神東布爾臺(tái)煤礦42106工作面探放水工程實(shí)施與分析

劉小雄

摘 要：分析了布爾臺(tái)煤礦42106工作面上覆22煤采空區(qū)積水情況，計(jì)算了探放水鉆孔的具體參數(shù)；提出了具體的施工技術(shù)要求以及施工安全技術(shù)措施，保障施工過程中安全；描述了探放水具體實(shí)施過程；對(duì)探放水的效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，總結(jié)了探放水施工應(yīng)該注意的問題，為今后探放水工程提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：布爾臺(tái)煤礦；探放水設(shè)計(jì)；技術(shù)要求；探放水效果評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào)： TD745.22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1673-1069（2016）29-191-2

0 概述

布爾臺(tái)煤礦位于內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市境內(nèi)，井田為一不規(guī)則的多邊形，可采煤層10層，探明地質(zhì)儲(chǔ)量33億噸，可采儲(chǔ)量20億噸。井田內(nèi)含煤地層為侏羅系中下統(tǒng)延安組，其煤系的沉積基底為三疊系上統(tǒng)延長組[1]。

布爾臺(tái)煤礦42106工作面是一盤區(qū)第6個(gè)工作面，工作面位于巴圖塔六隊(duì)西南部，巴圖塔五隊(duì)西北部，地表的東北部多被風(fēng)積沙覆蓋，風(fēng)積沙呈新月形沙丘，構(gòu)成風(fēng)成地貌。工作面回采42煤，平均煤厚6.5m，工作面局部存在0.2m的夾矸，夾矸巖性為砂質(zhì)泥巖。

工作面上部有22煤采空區(qū)。根據(jù)22煤煤層底板起伏及密閉返水情況，在采空區(qū)內(nèi)有積水，積水范圍及位置基本清楚。為保證工作面安全回采，需提前對(duì)上部22煤采空區(qū)積水進(jìn)行疏放。鉆探隊(duì)承擔(dān)此次探放水工作工程，具體目的和任務(wù)是：根據(jù)22煤工作面采空區(qū)底板起伏情況，在采空區(qū)低洼積水區(qū)域布置探放水鉆孔，疏于采空區(qū)積水。

1 探放水設(shè)計(jì)方案

1.1 采空區(qū)積水情況估算

22煤采空區(qū)積水范圍和積水面積的推算是根據(jù)22煤順槽剖面數(shù)據(jù)和22煤綜采面每隔50m測(cè)量一次綜采剖面數(shù)據(jù)為依據(jù)，首先畫出1m等高線，然后根據(jù)22煤當(dāng)時(shí)回采時(shí)采空區(qū)涌水量的觀測(cè)大致得出積水標(biāo)高，最后根據(jù)采空區(qū)等高線和積水標(biāo)高畫出積水范圍，計(jì)算出積水量，經(jīng)估算，工作面上覆22煤采空區(qū)總積水面積約為26萬㎡，總積水量約為9萬m3。

1.2 工程布置及工程量

根據(jù)本次探放水工程的目的和任務(wù)，在順槽設(shè)計(jì)探放水鉆孔32個(gè)，由于實(shí)施探放水區(qū)域可能存在鉆孔泄水量較大或疏放效果不佳等情況，需設(shè)計(jì)預(yù)留8個(gè)探放水鉆孔，用于后期補(bǔ)充施工探放水。所有鉆孔由巷道頂板向22煤采空區(qū)底板最低處施工。

根據(jù)資料和工程布置情況，工程量如下：

工程測(cè)量：井下定測(cè)鉆孔32個(gè)

