采空區探放水技術在伯方煤礦的應用

趙遠來

（山西蘭花科技創業股份有限公司 伯方煤礦分公司，山西 高平048400）

采空區探放水技術在伯方煤礦的應用

趙遠來

（山西蘭花科技創業股份有限公司 伯方煤礦分公司，山西 高平048400）

伯方煤礦為了防止水害事故的發生，對3108（I）回風順槽、3110采空區積水進行了設計，實施了嚴格的探放水制度，為今后工作面探放水積累了經驗。

積水量；鉆孔布置；放水點

1 探放水的概述

探水是指采礦過程中用超前勘探方法，查明采掘工作面頂底板、側幫、及其前方的含水構造（包括陷落柱）、充水含水層、積水老窯等水體的具體空間位置和產狀等，其目的是為有效防治礦井水害做好必要準備。伯方煤礦生產過程中遇到的采空區探放水問題如下：3108（I）工作面回風順槽西南側為3110工作面的采空區內存有大量積水，對3108（I）工作面的回采造成水患威脅。為保證3108（I）工作面回采期間的安全，依照水害防治“預測預報、有掘必探、先探后掘、先治后采”的十六字方針，決定在3108（I）回風順槽打鉆，對3110工作面采空區積水進行完全釋放。

2 放水孔的方案設計

（1）積水區的位置及積水量：3108（I）工作面西南側的3110工作面采空區積水，邊界線距3108（I）回風順槽21.4m，積水量算式為：

式中：W為老空積水量，m3；M為采厚，5.5m；a為老空走向長度，950 m；h為老空垂高，23.12 m；K為老空充水系數，取0.3～0.5；α為煤層傾角，取8°。采空區積水量預計約34.5萬m3，采空區正常涌水量約5 m3/h，水壓最大0.504MPa。

（2）探放水地段的地質構造及水文地質：3110工作面采空區總的構造形態為一單斜構造，工作面回采完后，頂板已經全部垮落，3號煤層頂板地面滲水聚積在采空區內。

（3）鉆孔的布置方案：采用探水鉆打鉆孔放水的方法，在3108（I）工作面回風順槽中布置探水鉆。穿透3108（I）回風順槽與3110工作面隔水煤柱打眼放水，排出的水流入3108（I）工作面、3108（II）工作面由排水泵排出，見圖1。

圖1 放水方案簡圖

（4）放水機具：采用ZYG—150型全液壓鉆機型探水鉆一臺，1 m鉆桿30根，Φ65 mm、Φ120 mm鉆頭若干個，孔口管、閘閥等材料。

（5）放水鉆孔布置方法：本次放水設計共有3處放水點。第一次放水鉆孔位置布置在3108（I）工作面回風順槽740 m處，由于此處放水量大，水位差要控制在5m以內。第二次放水鉆孔位置布置在3108（I）工作面回風順槽聯絡巷口往上10m處。第三次放水鉆孔位置布置在3108（I）工作面切眼處。第一、二次放出的水引至3108（I）工作面切眼中抽出；第三次放出的水引至3108（II）工作面運輸順槽中抽出。一般每處打3個孔，打孔時先打上部孔，至放水量不大時再打中部孔；然后打下部孔，鉆孔數量可視放水情況適當增加，直至該處積水放完。鉆孔放水流量應與水泵排水能力適應為準，見圖2。

圖2 放水鉆孔布置簡圖

（6）孔口管固定：先用Φ65 mm鉆頭按鉆孔布置要求打孔，鉆進3m后，再用Φ120mm鉆頭擴孔，后將孔內沖洗干凈，并將預先準備好的孔口管采用水泥砂漿固定在鉆孔中，孔口安裝4英寸閘閥；待水泥砂漿凝固后，再用65mm的鉆頭在孔口管內繼續鉆進。

3 施工中的注意事項

3108（II）運輸順槽在放水前要進行通風、排瓦斯、清淤工作，并提前清理好現場，安設4英寸水泵三臺，一臺工作，二臺備用。排水管路兩趟（4英寸管），并派專人負責抽水。放水前先清理巷道，檢查安全退路，著鉆位置要選擇煤壁硬、整體性好、不易片幫滲水的地點。所有工作人員必須穿戴整齊、嚴防衣物被絞入鉆機轉動部位；預計鉆透后涌水很大，所有工作人員必須穿雨衣褲。打鉆時若發現鉆機或鉆桿有異常聲音時，立即停止推進，以防卡鉆；查明原因并進行處理后，方可繼續作業。打鉆時若發現鉆孔瓦斯噴出異常、鉆孔水壓及回水量增大，必須立即停鉆，嚴禁拔出鉆桿，并采取相應措施。所需排水設備未到位時，不得開工打鉆。放水時，排水設備的排水能力應大于預計單個鉆孔放水量。鉆進時必須嚴格按施工措施規定的眼位、眼深、角度等施工，不得擅自改動。先用小鉆頭鉆進后，再用大鉆頭擴孔，達到孔口管安裝要求；管口安裝好后可用戧柱固定，以防水壓過大將孔口管壓出。放水孔必須打中老空水體，并監視放水全過程，核對放水量，直至老空水放完為止。放水時，必須設專人監測鉆孔出水情況，測定水量、水壓，作好記錄。廢棄的鉆孔將閘閥等物品拆除后，采用水泥砂漿封孔，以防有瓦斯或有害氣體溢出。

4 結束語

由于采空區積水的分布規律不易掌握，又帶有災害的特點，一旦警惕不高，很簡單的問題也會釀成慘痛的水害事故。因此必須采取嚴肅慎重和一絲不茍的工作態度，堅持“全面分析，逐頭逐面排查，多找疑點，有疑必探”的基本原則，真正做到：（1）人員再緊，探放水工作也必須專人負責。（2）有疑必探，采掘工程沒有把握必須探水；如果探水工作影響采掘工程，采取其他補救措施，不能放松這一工作。（3）采空區積水小也不可大意，應嚴格按規章制度施工，要把水放出來才可生產。

[1]張光德，李棟臣,等.礦井水災防治[M].徐州：中國礦業大學出版社，2002.

[2]張榮立，何國偉，李鐸.采礦工程設計手冊[M].北京：煤炭工業出版社，2003.

Application of Prospecting and Draining Water Technology in Bofang Mine

ZHAO Yuan-lai
(Bofang Mine Branch of Lanhua Science and Technology Investment Co.Ltd.,Gaoping Shanxi 048411)

To prevent water accidents,the No.3108 (I)return air laneway and the No.3110 goaf were designed in Bofang mine.Severe prospecting and draining water system was implemented,which could be useful for future work.

water accumulation;borehole layout;water empty point

TD745+.2

A

1672-5050（2012）11-0057-02

2012-06-22

趙遠來（1969—），男，山西高平人，大專，助理工程師，從事礦山采掘技術工作。

劉新光