采空區探放水技術的應用研究

楊天兵

摘要：晉泰實業有限公司二礦受周邊小煤礦采空區積水的威脅嚴重，其中礦井西翼采空區積水達32萬 m3，嚴重威脅著礦井的正常生產，為有效的治理西翼水害隱患，文章對西翼探放水工程進行了詳細設計，共施工探放水工程3 708 m，有效防止了水害事故的發生，對保證礦井的安全生產具有重要意義。

關鍵詞：采空區；水害；探放水；煤層

中圖分類號：TD745 文獻標識碼：A文章編號：1006-8937（2014）20-0028-01

煤礦采空區積水水壓通常較大，一旦在煤礦巷道掘進過程中掘透采空區積水，大量積水涌入巷道，往往會造成人員傷亡甚至發生淹井的重大事故，嚴重威脅礦井的安全生產，所以，利用探放水技術查明礦井在掘進及回采過程中采空區積水的位置和產狀，消除采空區積水隱患，為有效治理礦井水害事故，保證礦井的正常安全生產及人員的人身安全具有重要的意義。

1礦井采空區及其積水情況

1.1礦井采空區情況

阜康市晉泰實業有限公司二礦（以下簡稱二礦）開采中大槽、八尺槽、丈二槽煤層。采空區主要來自原晉泰井、東一井、東二井、西一井、西二井已采過的生產區，對各采空區的位置及標高分述如下：①原晉泰井采空區：位于礦井東采區的中大槽、八尺槽和丈二槽中，東西長354 m+160 m=514 m，標高在+1 042 m以上；②東一井采空區：位于東采區的八尺槽和丈二槽中，東西長258 m，標高在+1 028 m以上；③東二井采空區：位于東采區中大槽煤層中，東西長134 m，標高在+1 028 m以上；④西一井采空區：位于西采區西翼丈二槽煤層中，東西長126 m，標高在+1 024 m以上；⑤西二井采空區：位于西采區西翼中大槽和八尺槽煤層中，東西長518 m，標高在+983 m以上。

1.2老窯積水情況分析

根據二礦在+980 m、+1 000 m水平南大槽西翼準備巷道的揭露情況，南大槽是保存比較完整的煤層，沒有受到采動影響，主要的老窯積水區在中大槽、八尺槽和丈二槽煤層中。礦區目前老窯積水情況可分為兩塊，一是西翼+983 m以上水平的老窯積水，主要是已關閉西一井和西二井，經估算靜態積水量約為33萬 m3；二是東翼1 028 m水平以上的老窯積水，主要是已關閉東一井、東二井和原晉泰井，經估算靜態積水量約為32萬 m3。

2西翼中大槽煤層探放水技術分析

目前，二礦+1 000 m水平南大槽西翼采煤工作面的回風順槽在掘進距回風石門367 m處底板向南與頂板交合一起，煤層尖滅；+980 m水平南大槽西翼采煤工作面的運輸順槽在掘進距回風石門380 m處底板向南與頂板交合一起，煤層尖滅。

為解決井田上部原小井采空區積水對礦井構成的嚴重威脅，保證采掘正常接續，結合二礦現狀和首采工作面的布置，對西翼中大槽煤層采空區積水進行探放水工作。

2.1探放水技術方案

①在+1 000 m水平南大槽西翼回風順槽內對中大槽+1 028 m水平以上的采空區積水及+1 000 m水平以上的積水進行探放。②在+980南大槽西翼運輸順槽內對中大槽+983 m水平以上的積水進行探放，西二井中大槽煤層采空區和八尺槽煤層采空區通過井筒連通，采空區積水約30萬 m3。

2.2探放水及排水設備

2.2.1探放水設備

探水鉆一臺，型號為TXU—150，鉆桿120 m，鉆頭20個；3 m的￠100×4套管48根，144 m；2.5 MPa、￠120 mm閘閥48個；￠120mm組合鉆頭兩套，一套使用，一套備用。

