锦界煤矿31201面综合防治水技术

吕清绪

（神东煤炭集团锦界煤矿管理处，陕西 神木 719319）

锦界煤矿31201面综合防治水技术

吕清绪

（神东煤炭集团锦界煤矿管理处，陕西 神木 719319）

详细总结了锦界煤矿31201面综合防治水技术措施，从工作面设计、排水系统布置及地面设施建设等方面进行了阐述和分析，对防治水工作进行了效果评价。通过建立井上下立体式防治水网络，实现了矿井的安全生产和矿井水的资源化综合利用。

防治水；疏放；矿井水资源化；综合利用

锦界煤矿水文地质类型划分为极复杂。在目前三综五连年产1650万t原煤的生产格局下，矿井年涌水量超过矿井的生产能力，将达到2000万m3/a。如何有效地开展防治水工作，保证矿井的安全生产，是摆在全矿每一位工程技术人员面前的一大课题。

1 矿井水文地质情况

1.1 地表水系

锦界井田属于黄河一级支流秃尾河流域，井田内主要地表水系（体）有青草界沟、河则沟及小型水库。井田大部范围属于青草界沟流域，该沟流域面积为92km2，流域面积的90%在井田内。该沟的三条支沟常年流水，流量稳定，总流量约为501m3/h。

1.2 含水层水文地质特征

锦界煤矿充水水源在垂直向上存在二元结构，即第四系萨拉乌苏组沙层和风积沙含水层和直罗组风化基岩含水层。主要有三个含水层，分别是松散层（风积沙）、风化基岩及烧变岩含水。松散层含水以接受大气降水补给为主，径流以黄土顶界面向青草界沟和河则沟潜流运移，最终以泉的形式排泄为主，其次是蒸发和垂直排泄。风化基岩含水主要接受区域侧向补给和上部地下水的渗透补给，径流沿基岩顶界面由高到低运移至沟谷出渗和顶脱越流排泄。烧变岩含水主要接受大气降水及上覆沙层水的补给，入渗后沿其孔洞裂隙向下运移，并在其底部聚集，在沟谷沿岸以下降泉的形式排泄补给地表水。

2 31201工作面概况

2.1 31201工作面基本情况

31201工作面为一个刀把式工作面，工作面（小切眼）长度为87m，推进长度为385.3m，工作面（大切眼）长度为199m，推进度为4015m，煤层平均厚度为3.30m，倾角为1°，地质储量为355.7万t。

2.2 围岩情况

顶底板均为粉砂岩、细砂岩，顶板软化系数为0.22～0.66，底板软化系数为0.32～0.48，顶板类型属于Ⅱ-Ⅲ类。老顶厚度为6.40m～17.55m，成分以细砂岩为主，泥质胶结，波状、块状层理；直接顶厚度为1.12m～3.80m，成分以粉砂岩为主，中厚层，泥质胶结，水平层理；伪顶厚度为0.0m～0.1m，遇水易泥化；直接底厚度为0.31m～1.20m，炭质泥岩，泥质胶结，遇水易软化。

2.3 水文地质情况

31201工作面含水层较厚，有沙层和风化基岩两个含水层，其中以风化基岩含水层为主。沙层含水层主要集中在工作面切眼及回撤通道附近。直罗组风化基岩全工作面含水，厚30m～74.8m，大部分地段厚约40m，切眼区域厚20m～50m。正常基岩厚度为30m～50m，工作面内多处发育小型冲刷。31201工作面为该区域首采面，根据勘探和神木饮水工程资料，确定该区域为强富水区。

3 防治水技术措施

3.1 工作面布置

为了有效解决31201工作面生产期间的水患问题，在进行工作面设计时进行了周全的考虑，采取了综合防治水措施。

1）采用双切眼布置形式：因工作面底板等高线的总体趋势是切眼方向低，回撤通道方向高，为便于工作面生产期间的疏排水，在传统单切眼的基础上，增加了一个辅助切眼，主要目的是为31201尾排水仓留下通风路线和安全通道。

2）布置专用泄水巷：为了有效解决31201工作面及二盘区剩余工作面生产期间的排水问题，在工作面设计时，布置了专门的泄水巷，该巷道布置在回顺侧，在生产期间，工作面的水被刮板机底链带到回顺，通过回顺与泄水巷之间的联巷进入泄水巷外排。

3）布置尾排水仓：在31201辅切眼的外侧布置尾排水仓，施工了管子道和强排孔，将31201尾排水仓中的水经管子道和强排孔直接排到河则沟，为开采期间随着老顶初次垮落而上覆含水层水大量疏放，创造有利的排水条件，减轻系统的外排压力。同时在 31201切眼和尾排水仓之间埋设两趟DN700和两趟DN400的水管，将经过滤的采空区积水自流到尾排水仓，减轻对采空区防水密闭的压力。

4）分设清污水仓：根据工作面两巷底板等高线及上覆含水层情况，在31201泄水巷布置4个环形水仓和3个联巷水仓；在31202回顺布置6个环形水仓和2个联巷水仓。在工作面投入生产之前，所有的水仓均按照清水仓使用，排放探放水；在生产期间，污水仓用于抽排污水和巷道积水，清水仓排放探放水。通过合理地布置水仓，实现了矿井水的“清污分离”，减少了污水处理量，同时提高了水资源的利用率。31201工作面巷道布置，见图1。

