采空积水探放范文

采空积水探放范文（精选4篇）

采空积水探放 第1篇

关键词：老空积水,探放水,思考

神华宁煤集团金凤煤矿属于水文地质中等偏复杂型矿井, 随着矿井向深部开采, 采空区面积不断增大, 矿井含水层的原始状态也发生了变化, 如何安全、有效的探放老空积水是矿井防治水的一项重要内容。金凤煤矿011806工作面在掘进过程中通过采用“探、放、排”三结合的方法进行了探放水设计及施工, 成功排放了一个177843.07m3的积水区, 有效预防了采空区老空透水事故的发生, 确保了巷道安全掘进。

1工作面概况

1.1 011804采空区存水情况011806回风巷掘进工作面位于金凤煤矿一采区, 西与011804工作面留设25m保护煤柱, 011804回采工作面已于2014年9月30日回采完毕, 该采空区内积存有大量积水, 根据计算011806回风巷上覆011804采空区水积水面积94874.75m2, 积水量约为:177843.07m3, 水头高度55.17m, 且老空水具有承压性, 积水的压强P=0.55MPa。

011804采空区积水水源主要是回采工作面生产用水、顶底板砂岩水, 整个采空区为一个密闭的空间, 无其他排水通道, 在回采过程中, 顶板砂岩水已基本疏干, 预计有较小的淋滴水, 采空区补给主要为地面裂隙水导入, 季节性较强。

1.2 011806工作面地质概况011806工作面开采煤层为侏罗系中统延安组煤层, 煤厚3.3m~4.2m, 平均厚度3.75m, 局部含夹矸, 煤层倾角16°~26°, 直接顶为粉砂岩, 厚2.32m, 深灰色, 较坚硬, 含植物叶化石及星点状云母, 底部见波状细砂岩薄层, 与下伏地层过度接触;老顶为中砂岩, 厚5.44m, 灰白色, 炭质纹层显示缓波状交错层理, 含白云母碎片;直接底为粉砂岩, 厚2.68m, 深灰色, 水平层理, 较坚硬, 成分以石英、长石为主, 含暗色矿物及植物根化石。

2探放水方案设计

2.1 011804工作面采空区积水计算011804机巷掘进过程中从切眼后退800m~822m段巷道下帮出现淋水现象, 该地段煤层最低标高约为1257m, 因此, 011804工作面采空区上部积水线采用+1257m等高线, 下部积水线为011804机巷, 采空区南部积水线为011804工作面切眼, 积水面积94874.75㎡。 (见图1)

具体积水量计算如下:积水范围上为+1257m底板等高线, 下为011804机巷下帮, 左为切眼下口至向上146m段, 积水范围内平均煤厚3.50m, 倾角21°, 平面积94874.75㎡。

积水计算公式:Q采=KMF/cosα (m3)

式中Q采———采空区积水量;K———采空区的充水系数, 取值0.25~0.5;M———采空区的平均采高或煤厚 (m) ;F———采空积水区的水平投影面积 (㎡) α———煤层倾角 (°)

采空区充水系数K本式中取值0.5, 将上述参数代入公式得Q采=177843.07m3。

2.2水头高度及水头压力的确定011804采空区积水上界限为+1257等高线, 011804机巷最低点地板标高为1201.883m, 水头高度为55.17m。老空积水具有承压性。

采用公式:P=ρ×g×h计算

2.3探放水钻孔布置方式

2.3.1超前距的确定。根据水头压力和《井下探放水技术规范》 (1996) 的规定:超前距离最小距离不小于20, 故a=20m。

2.3.2钻孔布置方式。探放水钻孔按采空积水区方向半扇形布置, 使011806回风巷西侧需要保护范围内的煤层空间有钻孔控制。

2.4劳动组织抽排:安排人员24h在抽水地点抽排, 并保持与井口调度部门的联系。

探放:早班作业, 每班作业迎头安排探水人员3人, 跟班技术员1人八小时工作制。

组织指挥:成立以矿总工程师为组长的探放水工作组, 负责组织协调探放水工作的全面展开。

2.5方案实施及水患排除效果在掘进011806工作面回风巷时, 每隔80米施工一个探放水钻场, 共布置钻场5个, 施工钻孔9个, 工程量437.4m。

1号钻场:F1806-1放水孔, 方位212°, 倾角+7°, 无水;

