山西大同十里河床区域多层采空区水害的综合研究和治理

曹东升++白玉峰++徐伟++刘务全

摘要：山西省大同市河床区域，水文地质情况复杂，影响区域广泛，其中同煤集团云冈矿404盘区现采层为8#层，地面位置临近十里河床，井下上覆为本矿的2#、3#、7#多层采空区，采空区年限较长，十里河的河水沿地表裂隙渗透到采空区里，采空区水文地质情况及探放工艺非常复杂，考虑层间距、成本及探放技术等原因，采用地面放水孔和井下放水孔相结合综合探放方法，最终达到安全有效排除水患的目的。

关键词：十里河床；多层采空区；酸性水；层间距；放水孔

中图分类号：TD752 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）19-0112-02

山西大同十里河床区域，水文地质情况复杂，影响区域广泛，其中同煤集团云冈矿是一个已经持续生产四十年的老矿，资源枯竭，生产衔接已经转移到井田边缘或者“三下”（上深涧铁路下、十里河床水体下、建筑物及村庄下压煤），其8#层404盘区地面位置临近十里河床，井下8415工作面已圈定完毕，准备开采。根据三维地震及瞬变电磁勘探结果及本矿该区域资料分析，该工作面上覆存在多层、多个采空积水区，主要来源于我矿2#、3#、7#采空区。为了保证安全生产，必须安全有效地排除工作面上覆水患，不排除，不允许开采。

1 区域概况

1.1 地质概况

云冈矿8#层8415工作面位于404盘区，该面北部临近十里河床，西部为404三条盘区巷，南部为8413工作面（正在圈定）；8415工作面走向长1152m，倾向长126m，可采储量28万吨，煤层厚度在1.4～1.7m之间，平均1.55m，夹有1～2层厚度在0.08～0.4m之间的粉砂岩夹石；直接底为砂质页岩与细砂岩互层，厚度约12.89m；直接底为砂质页岩与细砂岩互层，厚度约13.89m；该面预计2014年4月开采。

1.2 水患分析

2 实施方案

根据上覆2#、3#、7#层煤层地板等高线和充水性图以及四层采空区层间对照图综合分析，8#层与3#层层间距约75m，8#层与7#层层间距约33.5m，具备了施工井下放水孔放水的条件，但8#层与2#层层间距约107m目前现有的探放水技术条件，井下无法探放，经研究决定在8145切巷共施工2个地面放水孔，在5415巷共施工3个井下放水孔。

2013年在8#层8415工作面地面设计了2个地面放水孔，其位置均位于8415切巷；其中，1#孔施工完毕，探测结果为：2#层见空有水，水位0.8m，pH值1左右，呈强酸性；3#层见空无水；该区域7#层为未开拓区域；目前，1#地面放水孔已封孔。2#地面放水孔探测结果为2#层见空有水，水位0.8m，pH值1左右，呈强酸性，2#地面放水孔的目的是将2#层8419采空区酸性水下泄到3#层8419采空区之中，然后从5415巷向上覆3#层8419采空区对应仓房施工一个井下放水孔，安设防腐防水闸门，控制水量，将酸性水排放到石灰池中进行中和。具体施工情况如图1所示：

图1 8#层404盘区8415工作面多层采空积水综合探放剖面示意图

2#层采空区共放水10000m3的酸性水。井下探放水孔共设计3个，其中，1#井下放水孔终孔通至上覆7#层，于2013年8月27日通孔，共放出水量110000m3；2#、3#井下放水孔终孔通至上覆3#层，加上2#层采空区酸性水，共放水量20000m3。

3 钻孔结构及技术要求

地面放水孔由地质处钻机队进行施工，孔径为89mm，2#地面放水孔钻孔套管必须采用耐酸型，直至3#层采空区。井下放水孔由我矿钻机队进行施工，使用钻机型号为TUX—75KW，钻孔孔径为75mm，通孔前10m进行扩孔，扩孔长度为10m，扩孔后孔径为108mm，扩孔后在孔口安装防腐型水闸门，与防腐管路对接。

4 石灰中和后井下排放

两个地面放水孔终孔都通至井下8415切巷巷道内，在巷道低洼处构建一个临时的储水池，通过石灰进行中和，中和后的pH值约为6，然后排至1030南大巷水沟，最终排至地面。

5 结论

通过对十里河床云冈矿8#层404盘区8415回采工作面探放水技术的综合研究和治理，证明了在多层、多个采空积水区下，探放水工作不仅要保障安全，保证生产，更要根据当前实际情况，找到更为简便可行的探放水方法。本文所提到的多层、多个采空积水区下地面和井下放水工作同时进行的方法，不仅实现了有采必探、超前探放，达到了预期的放水效果，而且节省了施工工序，节约了施工费用，减少了施工时间，创造了最大

效益。

参考文献

[1] 程建远，张广忠，李林元，等.三维地震勘探技术在老窑及采空区探测中的应用[J].中国煤田地质，2003.

