到，平朔井工一礦19109工作面的 上部為14109工作面，該工作面為采空區，所以局部可能存在著積水的情況，在此情況下，由于地應力較為集中，巖石也出現了破碎的情況。從整體角度進行評價，積水的存在在一定程度上影響了平朔井工一礦19109工作面回采，但影響不大。

2 平朔井工一礦19109工作面陷落柱治理的設計方案

1）設計的主要目的。結合平朔井工一礦19109工作面的實際情況，實施陷落柱治理，在治理工程開展前需要對方案進行合理設計，設計的主要目的是對邊界內的構造特征進行明確，同時還需要針對陷落柱的范圍，結合實際情況實施注漿堵水治理，消除安全隱患。

2）鉆孔設計方案。在平朔井工一礦19109工作面陷落柱治理的設計方案當中，從鉆孔設計方案角度來看，以往的設計方案共包括探查孔28個，在此基礎上新布置探查孔，在25m實施鉆孔，共5個探查孔;在35m水平實施鉆孔，方案確定鉆探查孔18個;在45m水平實施鉆孔，方案確定鉆探查孔5個。整體鉆孔設計方案的工作量大概在2765m左右，鉆孔的工程量預計在500米左右，工程量合計大概在3765m左右。

3）注漿設計方案。在整體治理工程當中注漿步驟十分重要，注漿設計十分必要，只有提升注漿效果才能夠更好的保證治理工作的質量，達到治理目的。想要在現實情況中真正的做到這一點，就不能采取單一的單液漿，而是應該將其與雙液漿進行結合，真杜伊陷落柱出水量較大的區域合理分層注漿。在鉆孔時，需要采取多種注漿方式相結合的模式，對陷落柱的縫隙進行逐層封堵，最大程度的將地下水封堵在底板35m以下，只有達到這一標準，才算完成治理任務。

在鉆孔施工的過程中一旦出水量過大，也就可能出現安全隱患，不利于整體工程的進行，所以工作人員如果發現出水量超過了5m?/h，就必須要立即實施注漿堵水。

在注漿的過程中，如果工作人員發現注漿壓力持續增大的情況，就必須要停止注漿，因為就算不停止注漿，水泥漿也很難注入進去，所以應在水泥漿凝固后再繼續鉆孔，凝固時間應在兩天以下。繼續鉆孔后，如果出水量仍然較大，就必須要再次停止鉆孔，進行注漿，如果并未發現再次出水的情況，就可以持續鉆進，在下一個出水點進行注漿，按照分層施工的原則，到達終孔位置，可完成治理工程。

最后需要注意一點，注漿過程中勢必會運用到注漿系統，對于注漿系統來說，壓力表是其最為基礎設施，工程管理者應派專業人士對壓力表進行觀察，在注漿過程中實時觀測壓力表，直到達到注漿結束標志后，再將注漿系統拆除，用清水對注漿管道進行沖洗。這樣做的目的是避免發生意外及不必要的麻煩，防止注漿管路出現固結的情況。

3 平朔井工一礦19109工作面陷落柱治理工程效果及采前可行性評價

整體治理方案以探查為基礎，以封堵為核心，以鉆探為手段，與注漿為方法，平朔井工一礦19109工作面陷落柱治理整體鉆探方案的工作量達到了5098m，注漿量大概為1375.3m3左右。

平朔井工一礦19109工作面陷落柱治理工程明確了陷落柱的具體范圍，在此基礎上，明確了具體的出水點與出水量，這也為治理工程的實施打下了堅實的基礎。依據實際情況，采取注漿施工，漿液的擴散質量達到了應有的標準，同時形成了陷落柱堵水設置，實踐結果證明，止水效果較為明顯。

在實際情況中，已經采取不同的方式對平朔井工一礦19109工作面陷落柱的治理效果進行檢驗，無論是水量觀測法還是水質對比法，亦或是觀察檢查孔的方式，都需要包括在其中，其中，注漿的實施形成了“止水塞”，基本可以對奧灰水的導水通道進行阻斷。

4 相關建議

從陷落柱發育的角度來看，其具備復雜的特性，所以想要對其進行治理，具備較大的難度，本次治理工程通過注漿方式形成了“止水塞”，對奧灰水的導水通道進行了阻斷，取得了良好的治理效果，但是，為了百分百確保安全，消除安全隱患，建議相關人員應在井下準備好相關的排水設備，在結合實際情況對安全措施進行制定后，就可以嘗試對其進行應用。

5 結論

綜上所述，平朔井工一礦19109工作面隸屬于平朔井工太西采區，是該采區9煤組的第四個工作面，西安研究院在實施物探探查工作的過程中，發現中煤集團平朔井工一礦的19109工作面疑似存在陷落柱，在此基礎上，整體治理方案以探查為基礎，以封堵為核心，以鉆探為手段，與注漿為方法進行了治理，治理工程具備良好效果。

參考文獻

[1]黃輔強，孫國忠.平朔井工一礦導水陷落柱注漿加固治理技術[J].煤炭工程，2018，50（04）：51-54.

[2]田偉.平朔井工二礦21108工作面過陷落柱技術應用分析[J].科技風，2016（01）：181.

作者簡介

魏浩（1985-），男，山西省曲沃人，2008年7月1日畢業于中國礦業大學（北京）學校采礦工程專業，現就職于中煤平朔集團公司井工一礦，從事學采掘工程、地測防治水工作，工程師。