預(yù)計(jì)探放水鉆孔工程量為32孔/3509m。

2 施工技術(shù)要求

嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)孔位施工，施工順序按孔號(hào)順序由小到大施工。如需調(diào)整孔位及補(bǔ)充施工探放水鉆孔，必須經(jīng)地質(zhì)組核實(shí)并同意后方可執(zhí)行。探放水孔嚴(yán)格按設(shè)計(jì)開孔位置、仰角及方位角向上部采空區(qū)內(nèi)施工。鉆孔均由專用探放水鉆機(jī)施工，探放水工程施工前，全面檢修鉆機(jī)，保證鉆機(jī)處于良好的狀態(tài)。各探放水鉆孔開孔直徑均為113mm，鉆進(jìn)11m，下89mm封口管10m，封孔管要固結(jié)牢固并防止漏水，封孔管外焊接鐵托盤，托盤兩側(cè)各用錨索固定，完全滿足固定封口管要求。套管口安裝閘閥，套管上安裝水壓表和閘門，以收集放水時(shí)的水量、水壓等資料。套管固結(jié)后，必須進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，以不漏水、不松動(dòng)為原則。安裝完畢后以75mm孔徑施工至終孔位置。鉆孔鉆進(jìn)至采空區(qū)以孔口漏風(fēng)、鉆進(jìn)無壓力、鉆桿不返水為準(zhǔn)，要求繼續(xù)鉆進(jìn)3m，防止采空區(qū)碎石堵塞鉆孔。施工過程中施工人員隨時(shí)用便攜儀檢測(cè)鉆孔周圍氣體濃度，一旦發(fā)現(xiàn)濃度異常，立即停止施工，以防發(fā)生安全事故。施工完畢后，準(zhǔn)備隊(duì)負(fù)責(zé)在閘閥外安裝“U”型管，防止采空區(qū)漏風(fēng)。觀測(cè)探放水孔水量變化，無水時(shí)關(guān)閉閘閥，在探放水鉆孔水量大的情況下，應(yīng)補(bǔ)打鉆孔，保證采空區(qū)積水徹底放完。施工過程中必須嚴(yán)格按規(guī)定詳細(xì)填寫班報(bào)表，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)管理，根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整角度，采用適當(dāng)?shù)膲毫Α@速保證將鉆孔打通，及時(shí)疏放上覆22煤采空區(qū)積水，保證礦井安全生產(chǎn)。在施工現(xiàn)場(chǎng)附近安設(shè)專用電話或打鉆人員配備小靈通，并保證隨時(shí)與調(diào)度室聯(lián)系，施工中如發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)同各部門負(fù)責(zé)人聯(lián)系。探放水鉆孔打通后，如由于涌水量太大，排水設(shè)備如法滿足排水要求時(shí)，準(zhǔn)備隊(duì)跟班隊(duì)干負(fù)責(zé)關(guān)閉部分閘閥，待排水設(shè)施完善后再打開閘閥排水。如發(fā)現(xiàn)水壓、水量突然增大、頂鉆等異常現(xiàn)象時(shí)，必須立即停止鉆進(jìn)，不得拔出鉆桿，要立即向調(diào)度室匯報(bào)。

2.1 勞動(dòng)組織安排

①探放。采用兩班作業(yè)，每天早班和中班施工，每班安排施工人員3名，跟班副隊(duì)和安全員各1名。②排水。礦地質(zhì)組在每個(gè)鉆孔通孔前一天通知機(jī)電隊(duì)將要貫通鉆孔的位置，預(yù)計(jì)的涌水量，要求機(jī)電隊(duì)提前在鉆孔附近低洼處安設(shè)好水泵，每班安排機(jī)電隊(duì)排水人員現(xiàn)場(chǎng)跟班。③探放水組織機(jī)構(gòu)。成立以礦井總工程為組長，地質(zhì)組組長、生產(chǎn)辦主任、機(jī)電辦主任、安全辦主任、機(jī)電隊(duì)隊(duì)長為成員的探放水小組，全面開展本次探放水工作，指揮部設(shè)在調(diào)度室，隨時(shí)保持和井下的聯(lián)系。

2.2 探放水工程施工

①準(zhǔn)備工作：施工人員熟悉鉆機(jī)操作技能，加強(qiáng)鉆場(chǎng)附近巷道的排查，存在片幫的及時(shí)處理，準(zhǔn)備好敲幫問頂?shù)墓ぞ撸磺謇硐锏佬l(wèi)生和水溝內(nèi)浮煤；在施工地點(diǎn)安設(shè)專用電話，隨時(shí)保持暢通；測(cè)量技術(shù)人員要標(biāo)定探放水位置，并由探放水負(fù)責(zé)人員一同在現(xiàn)場(chǎng)，共同確定鉆孔方位、個(gè)數(shù)、鉆進(jìn)深度，并貫徹在所有施工人員；規(guī)定撤人的避災(zāi)路線等安全措施，并貫徹在所有施工人員。②探放水過程：本次探放水施工從2016年1月開始，鉆孔根據(jù)位置的方便性從在順槽交替施工，歷時(shí)5個(gè)月，本次探放水設(shè)計(jì)鉆孔32個(gè)，由于部分區(qū)域存在鉆桿偏移未打通補(bǔ)充施工3個(gè)鉆孔，由于部分初始涌水量較大很快水量變小堵孔的區(qū)域補(bǔ)充施工5個(gè)鉆孔，總共施工鉆孔40個(gè)，累計(jì)鉆進(jìn)進(jìn)尺4480m，所有鉆孔質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求。