2号钻场:F1806-2放水孔, 方位245°, 倾角+7°, 涌水量80m3/h。F1806-3放水孔, 方位225°, 倾角+10°, 涌水量80m3/h。

3号钻场:F1806-4放水孔, 方位230°, 倾角+12°, 涌水量70m3/h。

4号钻场:F1806-6放水孔, 方位230°, 倾角+11.5°, 涌水量40m3/h。F1806-7放水孔, 方位215°, 倾角+12.5°, 涌水量30m3/h。

5号钻场:F1806-8放水孔, 方位215°, 倾角+12.5°, 涌水量30m3/h。F1806-9放水孔, 放水孔, 方位215°, 倾角+12.5°, 涌水量30m3/h。

截止2015年1月22日共计排放时间1248h, 共计排放积水141000m3, 平均每天排放积水量2711m3/d。

3结语

采空积水探放 第2篇

1 凌志达煤矿地质条件及水文地质概况

凌志达井田附近区域主要出露第四系、二叠系地层, 石炭系及其以下地层为隐伏地层。地层总体走向为北东或北东东, 倾向北西、北西西的单斜, 产状较为平缓。按含水介质的不同, 含水地层可综合划分为松散岩类、碎屑岩类、碎屑岩夹碳酸盐岩类及碳酸盐岩类等不同类型的含水岩组。

凌志达煤矿3号煤层正常涌水量50 m3/h, 最大涌水量90 m3/h, 水文地质条件简单。15号煤层正常涌水量327 m3/h, 最大涌水量435 m3/h, 水文地质条件中等, 主要含水层有第四系松散沉积物孔隙潜水含水岩组、二叠系上统砂岩裂隙含水岩组、二叠系下统砂岩裂隙含水岩组、石炭系灰岩 (主要为K2和K4) 砂岩裂隙含水岩组、奥陶系灰岩岩溶含水岩组5层。区内奥陶系中统灰岩岩溶水位标高为641 m, 低于15号煤层底板标高。但区内中北部及东南部存在少数陷落柱, 15号与3号煤矿坑顶板冒裂带在部分地段可相互连通, 并与基岩风化裂隙带产生联系, 使降水及3号煤矿坑水等在部分地段对15号煤矿坑产生充水影响。

2 15号煤层开采水患类型及影响

经分析凌志达矿水患类型有上覆3号煤层老空水、k2、k4灰岩水、断层导水。主要水患是3号煤层老空水。

2.1 3号煤层老空水对15号煤层开采的影响

在对15号煤层工作面回采后, 顶板会形成垮落带、裂隙带、弯曲下沉带 (见第93页图1) 。3号煤层老空区积水的影响距离应为15号煤层开采的导水裂隙带高度与3号煤层底板采动导水破坏带深度之和, 并考虑一定的安全距离[1]。导水裂隙带高度分别采用式 (1) 和式 (2) 进行计算。

式中:Hds为导水裂隙带高度, m;∑m煤层开采高度, 取最大值4.9 m。

将有关参数分别带入式 (1) 、式 (2) 求得导水裂隙带高度为71.1 m和76.4 m, 考虑到安全, 取76.4 m。

3号煤层底板采动导水破坏带深度分别采用式 (3) 和式 (4) 进行计算。

式中:Hb为底板采动导水破坏带深度, m;L为工作面长度, 取175 m;Hc为工作面埋深, 取200 m;α为煤层倾角, 取10°。

将有关参数分别带入式 (3) 、式 (4) 求得底板采动导水破坏带深度为19.6 m和15.2 m, 考虑到安全, 取19.6 m。

老空区积水的影响按式 (5) 计算。

式中:H为老空区积水的影响距离, m;Ha为安全距离, 取10 m。

通过式 (5) 计算的老空区积水的影响距离为106 m, 而15号煤层与3号煤层之间的距离为91.18~133.84 m, 平均104.85 m。因此, 3号煤层采空区积水存在通过3号煤层底板采动导水破坏带、15号煤层顶板水裂缝带导入15号煤层工作面或采空区的可能。另外, 通过对凌志达煤矿的3号煤层和15号煤层赋存情况进行相似模拟和数值模拟实验, 结果表明:15号煤层裂隙带随工作面的推进逐渐向上发展, 当工作面推进到150 m时, 从主要裂隙发育和上覆岩层破坏情况看, 3号煤层采空区位于15号煤层开采后裂隙带上部, 在3号煤层采空区有积水情况下, 也存在3号煤层采空区积水经3号煤层底板裂隙带和15号煤层顶板裂隙带导入15号煤层工作面或采空区的可能 (见图2) [2]。