[2] 方文藻.瞬变电磁测深法原理[M].西安：西北工业大学出版社，1993.

[3] 王芳林.大同煤田岩溶地下水赋存条件研究报告[R].大同山西煤田地质勘探115队，1991.

[4] 马玉良.沿积水采空区掘进安全技术实践[J].科技信息，2010，（35）.

作者简介：曹东升（1970-），山西应县人，山西大同煤矿集团有限责任公司云冈矿高级工程师，硕士，研究方向：采矿工程；白玉峰（1974-），山西怀仁人，山西大同煤矿集团有限责任公司云冈矿工程师，研究方向：采矿工程；徐伟（1988-），黑龙江大庆人，山西大同煤矿集团有限责任公司云冈矿助理工程师，研究方向：勘查技术与工程；刘务全（1988-），黑龙江绥化人，山西大同煤矿集团有限责任公司云冈矿助理工程师，研究方向：勘查技术与工程。endprint

摘要：山西省大同市河床区域，水文地质情况复杂，影响区域广泛，其中同煤集团云冈矿404盘区现采层为8#层，地面位置临近十里河床，井下上覆为本矿的2#、3#、7#多层采空区，采空区年限较长，十里河的河水沿地表裂隙渗透到采空区里，采空区水文地质情况及探放工艺非常复杂，考虑层间距、成本及探放技术等原因，采用地面放水孔和井下放水孔相结合综合探放方法，最终达到安全有效排除水患的目的。

关键词：十里河床；多层采空区；酸性水；层间距；放水孔

中图分类号：TD752 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）19-0112-02

山西大同十里河床区域，水文地质情况复杂，影响区域广泛，其中同煤集团云冈矿是一个已经持续生产四十年的老矿，资源枯竭，生产衔接已经转移到井田边缘或者“三下”（上深涧铁路下、十里河床水体下、建筑物及村庄下压煤），其8#层404盘区地面位置临近十里河床，井下8415工作面已圈定完毕，准备开采。根据三维地震及瞬变电磁勘探结果及本矿该区域资料分析，该工作面上覆存在多层、多个采空积水区，主要来源于我矿2#、3#、7#采空区。为了保证安全生产，必须安全有效地排除工作面上覆水患，不排除，不允许开采。

1 区域概况

1.1 地质概况

云冈矿8#层8415工作面位于404盘区，该面北部临近十里河床，西部为404三条盘区巷，南部为8413工作面（正在圈定）；8415工作面走向长1152m，倾向长126m，可采储量28万吨，煤层厚度在1.4～1.7m之间，平均1.55m，夹有1～2层厚度在0.08～0.4m之间的粉砂岩夹石；直接底为砂质页岩与细砂岩互层，厚度约12.89m；直接底为砂质页岩与细砂岩互层，厚度约13.89m；该面预计2014年4月开采。

1.2 水患分析

2 实施方案

根据上覆2#、3#、7#层煤层地板等高线和充水性图以及四层采空区层间对照图综合分析，8#层与3#层层间距约75m，8#层与7#层层间距约33.5m，具备了施工井下放水孔放水的条件，但8#层与2#层层间距约107m目前现有的探放水技术条件，井下无法探放，经研究决定在8145切巷共施工2个地面放水孔，在5415巷共施工3个井下放水孔。

2013年在8#层8415工作面地面设计了2个地面放水孔，其位置均位于8415切巷；其中，1#孔施工完毕，探测结果为：2#层见空有水，水位0.8m，pH值1左右，呈强酸性；3#层见空无水；该区域7#层为未开拓区域；目前，1#地面放水孔已封孔。2#地面放水孔探测结果为2#层见空有水，水位0.8m，pH值1左右，呈强酸性，2#地面放水孔的目的是将2#层8419采空区酸性水下泄到3#层8419采空区之中，然后从5415巷向上覆3#层8419采空区对应仓房施工一个井下放水孔，安设防腐防水闸门，控制水量，将酸性水排放到石灰池中进行中和。具体施工情况如图1所示：

