煤礦基建轉生產期間綜合防治水的研究與應用

王永海

（山西茂華能源投資有限公司,山西　朔州　036032）

煤礦基建轉生產期間綜合防治水的研究與應用

王永海

（山西茂華能源投資有限公司,山西朔州036032）

摘要：本文敘述了煤礦基建期間綜合防治水的研究與應用情況。有效解決了在確認沖水水源分布特征及規律情況下，綜合防治水措施的問題，煤礦基建期間綜合防治水的研究與應用角度新穎，適用面廣，保證了礦井防治水安全，可取得較好的社會效益。

關鍵詞：綜合防治水；措施；基建轉生產；研究應用

根據充水水源的分布特征及規律，為確保安全生產，完善基建期間 “長短探互補、疏堵結合、增大強排能力”和轉入生產礦井回采時采煤工作面超前放水的六種綜合防治水措施的研究與應用。

1　長探方案

掘進工作面迎頭由專職探水隊進行超前探水，按《煤礦防治水規定》在巷道斷面設計5個長探孔，順巷道方向3個孔施工孔深各100米，向兩幫超前方向保證終孔距離巷道工作面30米的幫距施工孔深各105米，掘進施工70米，前方保證30米的安全掘進距離。

2　短探方案

掘進工作面采用ZQJ-80/2.0S氣動架柱式鉆機2臺分別用于煤巷迎頭短探，可以一次探20米，掘進15米后再進行短探，為施工隊創造更多的掘進時間。

3　放水方案

若長探探出水來后，在掘進工作面迎頭一幫施工放水硐室，施工3個放水孔，下套管，安裝閘閥控制放水量。對巷道前方的水體提前進行疏放，確保巷道掘進施工安全。

4　優化排水系統

礦井為基本建設礦井，目前主井水倉正在施工，井下排水系統主要由主井水倉、副井井底水倉、采區水倉、運輸大巷臨時水倉、40101回風、運輸順槽臨時水倉及管路構成。

（1）主井水倉：選用3臺MD450-60×3型離心水泵，該型水泵額定流量為450m3/h，一級額定揚程為60m。排水管選用Φ273×8型無縫鋼管，公稱直徑dp=250mm；吸水管選用Φ377×9型無縫鋼管，公稱直徑dx=350mm。

（2）副井井底倉：水倉容量為1000m3，水泵為兩臺D155-30×6型水泵，配套電機Y315MZ-4，功率132KW；兩臺D120-50×4型水泵，配套電機Y315S-2，功率110KW。通過兩趟直徑為φ159mm的管路排至地面泄洪池。正常情況下一臺水泵排水，兩臺備用，一臺檢修。容水量正常，水泵總排水能力為385m3/h。

（3）采區水倉：選用3臺350QJ360-36/1型潛水泵，該型水泵額定流量為360m3/h，揚程為36m，功率為：55KW，配套管路直徑：排水管選用Φ273×8型無縫鋼管，公稱直徑250mm；吸水管選用Φ325×8型無縫鋼管，公稱直徑300mm。

（4）首采工作面不設正規水倉。40101回風順槽和40101運輸順槽為下山掘進，規定每掘進200米施工一個容納30m3的臨時水窩。40101回風順槽、40101運輸順槽分別安設2趟φ159mm排水管路，每隔100米留設與放水孔連接的三通，所有放水孔放的水均通過三通排至φ159mm管路，再排至采區水倉，通過采區水倉轉排至主井水倉再排至地面。每個順槽安設3臺WQY50-70-18.5（流量50m3/h,揚程70m,功率18.5kw）排水泵（包括備用）。

5　注漿堵水方案

根據我礦的實際情況，為節約資金，降低成本，綜合考慮，我們制定了2種注漿堵水方案。

（1）涌水量大的區域用高分子化學材料進行注漿堵水和圍巖加固。

（2）涌水量小的區域用水泥漿注漿堵水和圍巖加固。

通過對巷道出水點進行注漿封堵，改善了掘進施工條件。

6　轉入生產礦井回采時采取采煤工作面超前放水

經過論證后，在回風順槽和運輸順槽分別每隔一段距離進行采煤工作面超前放水。編制了《40101首采面綜合防治水措施》，措施中從三個方面進行了設計探放：

（1）物探富水區：根據我礦地質雷達探測結果和之前所做的地面的瞬變電磁報告分析可知，煤系砂巖含水層富水性具有較大不均一性，該工作面頂板K4砂巖存在兩處富水異常區。探查時應將物探富水異常區作為重點進行探放。

根據井下物探探查結果結合地面物探資料，對異常區進行探放水，每個異常區布置若干個鉆孔，鉆孔參數見表1、表2。

表1　物探異常區在40101運輸順槽側布置鉆孔參數

表2　物探異常區在40101回風順槽側布置鉆孔參數

1）首先對物探異常區的中心和接近最低處各施工一個鉆孔，終孔層位根據物探異常的剖面范圍來確定，終孔位置高于異常范圍10m。

2）然后根據這兩個鉆孔的放水情況和物探異常的形態，再在其兩側施工兩個鉆孔檢查兼放水，如果這兩個鉆孔無水，則該異常區放水結束。

3）若兩個檢查兼放水孔其中一個有水（初始水量大于10m3/h），則在該孔附近再施工一個檢查兼放水孔，若兩個孔均有水（初始水量大于10m3/h），則需按照小于或等于50m間距加密鉆孔密度，終孔位置高于異常范圍10m。

（2）老窯水探放鉆孔：首采工作面西北側存在多處廢井，后因不同原因相繼關閉，因建井時間較長，當時的建井人員找不到，采掘資料不清，采空區及積水范圍不清，因此在首采面開采時必須加強防治水工作，避免發生水害事故，確保安全生產。依據我礦井下探水雷達探測，推測采空區范圍。運輸順槽從切眼后退178m處，回風順槽從切眼后退193m處，分別每隔30m設計一組探查、放水孔。

（3）正常段檢查及放水孔：在回風、運輸順槽每100m左右各設計一個檢查兼放水孔，兩順槽各設計16個孔。第一鉆場布置在工作面切眼退后50m處，為保證一開始推進安全，在切眼退后100米處加密一個鉆孔。對其上部導水裂隙帶影響范圍內的含水層進行探查，檢查其上部是否含水，若有水，根據水量大小確定則加密布設鉆孔進行疏放工作。鉆孔參數：檢查及放水孔在一般在兩順槽內基本對向，在回風順槽，終孔層位在第四系松散含水層內，設計孔深100m左右，仰角為53°；在運輸順槽，終孔層位為第四系松散含水層，設計孔深100m左右，仰角為53°。放水孔必須安設壓力表和流量表，便于觀察放水量和壓力變化，觀測放水效果。若放水孔初始水量大于10m3/h，則在該孔附近再施工一個放水孔，再根據兩孔放水量大小確定是否再增加鉆孔，終孔位置高于異常范圍10m。直到單孔或兩孔合計放水量小于5m3/h，視為放水取得良好效果，能夠保證回采安全，回采工作面方可推進進行回采。

通過六種綜合防治水措施的研究與應用，改善了井下施工條件，確保了礦井安全生產。