2.2.2排水設備及設施

主排水泵為200D43×9型離心清水泵，三臺，一臺工作，一臺備用，一臺檢修，水泵功率450 kW，額定流量為288 m3/h，水泵性能測定排量250 m3/h，主排水管路為￠278×8無縫鋼管，雙趟，一趟工作，一趟備用。水倉容積為1 500 m3。

探放水鉆場引流管路管徑為￠100 mm排水管路，計劃500 m，快速管接頭100個，主要用于將放出的水引流至軌道上山排水溝內，防止沖於南大槽西翼上下順槽巷道。

2.3探水鉆鉆場布置

2.3.1鉆場布置位置及方式

分別在+1 000水平南大槽西翼回風巷、+980水平南大槽西翼運輸巷每隔50 m布置一個探水鉆鉆場。鉆場布置在南大槽煤層底板巖石內，鉆場長度6 m，在鉆場口1 m處澆筑混凝土防水墻，并安裝防水密閉門，在防水墻距離底板0.3 m處預留￠100 mm排水管路及閥門，具體探水眼布置圖如圖1所示（以中大槽煤層+1 028水平以上傾斜探水眼布置圖為例）。

2.3.2鉆場數量

每個水平布置四個鉆場，每個鉆場探水眼數量確定為6個，兩排布置，水平眼3個一排，傾斜眼3個一排。

2.3.3防水密閉墻布置

防水墻位置選在鉆場巷道頂幫巖石較好的位置，在兩幫、頂、底開槽并打兩排錨桿，槽深0.5 m，錨桿間距為0.5 m，排距0.3 m，錨桿外露長度為0.4 m，然后在錨桿外支模澆筑混凝土，混凝土厚度0.5 m，墻高1.2 m，拱高1.3 m，防水密閉墻采用425號混凝土澆筑。

2.3.4探水鉆孔套管施工

探水鉆孔套管套管為Φ100 mm×5，長度3 m，套管一端按探水眼角度打入探水眼內，長度為2.8 m，四周注入混凝土與眼孔結合，固定套管；套管另一端焊接法蘭盤安裝閥門，距法蘭盤0.2處焊接12 mm鋼板，鋼板長1 m、寬0.6 m，在鋼板四角用2.5 m長的四根錨桿全錨再次固定拉緊套管，以防探水眼套管被高壓頭水沖出，造成淹井事故。

3結語

二礦西翼探放水總工程量為3 708 m，通過工程基本探明了采空區積水的位置，為礦井采空區積水隱患的防治提供了可靠的依據，但是由于區域內采空區積水量大，所以，在以后的工程施工過程中，必須采取“有疑必探、先探后掘”的防治水原則，這樣才能真正消除采空區積水隱患，保證礦井的安全正常生產。

參考文獻：

[1] 郭敏,賈社芹,趙建軍,等.鶴壁四礦采空區探放水技術研究[J].中州煤炭,2004,(5).

endprint

摘要：晉泰實業有限公司二礦受周邊小煤礦采空區積水的威脅嚴重，其中礦井西翼采空區積水達32萬 m3，嚴重威脅著礦井的正常生產，為有效的治理西翼水害隱患，文章對西翼探放水工程進行了詳細設計，共施工探放水工程3 708 m，有效防止了水害事故的發生，對保證礦井的安全生產具有重要意義。

關鍵詞：采空區；水害；探放水；煤層

中圖分類號：TD745 文獻標識碼：A文章編號：1006-8937（2014）20-0028-01

煤礦采空區積水水壓通常較大，一旦在煤礦巷道掘進過程中掘透采空區積水，大量積水涌入巷道，往往會造成人員傷亡甚至發生淹井的重大事故，嚴重威脅礦井的安全生產，所以，利用探放水技術查明礦井在掘進及回采過程中采空區積水的位置和產狀，消除采空區積水隱患，為有效治理礦井水害事故，保證礦井的正常安全生產及人員的人身安全具有重要的意義。

