煤矿基建转生产期间综合防治水的研究与应用

王永海

（山西茂华能源投资有限公司,山西　朔州　036032）

煤矿基建转生产期间综合防治水的研究与应用

王永海

（山西茂华能源投资有限公司,山西朔州036032）

摘要：本文叙述了煤矿基建期间综合防治水的研究与应用情况。有效解决了在确认冲水水源分布特征及规律情况下，综合防治水措施的问题，煤矿基建期间综合防治水的研究与应用角度新颖，适用面广，保证了矿井防治水安全，可取得较好的社会效益。

关键词：综合防治水；措施；基建转生产；研究应用

根据充水水源的分布特征及规律，为确保安全生产，完善基建期间 “长短探互补、疏堵结合、增大强排能力”和转入生产矿井回采时采煤工作面超前放水的六种综合防治水措施的研究与应用。

1　长探方案

掘进工作面迎头由专职探水队进行超前探水，按《煤矿防治水规定》在巷道断面设计5个长探孔，顺巷道方向3个孔施工孔深各100米，向两帮超前方向保证终孔距离巷道工作面30米的帮距施工孔深各105米，掘进施工70米，前方保证30米的安全掘进距离。

2　短探方案

掘进工作面采用ZQJ-80/2.0S气动架柱式钻机2台分别用于煤巷迎头短探，可以一次探20米，掘进15米后再进行短探，为施工队创造更多的掘进时间。

3　放水方案

若长探探出水来后，在掘进工作面迎头一帮施工放水硐室，施工3个放水孔，下套管，安装闸阀控制放水量。对巷道前方的水体提前进行疏放，确保巷道掘进施工安全。

4　优化排水系统

矿井为基本建设矿井，目前主井水仓正在施工，井下排水系统主要由主井水仓、副井井底水仓、采区水仓、运输大巷临时水仓、40101回风、运输顺槽临时水仓及管路构成。

（1）主井水仓：选用3台MD450-60×3型离心水泵，该型水泵额定流量为450m3/h，一级额定扬程为60m。排水管选用Φ273×8型无缝钢管，公称直径dp=250mm；吸水管选用Φ377×9型无缝钢管，公称直径dx=350mm。

（2）副井井底仓：水仓容量为1000m3，水泵为两台D155-30×6型水泵，配套电机Y315MZ-4，功率132KW；两台D120-50×4型水泵，配套电机Y315S-2，功率110KW。通过两趟直径为φ159mm的管路排至地面泄洪池。正常情况下一台水泵排水，两台备用，一台检修。容水量正常，水泵总排水能力为385m3/h。

（3）采区水仓：选用3台350QJ360-36/1型潜水泵，该型水泵额定流量为360m3/h，扬程为36m，功率为：55KW，配套管路直径：排水管选用Φ273×8型无缝钢管，公称直径250mm；吸水管选用Φ325×8型无缝钢管，公称直径300mm。

（4）首采工作面不设正规水仓。40101回风顺槽和40101运输顺槽为下山掘进，规定每掘进200米施工一个容纳30m3的临时水窝。40101回风顺槽、40101运输顺槽分别安设2趟φ159mm排水管路，每隔100米留设与放水孔连接的三通，所有放水孔放的水均通过三通排至φ159mm管路，再排至采区水仓，通过采区水仓转排至主井水仓再排至地面。每个顺槽安设3台WQY50-70-18.5（流量50m³/h,扬程70m,功率18.5kw）排水泵（包括备用）。

5　注浆堵水方案

根据我矿的实际情况，为节约资金，降低成本，综合考虑，我们制定了2种注浆堵水方案。

（1）涌水量大的区域用高分子化学材料进行注浆堵水和围岩加固。

（2）涌水量小的区域用水泥浆注浆堵水和围岩加固。

通过对巷道出水点进行注浆封堵，改善了掘进施工条件。

6　转入生产矿井回采时采取采煤工作面超前放水

经过论证后，在回风顺槽和运输顺槽分别每隔一段距离进行采煤工作面超前放水。编制了《40101首采面综合防治水措施》，措施中从三个方面进行了设计探放：

（1）物探富水区：根据我矿地质雷达探测结果和之前所做的地面的瞬变电磁报告分析可知，煤系砂岩含水层富水性具有较大不均一性，该工作面顶板K4砂岩存在两处富水异常区。探查时应将物探富水异常区作为重点进行探放。

根据井下物探探查结果结合地面物探资料，对异常区进行探放水，每个异常区布置若干个钻孔，钻孔参数见表1、表2。

表1　物探异常区在40101运输顺槽侧布置钻孔参数

表2　物探异常区在40101回风顺槽侧布置钻孔参数

1）首先对物探异常区的中心和接近最低处各施工一个钻孔，终孔层位根据物探异常的剖面范围来确定，终孔位置高于异常范围10m。

2）然后根据这两个钻孔的放水情况和物探异常的形态，再在其两侧施工两个钻孔检查兼放水，如果这两个钻孔无水，则该异常区放水结束。

3）若两个检查兼放水孔其中一个有水（初始水量大于10m3/h），则在该孔附近再施工一个检查兼放水孔，若两个孔均有水（初始水量大于10m3/h），则需按照小于或等于50m间距加密钻孔密度，终孔位置高于异常范围10m。

（2）老窑水探放钻孔：首采工作面西北侧存在多处废井，后因不同原因相继关闭，因建井时间较长，当时的建井人员找不到，采掘资料不清，采空区及积水范围不清，因此在首采面开采时必须加强防治水工作，避免发生水害事故，确保安全生产。依据我矿井下探水雷达探测，推测采空区范围。运输顺槽从切眼后退178m处，回风顺槽从切眼后退193m处，分别每隔30m设计一组探查、放水孔。

（3）正常段检查及放水孔：在回风、运输顺槽每100m左右各设计一个检查兼放水孔，两顺槽各设计16个孔。第一钻场布置在工作面切眼退后50m处，为保证一开始推进安全，在切眼退后100米处加密一个钻孔。对其上部导水裂隙带影响范围内的含水层进行探查，检查其上部是否含水，若有水，根据水量大小确定则加密布设钻孔进行疏放工作。钻孔参数：检查及放水孔在一般在两顺槽内基本对向，在回风顺槽，终孔层位在第四系松散含水层内，设计孔深100m左右，仰角为53°；在运输顺槽，终孔层位为第四系松散含水层，设计孔深100m左右，仰角为53°。放水孔必须安设压力表和流量表，便于观察放水量和压力变化，观测放水效果。若放水孔初始水量大于10m3/h，则在该孔附近再施工一个放水孔，再根据两孔放水量大小确定是否再增加钻孔，终孔位置高于异常范围10m。直到单孔或两孔合计放水量小于5m3/h，视为放水取得良好效果，能够保证回采安全，回采工作面方可推进进行回采。

通过六种综合防治水措施的研究与应用，改善了井下施工条件，确保了矿井安全生产。