回采面老空水探放

■吳波

（陜西省煤田地質局一三一隊 陜西渭南 715400）

回采面老空水探放

■吳波

（陜西省煤田地質局一三一隊 陜西渭南 715400）

煤礦水害通常稱為"透水"是煤礦主要災害之一。一旦發生透水事故，不但會造成人員傷亡，而且還增加排水設備和費用，影響正常生產，危害十分嚴重。透水事故中，老空水危害更為嚴重，老空水具有透水量大、酸度高、有害氣體等特點。近年來，尤其在低瓦斯礦井，如何有效地解決透水問題，是重中之重。為徹底執行"預測預報、有掘必探、先探后掘、有采必探、先探后采"的原則，回采工作面回采前必須進行探放水工作。

透水老空水探放水

1 老空區概況

1.1 老空區位置

山西陸河恒泰南莊煤礦 （以下簡稱南莊礦）30101工作面回采山西組3號煤層，平均厚度2.35m；上覆2號煤層存在大量廢棄老窯；2、3號煤層平均間距7.8m，回采期間冒落帶高度10.53m，大于2、3號煤層間距，若老窯有積水會在回采后直接導入回采工作面。

上覆的2號采空區是非法開采的小煤窯，亂采濫挖遺留下的廢棄巷道、硐室，沒有圖紙記載，難以摸清對2號采空區的空間位置和形態。

1.2 老空積水因素

2號煤層采空區由于形成歷史久遠，廢棄后，未對采空區進行處理，井口也未及時封閉。頂板裂隙水和地表水在采空區匯聚形成采空積水。

1.3 老空水能量意外釋放模型

煤礦井下發生老空水害事故，是老空水具有的勢能意外釋放，因此而產生的動能，作用于人體、物體、巖體等，造成冒頂、坍塌、物體打擊，造成人員淹溺。根據事故致因理論分析，老空水能量意外釋放模型如圖1所示。

1.4 老空區的防治技術

據能量意外釋放理論，預防事故就是控制、約束能量，防止其意外釋放。因此，防治老空水的主要技術措施是防止或查明采空區積水，安全地排放采空區積水或采取隔離措施。

南莊礦30101工作面上覆2號采空區積水，回采工作面采空區的防治水措施為查明采空區積水，安全地排水釋壓，保證安全回采。

2 物探

為模清礦井水文地質情況，特別是老空區的積水情況可使用礦井直流電法，礦井瞬變電磁法和無線電透視法等物探方法，查明礦井裂隙帶、含水構造、老空區積水等情況，為組織采掘活動提供技術依據。

3 鉆探

根據煤礦防治水規定：“物探先行、化探跟進、鉆探驗證”的綜合探測手段，南莊礦在探水設計前進行瞬變電磁、坑透工作，通過物探積水異常區成果并結合礦井充水性圖、水文地質報告、采空區的位置以及運輸、回風順槽的淋水情況進行鉆場、鉆孔設計。

結合巷道淋雨、老空區分布情況和巷道的標高，應先在淋雨較大、標高較低的位置先施工，這樣能較大范圍的進行放水釋壓工作。

放水鉆孔設計：

（1）最大單位放水量的確定：根據老空區積水量和老空區動水量及設計放水時間計算：Qmax=（W+Q動）/t；

（2）鉆孔數量的確定：根據最大單位放水量和單孔出水量計算。

計算公式：N=Qmax/q；單孔出水量估算公式：q=CW(2gh)^1/2

（C取0.6-0.62）；

4 孔口管封孔工藝

預計積水最大水壓應在0.57Mpa。以φ127mm無芯鉆頭開孔，鉆進10米后下φ133mm肋骨式套管，套管自孔口下至孔底，每節套管2米長，安裝套管過程中依次連接，套管全長10米，套管與煤壁之間用聚氨酯發泡劑填充，在空口管上安裝水壓表、水壓表截止閥和控水閥門。做打壓試驗，要求耐壓不低于1.5Mpa，耐壓時間不少于30分鐘。打壓試驗承載合格后，使用φ75mm鉆頭鉆進至停鉆。

5 排水措施確認

探水前，應根據放水孔最大排水量設計臨時水窩，配備相應的排水泵（至少有一臺備用），計算放水時整個礦井的最大涌水量，確定放水時礦井是否有能力排水，定期檢查排水管理是否完好。

6 放水效果的判定

（1）根據水壓的變化判斷：水壓較大時，放水前用精密壓力表或壓力計測算出老空積水位；壓力較小時，用架接膠管法測定水位。放水過程中應及時測定水壓值，確定放水情況，判斷是否放干。

（2）根據鉆孔溢出風流或氣味判斷：縱向鉆孔終孔層位較高的鉆孔先干，低的鉆孔后干，放凈水后鉆孔有時會有漏風或有臭味溢出。

[1]吳維佳.煤礦井下老空水的防治技術研究.中國煤炭,2007,12.

[2]郭彥華.老空水水害事故原因分析及防治措施研究 [J].中國安全科學學報,2006,16 (10).

[3]郭開文.山西陸河集團恒泰南莊煤業有限公司兼并重組整合地質報告,2009,11.

[4]紀邦師.山西陸河集團恒泰南莊煤業有限公司礦井水文地質類型劃分報告,2011,8.

TD82[文獻碼]B

1000-405X（2015）-10-337-1