水質分析在驗證采空區積水是否疏放完畢中的應用

趙金龍

(西山煤電集團公司 屯蘭礦，山西　古交　030200)

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·技術經驗·

水質分析在驗證采空區積水是否疏放完畢中的應用

趙金龍

(西山煤電集團公司 屯蘭礦，山西古交030200)

以西山煤電集團公司屯蘭礦28116工作面疏放上部22116、B2107采空區積水為例，跟蹤化驗分析了28116運輸巷3個放水孔的水質特征，從打透采空區至采空區積水疏放完畢，從28116工作面開始回采至回采55 m處放水孔出水增大再到放水孔斷流，從主要時間節點上查看水質變化，得出放水過程中水質變化規律，為今后從水質上判斷采空區積水是否疏放完畢提供依據。

采空區積水；水質特征；疏放；離子含量

采空區常有大量積水，稱為采空區積水。采空區積水是礦井水災事故的主要元兇，其特點為水壓大，一旦透水，來勢兇猛，具有很大的破壞性，但是涌水持續時間短、易疏干、酸度大，對井下軌道、金屬支架、鋼絲繩、采煤機、掘進機等金屬設備有腐蝕作用，采空區透水一般伴有有害氣體涌出。受采空區積水威脅的采掘工作面在施工前，都必須對采空區積水進行疏放，待采空區積水疏放完畢后，方可進行采掘作業，但疏放過程存在放水孔被采空區煤渣封堵，捅孔后水量不增大，常被誤認為采空區積水已經疏放完畢，導致采掘工作面發生透水事故。

1　探放水概況

西山煤電集團公司屯蘭礦28116工作面位于北一下組煤左翼，工作面上部為22116、B2107工作面2#煤采空區，垂直間距64 m左右。為保證28116工作面的安全回采，必須對上部2#煤采空區積水進行探放，以消除采空區積水的威脅。2014年10月—2015年3月，陸續在28116運輸巷施工5個放水孔，疏放22116采空區積水，其中K1、K2孔傾角小，鉆孔順巖層前進，未施工至采空區，K3、K4、K5孔均施工至采空區，在28116運輸巷也施工5個放水孔，疏放B2107采空區積水。探放水鉆孔施工示意圖見圖1.

2　放水過程中水質變化規律

以代表水中各種指標總和的礦化度為例(見表1，圖2)，找出放水過程中的水質變化規律，2014年11月11日，K3放水孔施工至22116采空區，由于上部采空區浮煤較厚，鉆孔出水不暢，出水量約20 m3/h. 22116采空區積水長時間處于靜止狀態，離子下沉，所以剛放出來的水礦化度較高，達到3 542 mg/L，放水過程中，礦化度趨于穩定為2 400～2 500 mg/L，放水結束時，礦化度又增大至3 493 mg/L，為補給水的水質特征。當28116工作面回采至55 m處時，頂板基本頂坍塌，22116采空區與B2107采空區導通，B2107采空區局部低洼處積水匯于K3放水孔，出水量增大，礦化度接近B2107采空區積水水質(見表2)為2 066 mg/L，K3放水孔于6月11日斷流，未接到水樣，繼續以K5放水孔分析水質變化。

K5放水孔2015年4月3日—6月18日，水質變化規律符合K3放水孔分析結果，于6月24日，出水量減小，礦化度為22116、B2107采空區混合補給水2 637 mg/L(見表3，圖3).

得出水質變化規律為：

1) 放水孔剛打到采空區時，由于采空區積水一直處于靜止狀態，水中離子下沉，含量較高。

圖1　探放水鉆孔施工圖

表1　K3放水孔水質變化表 mg/L

表2　B2107采空區積水水質表　mg/L

表3　K5放水孔水質變化表　mg/L

圖2　K3放水孔水質變化圖

圖3　K5放水孔水質變化圖

2) 放水過程中，水中各種指標含量減小趨于穩定。

3) 采空區積水疏放完畢，水質變化較大，水中各種指標含量增大，為補給水的水質特征。

4) 當回采至55 m時，回采工作面基本頂坍塌，導通B2107采空區局部低洼處積水，放水孔出水量增大，水中各種指標含量減小，水質接近B2107采空區積水水質。

5) 采空區積水徹底疏放完畢后，水中各種指標含量又增大，水質變成22116、B2107采空區混合補給水的水質特征。

3　水質變化規律檢驗

K4放水孔2014年11月24日—2015年4月20日，放水過程中，水質穩定，5月7日—6月3日，水量減小，水中礦化度增大為3 580 mg/L、3 643 mg/L，6月7日，老頂坍塌，導通B2107采空區，礦化度明顯變為B2107水質的礦化度1 881 mg/L，6月18日—29日，水量減小并趨于穩定，水質變成22116、B2107采空區混合補給水的水質特征(見表4，圖4).

表4　K4放水孔水質變化表　mg/L

圖4　K4放水孔水質變化圖

實踐證明：利用K4放水孔的水質變化驗證了本文得出的水質變化規律，進而根據放水過程的水質變化判斷采空區積水是否疏放完畢是可行的。

4　結　論

依據28116軌道巷放水孔水樣特征離子含量的測定，得出了疏放采空區積水的水質變化規律，根據該規律能明確判斷采空區積水疏放處于哪個階段，有效避免了由于放水孔被堵，誤導認為采空區積水已疏放完畢，而導致采掘工作面水害事故的發生。

[1]許福美．頂峰山礦井地下水化學特征分析[J]．龍巖師專學報，2003(6)：58-60.

[2]許福美．田螺形礦井地下水化學特征分析與應用[J]．西部探礦工程，2004(5)：69-71．

Application of Water Quality Analysis Verifying Goaf Water Drainage Completed

ZHAO Jinlong

221116 and B2107 goaf water of Tunlan coal mine is as the example. Water quality characteristic of three outlet holes in 28116 transportation roadway is tracking tested and analyzed. Law of water quality variety in the process of drainage is obtained from fighting goaf to goaf water drainage finished, from 28116 working face mining to drainage hole effluent enlargement when mining to 55 m, to drainage hole cutoff, and checks the water quality change from main time nodes. It provides the basis for judging the goaf water finished from water quality for future.

Goaf water; Water quality characteristic; Drainage; Ion content

2016-04-16

趙金龍(1984—)，男，山西河津人，2008年畢業于河北工程大學，工程師，主要從事煤礦防治水工作

(E-mail)272516652@qq.com

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1672-0652(2016)06-0004-04