2.2 水量估算

15号煤层上部积水以3号煤层采空区水为主, 顶板K2和K4灰岩裂隙水为次, K4灰岩裂隙由于3 号煤层开采造成的底板裂隙带与3 号煤层采空水形成水的连通。根据瞬变电磁探测, 3号煤层采空区的积水面积较大, 但工作面切眼上部3号煤层呈东高西低趋势, 西部较低处的采空积水标高小于15101工作面上覆3号煤层采空区底板区域的标高, 对15101工作面回采构不成危险, 估算影响15101工作面回采的水量约为15~17万m3。

3 15101工作面探放水方案

笔者结合15101工作面布置情况以及3号煤层采空区积水区域和慈林山采空区积水区域所处空间位置与相互关系, 编制了探放水工程方案。

3.1 钻探方案

钻场布置在15101工作面回风顺槽及运输顺槽内, 钻场规格为4 m×4 m×3 m。表1为15101工作面回风、运输两顺槽钻孔设计参数表。

在回风顺槽钻场1号、2号、3号钻孔布置的目的是探放该矿井开采的上部3号煤层老空水, 1号、2号、3号钻孔的位置均在3号煤层开采顶板跨落裂隙发展的“O”型圈内, 该区内具有较强的含水性, 且导通性较好, 使得钻孔能够较好地排放较大范围内的采空区积水[3]。

在回风顺槽内进行4号、5号、6号钻孔的目的是探放3103采空区积水, 终孔位置处于采场“O”型圈发育范围内, 从3号煤层的赋存情况得知, 采空区呈东高西低趋势, 钻孔布置在该处对排放3103采空区积水有利, 钻孔能较好地起到探水和放水的作用。

运输顺槽钻场1号、2号、3号、5号、7号钻孔均布置在3号煤层采空区“O”型圈附近, 每个钻孔均能探测相应采空区的富水性, 并具有较好的放水效果。同时, 根据3号煤层赋存特征, 1号、3号、5号钻孔的终孔均设在地势较低范围, 有利于较大范围内的放水。3号钻孔和4号钻孔能够有效探测较大范围内的采空区积水情况。

3.2 探放水效果

通过对首采面风、运两巷14个钻孔进行全面验收, 除运输巷1号、2号煤层钻孔出水量超过10 m3/h外, 其余钻孔出水量均小于5 m3/h, 累计排水18.770 7万m3。经过一年的探放水工作, 凌志达煤矿在后期开采、生产过程中未发生水害事故。15101首采工作面水患得到彻底排除。

4 探放15号煤层上覆3号煤层老空水经验总结

山煤集团分布在沁水煤田的各煤矿含水层均由奥陶系中统石灰岩溶裂隙含水层、石炭系上统太原组石灰岩岩溶裂隙含水层、二叠系砂岩含水层组、第四系松散沉积物孔隙含水层组成。各矿井田隔水层主要由泥岩、铝质泥岩或粉砂质泥岩组成。通过凌志达矿探放水方案, 可为其他矿提供可以借鉴的经验数据。

1) 强化勘测, 摸清情况, 在工作面未掘之前进行水文地质补充勘探。对地表裂缝、塌陷、沉陷及时以黏性土掩埋并碾压, 防止降水与局部地表水向下渗漏进入矿坑。每年汛期前必须将井筒周围的导水渠清挖疏通好。

2) 密切观察并探测采空区积水情况, 凡发现井下采掘地点有透水现象, 必须严格执行探放水原则, 先探后掘, 并专门编制探水措施, 以防止发生透水事故。同时, 加强地面物探与井下物探相结合的勘探。

3) 注重对断层及隐伏构造的导水性进行观察和研究, 并在井下必须配备具有保障性的排水能力, 定期检修排水设备、管路和清理水仓。

参考文献

[1]李文学.探索防治威胁工作面的老空水[J].山西煤炭, 2011 (6) :142-144.

