一九三〇煤矿36211采煤工作面管控放水技术应用

刘少鹏

(新疆焦煤〈集团〉有限责任公司一九三〇煤矿，新疆 乌鲁木齐 830025)

1 综采工作面位置及四邻关系

36211综采工作面位于1930平硐二采区东翼下盘6#煤层，开采水平为+1810米水平，煤层平均厚度为3.4米。36211综采工作面上部为35211已采工作面，煤层间距50.5米。

2 探放水设计

因受地质条件影响，35211运输巷起伏较大，不利于采空区积水排出，35211运输巷外口标高为+1810.6米水平，其巷道最低点为+1789.4米水平，随着36211工作面不断推进，受采动影响，计算出36211运输巷与35211运输巷实际平距34.54米，届时35211采空区积水有可能通过顶板裂隙进入36211采煤工作面，根据《煤矿安全规程》第二百八十六条第一款规定，需要在36211运输巷内向35211采空区钻孔进行探放水工作。

2.1 采空区积水估算

35211运输巷开口标高1810.6米，最低点标高1789.4米，高差为21.01米；采空区走向长度约为666.4米，预计+1810.6米范围内都有积水，最大垂高以巷道开口与最低点高差为准。取垂高21.01米。

采空区积水量 W=K×M×a×h/sinα

式中：W——老空积水量，m3；M——采厚，m；a——老空走向长度，m；h——老窑老空垂高，m；α——煤层倾角，K-老空的充水系数，一般采空区取0.3-0.5，煤巷取0.5-0.8，岩巷取0.8-1.0.

2.2 探放水孔口套管的加工

(1)孔口管采用Φ108mm×4mm无缝钢管加工，钢管长度为1.8米。管外使用电焊焊接麻点，增大孔壁摩擦力。(2)套管上焊接高压法兰盘，连接Φ125mm阀门。(3)后部控制管两头焊接法兰，中部安装通气孔口。

2.3 孔口套管埋设

(1)用深孔钻机连接套联接Φ115mm钻头，当钻孔深度达到1.8米时，退出钻杆、拆卸Φ115mm钻头，安装Φ108×2500mm钢管，钢管在岩层内预埋深度为1.5米。

(2)退出钻杆，用麻绳、大布缠绕钢管，将钢管推入孔内，用大锤将孔口管打紧。

(3)在孔口管外焊接钢板四角打孔，采用锚索固定孔口Φ108套管。

2.4 钻孔及放水方案

(1)钻头、钻杆穿过Φ108mm钢管，用罗盘调整好钻机仰角，剩余10米，安装Φ125mm阀门，后部控制管，再施工钻孔直至贯通。

(2)退出钻杆，关闭阀门，对水流进行可控，随时排水。

2.5 探放水地点的选择及钻孔参数设计

1)探放水地点：36211运输巷435米处。

2)贯通点设计：设计与35211运输巷456米巷道上帮贯通。贯通点高程：+1790.4米。

3)钻孔参数设计

(1)钻机位于巷道下帮，根据36211、35211工作面平面图可知，计算出转角46°(钻机头向东，沿巷道轴线偏下帮46°)

(3)钻孔长度：L=51.37/cos18°=54 米

见图 1、图 2。

2.6 钻孔数量及钻孔出水量计算

2.6.1 钻孔出水量估算

图1 36211运输巷、35211运输巷钻孔布置示意图

图2 36211运输巷、35211运输巷钻孔布置剖面图

式中：q——单孔出水量，m3/min；C——流量系数，其值与孔壁粗糙度，孔径大小，钻孔深度等因素有关，可由试验得出，无资料时可用0.6-0.7；ω——钻孔断面积，m2；g——重力加速度，9.81m/s2，

2.6.2 设计钻孔数量为一个

3 探放水设备及备用水泵选型

3.1 探放水设备选型

根据设计结果知，钻孔长度54.5米，仰角18°，1930煤矿使用SKZ-120A型深孔钻机，该钻机性能参数如下：

(1)适用岩种：f=8～16、钻孔直径：94mm；

(2)钻孔最大深度120米。

该钻机能满足探放水所需的设备要求。

3.2 备用水泵选型

BQS100/70-45型隔爆潜水泵3台(此台作为备用水泵)，水泵流量100m3/h，扬程70米。

3.3 排水管径选择

排水管径

选用Φ108mm水管满足排水需求。

4 采取的安全技术措施

(1)钻进时，发现煤岩松软，片帮、来压或钻孔中的水压、水量突然增大，以及有顶钻等异状时，必须停止钻进，但不得拔出钻杆，现场负责人立即向矿调度站汇报，并派相关专人员监测水情，如果发现情况危机时，必须撤出36211工作面受水威胁地区人员。

(2)钻孔即将贯通前，必须切断36211工作面所有非本质安全型电器电源，杜绝所有电器设备失爆。

(3)钻孔距贯通点5.0米时，操作司机立即向矿调度站汇报，矿领导、相关部室领导、区队领导亲自到现场指挥贯通及相关工作。

(4)矿通风部瓦斯检查员检查瓦斯、二氧化碳气等体是否超出规定(瓦斯浓度≥1.0%、二氧化碳浓度≥1.5%)，必须立即停止工作，撤出人员。并及时向矿调度站汇报。

(5)集团救护队检查硫化氢气体、一氧化碳气体是否超出规定，否则立即停止工作，撤出人员设好警戒，并及时向矿调度站汇报。

(6)打钻地点或附近必须安装能够直通调度的电话，并加强钻场附近的顶板、煤帮支护，在迎头打好坚固的立柱和拦板。

(7)每班由负责人检查Φ108mm钢管、软管连接是否牢固，出水口水流是否畅通。

(8)由矿井防治水技术人员负责对采空区放水工作进行总结分析。

5 结束语

(1)工作面回采时，出现了采空区涌水增大的现象，这说明36211采空区顶板裂隙已延伸至35211采空区，如果不进行探放水，将发生突水事故。

(2)通过在一九三〇煤矿36211工作面探放水工作，累计放出采空区积水约45212.08m3，解决了36211工作面深孔预裂爆破时发生突水的可能性，实现了安全回采。

(3)采用管控技术，对采空积水外排进行可控，避免采区排水系统能力不足，造成淹井事故的发生，实现实时控水，为矿井安全生产提供保障。

(4)为一九三〇煤矿后期实施采空区探放水工作提供理论依据及实例素材。

[1]张荣立，何国纬，李铎.采矿工程设计手册[M].煤炭工业出版社.

[2]煤矿安全规程[M].煤炭工业出版社，2011.