图1 31201工作面巷道布置图

3.2 探放水工程布置

在31201工作面两顺槽布置探放水孔，提前疏放上覆富水区的静压水，减轻含水层含水对工作面回采的影响。

31201工作面探放水钻孔共施工124个，钻孔累计初始泄水量为4956.6m3/h，现实际泄水量为752m3/h，累计泄放水量为491万m3。31201工作面探放水孔布置，见图2。

图2 31201工作面探放水孔布置图

3.3 排水系统布置

1）顺槽排水系统：在顺槽里每个水仓安装两台MD280-43×3离心泵、两台BQW200-20×5强排泵；31201泄水巷探放水通过安装的第一趟DN400管路经管子道排至4号水仓，污水通过31201泄水巷两趟DN300管路经管子道去3-1煤胶运巷与其中两趟DN400管路对接去208采空区，并将31201泄水巷两趟DN300管路通过201辅切眼与202回顺两趟DN300管路对接形成环形排水系统，相当于四趟DN300排水管路（1600m3/h），31202回顺清水通过已安装第一趟DN400管路经管子道排至4号水仓（800m3/h），污水通过31202回顺安装的三趟DN300管路经管子道去3-1煤胶运巷与另一趟DN400管路对接去208采空区或104采空区（400m3/h），当回采时，31201面排污水能力为5×DN300管路，排水能力为2000m3/h。如果涌水量有所增大，可以利用31201泄水巷第四趟DN400管路通过管子道与胶运巷一趟DN400管路对接去208采空区（800m3/h）。

2）工作面排水系统：由于工作面机头高、机尾低，在工作面安装三趟DN150排水管（450m3/h），将工作面积水排至31201回顺，通过强排泵将积水注入31201泄水巷DN300污水管路。31201工作面排水系统，见图3。

3.4 地面配套设施

在地面配套建设了2个污水处理厂，铺设了2趟供水管路。一个污水处理厂位于进风斜井工业广场，设计处理能力为900m3/h（实际可以达到820m3/h-850m3/h），处理后的水主要用于井下设备的冷却、巷道清洗、喷雾消尘等生产用水（200m3/h），其余部分供锦能公司电厂生产使用。另一个污水处理厂位于主井工业广场南侧，设计处理能力为1800m3/h，处理后的水直接供给地方政府建设的水厂，为工业园区的各大企业提高生产用水。2趟供水管路分别通过2个强排孔排至地面，一趟为清水，直接为当地用水企业及农民灌溉使用，另一趟排出的是污水，到达神木县西沟境内的焦化厂等用水企业，经过沉淀净化后供生产使用。

图3 31201工作面排水系统图

4 防治水效果评价

工作面共设计施工探放水钻孔124个，截止老顶初次垮落，累计疏放水491.0125万m3，地下水位标高和含水层厚度均满足安全开采的要求。经过实施探放水，工作面生产期间的涌水量为150m3/h～180m3/h，比预计涌水量减少了300m3/h，保证了矿井的安全生产。

在工作面的泄水巷和31202面的回顺设置的清污水仓及排水管路，满足了探放水、老顶初次垮落及生产期间的排水需要，并实现了矿井水的清污分离，缓解了污水处理厂的压力。

双切眼布置形式，为31201尾排水仓提供了通风路线和安全通道，同时在采空区和31201尾排水仓之间埋设管路，将经过过滤的污水自流到31201尾排水仓，大大降低了采空区的水位，减轻了采空区的水对联巷密闭的压力，缓解了生产期间工作面的排水压力，保证了工作面正常回采。

通过地面污水处理厂、供水管路等设施，为矿井周边的甲醇厂、电厂、焦化厂、农民等用水企业和人员提供生产、生活用水，实现了矿井水的资源化，取得了显著的社会效益和经济效益。

5 结语

锦界煤矿通过采取井下综合防治水措施，地面建立矿井水综合处理与利用系统，形成了井上下互动的立体式防治水网络，不但实现了31201综采工作面的安全生产，而且实现了矿井水的资源化综合利用，为地处毛乌素沙漠边缘的神府煤田南部区的开发走出了一条新路，也解决了当地大型用水企业和农业耕地的水源问题，实现了地企和谐发展。

Water Prevention and Control Technology on 31201Working Face in Jinjie Mine

LV Qing-xu

(Jinjie Mine Administration Office,Shendong Coal Group,Shenmu Shannxi 719319)

The paper summarizes the comprehensive water prevention and control technology on 31201working face in Jinjie mine.Working face design,drainage system layouTand ground equipments construction are introduced and analyzed aTlength.The effecTis evaluated.The 3-dimensional water prevention and control network construction realizes safety production and comprehensive utilization oFwater resources.

water prevention and control;discharge water;piTwater resources;comprehensive utilization

TD74

A

1672-5050（2011）07-0055-03

2011-04-28

吕清绪（1967—），男，内蒙古伊旗人，大专，工程师，从事煤矿安全生产管理工作。

刘新光