老空區探放水技術在板石煤礦的研究與實際應用

李在春

摘 要：本文通過板石煤礦采空區積水量進行估算，對11910工作面老空水成水原因及12010工作面的影響進行了分析，提出了老空區探放水技術方案；從而排放出了老空水，解決了對回采、掘進工作面的水害威脅，保證了施工安全和工程進度。

關鍵詞：老空積水；探放水；積水量計算

中圖分類號：TD175 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）10-0161-01

1 工程概況

1.1 積水區簡介及積水量計算

12018工作面回采及12020工作面掘進涉及到兩個采空區（11910、119b06）的兩處積水空區。

11910工作面于2011年10月中旬開采，至2012年7月中旬采畢，采空區平均采高1.73m。該采空區的積水空區最低點在開切眼下出口處，在回采21902工作面時，于2012年4月11日進行過探放，歷時29天，探放出積水8000m3。距上次探放水已過2年半時間，該積水空區又重新集聚少量積水。

119b06工作面于2013年6月下旬開采，至2013年10月上旬采畢，采空區平均采高1.50m，該采空區最低點在開切眼下出口處，形成積水空區。如圖1所示。

（1）11910積水空區最低積水點標高-566.76m，最高積水線標高-563.00m，水頭高度為3.76m，積水空區走向長度55m，積水面積3281m2，積水量1538m3。（2）119b06積水空區最低積水點標高-549.09m，最高積水線標高-540.00m，水頭高度為9.09m，積水空區走向長度215m，積水面積11403m2，積水量7216m3。

1.2 探放水目的

11910采空積水區，其下部是準備開采的12018工作面；119b06采空積水區，其下部是準備開采的12020工作面。其層間距小于導水裂縫帶高度。《煤礦防治水規定》附錄三第五條第3款要求如下：在水淹區下或老窯積水區下的煤層中進行回采時，防隔水煤（巖）柱的尺寸，不得小于導水裂縫帶最大高度與保護帶高度之和。12018工作面回采后裂縫帶高度是37.57m。防水安全煤巖柱保護帶高度11.40m。

綜上分析，導水裂縫帶最大高度與保護帶高度之和為48.97m，該區域19、19b號煤層與20號煤層的層間距分別為10m、8m。所以11910、119b06采空區積水對于12018、12020的正常開采存在水害隱患威脅，必須探放。

1.3 鉆場位置、環境及工程地質條件

11910、119b06采空區積水各有一處，所以，探放水鉆場分兩處設置。

第Ⅰ鉆場在12018開切眼下出口里邦2m處，探放11910積水空區。第Ⅱ鉆場在12018開切眼上出口外退17m處，探放119b06積水空區。

以上兩處鉆場均利用掘送完畢的巷道布置鉆場。各鉆場位置處20號煤層與19號、19b煤層層間距分別為10m、8m。鉆場巷道頂板距空區底板間巖柱分別為8m、6m。所鉆主要巖石為：泥質粉砂巖、細砂巖、泥巖等，巖層傾角4°-7°，各巖層均為平行巖層。

2 方案設計

鉆場確定后，按設計方位、設計傾角，向11910、119b06采空區單孔或扇形布鉆，鉆孔過20號煤層頂板進入11910、119b06采空積水區。鉆孔出水后向臨時水倉排放。臨時水倉內設水泵，通過排水管路，將水自臨時水倉通過回風順槽（或運輸順槽）、（經）20層回風巷、（經）-575回風大巷，排至-585水倉。

3 鉆場、鉆孔及臨時水倉

鉆場：第Ⅰ鉆場在12018開切眼下出口里邦2m處。第Ⅱ鉆場在12018開切眼上出口外退17m處。

鉆孔：每個鉆場各設計探放水鉆孔2個，根據實際施工情況，鉆孔布置可適當調整或增減。

臨時水倉：臨時水倉布置在各鉆場附近適當處，容積15m3。

4 施工工藝

4.1 鉆場施工

（1）鉆場必須支護完好，無空頂、無懸矸、無離合頂，底板平整。施工點里外各5m范圍內無雜物，無浮矸。（2）鉆機安裝必須平穩牢固，安好鉆機接電時，要嚴格執行停送電制度。鉆探材料要擺放整齊。鉆機安好后，調試鉆機使其正常運轉。（3）鉆孔測放由技術人員按設計測放鉆孔方位及傾角，施工時必須嚴格按技術人員測放的鉆孔參數施工。

4.2 鉆孔施工

（1）用￠108mm鉆頭鉆進10.5m，用￠159mm鉆頭擴孔至10m，下入￠127mm止水套管。（2）將止水套管插入孔內后，在孔口用水玻璃和水泥將止水套管固定并封死，在管的上方另留一個小管，而后用泥漿泵從止水套管內向止水套管四周壓入水泥漿，開始從小管跑出空氣和水，待跑出濃水泥漿時將小管封死，繼續向孔內壓入水泥漿，至管外返漿為止，關閉止水套管上的閘閥，待水泥漿凝固。（3）待固管水泥凝固48小時后，用鉆頭掃孔至套管頂頭以上0.5m，用注漿泵向孔內壓水，做耐壓試驗，待壓力達到0.3Mpa時，調整泵量，保持壓力5min，若止水套管無松動、管外無返水，則止水套管固管成功。若止水套管松動或管外返水，則應繼續注漿，掃孔后重新固管，直至固管成功。（4）固管成功后用鉆頭無芯鉆進，打到設計孔深。（5）終孔后采取防噴反壓措施，安全抽出鉆具，將準備工作做好后，即可放水。

5 排放水

（1）鉆孔單孔出水量：第Ⅰ鉆場123.88m3/h；第Ⅱ鉆場185.38m3/h。（2）排放水需用時間：按礦現有設備實際情況，鉆孔出水量需加以控制。兩處排水地點每小時均按20m3全天排放：以上兩個積水空區總積水量為8554m3，總計需要排放17.79天。但是，空區水在正常排放完畢后，空區積水不會馬上斷流，仍會有少量積水涌出，且會持續一段時間，需做好后期的排水工作。

6 探放水結論

12018工作面回采及12020工作面掘進涉及到兩個采空區（11910、119b06）的兩處積水空區，于2014年11月開始探放，2015年4月結束，歷時138天，共計2鉆，工程量149m，累計探放水7584m3。經聯合驗收，確定空區積水已經基本排放完畢（不排除由于所探放區域小褶曲發育，巷道底板凹凸不平，易導致局部有小坑洼積水，放不出來現象），解決了12018工作面回采及12020工作面掘進的水害威脅。

7 結語

為了驗證以上探放水的效果，2015年8月在12020開切眼（即119b06工作面空區下方）進行了第二次施工探放，結果沒有空區積水被放出。實踐證明了以上探放水的設計、施工、方法，完全可以滿足采空區探放水工作的需要，防止了煤礦水害事故的發生，確保了煤礦安全生產的有序進行。

參考文獻

[1]朱現民，劉聚友.煤礦采空區積水探放技術與方法[J].煤炭技術，2009，（11）：87-89.

[2]柴登榜.礦井地質工作手冊（下冊）[M].北京：煤炭工業出版社，1981.

[3]國家安全生產監督管理總局.《煤礦防治水規定》[M].北京：煤炭工業出版社，2009.