煤矿老空积水探放技术分析

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1、煤矿老空积水探放技术分析摘要：老空区积水具有水量大、涌水迅速的特点，这是矿井透水事故发生主因。文章结合矿井实际探放水施工，从老空区积水探测、关键参数设定方面分析了探放水施工耍点技术，并重点介绍了探放水钻孔施工，望对类似积水探放施工有所借鉴。关键词：老空积水；探测；技术参数；钻孔施工中图分类号：TD745.2文献标识码：A文章编号：1006-8937(2015)33-0025-01矿井透水事故发牛的主要源头为老空积水，重视老空积水探放是降低水害的有效措施。南方矿区所处地质条件较为复杂，构造侵蚀剥、地形陡峭、良好的地表排泄条件以及降水量多等条件为老空区积水提供了良

2、好的条件。老空区突水具冇吋间短、水量大的特点，会对矿井生产造成严重破坏。据数据不完全统计，矿井透水事故在煤矿事故中占有比例近7%,相较其他类型而言其事故比例较低，但其危害性是最大的。1工程概况某煤矿主采煤层为中厚煤层，倾角4〜6度，倾向北偏西，整个煤层产状为一向斜构造，向斜轴基本上在工作面走向中部。地质勘探中揭露该煤层顶板存在一富水系数很大的承压裂隙含水层，煤层开采后的采空区形成大面积积水，水量非常大。井田内部分布有较多老空区与小窑，其中积聚大量老空水，对相邻工作面的开采造成威胁。留设防水煤柱会造成大量煤炭资源损失，影响矿井效益，综合比较之后确定在相邻工作面轨

3、道顺槽掘进过程中集中探放老空区积水。2老空区积水探测老空区积水探放施工前应对老空区积水情况进行全面的了解与掌握，首先耍分析与论证己掌握的丿力史数据资料，并结合井下物探、钻探和巷探等多种手段，以求数据收集的精确度。2.1井下探测方案井下探测采空区积水采用〃钻探为主，物探为辅〃的手段，一般先探测回风顺槽，后探测运输顺槽，先浅后深的方法。探测施工首先在工作面切眼的上部回风顺槽两侧100m范围内进行，采用分组钻孔探水施工，如所钻孔都没有探测到采空区积水，可根据情况适当地增加几个钻孔进行补探作业，最后整理分析钻孔数据，得出木组钻孔控制范围附近有无积水。依次下移，分别在切

4、眼屮部和下部进行钻孔勘探，每组钻孔的布设数量不得少于3个，钻孔呈扇形分布，终孔间距控制在15m以内，根据实际情况增加验证孔。如在切眼下口位置探测到积水区域，应在其下方增加钻孔数量，并重新规划钻孔布置方案，探测出老空区积水的实际边界位置，以期将老空区积水排放干净。2.2老空区积水估算根据以往地质资料和开采过程中揭露的老空区积水情况，对探测区域的老空区积水进行估算。该煤层老空区积水静水位标高约在+51101的水平,预计老空区底部标高为+485m,则计算得到静水头高度36m。老空区积水孔隙率按以往探放采空区积水经验取值为8%,老空区积水面积约为197935m2,积水

5、区域形状按照楔体计算，则老空区静水量为：3老空积水探放关键技术消除老空区积水危害最直接有效的措施就是排放积水。根据井田地质条件以及老空区积水探测情况，该煤层工作面沿走向布置，并口由于采区有向斜结构的存在，轨道顺槽位于采空区积水区域最低点。依据积水位置和煤层赋存条件，在老空区相邻工作面的皮带顺槽最低点距底板1m高位置布置三个探放水孔，布置三个放水钻孔，集中疏放老空区积水。探放水方案确定之后，应对具体施工参数进行设计，主要包括以下几种。3.1探水线探水线为整个探放水施工边界线，按照相关规定耍求老空区积水外缘60m区域为本次施工探水线。采掘工作面进入积水边界20m范

6、围内时，应立即停止施工作业，进行打钻放水，如图1所示。而一些矿井在确定积水区位置及水压参数时，凭借以往工作经验，以煤层30in和岩层20ni这一标准來确定探水线到积水区最小距离，此方法不存在科学依据，会造成巨大的安全隐患。3.2超前距探放水施工一般需要多次打钻才能打通积水区，探水与掘进施工往往交替进行。为安全起见，探水作业应先于掘进，确保打钻终孔位置在采掘工作面一定距离，即超前距。超前距可通过下式计算得到：其中：a为超前距，m；L为巷道跨度，m；P为水头压力，MPa；Kp为隔水层抗张强度，MPa；A为安全系数，取值范围2〜5；根据国内相关探放水施工经验，井下积

7、水探放水超前距离不应小于20m,可根据煤层厚度可进行适当的调整。该矿探放水超前距离为40〜53m。3.3最小钻探长度探放水工作主要依靠探放水机具进行施工，其对放水钻孔成型质量甚至最终放水效果都有重要影响。探放水机具的选择需要考虑最小钻探长度的影响，尽可能依据矿井现有设备条件。最小钻探长度为循环采掘长度与超前距之和，后期采掘长度可由倒算法得出，禁止超采情况岀现。钻探施工应由专门探放水机具进行，严禁其他非专业器具进行代替。工程选用钻机为煤矿用坑道钻机，最小钻探长度为50nu3.4钻孔打设探放水施工方案的确定耍综合考虑钻孔参数、钻孔附近构造发育情况、煤质硬度以及水头

8、高度等因素的影响，一般探放水施工前准备