沿空掘进探放水工艺优化及应用.pdf

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1、2011年第6期中州煤炭总第186期沿空掘进探放水工艺优化及应用杨宗坡，马兆仁，焦伟峰(平煤股份一矿，河南平顶山467011)摘要：平煤股份一矿水文地质条件复杂，水害类型多样，加之采面普遍采用沿空掘巷，防治水工作难度加大。针对一矿沿空掘进期间的安全I"1题，按照安全水压理论值和经验值确定了安全水压，进行了探水设计，并对沿空掘巷探放老空水技术工艺进行改进，提高探放水期间的安全性和综掘单进水平，减少快速掘进期间的水害影响。关键词：沿空掘巷；探放水；探水孔中图分类号：TD745．22文献标识码：B文章编号：1003—0506(201lJ06—0078—0

2、2柱宽度0取3m。则P：12．5kPa。1工程概述考虑到各种影响，并根据经验值，将无透水威胁平煤股份一矿所采丁、戊¨。煤层，为一北低南的安全水压定为15kPa。高单斜构造。回采工作面沿走向平行布置，普遍采3探水设计用沿空掘巷技术，考虑矿山压力及采出率等因素，两采面间保留煤柱3m。采面在回采后，由于顶板垮3．1掘进巷道水害区域划分落后与顶部弱含水层导通和采空区注浆，造成采空按安全水压理论值12．5kPa和经验值15kPa，区下部留有大量积水，对下部沿空掘进构成水害威采用工程类比法，将沿空掘进巷道水害区域分为3胁，并严重影响单进水平的提高。根据统计显示

3、，采类：①水压高于15kPa，为透水危险区，必须超前探用传统方法进行老空水探放，月综掘单进水平只能放；②水压介于12．5～15kPa之间，为透水威胁区，维持在180～220In，极不适应现代矿井高产高效的边探边掘；③水压低于12．5kPa，为安全区，先掘后要求。放。3．2不同水害区域探水孔布置2安全水压确定根据掘进巷道水害区域划分，对于透水危险区，由于采面普遍采用沿空掘巷，保留煤柱相对较为保证安全施工，必须超前探放水，当水压低于15薄，只有3rn，故两巷间煤层倾角可忽略不计，煤柱kPa时再掘进。探水孔布置平面如图1所示。钻孔主要受水平压力作用。根据

4、水平压力防水煤柱留设方位与巷道走向夹角在40。～45。，开口距底板1．5公式：m以上，钻孑L角度同煤层倾角。。：0．5碰／K式中，o为防水煤柱宽度；K为安全系数(一般取2～煤柱3m5)；为巷道宽度；P为作用在煤柱上的水压；K为煤层抗张强度。则安全水压P^：10aK。／(30×0．25KL)图1危险区探水孔布置示意根据一矿煤层状况，煤层抗张强度K。取46kPa；巷道跨距￡取4．2m；安全系数取5；防水煤掘进到威胁区域后，先进行探放水，当水压低于15kPa时，再进行掘进。放水孔平面布置如图2所收稿日期：2011—03—07示。钻孔方位垂直于巷道走向，开

5、口距底板1．3—作者简介：杨宗坡(1982一)，男，河南洛宁人，助理工程师，2002年毕业于河南工程技术学校，现从事井下生产技术工作。1．5m之间，钻孔角度可沿水平方向，也可同煤层倾·78·2011年第6期杨宗坡等：沿空掘进探放水工艺优化及应用总第186期角，孔深大于5m。钻杆插入控水管中继续打孔，成孑L后拔出钻杆，套上引水管。此成孑L工艺的主要特点是避免了因水压过大钻杆无法拔出，或拔出钻杆后无法将放水控制器及时打人，从而造成煤壁坍塌，发生透水事故，提高煤柱3m了探放水的安全性。(3)成孔后将引水管导人水泵窝中集中排水，图2威胁区探水孔布置示意并适

6、当控制放水量。为提高放水效率，探水孔可打2～4个。对于安全区，等到巷道掘过放水位置20m以(4)等水压低于15kPa时，关闭放水控制器，开●后，放水对掘进不再影响时再进行探放，并且边掘边始掘进。放。放水孔平面布置如图3所示。钻孔方位垂直于(5)当掘进机掘过探水位置20m后，打开放水巷道走向，开口距底板小于1．25m，钻孔角度沿水控制器，边掘进边继续放水。平方向，孔深大于5m。(6)水放净后拔出放水控制器，用黄泥封孔。6探放水原则煤柱(1)为保证安全施工，在靠近透水危险区和掘3m至透水威胁区时，必须按照“先探后掘”的原则及时进行探放水。图3安全区放水

7、孔布置示意(2)以减少放水时间、加大放水量为目标，在确保安全前提下最大限度地减少影响掘进的时间。4放水控制7应用效果使用放水控制器对探放水进行控制。放水控制此方法在戊。-22180回风巷掘进期间进行应器由1个50mm控水阀门、1．5m长的50mm用，取得了较好效果。放水控制器使用情况见表1。控水钢管和带快速接头的(2j50mm引水软管组成。放水控制器的作用主要有以下几点：①将控水管打表1放水控制器使用情况对比人探水孔中，防止水冲煤壁造成煤壁坍塌；②控水阀巷道名称是否使用放水控制器安全性事故原因门可有效控制放水量，避免放水量过大时来不及抽水，造成淹巷

8、，并可根据需要可关可放；③引水管可将水引入预先掘好的水泵窝中进行集中排水，避免水在巷道漫流，影响质量标准化水平，造成掘进机