沿空掘巷探放水技术在“三软”煤层的应用.pdf

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1、能源技术与管理2013年第38卷第6期42EnergyTechnologyandManagementV01．38No．6doi：10．39690．issn．1672-9943．2013．06．017沿空掘巷探放水技术在“三软’’煤层的应用赵东阳，师黄伟，任朝飞(1．国投煤炭郑州能源开发有限公司，河南登封452470；2．河南理工大学，能源科学与工程学院，河南焦作454000)[摘要]国投煤炭郑州能源公司教学三矿13051工作面进风巷属于软岩巷道，采用沿空掘巷方式进行掘进，由于临近老空区，老空积水对巷道的安全掘进造成威胁。针对巷道掘进中的安全问题，在估算采

2、空区积水量、安全水压的基础上进行了探放水的设计及施工，及时探明和疏放老空积水，排除了老空积水对巷道掘进的威胁，确保了巷道施工的安全和掘进速度。[关键词]三软煤层；沿空掘巷；4g放水[中图分类号]TD745[文献标识码]B[文章编号]1672-9943(2013)06_O042一o20引言霎．来计算其最大积水量。积水量Q积计算公国投煤炭郑州能源开发有限公司教学三矿于Q积=Q采+Q巷(1)2000年12月正式投产，生产能力为0．84Mt／a。矿其中Q采=KMF／cosoz(2)井主要开采山西组二煤层，该煤层位于山西组Q~=WLK(3)下部。煤层顶板大部分为中

3、、细泥砂岩，局部为泥式中，Q积为总积水量，m；Q采为采空区积水岩、粉砂岩，个别部位有泥岩及炭质泥岩伪顶，煤量，m；Q巷为老巷积水量，I13；为充水系数，采空层底板以泥岩为主，局部为细粒砂岩，是典型的区取0-3—0．5，煤巷取0．5～0．8，岩巷取0．8～1．0；“三软”煤层。二煤层的直接充水含水层一般为为采空区平均采高，m；F为采空区水平面积，m；n石灰岩含水层，大多采用疏放降压的方法，奥为煤层倾角，(。)；W为老巷断面面积，m；为老陶系中统马家沟组(O)石灰岩含水层和石炭系巷长度，m。太原组L。石灰岩含水层是开采二煤层的间接表113031采空区参数充水

4、含水层，水头较高，因此二煤层属带水压开采高／m面积／m煤层倾角，(。)回风巷断面／m回风巷长度／m采，但由于二煤层底板是具有良好隔水作用的隔水层，一般对于二煤层的开采影响较小⋯。由上述公式可估算其最大积水量为：Q采=1掘进工作面概况35925．18m3，Q巷=l920m，求和得出Q积=本次探放水施工在教学三矿13051进风巷掘37845．18m。。进面进行，该掘进面所在区域为一单斜构造，地质由于13051进风巷采用沿空掘巷，与13031构造简单，地层发育正常，由于北邻13031采空区采空区之间只留设了7m的煤柱，其主要受水平且13051进风巷地势较低，1

5、3031采空区积水有压力作用，根据水平压力防水煤柱宽度留设公式，可能通过采动裂隙形成导水通道进入该区域，对可推出安全水压公式为：巷道掘进工作威胁较大。根据《煤矿安全规程》及Pa=a2K}(0．75K2M2)(4)《矿井水文地质规程》中的相关规定，为确保13051式中，为安全水压，kgf／cm；o为留设煤柱工作面的按期接替和巷道掘进期间的安全，需要的宽度，m；为煤层抗张强度，kgf／cm；K为安全对13051进风巷掘进面及时进行探放水操作，查系数(取值范围2～5)；为巷道高度，m。明前方采空区积水情况，并对其进行疏放。根据13031工作面资料可设定以上各个

6、参数，煤层抗张强度取4．38kgf／cm，巷道宽取2．2m，2采空区积水量预计及安全水压确定安全系数取5，防水煤柱宽度取7m。可得，=教学三矿13031采空区参数如表1所示。根2．37kgf／cm。。2013年l2月Feb．，2013赵东阳，等沿空掘巷探放水技术在“三软”煤层的应用43准备工作，例如，需要对探放水所在地点5m内的3掘进工作面探放水设计与施工工字钢对棚支护使用连锁片连锁加固、挖掘排水根据13031工作面掘进、回采资料确定沟及安装排水泵，以保证打钻的顺利进行。13051进风巷掘进工作面的探放水警戒线为其开本次探放水施工采用ZDY一550S型液

7、压探水口处向东10m，地点的选取对探放水有利。此次探钻机进行钻进，钻孔开孔孔径为113mm，钻进i0ITI放水施工共设计3个探放水钻孔，布置方式如图后需下人长i0m、直径108mm的套管，套管周围1所示，呈扇形布置，角度间隔9。，按照钻孔编号要用适量干海带或麻绳缠裹，使套管固定牢固，为依次施工，打透采空区。每个钻孔的技术参数如图便于控制放水，需在孔口安装止水阀，随后使用直2所示，3个钻孔方位角分别为56。、47。、38。，倾角径65mm的钻头钻进，直至钻进至设计深度。均为0，为保证最小水平超前钻距不小于30m，33个钻孔施工结束后需要进行放水试验，测个钻

8、孔打人深度均设定为60m，根据单孔出水量定和记录放水孔的流量、压力、静止水位、恢