镇城底矿采空积水探放技术研究

梁永刚

(西山煤电股份公司镇城底矿，山西 古交 030203)

矿井水害属于矿井五大灾害之一，因矿井自身开采条件或历史开采因素的影响，透水事故频发，造成了极大的生命财产损失。因此，探明矿井的水文开采条件，采取有针对性的措施，是防止水害事故发生的必要条件。

西山煤电股份公司镇城底矿属带压开采矿井，水文地质条件复杂，处于西山区域地下水的径流区，自投产以来，矿井涌水量在 149.6～467.8 m3/h，正常涌水量为252.1 m3/h。影响矿井安全生产的主要水患有地表水、上覆基岩裂隙水、奥灰水、小窑水、采空积水。上覆基岩裂隙水和地表水对矿井生产的影响较小;奥灰水、小窑水、采空积水对矿井生产的影响较大。其中，奥灰水为该矿最主要的水患，奥灰静止水位标高900 m，受奥灰水威胁最严重的区域位于井田的南六采区，2.3#煤层奥灰最大水头压力2.2 MPa，8#煤层奥灰最大水头压力2.9 MPa，全矿井2.3#煤层突水系数为0～0.026 MPa/m，8#煤层突水系数为0～0.051 MPa/m。该矿严格坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则，采取物探加钻探的方法，对物探异常区及时进行钻探验证，防止构造导通奥灰水。对采空积水及时进行探放，钻孔出水利用矿井充水水源快速识别仪进行化验，探明水害类型，采取措施，将水害隐患消除于萌芽状态。28106皮带顺槽及28108工作面采空积水分布图见图1。

图1 28106皮带顺槽及28108工作面采空积水分布图

下面以28106皮带顺槽探放28108工作面采空积水为例介绍该矿采取物探、钻探、化探相结合探放采空积水。

1 工作面概况

28106工作面水文地质条件复杂，属带压开采区，奥灰静止水位标高为900 m，煤层底板标高为780～830 m，工作面标高低于奥灰静止水位标高70～120 m，底板最大突水系数为0.027 MPa/m。煤层实际隔水层厚度(70 m)大于安全隔水层厚度(10.20 m)，在没有构造导水的情况下，工作面是安全的。该工作面掘进煤层为8#煤层，顶板L1、K2、L4灰岩裂隙水是工作面的主要充水因素，随着工作面的掘进，顶板裂隙增加，顶板灰岩水会沿顶板裂隙和锚杆、锚索孔流入工作面内，正常情况下，工作面仅有滴水、淋水现象。28106皮带顺槽及28108工作面采空积水上组煤22112、(已回采)无采空积水;工作面西部同层28108采空积水面积为14169 m2，积水量为13177 m3，积水标高为798～816 m，最大水头压力为0.18 MPa。预计工作面正常涌水量为5～10 m3/h，最大涌水量为30 m3/h。

2 超前探测

1)利用TEMHZ75矿用本质安全型瞬变电磁仪进行超前探测，探测成果图见图2～5。

图2 物探位置1低阻异常区域

图3 物探位置2低阻异常区域

图4 物探位置3低阻异常区域

图5 物探位置4低阻异常区域

2)利用ZYJ－500/160架柱式液压回转钻机进行钻探验证。

施工验证钻孔。按照专门的探放水设计及措施在28106皮带顺槽20#点前50 m施工Z1孔，孔深35 m，倾角 8°，方位 266°，沿煤钻进，33 m 打通采空积水，无水。

根据图2探测结果，按照专门的探放水设计及措施在28106皮带顺槽22#点前10 m施工Z2孔，孔深34 m，倾角8°，方位266°，沿煤钻进，33 m 打通采空积水，涌水量约为20 m3/h，截止10月11日孔内无水，共放水约5760 m3。

根据图3探测结果，按照专门的探放水设计及措施，在28106皮带顺槽24#点前52 m施工Z3孔，孔深36 m，倾角7°，方位266°，沿煤钻进，36 m 打通采空积水，涌水量约为20 m3/h，截止2013年10月27日孔内无水，共放水3500 m3。

根据图4探测结果，按照专门的探放水设计及措施，在28106皮带顺槽26#点前50 m施工Z4孔，孔深30 m，倾角6°，方位266°，沿煤钻进，30 m 打通采空积水，涌水量约为30 m3/h，截止2013年11月3日涌水量约15 m3/h，为动态补给水，共放水3600 m3。

根据图5探测结果，在10月18日，28108采空积水还没有放完，因此探测出结果与实际是相符的。

3)利用矿井充水水源快速识别仪对钻孔出水进行化验。

利用矿井充水水源快速识别仪对Z2、Z3、Z4钻孔出水进行了化探，根据该矿水文数据库比对，为采空积水。

3 结语

采取“物探先行、钻探验证、化探跟进”的综合探测方法，有效避免了单一探测方法的局限性，实现方法互补，是非常有效的矿井防治水方法，适用于矿井采、掘工作面超前探测，确保了矿井安全生产，值得推广应用。

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