[2]蒋泽泉, 范黎明.神府矿区上覆采空区积水突水危险性分析[J].中国矿业, 2014 (9) :95-97.

浅谈煤矿长钻孔探放老空积水技术 第3篇

矿井透水事故发生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, 地形陡峭、良好的地表排泄条件及降水量多等条件为老空区积水提供了条件。老空区突水具有时间短、水量大的特点, 会对矿井生产造成严重破坏[1]。

1 工程概况

A煤矿主采煤层为中厚煤层, 倾角4°~6°, 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道顺槽掘进过程中集中探放老空区积水, 探放钻孔长度预计198 m。

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了解与掌握, 首先要分析与论证已掌握的历史数据资料, 并结合井下物探、钻探和巷探等多种手段, 以求收集的数据精确。

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100 m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, 可知本组钻孔控制范围附近有无积水。依次下移, 分别在切眼中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15 m以内, 根据实际情况增加验证孔。

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+511 m水平, 预计老空区底部标高为+485 m, 则计算得到静水头高度36 m。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197 935 m2, 积水区域形状按照楔体计算, 则老空区静水量为285 072 m3。

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。根据井田地质条件及老空区积水探测情况, 该煤层工作面沿走向布置, 并且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1 m高位置布置3个探放水孔、3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, 按照相关规定要求老空区积水外缘60 m区域为本次施工探水线。采掘工作面进入积水边界20 m范围内时, 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30 m和岩层20 m这一标准来确定探水线到积水区最小距离, 这种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:

式 (1) 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。

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, 禁止超采情况出现。钻探施工应由专门探放水机具进行, 严禁其它非专业器具代替。

3.4 钻孔打设

钻孔施工控制与成孔质量是影响探放水效果的关键因素, 施工中应注意以下几方面:a) 为便于将老空区中积水全部放出, 钻孔开孔位置应尽可能降低, 考虑施工难易程度, 开孔位置距底板1 m, 直径150 mm;b) 钻孔轨迹应做到严格控制, 施工中应做到“三点一线”, 将钻头、稳定器与孔位始终保持在直线上。钻孔打设初期应做到“柔性施工”, 钻头钻进2.5 m距离后安装套管、控制阀门与法兰盘, 管线周围用相应的材料进行密封。为验证孔管密封质量, 可在挡孔施工一定时间后进行压水实验, 验证标准为半小时内孔管不漏水、不活动;c) 钻头依次穿过钢管与阀门进行钻进作业, 钻孔仰角控制通过调整钻机角度实现 (钻机上安设罗盘) , 直至钻孔贯通。退出钻杆并移除钻机, 迅速安装排水管将积水排放至水仓。钻孔贯通初期, 水压较大, 需提前开启水泵将涌水及时排出。

4 探放水施工效果分析

矿井所打设的3个放水钻孔成孔质量良好, 其钻孔轨迹如图2所示。各钻孔轨迹均在煤体之中, 并未出现钻进顶底板情况;钻孔打设施工过程中结晶体, 钻孔轨迹在中部阶段有小幅度偏移, 但后期进行调整, 并未对最终成孔与探放水效果造成影响。相邻工作面老空区积水基本上探放彻底, 整个放水过程未出现异常现象, 放水效果较好。积水的探放加快了掘进施工速度, 彻底消除了对相邻工作面生产开采的威胁。

5 结语

老空积水的防治重点在于探测与治理, 探测中需要综合采用物探、钻探与巷探等方式确定老空区积水特征;治理中留设煤柱虽能够减少工作量, 但其会造成煤炭资源损失, 将老空积水放出才能从根本上解决水患。老空积水探放需要从技术方面做好设计工作, 包括确定超前距、最小钻探距离等参数, 设计合理钻孔与排水施工工艺, 以确保积水充分放出与探放水施工安全。

摘要：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要点技术, 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,长钻孔,探放,钻孔施工