图1 8#层404盘区8415工作面多层采空积水综合探放剖面示意图

2#层采空区共放水10000m3的酸性水。井下探放水孔共设计3个，其中，1#井下放水孔终孔通至上覆7#层，于2013年8月27日通孔，共放出水量110000m3；2#、3#井下放水孔终孔通至上覆3#层，加上2#层采空区酸性水，共放水量20000m3。

3 钻孔结构及技术要求

地面放水孔由地质处钻机队进行施工，孔径为89mm，2#地面放水孔钻孔套管必须采用耐酸型，直至3#层采空区。井下放水孔由我矿钻机队进行施工，使用钻机型号为TUX—75KW，钻孔孔径为75mm，通孔前10m进行扩孔，扩孔长度为10m，扩孔后孔径为108mm，扩孔后在孔口安装防腐型水闸门，与防腐管路对接。

4 石灰中和后井下排放

两个地面放水孔终孔都通至井下8415切巷巷道内，在巷道低洼处构建一个临时的储水池，通过石灰进行中和，中和后的pH值约为6，然后排至1030南大巷水沟，最终排至地面。

5 结论

通过对十里河床云冈矿8#层404盘区8415回采工作面探放水技术的综合研究和治理，证明了在多层、多个采空积水区下，探放水工作不仅要保障安全，保证生产，更要根据当前实际情况，找到更为简便可行的探放水方法。本文所提到的多层、多个采空积水区下地面和井下放水工作同时进行的方法，不仅实现了有采必探、超前探放，达到了预期的放水效果，而且节省了施工工序，节约了施工费用，减少了施工时间，创造了最大

效益。

参考文献

[1] 程建远，张广忠，李林元，等.三维地震勘探技术在老窑及采空区探测中的应用[J].中国煤田地质，2003.

[2] 方文藻.瞬变电磁测深法原理[M].西安：西北工业大学出版社，1993.

[3] 王芳林.大同煤田岩溶地下水赋存条件研究报告[R].大同山西煤田地质勘探115队，1991.

[4] 马玉良.沿积水采空区掘进安全技术实践[J].科技信息，2010，（35）.

作者简介：曹东升（1970-），山西应县人，山西大同煤矿集团有限责任公司云冈矿高级工程师，硕士，研究方向：采矿工程；白玉峰（1974-），山西怀仁人，山西大同煤矿集团有限责任公司云冈矿工程师，研究方向：采矿工程；徐伟（1988-），黑龙江大庆人，山西大同煤矿集团有限责任公司云冈矿助理工程师，研究方向：勘查技术与工程；刘务全（1988-），黑龙江绥化人，山西大同煤矿集团有限责任公司云冈矿助理工程师，研究方向：勘查技术与工程。endprint

摘要：山西省大同市河床区域，水文地质情况复杂，影响区域广泛，其中同煤集团云冈矿404盘区现采层为8#层，地面位置临近十里河床，井下上覆为本矿的2#、3#、7#多层采空区，采空区年限较长，十里河的河水沿地表裂隙渗透到采空区里，采空区水文地质情况及探放工艺非常复杂，考虑层间距、成本及探放技术等原因，采用地面放水孔和井下放水孔相结合综合探放方法，最终达到安全有效排除水患的目的。

关键词：十里河床；多层采空区；酸性水；层间距；放水孔

中图分类号：TD752 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）19-0112-02

山西大同十里河床区域，水文地质情况复杂，影响区域广泛，其中同煤集团云冈矿是一个已经持续生产四十年的老矿，资源枯竭，生产衔接已经转移到井田边缘或者“三下”（上深涧铁路下、十里河床水体下、建筑物及村庄下压煤），其8#层404盘区地面位置临近十里河床，井下8415工作面已圈定完毕，准备开采。根据三维地震及瞬变电磁勘探结果及本矿该区域资料分析，该工作面上覆存在多层、多个采空积水区，主要来源于我矿2#、3#、7#采空区。为了保证安全生产，必须安全有效地排除工作面上覆水患，不排除，不允许开采。