1礦井采空區及其積水情況

1.1礦井采空區情況

阜康市晉泰實業有限公司二礦（以下簡稱二礦）開采中大槽、八尺槽、丈二槽煤層。采空區主要來自原晉泰井、東一井、東二井、西一井、西二井已采過的生產區，對各采空區的位置及標高分述如下：①原晉泰井采空區：位于礦井東采區的中大槽、八尺槽和丈二槽中，東西長354 m+160 m=514 m，標高在+1 042 m以上；②東一井采空區：位于東采區的八尺槽和丈二槽中，東西長258 m，標高在+1 028 m以上；③東二井采空區：位于東采區中大槽煤層中，東西長134 m，標高在+1 028 m以上；④西一井采空區：位于西采區西翼丈二槽煤層中，東西長126 m，標高在+1 024 m以上；⑤西二井采空區：位于西采區西翼中大槽和八尺槽煤層中，東西長518 m，標高在+983 m以上。

1.2老窯積水情況分析

根據二礦在+980 m、+1 000 m水平南大槽西翼準備巷道的揭露情況，南大槽是保存比較完整的煤層，沒有受到采動影響，主要的老窯積水區在中大槽、八尺槽和丈二槽煤層中。礦區目前老窯積水情況可分為兩塊，一是西翼+983 m以上水平的老窯積水，主要是已關閉西一井和西二井，經估算靜態積水量約為33萬 m3；二是東翼1 028 m水平以上的老窯積水，主要是已關閉東一井、東二井和原晉泰井，經估算靜態積水量約為32萬 m3。

2西翼中大槽煤層探放水技術分析

目前，二礦+1 000 m水平南大槽西翼采煤工作面的回風順槽在掘進距回風石門367 m處底板向南與頂板交合一起，煤層尖滅；+980 m水平南大槽西翼采煤工作面的運輸順槽在掘進距回風石門380 m處底板向南與頂板交合一起，煤層尖滅。

為解決井田上部原小井采空區積水對礦井構成的嚴重威脅，保證采掘正常接續，結合二礦現狀和首采工作面的布置，對西翼中大槽煤層采空區積水進行探放水工作。

2.1探放水技術方案

①在+1 000 m水平南大槽西翼回風順槽內對中大槽+1 028 m水平以上的采空區積水及+1 000 m水平以上的積水進行探放。②在+980南大槽西翼運輸順槽內對中大槽+983 m水平以上的積水進行探放，西二井中大槽煤層采空區和八尺槽煤層采空區通過井筒連通，采空區積水約30萬 m3。

2.2探放水及排水設備

2.2.1探放水設備

探水鉆一臺，型號為TXU—150，鉆桿120 m，鉆頭20個；3 m的￠100×4套管48根，144 m；2.5 MPa、￠120 mm閘閥48個；￠120mm組合鉆頭兩套，一套使用，一套備用。

2.2.2排水設備及設施

主排水泵為200D43×9型離心清水泵，三臺，一臺工作，一臺備用，一臺檢修，水泵功率450 kW，額定流量為288 m3/h，水泵性能測定排量250 m3/h，主排水管路為￠278×8無縫鋼管，雙趟，一趟工作，一趟備用。水倉容積為1 500 m3。

探放水鉆場引流管路管徑為￠100 mm排水管路，計劃500 m，快速管接頭100個，主要用于將放出的水引流至軌道上山排水溝內，防止沖於南大槽西翼上下順槽巷道。

2.3探水鉆鉆場布置

2.3.1鉆場布置位置及方式

分別在+1 000水平南大槽西翼回風巷、+980水平南大槽西翼運輸巷每隔50 m布置一個探水鉆鉆場。鉆場布置在南大槽煤層底板巖石內，鉆場長度6 m，在鉆場口1 m處澆筑混凝土防水墻，并安裝防水密閉門，在防水墻距離底板0.3 m處預留￠100 mm排水管路及閥門，具體探水眼布置圖如圖1所示（以中大槽煤層+1 028水平以上傾斜探水眼布置圖為例）。

2.3.2鉆場數量

每個水平布置四個鉆場，每個鉆場探水眼數量確定為6個，兩排布置，水平眼3個一排，傾斜眼3個一排。

2.3.3防水密閉墻布置

防水墻位置選在鉆場巷道頂幫巖石較好的位置，在兩幫、頂、底開槽并打兩排錨桿，槽深0.5 m，錨桿間距為0.5 m，排距0.3 m，錨桿外露長度為0.4 m，然后在錨桿外支模澆筑混凝土，混凝土厚度0.5 m，墻高1.2 m，拱高1.3 m，防水密閉墻采用425號混凝土澆筑。

