薄煤层老空水探放实践与研究

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1、摘要：冃前，我国煤矿开采过程中，老空突水事故时冇发生，总是影响着安全生产，威胁着工人的安全。安全、及时、高效、快速的探放老空水，己成为煤矿安全生产屮不可忽视的问题。平禹煤电公司二矿可采煤层五2煤层，煤层平均厚度1.加，在三2采区探放三1采区老空水过程中发觉在打钻过程中，终孔位置总是低于设计位置。由于煤层较薄，隔水煤柱留的较长，在打钻过程中，钻孔如果有所偏差，再加上钻杆自重以及受压等原因，造成终孔位宜下垂，就极有可能打进煤层底板或顶板，造成废孔，给施工带來了极大的闲难。经过对三1釆空区探放水实践研究，总结出了在打钻过程中防止终孔位

2、置与设计不符的实践经验。山于探放水及时，减少了因废孔造成的损失，缩短了探放水工期，为采空区下资源回收提供了安全保障，确保了采掘接替正常，取得直接经济效益20079.4万元。关键词：隔水煤柱；注浆加固；试压放水平禹煤电公司二矿1970年6月开始建设,1971年5月投产，2005年矿井对主运输系统、通风系统进行改造后，矿井生产能力由30万吨/年提高到60万吨/年。主采五2煤层，平均厚度1.2米，煤层倾角16°,煤层顶底板完整性较好，属于一、二类顶底板。三2采区位于三1采区西翼，根据物探结果分析，采区下部F1断层与原推测相比，走向、倾

3、向都发牛了变化，直接影响了原三2采区工作面设计布置，以及矿井的采掘正常接替。为了确保采掘正常接替，需先在三1采空区下部布置一个工作面，然后向下延伸。由于三1采空区内积存有人量积水，直接影采区向下延伸掘进的施工安全，也成为制约三2采区安全生产、采掘接替的重要因素2—，有效地解除水害的威胁，成为防治水丄作急需解决的技术难题。在探放三1采区老空水时，根据煤层赋存情况及性质，采用煤体注浆加同、孔口同管安装阀门控水放水技术，确保正常、快速、高效排水，既安全，又快速地解除了水害的威胁，为防治水工作，尤其是在探放薄煤层老空水方面摸索出了成功的

4、经验。1、三1采空区的积水预算：走向长X采高X倾斜长X0.3=850X200X1.5X0.3=76500m3三1采空区内的积水水压:200Xsinl6.50=56米水柱二0.56Mpa2、主要采用的技术原理、方案和主要指标：根据三2采区工程安排，在轨道下山少皮带下山第二联络巷口向下100米处开口以90°方向沌工32010风巷，距上部采空区30米。放水位置在32010风巷100米处，靠32010风巷上帮做4米平巷当钻场进行钻孔放水，以释放三1采空区老空水，解放老空水对三2采区的威胁。根据三1采空区积水量、水压，确定放水警界线与积水

5、线。因此，确定警戒线从32010风巷50米处开始，探水线位置距老空30米，即留隔水煤柱30米。计算依据如下：Bc=0.5X6XmX二0.5X8X1.5X=28.4m具中：Be煤柱宽度，m；6安全系数，取8：m煤层厚度，m；pa作用于煤柱上的静水压力；kpt——煤层的允许抗拉强度；隔水煤柱30米＞28.4米，满足设计要求。2.1钻场内布置放水钻孔三个1号放水钻孔，终孔位置至31060采空区内5米，长度约35米；2号放水钻孔终孔位置至31060采空区长度约38米；3号放水钻孔终孔位置至31060采空区长度约38米。3个放水孔均为仰角

6、孔，总长度为115。（见钻孔布置图）根据钻孔位置，先打1号放水空，钻出水后，拔出钻杆，关闭阀门，接上四寸排水管，将水引到水仓内。根据1号钻孔质量及放水效果，按设计依次进行2号、3号钻孔探放。2.2钻孔布置钻场：放水钻孔钻场布置在32010风巷100米处上帮，钻场断面为3.6X2.6m。2.3钻孔结构开孔直径为e127mm,钻孔钻进到9m时停止钻进,下入＜i＞108mm孔口套管，长度8m,并按《规程》要求注浆固定套管，然后试压，压力不小于1.5Mpa,安装抗压能力不低于1.5Mpa的4〃阀门。套管以里用＜1)56mm的钻头一次钻进

7、至终孔。3、钻探施工3.1开孔釆用SGZ-III型防爆液压全方位钻机开孔，开孔采用4)127mm合金钻头钻进，钻进9m后下入(1)108mm套管，在下入剩余最后2米套管吋，用棉纱缠绕套管，婆求棉纱缠绕密实，其厚度从加处至管口逐渐增厚，以套管完全进入孔内且孔口塞紧无间隙，套管固定牢为标准,套管注浆固定长度不小于8m,然后在管口法兰盘处打两根锚杆，川來固定套管(见固管示意图)。3.2固管每孔下4)108mm套管8m,水泥浆水灰比为1：1(比重1.5g/cm3),水泥浆稠度适中。用注浆泵将水泥浆顺套管注入，直至套管外水泥浆溢出停止注浆

8、。空口套管必须用525#水泥固结，水泥浆凝固时间不少于48小时。3.3试压、安装阀门装置用e75mm钻头扩孔到8.5米-9米时，对下入的套管试压。压力不得小于1.5Mpa,稳定试压静压时间不少于20分钟，试压满足设计要求。在试压过程屮若出现钻场底鼓、两帮渗水、跑