店湾煤业老空水防治方法探讨①

魏建国李永军李小明连会青

(1.大同煤矿集团同地店湾煤业有限公司，山西大同 037100;2.华北科技学院，北京东燕郊 101601; 3.中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室，北京 100083)

店湾煤业老空水防治方法探讨①

魏建国1②李永军2，3李小明2，3连会青2

(1.大同煤矿集团同地店湾煤业有限公司，山西大同 037100;2.华北科技学院，北京东燕郊 101601; 3.中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室，北京 100083)

大量小煤矿关闭后形成的积水，使得水害治理难度加大，严重威胁着矿井安全。本文介绍了同煤集团店湾煤业防治老空积水技术，总结出了探、放、排老空水的防治水方法。

店湾煤业;老空水;防治水

0 引言

同煤店湾煤业位于大同煤田的中部西缘，东周窑勘探区内，井田内地层、煤层走向为北东向，总体倾向北西，局部略有变化，煤层倾角为2°～6°。走向上总体为起伏不大的宽缓背、向斜组成;该矿批准开采3#、7#、9#、10#－1、10#－2、11#－1、11#－2、12#、13#－1、13#－2共十层煤，煤层间距较小，下一煤层开采时，其导水裂隙带大于煤层间距。

由于煤矿兼并重组整合，本井田周边共有9座煤矿，其中仅两座保留，其余均已关闭，在采空区或小窑有可能存在不同形式的积水，一旦施工工程接近或揭露这些积水，就有可能发生灾难性的事故。

1 矿井充水条件

1.1 矿井充水因素分析

根据区内含水层的水文地质特征，地下水的补、径、排条件，本矿主要充水因素如下：

1.1.1 大气降水

大气降水是地下水的主要补给来源，本区降水具有集中、时间短的特点，受地型、地貌的控制，大气降水易于迳流排泄而不利于向地下渗透，所以大气降水对地下水入渗补给量很小，对煤矿开采影响小。

1.1.2 地表水

井田内目前无固定水体，东部的井儿沟雨季有洪流通过，沟谷冲洪积含水层相对富水，对风化壳起着补给作用。本矿在开凿11号煤层主井时，开凿至风化壳和第四系沙砾石层接触面时大量的水涌入巷道内，每天排水量2000～2500m3。

1.1.3 采空区积水

本井田3、7号煤层已基本采空，由于井田内及周边小煤窑众多，基本都开采3、7煤层，不成系统，致使各煤矿巷道相通情况普遍。由于本井田地层南高北低，地下水总体由南向北径流，故此，井田内采空积水大多集中于北部。经收集有关资料和对相关人员的调查走访，各煤层采空积水情况见表1。

表1 各煤层积水区情况表

煤层采空后产生导水裂隙带，导水裂隙带若贯穿上覆采空区，将直接导致采空区积水导入开采巷道，威胁煤层的安全开采，各煤层开采后形成的导水裂隙带，均超过与上覆煤层的间距，3、7号煤层采空区积水通过各层导水裂隙带对今后主采煤层构成威胁，对此应给以足够重视。

1.1.4 侏罗系砂岩裂隙含水层

该组地层上部接近地表，形成风化壳，在地形低洼处富水性较强，下部岩层胶结较为致密，裂隙不发育，补给性差，富水性弱。随着煤层的开采，含水层结构遭到严重破坏，上下含水层水利联系增强并不断被疏干，对煤层开采的影响趋弱。

1.1.5 断层的含水性

井田内共有断层17条，其中井下遇15条，均为正断层。断层落差大部分在3m以内，含水性一般很弱。井下掘进通过F8断层时出现涌水，涌水量20m3/d，涌水来源为7号层采空区积水，经1995年对积水区排水一年后，目前断层已不出水。

1.2 主要水害类型

综上所述，侏罗系砂岩裂隙含水层单位涌水量0.446L/s·m，矿井存在突水现象，但突水量不大，对采掘工程和矿井安全有一定影响，防治水工作较为易于进行;奥灰岩溶裂隙水对煤层开采不具威胁。

井田矿井充水主要因素为上部采空区积水，各煤层采空区均存在有采空积水。

2 老空积水的防治

2.1 老空积水调查分析方法

2.1.1 走访调查小窑区域

对小窑进行调查，掌握小窑采空区范围，采空区积水情况。

2.1.2 做好内业填图工作

每个工作面从掘进开始至回采结束，都要具备水文地质资料调查图，把每次从现场收集到的资料详细、准确、及时地填绘到图纸上。

2.1.3 老空水分析及水量预测

对于工作面回采后形成的采空区，要根据掘进、回采时收集到的地质及水文资料进行综合分析，认真核实好工作面的边界和巷道的标高，特别是局部存在低洼处或老硐、废巷时要重点分析。根据巷道标高在图纸上标明积水区的范围，并计算积水量的大小及动水补给情况，并外推一定距离作为探水线及警戒线，在各种图纸上标明，当有施工工程接近该积水区探水线时，就要及时进行探放水工作。