1 区域概况

1.1 地质概况

云冈矿8#层8415工作面位于404盘区，该面北部临近十里河床，西部为404三条盘区巷，南部为8413工作面（正在圈定）；8415工作面走向长1152m，倾向长126m，可采储量28万吨，煤层厚度在1.4～1.7m之间，平均1.55m，夹有1～2层厚度在0.08～0.4m之间的粉砂岩夹石；直接底为砂质页岩与细砂岩互层，厚度约12.89m；直接底为砂质页岩与细砂岩互层，厚度约13.89m；该面预计2014年4月开采。

1.2 水患分析

2 实施方案

根据上覆2#、3#、7#层煤层地板等高线和充水性图以及四层采空区层间对照图综合分析，8#层与3#层层间距约75m，8#层与7#层层间距约33.5m，具备了施工井下放水孔放水的条件，但8#层与2#层层间距约107m目前现有的探放水技术条件，井下无法探放，经研究决定在8145切巷共施工2个地面放水孔，在5415巷共施工3个井下放水孔。

2013年在8#层8415工作面地面设计了2个地面放水孔，其位置均位于8415切巷；其中，1#孔施工完毕，探测结果为：2#层见空有水，水位0.8m，pH值1左右，呈强酸性；3#层见空无水；该区域7#层为未开拓区域；目前，1#地面放水孔已封孔。2#地面放水孔探测结果为2#层见空有水，水位0.8m，pH值1左右，呈强酸性，2#地面放水孔的目的是将2#层8419采空区酸性水下泄到3#层8419采空区之中，然后从5415巷向上覆3#层8419采空区对应仓房施工一个井下放水孔，安设防腐防水闸门，控制水量，将酸性水排放到石灰池中进行中和。具体施工情况如图1所示：

图1 8#层404盘区8415工作面多层采空积水综合探放剖面示意图

2#层采空区共放水10000m3的酸性水。井下探放水孔共设计3个，其中，1#井下放水孔终孔通至上覆7#层，于2013年8月27日通孔，共放出水量110000m3；2#、3#井下放水孔终孔通至上覆3#层，加上2#层采空区酸性水，共放水量20000m3。

3 钻孔结构及技术要求

地面放水孔由地质处钻机队进行施工，孔径为89mm，2#地面放水孔钻孔套管必须采用耐酸型，直至3#层采空区。井下放水孔由我矿钻机队进行施工，使用钻机型号为TUX—75KW，钻孔孔径为75mm，通孔前10m进行扩孔，扩孔长度为10m，扩孔后孔径为108mm，扩孔后在孔口安装防腐型水闸门，与防腐管路对接。

4 石灰中和后井下排放

两个地面放水孔终孔都通至井下8415切巷巷道内，在巷道低洼处构建一个临时的储水池，通过石灰进行中和，中和后的pH值约为6，然后排至1030南大巷水沟，最终排至地面。

5 结论

通过对十里河床云冈矿8#层404盘区8415回采工作面探放水技术的综合研究和治理，证明了在多层、多个采空积水区下，探放水工作不仅要保障安全，保证生产，更要根据当前实际情况，找到更为简便可行的探放水方法。本文所提到的多层、多个采空积水区下地面和井下放水工作同时进行的方法，不仅实现了有采必探、超前探放，达到了预期的放水效果，而且节省了施工工序，节约了施工费用，减少了施工时间，创造了最大

效益。

参考文献

[1] 程建远，张广忠，李林元，等.三维地震勘探技术在老窑及采空区探测中的应用[J].中国煤田地质，2003.

[2] 方文藻.瞬变电磁测深法原理[M].西安：西北工业大学出版社，1993.

[3] 王芳林.大同煤田岩溶地下水赋存条件研究报告[R].大同山西煤田地质勘探115队，1991.

[4] 马玉良.沿积水采空区掘进安全技术实践[J].科技信息，2010，（35）.

作者简介：曹东升（1970-），山西应县人，山西大同煤矿集团有限责任公司云冈矿高级工程师，硕士，研究方向：采矿工程；白玉峰（1974-），山西怀仁人，山西大同煤矿集团有限责任公司云冈矿工程师，研究方向：采矿工程；徐伟（1988-），黑龙江大庆人，山西大同煤矿集团有限责任公司云冈矿助理工程师，研究方向：勘查技术与工程；刘务全（1988-），黑龙江绥化人，山西大同煤矿集团有限责任公司云冈矿助理工程师，研究方向：勘查技术与工程。endprint