2.3.4探水鉆孔套管施工

探水鉆孔套管套管為Φ100 mm×5，長度3 m，套管一端按探水眼角度打入探水眼內，長度為2.8 m，四周注入混凝土與眼孔結合，固定套管；套管另一端焊接法蘭盤安裝閥門，距法蘭盤0.2處焊接12 mm鋼板，鋼板長1 m、寬0.6 m，在鋼板四角用2.5 m長的四根錨桿全錨再次固定拉緊套管，以防探水眼套管被高壓頭水沖出，造成淹井事故。

3結語

二礦西翼探放水總工程量為3 708 m，通過工程基本探明了采空區積水的位置，為礦井采空區積水隱患的防治提供了可靠的依據，但是由于區域內采空區積水量大，所以，在以后的工程施工過程中，必須采取“有疑必探、先探后掘”的防治水原則，這樣才能真正消除采空區積水隱患，保證礦井的安全正常生產。

參考文獻：

[1] 郭敏,賈社芹,趙建軍,等.鶴壁四礦采空區探放水技術研究[J].中州煤炭,2004,(5).

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摘要：晉泰實業有限公司二礦受周邊小煤礦采空區積水的威脅嚴重，其中礦井西翼采空區積水達32萬 m3，嚴重威脅著礦井的正常生產，為有效的治理西翼水害隱患，文章對西翼探放水工程進行了詳細設計，共施工探放水工程3 708 m，有效防止了水害事故的發生，對保證礦井的安全生產具有重要意義。

關鍵詞：采空區；水害；探放水；煤層

中圖分類號：TD745 文獻標識碼：A文章編號：1006-8937（2014）20-0028-01

煤礦采空區積水水壓通常較大，一旦在煤礦巷道掘進過程中掘透采空區積水，大量積水涌入巷道，往往會造成人員傷亡甚至發生淹井的重大事故，嚴重威脅礦井的安全生產，所以，利用探放水技術查明礦井在掘進及回采過程中采空區積水的位置和產狀，消除采空區積水隱患，為有效治理礦井水害事故，保證礦井的正常安全生產及人員的人身安全具有重要的意義。

1礦井采空區及其積水情況

1.1礦井采空區情況

阜康市晉泰實業有限公司二礦（以下簡稱二礦）開采中大槽、八尺槽、丈二槽煤層。采空區主要來自原晉泰井、東一井、東二井、西一井、西二井已采過的生產區，對各采空區的位置及標高分述如下：①原晉泰井采空區：位于礦井東采區的中大槽、八尺槽和丈二槽中，東西長354 m+160 m=514 m，標高在+1 042 m以上；②東一井采空區：位于東采區的八尺槽和丈二槽中，東西長258 m，標高在+1 028 m以上；③東二井采空區：位于東采區中大槽煤層中，東西長134 m，標高在+1 028 m以上；④西一井采空區：位于西采區西翼丈二槽煤層中，東西長126 m，標高在+1 024 m以上；⑤西二井采空區：位于西采區西翼中大槽和八尺槽煤層中，東西長518 m，標高在+983 m以上。

1.2老窯積水情況分析

根據二礦在+980 m、+1 000 m水平南大槽西翼準備巷道的揭露情況，南大槽是保存比較完整的煤層，沒有受到采動影響，主要的老窯積水區在中大槽、八尺槽和丈二槽煤層中。礦區目前老窯積水情況可分為兩塊，一是西翼+983 m以上水平的老窯積水，主要是已關閉西一井和西二井，經估算靜態積水量約為33萬 m3；二是東翼1 028 m水平以上的老窯積水，主要是已關閉東一井、東二井和原晉泰井，經估算靜態積水量約為32萬 m3。