探水线为积水线外推60m(上山掘进时为顺层的斜距)划定，从探水线再外推60m(上山掘进时指倾斜的距离)划定警戒线。

老空水量预计比较困难，一般可按采空区体积计算。

式中V——积水量，m3;

L——积水区长度，m;

D——积水区宽度最大值，m;

M——采高，m;

K——充水系数，0·15～0·4

2.2 老空积水探放

2.2 市场因素 据近几年市场分析，地标性产区的梨在全国各地较受欢迎，彬州梨虽为地理标志产品，但已有名无实，目前市场上的彬州梨多数不是真正的彬州梨，其香味、色泽、口感均不能与彬州梨相提并论，“彬州梨”品牌受到极大冲击。加之陕西礼泉、蒲城等梨区的兴起，彬州梨园面积大幅萎缩，效益大不如从前。据统计，近5年苹果均价4.4元/kg，梨均价只有1.6元/kg，收益相差甚远，梨农多将梨树砍伐种粮或撂荒外出打工。

1)根据年度矿井采掘计划，制定探放水施工计划、方案和措施等。超前组织，落实计划，消除水灾隐患，确保矿井安全。

2)密切注意岩层构造变化情况，对断层破碎带、裂隙发育带要采取防范采空区积水突入矿井的安全措施。

在采掘过程中，要坚决做到“预测预报，有掘必探，先探后掘，先治后采”，掘进工作面如发现有透水预兆(即：挂红、挂汗、空气变冷、有雾气、水叫声、顶板淋水增大、底板鼓起、涌水或其它异状)，必须立即停止作业。

3)老空水探测

按照“十六字”原则进行老空积水的探测。当采掘至探水线时，无论是否有出水征兆，均应停止作用，进行探测。

探测一般采用物探和钻探相结合的方式进行，物探先行，钻探验证。物探采用瞬变电磁技术与直流电法相结合，互为验证，提高精确度，如怀疑有构造、裂隙等导水构造，一般采用瞬变电磁与地震技术相结合进行。对物探异常区域进行钻探验证。

2.3 完善排水系统

完善排水系统，保证排水畅通。无论是放水期间增加的水量，还是老空区存在动水补给时，均能保证顺畅排水，确保生产和安全。除了增加排水管路和排水泵外，应尽可能增加潜水泵抢险排水系统。

3 结语

综上所述，对于受老空水威胁的采掘工作面，在地质及水文地质分析的基础上，必须采取探、放、排相结合的防治水措施，通过超前的防治水工程来确保安全生产。

［1］国家安全生产监督管理总局，国家煤矿安全监察局．煤矿防治水规定［M］．北京：煤炭工业出版社，2009

［2］张辉．受老空水威胁工作面的防治水工作［J］．河北煤炭，2007，(4)：24－25

［3］李永军，朱丽，李小明，等．直流电法技术在矿井防治水中的应用，华北科技学院学报，2010，7(1)：12－15

Talk on the prevention method of the golf water in Dianwan Colliery

WEI Jianguo1，LI Xiaoming2，3，LI Yongjun2，3，LIAN Huiqing2，3
(1.Dian Wan colliery of Datong Coalmines Group Co.，Datong Shanxi037000; 2.North China Institute of Science and Technology，Yanjiao Beijing-East，101601; 3.College of Geoscience and Surveying Engineering，China University of Mining＆Technology，Beijing100083)

Because massive small coal mine closure，causes the difficulty of mine water-proof to enlarge and threatens badly mine security.This article introduced prevention the golf water’s technology in Dianwan colliery of Datong Coalmines Group Co.，summarized the method of mine water-proof，such as exploring water，blowing off water and drainaging water.

Dian Wan Colliery;the golf water;Mine Water-proof

TD743

A

1672－7169(2011)01－0024－02

2011－01－05。基金项目：国家自然科学基金(40282062、41072188)，华北科技学院优秀人才科研启动基金(A08002)。

魏建国(1967－)，男，山西大同人，同煤集团同地店湾煤业安全副矿长，从事矿井安全管理和技术工作。