参考文献

采空积水探放 第4篇

1 矿井及工作面概况

鹤煤六矿位于鹤壁煤田东部, 南起张庄向斜, 北、西至F40正断层及二1煤露头, 东止煤层-800 m底板等高线, 南北走向长9.5 km, 东西倾向宽2.5 km, 井田面积约18 km2。矿井设计生产能力为120万t/a, 2009年实际产能达135万t, 主采煤层为二叠系山西组二1煤层, 平均煤厚7.8 m。2123工作面为矿井北翼212采区第3个工作面, 工作面设计走向长680 m, 倾斜长130 m, 可采储量35万t, 其中2123回风巷紧邻2814采空区下部布置, 中间保留平均1.5 m煤柱 (图1) 。

2 水文地质条件分析

2814工作面于2003年9月回采完毕, 回采结束不久, 采空区内出现高温发火区, 为此在工作面的运输巷、回风巷密闭处加大注浆强度, 直至高温区消失, 累计注浆时长90余d, 注浆量约3 107 569 m3。

2814煤柱工作面位于2814采空区的上阶段, 该工作面于2009年3月开始施工掘进, 煤柱运输巷紧邻2814采空区, 在该回风巷开口向里150 m至切眼段, 巷道下帮出现涌水现象, 主要表现为下帮滴渗水、墙角处小股状冒水。经钻探及水质化验分析验证, 该涌水水源为2814采空区积水。运输巷始出水位置巷底标高为-325 m, 由此推出2814采空区积水上界限为-325 m等高线, 而原2814运输巷最低底板标高为-364 m, 由此得出采空区积水水压为0.39 MPa。该采空区为一个相对独立的密闭空间, 和其他巷道及工作面无水力联系。

为尽快疏放2814采空区积水, 消除安全隐患, 同时考虑到探放水工程便于实施以及安全、快捷等方面的特点, 于是首先在岩巷中施工探放水工程。施工地点位于2814采空区南部 (偏切眼帮) 正下的回风巷, 由上至下每隔15 m施工1个钻孔, 共施工9个钻孔, 全部穿透采空区, 然而以上钻孔皆未出现预想中的钻孔大量出水。所施工的9个钻孔, 仅2个钻孔有淋滴水现象, 其余钻孔仅仅有些发潮现象, 与原先预测的单孔水压、水量都较大极为不吻合。钻探结果中的5个钻孔在钻进中有瓦斯喷孔现象, 钻孔穿煤6根, 平均长度4.5 m, 由此推测采空区内局部丢煤现象严重, 采空区的整体连通性不好, 采空区积水主要集中在北部 (靠近终采线的一侧) 。

3 探放水原则

2123工作面先施工2123联络巷, 由联络巷拐回风巷后沿2814采空区掘进。2123联络巷沿底上山掘进, 平均坡度+8°, 前上方为2814采空区。按照“预测预报, 有疑必探, 先探后掘, 先治后采”的防治水原则, 为实现安全掘进, 根据水量大小、水压高低及煤体强度及时在图纸上标定出积水线、探水线、警戒线位置 (图2) , 积水线位置为2814工作面终采线及2814运输巷下帮;由积水线外推40 m为探水线;由探水线外推30 m为警戒线。要求煤巷队掘进至警戒线位置处要加强警戒, 长探短掘, 煤墙如有淋渗水等异常要立即停掘, 并及时向地测科汇报。进入探水线位置, 要求煤巷队停止掘进, 钻探队施工探放水工程。探放水钻孔成组布设, 在巷道前方的水平面及竖直面内呈扇形分布, 平距终孔位置3 m, 垂距为1.4 m。探放水钻孔安装套管, 止水套管长度为12 m。2123回风巷开口向里40 m段的积水底线在-336 m以上, 2123联络巷探水线处的巷底标高为-336 m。为确保回风巷的安全掘进, 在2123联络巷探水线位置处施工2个钻场, 每个钻场4个钻孔, 共8个孔, 一次集中性地将-336 m等高线以上的老空水全部疏放完毕, 允许掘进进入2123回风巷40 m后再执行长探短掘、边探边掘。

