礦井淺部老空區(qū)疏水巷方案研究與應用

葛天天

【摘 要】冀中能源峰峰集團辛安礦黃沙井田歷史上曾三次出現汛期+32水平突然涌水量增大，并超過+32水平最大排水能力，泵房需在短時間內排出大量涌水，用電負荷極大，礦井必須停產以保證泵房正常供電。從而對礦井安全生產構成巨大威脅。經過深入探討研究在礦井淺部施工疏水巷，解決淺部老空水害隱患。

【Abstract】In the history， the sudden water inflow of the +32 level in the flood season increased three times in the yellow sand minefield of Xin'an Mine of Jizhong Energy Fengfeng Group， and the water inflow was higher than the maximum drainage capacity of the +32 level. The pump house needs to discharge a lot of water in a short time， so the power load is great. The mine must stop production to ensure the normal power supply of the pump room， which poses a great threat to the safe production of the mine. So， the construction of the drainage lane in the shallow part of the mine is studied to solve the hidden danger of water damage in the shallow part.

【關鍵詞】涌水量； 水害； 疏水巷

【Keywords】 water flow； water damage； hydrophobicity lane

【中圖分類號】TD263.3 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2018）02-0153-02

1 礦井淺部采空區(qū)疏水概況

峰峰集團辛安礦原為峰峰集團黃沙礦，1970年4月開工建設，1971年10月投產，設計生產能力0.30Mt/a，1976年達產。礦井淺部處于北黃沙向斜內，該向斜位于黃沙區(qū)內，向斜軸位于主斜井北側，軸向近EW，經鉆孔和-100m水平開采巷道揭露所證實，褶皺平緩，兩翼傾角13°～19°左右，位置可靠。

礦井淺部區(qū)域指+32水平和-100水平區(qū)域，煤層埋藏淺，地表發(fā)育沖溝，且分布眾多已經關閉的小煤礦和隱伏古井筒，在小煤礦生產期間部分小煤礦曾進行過越界超層開采，其中5個小煤礦曾越界進入辛安礦開采大青和下架煤，并發(fā)生過多次水害事故。實施疏水巷，可有效改善礦井調蓄水能力，礦井瞬時、大量涌水得以緩沖，消除老空水害隱患，節(jié)約泵房用電成本，減少運輸下山巷道維護工作量。

辛安礦淺部-100水平以上已開采完畢，每年雨季期間，降雨量的增加，將使地表水通過地表扒縫及古小窯采空區(qū)涌入井下，造成+32水平涌水量增加，極易發(fā)生老空水害事故。

2工程地質條件

2.1 地層巖性

設計巷道揭露地層均屬二疊系下統(tǒng)太原組及山西組地層，沉積環(huán)境為陸相沉積，主要為粉砂巖及中細粒長石石英砂巖沉積。煤巖層自南向北由NE59°～NE110°～NE47°，整體傾向SE，煤巖層傾角12°～18°，一般16°。標志層主要有4#煤層、野青灰?guī)r。

2.2 煤層情況

設計巷道西部4#煤層已大部開采完畢，東部4#煤層尚未開采，僅有部分掘進巷道。據相鄰巷道及工作面采掘情況：4#煤層分布較穩(wěn)定、結構復雜煤層，厚度0.8～1.0m，平均厚度0.90m，區(qū)內4#煤含夾矸一層，厚度0.3～1.2m。

3 礦井老空水害

+32水平涌水全部來自老空區(qū)，淺部地區(qū)小煤窯聚集，破壞范圍廣，其采空區(qū)內積水沿大煤順層流入礦井，野青、山伏青、小青灰?guī)r含水層與+32水平聯(lián)通，原有老巷道坍塌、堵塞后，流入+32水平大巷，形成+32水平水害。

+32水平以下山青水順巷道流入-100水平，+32水平排不供的涌水同樣流入-100水平。

雨季期間，受降雨影響，淺部地區(qū)涌水量增大，弱超出淺部地區(qū)排水能力，將嚴重威脅井下人員人身安全。

4 老空水害防治技術方案

我礦+32水平已無可采儲量，礦井回采工作也已步入后期，可采儲量不足1000萬噸，并且結合我礦歷史，礦井老空水害隱患只在雨季過多洪汛災期顯現，治理水害方案主要為預防老空水災，因此擴建+32泵房，資金投入大，長遠收益不明顯，不具備經濟合理性。

通過深入研究探討，最終制定對+32老巷道進行擴整改造疏水通道，在疏水通道構筑限流墻及流水孔將老空水通過疏水通道導水引到-100北翼采空區(qū)的技術方案（具體見示意圖）。

根據我礦資料，+32水平歷史最大突水量為20000m3，我礦-100水倉最大容量為11540m3，考慮水倉保持50%容量，可以蓄水6000m3，為滿足儲水要求，需在-100水平建立滿足不低于14000m3儲水巷道。 +32采空區(qū)巷道雖已報廢，但是由于埋藏淺，巷道保存完整，整修工程量小。-100北翼至+32之間大煤采空區(qū)、野青采空區(qū)及山青采空區(qū)面積之和約為36000m3，保守儲水能力50000m3。

-100北大巷通過石門聯(lián)通采空區(qū)，在-100北大巷與采空區(qū)之間建立低壓擋水密閉墻，在密閉墻上布置導水管安裝閥門（見圖2低壓擋水墻斷面圖），汛期老空水害顯現時可以通過-100采空區(qū)儲水，水經由-100北大巷流入-100水倉，完成由-100泵房排水的任務。

5 巷道支護設計

①巷道凈規(guī)格為3.2×2.8m（凈寬×凈高），直墻半圓拱形斷面，錨網噴支護，噴C20砼，初噴厚度為50mm，采用Φ20MnSi高強度左旋無縱筋螺紋鋼錨桿，長度2.0m，每根錨桿配備1個K2335、2個Z2335型樹脂藥卷，錨桿間排距700×700mm，每根錨桿配1個鋼托盤，規(guī)格110×110×18mm（長×寬×厚）。網為Φ6鋼筋網，規(guī)格1500×800mm（長×寬），采用雙股14號綁絲聯(lián)網，每200mm綁扎一道，復噴厚度100mm。

②巷道采用C20砼鋪底，鋪底厚度100mm。巷道下行左側布置水溝，深度500mm，寬度500mm，水溝采用水泥抹面厚度200mm。

③在疏水巷巷道交岔點，拐點，及坡頭設計水池，水池四周由磚墻壘筑，長1500mm，寬1000mm，深1200mm，由水泥抹面。

6 疏水巷工程施工

該工程包含的工程有：擴整+32輔助軌道下山，擴整北四六回風下山，擴整北四六通路，擴整北四六回風巷，擴整北

四六通路，擴整北46野青聯(lián)巷，擴整-87m水平野青聯(lián)巷，擴整北四六軌道下山、車場，擴整北-100大巷，總工程量1245m。

通過實驗對+32泵房水倉通路密閉，將+32泵房水將12000m3導入疏水巷道，被采空區(qū)吸納，低壓密閉墻導水管壓強為0.05MP，證明疏水巷可承受12m水壓，工程達到預期效果。

7 結論

①淺部空區(qū)疏水巷的施工方案，解決了+32水平沖坡水害，避免了軌道下山、-100井底車場由于老孔區(qū)積水沖刷導致失修。

②對突增的水量進行引導和治理，治理水害；在非雨季作為蓄水巷，減少了礦井排水，通過低壓密閉墻導水閥門調節(jié)，在晚上18點至23點電高峰期泵房減少開泵，在24點至5點用電低谷期，集中排水。endprint