波浪式回采工艺对工作面老空区涌水治理研究与探索

张传伟

摘 要：随着工作面的回采，水文地质条件对于工作面回采影响越来越大，采取正确的开采技术及时治理工作面老空涌水是当前工作面实现安全正常生产需解决的一项技术关键。

关键词：回采；水文地质条件；开采技术

一、工作面简介

206工作面位于二盘区东部，是二盘区的第四个工作面。推采长度为2246m，工作面长度200m。206工作面沿方位角0?布置，对应地面位置位于在建的亭口水库大坝以西850～1050m处；205灌浆巷作为206回风顺槽使用，运输顺槽沿回风顺槽以西200m平行布置； ZK9-1号钻孔北410m为工作面切眼；工作面设计停采线对应地面位置在宇家山村三组南端塬边、ZK9-2号钻孔南450m处。206工作面的中部及北部对应地面位置为黑河及河滩，该面对应地表有部分宇家山一组、二组散户。

二、含水层（顶部和底部）分析

（一）该区域水文地质条件中等，对工作面有影响的隔、含水层自上而下为

第四系松散层孔隙含水层，白垩系下统宜君洛河组孔隙～裂隙承压含水层组，中侏罗统安定组隔水层，中侏罗统直罗组孔隙～裂隙承压含水层组，中、下侏罗统延安组孔隙～裂隙承压含水层组，下侏罗统富县组相对隔水层组。其中，河谷区的第四系含水层与宜君、洛河组承压含水层是本井田主要含水层，其它含水层含水微弱。

根据目前“两带”发育高度研究成果中“亭南4煤顶板导水裂隙带发育最大高度约为采厚的22.7倍”和二盘区4煤顶板至宜君组厚度可以得出，当工作面采厚达到6.0m时，工作面内导水裂缝带发育高度大于4煤顶板至宜君组底界距离。根据《煤矿防治水实施细则》第三十条（二）受顶板基岩含水层水威胁，预计煤层至顶板含水层间的距离小于导水裂缝带高度的区域，按200×200m的网度布置探查孔。根据以上二条原则进行探放水设计进行钻孔布置。

1.终孔层位为白垩系洛河组底界以上20m。

2.钻孔主要探查白垩系洛河组底界以上20m的含水情况及4煤顶板至洛河组底界距离。

3.顶板探查孔兼做顶板水预疏放水钻孔，对顶板水进行采前预疏放。

白垩系洛河含水层水对工作面开采构成较大影响，是工作面开采后主要的涌水来源。

（二）涌水量

预计该工作面正常涌水量为469m3/h，最大涌水量938m3/h。

为确保工作面安全回采，工作面泵房应安装不低于1200m3/h的排水设备和管路，将涌水排到西翼水仓。

三、破浪式开采工艺与治理涌水结合措施

工作面回采期间在工作面主要采取的措施为人为在工作面后部创造截水槽。

根据工作面巷道联络巷、泄水口布置方式，当工作面推采至联络巷、泄水口前10m位置时卧刀，提前在联络巷、泄水口处顺槽人工落底挖掘泄水通道。根据涌水量的大小确定泄水通道落底的高度和宽度，但必须保证工作面高于运输顺槽卧底后标高，当工作面推采至联络巷、泄水口处时为最低点，以便工作面涌水通过联络巷、泄水口自流至临时水仓。工作面卧底量的大小根据联络巷、泄水口的位置、设备满足条件的情况下确定。当达到设计的卧底量至联络巷、泄水口位置时。然后工作面推过联络巷、泄水口后最大速度将工作面抬高。

人为在工作面后部创造的截水槽将面后的涌水顺着截水槽从联络巷、泄水口流入临时水仓，减少面后涌水对面前的影响。同时，根据工作面周期来压步距18～21m，尽量在周期来压时对工作面进行先卧刀，周期来压过后抬刀形成面后拦截槽，涌水在面后流向顺槽，减少面前的涌水量。根据巷道泄水口布置循环俯采、仰采，采取波浪式推采将大大减少面后涌水给面前生产带来的不利影响。

四、几点注意事项

1.排水点及排水管路的设置要符合工作面涌水需要，排水点最好布置在联络巷内，排水管路通过联络巷，安设在灌浆巷中，减少工作面排水设备、管路移设工作量。

2.临时水仓标高必须低于顺槽标高，满足涌水自流，并保证一定的蓄水量。

3.工作面仰采、俯采回采过程中必须根据设备结构、性能确定回采、推采长度。

4.工作面回采过后，必须加强临时水仓的支护，保证临时水仓支护完整性。

5.根据工作面涌水量的大小，合理安排工作面的回采速度。

五、此项技术的探索应用，有效的改善了老空区涌水，避免了工作面涌水造成工作面减产，减轻了工人的劳动强度，减少了排水设备的投入，确保了工作面能够高效快速向前推进，达到了工作面设计要求

1.最大限度利用巷道设计要求，杜绝再投入打设水窝等排水点。

2.减少了排水点的设置及排水设备的投入，根据工作面涌水量的大小，只需在联络巷中布置两个或三个排水点就能满足排水需要。

3.减轻了工人的劳动强度，杜绝了工作面排水设备、管路移设工作量。

4.有效的防止老空涌水造成工作面生产影响，避免工作面减产，保证了工作面产量。

参考文献：

[1]李文学.威胁工作面老空水的防治措施[J].山西煤炭，2010，12.

[2]李文学.探索防治威胁工作面的老空水[J].山西煤炭，2011，06.

[3]祝良荣，高奇峰.基于PLC的自动排水监控系统设计[J].煤矿机械，2006（09）.

[4]廉法威.基于PLC煤矿排水系统建立[J].数字技术与应用，2011，08.

[5]陶淑清.兴安矿排水系統的改造[J].江西煤炭科技，2010，02.

[6]武力.谈谈煤矿排水节能[J].科技创新导报，2010，13.