4 探放水方法

2123联络巷末端后退10 m段加强巷道支护, 作为临时探水钻场, 第1钻场位于巷道窝头处, 第2钻场位于第1钻场后7 m位置处, 每个钻场施工4个钻孔, 2个放水孔, 2个检验孔。其中1#放水孔钻探方位178°, 钻孔倾角为+7°, 巷顶向下1.8 m开孔, 孔深50 m;2#放水孔钻探方位176°, 钻孔倾角为+6°, 巷顶向下2.0 m开孔, 孔深50 m。2个放水孔开孔至孔深12 m孔径为130 mm, 12 m至终孔段孔径为75 mm, 钻杆Ø50 mm。探放水时, 需预先固结套管, 套管口安装闸阀, 套管长度12 m。1#、2#检验孔的钻探方位同放水孔, 钻孔倾角分别比放水孔小1°, 开孔位置在放水孔后退1棚位置处, 分别于巷顶向下2 m和2.2 m开孔, 孔深50 m;孔径皆为75 mm, 不安装套管。

第2钻场钻孔的钻探方位、倾角、开孔位置、安装套管长度等同第1钻场, 孔深70 m。

5 安全技术措施

(1) 探放水前先清理212采区内外水仓, 确保水仓有效容积满足排水需求;调试工作水泵、备用水泵, 使其能够同时运转, 达到最大排水能力, 并临时再安装1趟Ø100 mm排水管路。水仓周围要加强巷道清理、排水沟疏通工作, 在内外水仓入口处各挖1个沉淀池, 在沉淀池来水方向每隔15 m打1道堰墙, 共3道, 防止煤泥水及冲下的碎矸石淤塞水仓。

(2) 2123联络巷末端10 m范围加固巷道, 作为探放水钻场, 巷顶穿梁上牢套紧, 刷直煤墙, 打1道20 mm厚木板, 木板闭帮接顶接底, 板外用钢管挡紧, 钢管纵横各4道与U型棚连接, 钢管头处打一小孔, 用螺丝穿过洞孔与棚梁联锁套牢, 钢管外由巷底至顶码实3层煤袋墙, 煤袋墙外再用木板与钢管堵死固牢。

(3) 在巷道末端下帮角处选择煤壁坚硬完整的位置开孔, 开孔孔径为130 mm, 钻深12 m, 钻孔施工到位后将孔内冲洗干净;将孔口管插入孔内后, 在孔口用水泥将孔口管固定并封死, 在管的上方另留一个小管, 而后从孔口管内向四周压入水泥浆, 开始从小管跑出空气和水, 待跑出浓水泥浆时即将小管封死, 继续向孔口管内压入水泥浆, 至一定压力后停止注浆, 关闭孔口管上的闸阀, 待泥浆凝固;水泥浆凝固后进行扫孔, 待深度超过孔口管长度后, 向孔内压水。如水压值达到预计放水水压的2倍, 孔口管周围没有漏水现象, 说明符合要求, 否则仍需注浆加固。

(4) 煤巷队在探放水孔后方每隔5 m打1道水堰, 共4道, 并分别在第1道和第4道水堰墙内各放1台水泵, 并安装2趟排水管路, 安排清理水沟及巷道杂物等辅助工作。

(5) 钻探过程中发现孔内显著变软或有水沿钻杆流出时, 应立即停钻检查。孔内压力很大时, 应将钻杆固定, 严禁移动及起钻, 钻机后面严禁站人。

(6) 施工中要由专职瓦斯检查员检查现场瓦斯及其他有害气体, 如有异常情况要及时采取防范措施。

(7) 打钻前由调度室负责在施工现场30 m范围内安装1部专用电话, 在探放水施工期间若出现紧急情况, 现场人员应及时向矿调度室和有关科室汇报, 并立即组织人员撤离。安检科、地测科、开拓科轮流跟班期间, 要做好交接班记录, 记录内容包括:钻孔方位、倾角、深度、放水量、放水时间等, 跟班人员要在记录上签字。

(8) 在钻进过程中若出现顶钻、憋钻、夹钻及钻孔出水水压较大等现象, 先不要拔出钻杆, 等水压明显减小后再作相应处理;打钻探出水后, 应保持钻孔出水畅通, 若钻孔堵塞要及时捅孔、套孔, 保证顺利排水。

