“雙疏水降壓法”防治底板水害技術研究與應用

趙旭

【摘 要】辛安礦的礦井水文地質條件類型為極復雜型，曾經于2010年和2011年連續兩年發生了兩次奧灰突水事故。

【Abstract】 The type of mine hydrogeological conditions of Xin'an coal mine is very complex， In 2010 and 2011， there happened two ordovician limestone water inrush accidents.

【關鍵詞】水文地質；雙疏水降壓法；措施

【Keywords】hydrogeology； double hydrophobic depressurization； measure

【中圖分類號】TD301 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）03-0072-02

1 引言

自2012年復產后，礦井百廢待興，但由于礦井深部工作面準備周期較長，嚴重制約礦井的生產發展。為保證順利完成生產銜接，礦研究決定回采29區深部的11296工作面。回采過程中，采用“雙疏水降壓法”防治底板水害，實現了無水害安全生產。

2 工作面概況

2.1 工作面位置

辛安礦11296工作面西與11293下塊工作面頂層采空區相鄰，東以F1斷層為界。北至29區運煤下山，原-280北大巷位于工作面內部，橫穿工作面。該工作面為29區邊角煤回收工作面，開采煤層為二號煤，工作面標高-262～-306m，走向長450～500m，傾向長23～124m，煤層平均厚度2.8m，可采儲量18.6萬噸。

2.2 工作面地質構造情況

11296工作面處在F8與F1斷層間次生背斜——29區背斜的兩翼，工作面主體位于背斜軸北翼。地層走向NW5°～20°，南端漸變為NW走向，煤巖層傾角15°～21°，一般18°。工作面東部毗鄰F1、F1`斷層組（落差分別為100m和140m），斷層產狀控制程度高，資料可靠。工作面外圍次生小斷層較多，但對回采影響較小，工作面內部地質構造比較簡單，回采中預計揭露2條斷層，落差1～3m，對回采影響較小。

2.3 水文地質條件情況

雖然29采區大部分區域已經回采，但該區以往的水文地質條件探查孔以及探查成果較少，且隨著2011年礦井發生的奧灰突水淹井事故，該區各充水水源特征可能發生變化。故11296工作面在掘進前后利用物探和鉆探相結合的手段對工作面下伏野青、伏青含水層的水文特征進行了詳細的探查。根據鉆探可知，該工作面野青灰巖含水層上距2#煤一般為40m，厚約1.5m，施工的21個鉆孔揭露野青灰巖時均出水，單孔涌水量為0.015～1.2m3/min，水溫17～18℃，水位-96～-246m。伏青灰巖含水層上距2#煤約80m，厚3.5m，揭露伏青灰巖的14個鉆孔均出水，單孔涌水量為0.1～1.5m3/min，水溫17.7～18.9℃，水位-94～+98m。且結合物探成果資料可知，兩含水層整體富水性較弱，但局部相對富水，且富水區均集中在F1、F1`斷層附近。（見圖1）

3 工作面存在的水害隱患

通過水文地質條件的探查，發現工作面存在以下幾個水害隱患問題，待要解決：

工作面下伏野青、伏青灰巖含水層在F1斷層帶附近較為富水，單孔最大涌水量分別達到1.2m3/min和1.5m3/min；

伏青灰巖含水層局部水位高達+98m，推測伏青灰巖含水層與下伏大青甚至奧灰含水層可能存在水力聯系；

野青、伏青灰巖含水層的最大突水系數分別為0.06220.0622 MPa/m、0.0598 MPa/m，分別大于或逼近突水臨界值0.06 MPa/m（因煤層底板在斷層破碎帶影響范圍內，故突水系數臨界值取0.06MPa/m）。

4 水害防治方案的選擇及應用

針對工作面存在的水害問題，一般采取底板注漿加固改造方法和疏水降壓的方法。

4.1 水害防治的方案可行性分析

加固改造方法的可行性：工作面上下兩巷均已掘進完畢，巷道支護牢靠，可以進行井下鉆探工作，且井下已建立了臨時注漿站，可以完成注漿改造工程的注漿任務，該方法可行。

疏水降壓法可行性：在工作面掘進期間，我們進行了多次野青、山伏青的簡易放水試驗。放水試驗成果表明：第一，降深漏斗波及范圍廣，在溜子道中部放水，距其300m遠的觀測孔水位在較短時間內聯動，說明工作面底板下伏野青、山伏青灰巖含水層富水性較弱；第二，水位降深大，在保持30m3/h下，兩含水層水位可分別疏降至-240m和-70m以下。故該方法也適用于本工作面。

4.2 水害防治的方案對比（表1）

綜上所述為保證礦井生產能順利銜接，在利用工作面掘進期間的鉆孔對工作面局部區域注漿加固的基礎上，我們采取“雙疏水降壓”的措施防治工作面回采期間的水害問題。

5 經驗與教訓

雙疏水降壓法在辛安礦11296工作面水害防治中的成功應用，我們總結了一定的經驗和教訓。

經驗：

①雙疏水降壓法在辛安礦11296工作面水害防治中的成功應用，表明該方法可以解決水文地質條件復雜區域的水害防治問題；

②相對于底板注漿加固的手段，該方法可大幅度節省防治水工作周期，可以確保礦井生產正常銜接；

③對于工作面甚至于整個采區的水害防治工作而言，查明區內水文地質條件是重中之重，只有查明水文地質條件，才會有更多的防治水方案選擇可能。

教訓：

①放水孔受自然影響較大，無法100%的在指定位置施工成滿足放水要求的鉆孔，變性因素多；

②工作面排水系統復雜，形成多級排水，用工用電費用較高。

6結語

對于礦井水害防治工作，應該秉承“如履薄冰、如臨深淵”的謹慎心態，也要勇于邁步，敢于亮劍，積極探索符合礦井實際的防治水技術手段。