威胁工作面老空水的防治措施

李文学

（山西灵石昕益致富有限公司，山西 灵石 031300）

威胁工作面老空水的防治措施

李文学

（山西灵石昕益致富有限公司，山西 灵石 031300）

针对目前煤炭资源整合后各煤矿企业存在的老空水问题，进行较为深入的分析、探索，试着找出较为有效的防治方法。

老空水；突水；探放水；涌水量；排水系统

1 概述

灵石昕益致富有限公司下属煤矿，是经煤矿企业兼并重组整合后的煤矿，每个矿区内都或多或少的包含了古空区与采空区，并且区内存在一定量的积水，由于资料缺失，积水的位置、范围、水量不清。根据水文地质类型划分就高不就低的原则，煤矿全部按复杂及以上水文地质类型管理。根据日常统计，各煤矿采矿证批采煤层不只一层，皆属煤层群开采。开采下部煤层时，如果其导水裂隙带大于同上部煤层间距或有导水断层存在，上部煤层老空积水对主采煤层有较大威胁。同一煤层内，在资源整合重新设计进行采掘时，工作面巷道也会相当程度地接近采空区或因老空不清而意外透老空，对采掘工作危胁较大。

2 调查分析老空积水

1）当煤矿企业现有水文地质资料不能满足安全生产的需要，不能为煤矿企业安全生产提供真实可靠依据时，应针对存在的问题进行专项水文地质补充调查。调查的内容包括：地貌地质、地面岩溶、生产矿井、周边矿井、古井老窑、地表水体、井泉等。这是一项经常性的工作，是水文地质资料的不断补充、更新和完善。补充调查应做好以下几项工作：调查收集地貌地质情况、调查地面岩溶情况、调查古井老窑情况、调查周边矿井情况、收集水文资料、调查研究生产矿井水文情况、调查收集地表水体情况、调查井泉情况。

2）加强现场工作，对于井下采掘工作面要每天巡视检查并问询涌水变化情况，按时做好记录，并进行前后对比。在工作面掘进、回采期间要做好涌水量的观测，要详细记录突水时间、地点、确切位置，出水层位、岩性、厚度，出水形式，围岩破坏情况等，并测定涌水量、水温、水质和含砂量等。同时，应当观测附近的出水点和观测孔涌水量和水位的变化，并分析突水原因。各主要突水点可以作为动态观测点进行系统观测，并编制卡片，附平面图和素描图。

对于受水害影响的采掘工作面，坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则，在采掘过程中，逐月进行检查填绘预测图、表，并不断补充和修正。发现水患险情，及时发出水害通知单，并报告矿调度室，通知可能受水害威胁地点的人员撤到安全地点。

3）做好图纸填绘工作，对于现场检查成果，要使其形成有用的信息，用来指导下一步的生产。把每次从现场检查、调查到的资料详细、准确、及时地填绘到图纸上，形成内容完备的水文地质资料调查图。要求每个工作面从掘进开始至回采结束，都要坚持这一工作。

4）全面分析老空积水，老空积水可分为同煤层老空水和上、下煤层老空积水。同一煤层回采后形成的采空区，要根据以往采、掘时保留下的采掘技术资料、水文资料进行综合分析。搞清工作面的边界和巷道的标高，如果局部存在低洼处或老硐、废巷，要有针对性的进行重点分析。根据采掘工程平面图上的巷道标高，标明积水区，同时计算积水量的大小，分析评估动水补给情况，在图纸上外推一定距离作为探水警戒线。当井下采掘工程接近积水区警戒线时，就要及时制定探放水措施，积极进行探放水工作。不同煤层的采空区，要搞好上、下层位对照，上、下煤层积水区在主采煤层上的投影，水位标高，从而分析影响范围，采取一定的外展角度后外推一定距离作为探水警戒线。调查分析断层、陷落柱等地质构造导通不同层位采空区积水后采掘工程、开拓井巷工程的影响，采取有效措施进行探放水。

老空水赋存于地下，难以探明，其水量值较难取得，可采用采空区体积作为积水量。

式中：V为积水量，m3；L为积水区长度，m；D为积水区宽度最大值，m；M为采高，m；K为充水系数，0.15～0.4。

对灵石煤矿回采工作面进行统计，计算所得数值与真实数据比较如表1所示，采取的充水系数与实际有出入、采空面积的计算，都造成了两者之间的差异，特别是充水系数影响较大，以往不同的采掘情况，系数变化也较大。