3 探放水效果總結(jié)

本項(xiàng)探放水工程，歷時(shí)5個(gè)半月，累計(jì)施工鉆孔40個(gè)，累計(jì)疏放水量15萬m3，有效疏放了工作面上覆采空區(qū)積水，由于前期測(cè)量資料齊全完善，后期施工過程中反復(fù)分析研究，在未打通的鉆孔附近均補(bǔ)充施工探放水，確保上覆采空區(qū)所有的低洼處均進(jìn)行有效探放，不存在盲區(qū)。局部區(qū)域存在初始涌水量很大，之后很快變小的情況，可能存在堵孔的現(xiàn)象，這些區(qū)域全部進(jìn)行了補(bǔ)充探放水，實(shí)踐證明確實(shí)存在堵孔現(xiàn)象，后期補(bǔ)充探放水孔均驗(yàn)證了這一點(diǎn)。

4 結(jié)束語

探放水設(shè)計(jì)是通過對(duì)工作面所有技術(shù)資料的分析，提出具體實(shí)施探放水的所有要求，是探放水施工前必不可少的工作，也是探放水達(dá)到目的的有力保障。通過對(duì)工作面探放水資料的分析，筆者認(rèn)為，探放水最重要最核心的內(nèi)容是調(diào)查清楚采空區(qū)積水區(qū)的范圍，估算積水量。以及施工過程中對(duì)鉆孔涌水情況的分析，防止鉆孔擁堵。在今后探放水過程中要注意以下事項(xiàng)：①測(cè)量人員要加強(qiáng)回采工作面剖面測(cè)量，綜采工作面每隔50m必須測(cè)量一次剖面，遇煤層起伏較大區(qū)域加密測(cè)量，為探放水設(shè)計(jì)提供基本的測(cè)量資料，這也是調(diào)查清楚采空區(qū)積水的前提和保障。②煤礦防治水技術(shù)人員要定期對(duì)采空區(qū)密閉前出水情況進(jìn)行觀測(cè)，對(duì)出水口的水量和水壓進(jìn)行觀測(cè)和記錄，為調(diào)查采空區(qū)積水情況提供最直接的依據(jù)。③煤礦防治水管理人員和技術(shù)人員要通過已經(jīng)實(shí)施的探放水工程經(jīng)驗(yàn)，對(duì)通過前期相關(guān)資料來估算采空區(qū)積水范圍和積水量的準(zhǔn)確性進(jìn)行分析評(píng)估，逐步提高準(zhǔn)確性，優(yōu)化探放水設(shè)計(jì)。④對(duì)施工人員操作技能作專門的培訓(xùn)，待熟練后方可上崗操作。并對(duì)設(shè)備在鉆孔施工過程中可能出現(xiàn)的故障作詳細(xì)的分析，確保探放水工作順利進(jìn)行。⑤探放水施工過程中，要安排技術(shù)員和安全員現(xiàn)場(chǎng)跟班，記錄現(xiàn)場(chǎng)施工的具體資料，及時(shí)指導(dǎo)探放水過程中的各種安全和技術(shù)問題，現(xiàn)場(chǎng)跟班人員必須熟知探放水設(shè)計(jì)方案和安全技術(shù)措施，使工程嚴(yán)格按設(shè)計(jì)進(jìn)行施工。⑥防治水技術(shù)人員和管理人員要認(rèn)真分析探放水鉆孔的涌水量變化情況和水量疏放情況，結(jié)合預(yù)計(jì)的采空區(qū)積水量，確保每一處積水量疏放徹底，如存在初始涌水量很大又很快變小的鉆孔，可以充分地懷疑堵孔現(xiàn)象，必須進(jìn)行捅孔或旁邊補(bǔ)打探放水孔，保證采空區(qū)積水的疏放效果。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 劉東林，張志敏，高振源，等.內(nèi)蒙古自治區(qū)東勝煤田布爾臺(tái)井田煤炭勘探報(bào)告[J].內(nèi)蒙古自治區(qū)煤田地質(zhì)局117勘探隊(duì)，2006，6.

[2] 王大為.含春煤礦探放水工程實(shí)施與分析[J].能源與環(huán)境，2014（4）.