2西翼中大槽煤層探放水技術分析

目前，二礦+1 000 m水平南大槽西翼采煤工作面的回風順槽在掘進距回風石門367 m處底板向南與頂板交合一起，煤層尖滅；+980 m水平南大槽西翼采煤工作面的運輸順槽在掘進距回風石門380 m處底板向南與頂板交合一起，煤層尖滅。

為解決井田上部原小井采空區積水對礦井構成的嚴重威脅，保證采掘正常接續，結合二礦現狀和首采工作面的布置，對西翼中大槽煤層采空區積水進行探放水工作。

2.1探放水技術方案

①在+1 000 m水平南大槽西翼回風順槽內對中大槽+1 028 m水平以上的采空區積水及+1 000 m水平以上的積水進行探放。②在+980南大槽西翼運輸順槽內對中大槽+983 m水平以上的積水進行探放，西二井中大槽煤層采空區和八尺槽煤層采空區通過井筒連通，采空區積水約30萬 m3。

2.2探放水及排水設備

2.2.1探放水設備

探水鉆一臺，型號為TXU—150，鉆桿120 m，鉆頭20個；3 m的￠100×4套管48根，144 m；2.5 MPa、￠120 mm閘閥48個；￠120mm組合鉆頭兩套，一套使用，一套備用。

2.2.2排水設備及設施

主排水泵為200D43×9型離心清水泵，三臺，一臺工作，一臺備用，一臺檢修，水泵功率450 kW，額定流量為288 m3/h，水泵性能測定排量250 m3/h，主排水管路為￠278×8無縫鋼管，雙趟，一趟工作，一趟備用。水倉容積為1 500 m3。

探放水鉆場引流管路管徑為￠100 mm排水管路，計劃500 m，快速管接頭100個，主要用于將放出的水引流至軌道上山排水溝內，防止沖於南大槽西翼上下順槽巷道。

2.3探水鉆鉆場布置

2.3.1鉆場布置位置及方式

分別在+1 000水平南大槽西翼回風巷、+980水平南大槽西翼運輸巷每隔50 m布置一個探水鉆鉆場。鉆場布置在南大槽煤層底板巖石內，鉆場長度6 m，在鉆場口1 m處澆筑混凝土防水墻，并安裝防水密閉門，在防水墻距離底板0.3 m處預留￠100 mm排水管路及閥門，具體探水眼布置圖如圖1所示（以中大槽煤層+1 028水平以上傾斜探水眼布置圖為例）。

2.3.2鉆場數量

每個水平布置四個鉆場，每個鉆場探水眼數量確定為6個，兩排布置，水平眼3個一排，傾斜眼3個一排。

2.3.3防水密閉墻布置

防水墻位置選在鉆場巷道頂幫巖石較好的位置，在兩幫、頂、底開槽并打兩排錨桿，槽深0.5 m，錨桿間距為0.5 m，排距0.3 m，錨桿外露長度為0.4 m，然后在錨桿外支模澆筑混凝土，混凝土厚度0.5 m，墻高1.2 m，拱高1.3 m，防水密閉墻采用425號混凝土澆筑。

2.3.4探水鉆孔套管施工

探水鉆孔套管套管為Φ100 mm×5，長度3 m，套管一端按探水眼角度打入探水眼內，長度為2.8 m，四周注入混凝土與眼孔結合，固定套管；套管另一端焊接法蘭盤安裝閥門，距法蘭盤0.2處焊接12 mm鋼板，鋼板長1 m、寬0.6 m，在鋼板四角用2.5 m長的四根錨桿全錨再次固定拉緊套管，以防探水眼套管被高壓頭水沖出，造成淹井事故。

3結語

二礦西翼探放水總工程量為3 708 m，通過工程基本探明了采空區積水的位置，為礦井采空區積水隱患的防治提供了可靠的依據，但是由于區域內采空區積水量大，所以，在以后的工程施工過程中，必須采取“有疑必探、先探后掘”的防治水原則，這樣才能真正消除采空區積水隱患，保證礦井的安全正常生產。

參考文獻：

[1] 郭敏,賈社芹,趙建軍,等.鶴壁四礦采空區探放水技術研究[J].中州煤炭,2004,(5).

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