表1 计算积水量与实际水量比较

3 探放老空积水

采掘作业过程中，应对水患时刻保持清醒，根据以往资料，要搞清楚可能存在积水区域的范围，当井巷工程、采掘作业到警戒线时，必须进行探放水，以保证施工作业安全。

1）做好探放水设计。做探放水设计时，应该采用小比例图纸，尽量使探放水区域资料清晰、准确，从而保证探放水设计的准确。采掘工程多半在煤层中开展，当布置探水孔时，应考虑煤壁的承受水压能力，周围空间的支护状况，只有在围岩有足够承压能力且支护良好的条件下，才可进行钻孔探水。一组探放水钻孔应覆盖可能存在积水的区域，根据地质资料，钻孔应探向积水区的最低高程处，以便更好探放水，由于条件限制不能一步到位时，应从边缘地带做起，先探放后掘进，循序渐进，关键是保持足够的超前距，直到存在积水的区域全部探放完毕。

2）探放水工作要求。在探放水过程中，钻孔的方向，在很大程度上影响了探放水的准确性，所以在钻孔施工中要严格按探放水设计进行准确钻进。要想保证钻孔的精度，测量工作要做细，用挂线的方法定开孔的位置、方位，具体钻进操作时用罗盘定倾角，关在开孔后进行核实，做好开孔这一步。孔口管的安装是不可或缺的，要完全考虑积水区水压的大小，安设长度、强度要足够，并预先做好耐压试验，才能进行下一步工作。在钻进过程中，由于钻杆自重的原因，钻孔将呈现抛物线向下弯曲，直至煤层底板，甚至穿底而去，不能按预定探明采空积水。采用加长岩芯管进行导向钻进，可以很好的保持钻进方向，从而保证钻孔的精度。当探水区域积水区水压大于0.1 mPa时，要在穿透积水区前适时安装好控制水流的闸阀，以便出水后能控制放水量。在以往工作记录中，单一钻孔出水速度达到过100 m3/h，这对工作面排水设备的排水能力和巷道煤岩体的抗冲刷性能有较大考验，因此，要控制放水速度以保证探放水工作安全。

3）探放水总量分析预测。在进行探放水工作时，应尽量保持连续运转，以避免停工后积水水压透过裂隙对煤壁等隔水体产生破坏性冲刷，而增加突水隐患。发现钻孔放水不畅时，要经常用钻机进行清理扫孔，尽量放尽可放之积水，同时也可避免积水已放完的假像，使其不成为隐患。水量监测是放水工作重要的重要部分，通过对水量的观测，可以判断放水进程、积水是否放净。用放水期间水量观测成果，计算总放水量，预计积水量及动水补给量，以确定是否放净积水。计算公式为：放出积水量=总放水量－动水补给量×放水时间

4 完善排水系统

为保障探放水工作安全，应建立完善的排水系统。考虑整个矿井排水系统通过能力，探放水区域可考虑适当增加排水管路、排水泵，增大排水能力，并且在通往地面的排水线路上不存在瓶颈，保证整个矿井排水通路畅通。也可考虑做泄水工程，在受采空积水影响的工作面，采用泄水巷和泄水钻孔相结合的方式，使采空积水得到排泄，达到了防治水的目的却未使用任何排水设施，减少防治水工作对生产的影响同时保障人身安全。完善的排水系统可保证探放水期间能顺利排水，提高放水效率和保障探放水作业安全。

5 结论

根据以上分析，当工作面受老空水威胁时，我们应积极调查、观测、分析，在此基础上，采取综合防治水措施：探、放、排相结合的防治水措施，防治水工作做在了前面，就可保证井下采掘工程安全施工了。

[1]武强，董书宁，等.煤矿防治水规定释义［M］.徐州：中国矿业大学出版社，2009.

[2]袁河津，赵亚军等，煤矿防治水知识培训教材［M］.徐州：中国矿业大学出版社，2009.

Prevention Measures on Goaf Water Threatening on Working Faces

LI Wen-xue
(Xi nyi zhi fu Co.,Li ngshiShanxi031300，Chi na)

The paperanal ysest he goafwat er problemsexisting i n coalent erprises after resourcesint egrati on and t hen expl ores some ef f ect i ve prevent i on measures.

goafwat er;wateri nrush;wat erexploring and drainage;wat erinflow;drai nagesystem

TD744

A

1672-5050（2010）12-0054-03

编辑：刘新光

2010-10-12

李文学（1970—），男，吉林扶余人，本科,采矿工程师、注册安全工程师，从事煤炭采掘技术工作。