(9) 探放水工程施工前, 施工区队要组织作业人员认真学习探放水工程安全技术措施等内容。

6 探放水施工

探放水工程先施工1#放水孔, 按探放水方法的设计参数施工, 先下12 m套管, 套管凝固后再在套管内钻进, 钻探至48 m处钻孔开始出水, 初始涌水量约为5 m3/h, 当钻孔继续钻进至51 m位置处, 涌水量明显增大, 此时停止钻进, 最大涌水量达45 m3/h, 持续1个小班, 钻孔出水稳定, 涌水量为30 m3/h。因在煤巷施工, 煤体经水流冲刷后变得松软, 造成淤煤堵塞钻孔, 尤其是孔内套管口附近, 因此水流变小时需及时捅孔、套孔;同时采空区内积聚有大量瓦斯等有害气体, 在钻进、捅孔、套孔过程中, 水流成股状喷出, 喷孔现象严重, 个别水流喷孔长度达5 m。发生喷孔时立即停止钻进, 钻机后方严禁站人, 同时在钻孔口上方挂置编织袋和废旧胶带, 以阻挡喷水和减小窜水压力。该孔稳定出水24 d, 累计放水17 280 m3。1#放水孔放水稳定后开始施工2#放水孔, 下套管12 m, 钻探至52 m开始出水, 当钻探至63 m处涌水量明显增大, 此时停止钻进。该孔进入采空区约15 m, 最大涌水量32 m3/h, 稳定涌水量12 m3/h, 累计放水5 760 m3。当1#放水孔水流显著变小并经反复捅孔无明显增大时, 施工1#检验孔, 检验孔未下套管, 孔径75 mm, 直接钻进50 m, 有少量水成股状外流, 但无水压;当2#放水孔基本无水外流时, 施工2#检验孔, 未下套管, 孔径75 mm, 直接钻进63 m, 无水外流, 说明第1钻场钻孔终孔附近积水已基本疏放完毕。

探放水施工过程中, 及时开启水泵, 在出水过程中随水排出的碎煤量较大, 造成淤煤沉积, 尤其是两孔同时排水期间, 因碎煤量大, 淤塞第1道堰墙内水泵。在排水压力较大时及时调小或关闭套管上的排水闸门, 在后面堰墙内添加临时备用水泵, 并加派人力清理淤煤, 快速恢复1道堰墙内水泵排水能力。

第1钻场施工完毕后, 后退7 m施工第2钻场, 钻孔布孔钻进同第1钻场, 第2钻场钻孔累计放水4 800 m3。

7 效果分析

探放水工程结束后, 继续掘进2123联络巷及拐2123回风巷, 在掘进过程中尤其是2123回风巷开口向里40 m段, 巷道上帮表现为淋、渗水, 局部地点有小股状出水, 但已无水压, 掘进后几天时间淋、渗水自行疏干;同时在回风巷掘进工程中, 严格执行长探短掘、先探后掘的技术措施。通过巷道掘进, 充分说明在2123联络巷施工的探放水工程已基本将前上方大量的采空区积水疏放完毕, 探放水效果明显, 消除了突水威胁, 确保巷道安全掘进。

8 结语

通过为期约1个月的集中放水, 累计放水量约27 840 m3, 保证了煤巷掘进面的安全施工。高效快速的放水, 缓解了采掘接替紧张局面。

该工作面探放水工程复杂, 在采空区下岩巷未疏放出水, 并不能代表老空内无水或水很小, 从而断定该老空区无水害威胁。老空区是一个很复杂的空间体, 因大面积的冒落塌死造成采空区内连通性不佳, 而往往是局部性积水空间, 特别是沿采空区运输巷这一狭长的空间, 既是储水空间, 又是造成掘进下阶段工作面突水的危险区。需慎重对待老空积水, 对其反复探测验证。

此次探放水, 为以后的沿采空区布置的下阶段工作面探放水工作积累了丰富的技术资料和实践经验。

摘要：鹤煤公司六矿2814老空积水严重威胁着2123工作面的掘进和回采。在分析2814采空区及2123工作面地质及水文地质的基础上, 系统介绍了2123联络巷掘进期间所采取的探放水原则、方法、安全技术措施及施工效果, 具有较好的针对性和可操作性。