东滩煤矿14317工作面探放水工程设计方案

侯俊华 王 宏

（兖州煤业股份有限公司东滩煤矿，山东 邹城 273512）

1 工作面水文地质情况概述

东滩煤矿14317 综放工作面位于十四采区西部，北邻东滩煤矿与兴隆庄煤矿矿界，南邻东滩煤矿14316 工作面采空区，西邻东滩矿与鲍店矿矿界，东邻14318 工作面采空区。工作面两顺槽相互平行，东侧顺槽作为轨顺，设计轨顺巷中与14318 运顺巷中间距9m，西侧的顺槽作为运顺（运顺西侧布置有辅助运煤巷）。切眼南帮与14316 运顺间距5.0m，垂直两顺槽布置。停采线暂定运顺侧距14310（西）轨顺南帮290m，轨顺侧向北调斜30m。东滩煤矿14317 综放工作面布置图如图1 所示。

为探查14317 工作面顶、底板含水层富水性分布情况，2018 年11 月在14317 工作面轨顺和运顺分别采用矿井瞬变电磁法和音频电透视技术进行了水文物探工作。依据14317 工作面水文物探成果，在工作面内设计探放水钻孔。

图1 东滩煤矿14317 综放工作面布置图

2 探放水钻孔深度布置原则

2.1 东滩煤矿3煤层导水裂隙带高度计算

根据综采放顶煤开采导水裂隙带高度计算公式：

式中：

M-累计采厚，m。

14317 工作面的煤厚为5.40~9.40m，M 值取煤层最大采厚9.07m。计算得出，3 煤开采过程中导水冒裂带高度80.71m，即顺槽顶板以上86m。

2.2 煤层顶板岩性分析

通过分析14317 工作面附近的P1-1 水文长观孔3 煤层顶板岩性资料，3 煤层顶板90m 范围内大致分为两个区段。3 煤层顶板0~67m 范围内岩性以砂岩为主，砂岩因疏放影响，富水性较弱；顶板67~90m 范围内岩性以粘土岩为主，间夹薄层砂岩，形成了较好的储水岩性结构。故本次探放水钻孔深度设计为3 煤顶板以上90m。

3 探放水位置设计的依据

3.1 瞬变电磁法水文物探成果报告

14317 工作面顶板共划分1 处相对富水异常区：Ⅰ号相对富水异常区位于轨道顺槽-70~ -150m范围内，相对富水性评价为弱，推断发育高度为50~60m。14317 工作面底板共划分2 个异常区，分别为14317 轨顺5#收尺点处底板下40~50m 处，14317 辅助运煤巷1#收尺点处底板下40~50m 处。

3.2 音频电透视技术水文物探成果报告

14317 工作面顶板共圈定了3 个相对低阻异常区：①号异常发育在轨顺切眼口向停采线180~330m，运顺切眼口向停采线180~300m 的局部区域，异常幅值较弱，发育至煤层顶板0~30m 范围；②号异常发育在运顺切眼口向停采线430~460m，辅助运煤巷切眼口向停采线50~80m 的局部区域，异常幅值较弱，发育至煤层顶板0~30m 范围；③号异常发育在轨顺切眼口向停采线660~710m、760~810m，运顺切眼口向停采线650~800m 的局部区域，异常发育范围主要集中在煤层顶板上方0~50m 范围。

综合推断，14317 工作面顶板上0~110m 整体富水性较差，局部砂岩异常区推测有一定的静储量富水区，富含水性较弱。

4 探放水孔设计参数

为消除隐患，需对异常区进行钻探验证，依据《煤矿防治水细则》第43 条规定，含水体不清楚时，在异常区钻孔呈扇形布置，每组钻孔不少于3 个。14317 工作面顶板含水层探放水钻孔位置及施工参数见表1，14317 工作面底板含水层探放水钻孔位置及施工参数见表2。

表1 14317 工作面顶板含水层探放水钻孔位置及施工参数

表2 14317 工作面底板含水层探放水钻孔位置及施工参数

5 钻孔其他技术要求

5.1 钻孔结构

预计探孔静止水压0.9MPa，选用不小于5.1m止水套管，探孔先施工不小于5.1m 孔径Φ150mm裸孔，下入5.1m 长Φ108mm 止水套管，灌注固帮特固结套管，安装孔口闸阀，止水套管固结后进行耐压试验，要求达到1.5MPa 并持续0.5h 方为合格，施工孔径为Φ65mm 的裸孔。如探放水孔出水，则必须扩孔，扩孔孔径为Φ75mm 的裸孔，完工后探孔接U 型引水管靠帮部将水引向集水池。

5.2 封孔要求

终孔后无水探孔采用水泥砂浆特进行封孔，封孔深度不小于5.1m。

5.3 设备

选用ZY-650 探放水专用钻机，由专职探放水队伍进行探放水作业。

6 钻探验证结果

东滩煤矿探放水队伍从2018 年12 月15 日至2019 年1 月30 日对14317 工作面顶板施工探放水孔12 个，底板施工探放水孔2 个，各孔均未出现出水情况，消除了工作面开采期间的水害，为工作面安全生产提供保障。