乐平矿区隐蔽致灾因素的探测实践与思考

关 钢，卢建军

（乐平矿务局，江西 景德镇 333000）

1 概况

乐平矿务局位于景德镇市乐平市和浮梁县范围内，矿井五大灾害齐全，尤其是瓦斯、水患严重。南部矿区有参股的鸣山矿业和控股的新鸣煤业鸣西矿井，岩溶水发育，在生产和基建中均发生过突水淹井事故。北部矿区有沿沟煤矿、涌山煤矿、东方红煤矿和仙槎煤矿4对矿井，开采急倾斜煤层群。矿区内老窑密布，20世纪80～90年代因河床垮塌溃水曾造成过沿沟煤矿、仙槎煤矿淹井事故。矿井水文地质类型，都属中等类型以上，且均是煤与瓦斯突出矿井，历史上曾多次发生过煤与瓦斯突出及瓦斯爆炸事故，因此要实现安全高效开采需要加强探测工作。

2 矿区隐蔽致灾因素的探测与治理

为了查清矿井的隐蔽致灾因素，必须进行补充勘探。从地面打钻，近千米深的钻孔，要由有资质单位施工，牵涉到资金技术等，实施困难。根据实际采取生产补充勘探的方法，即以井下钻探为主、巷探次之，探测煤层、顶底板、瓦斯、水患、构造及其变化等情况。巷探因其成本高，设计时可考虑一巷多用，提前施工作为探巷，以达到勘探目的；物探方法在矿区使用不广，在鸣山矿区、仙槎矿区因岩溶造成社区地面沉陷，用电法方法进行过探测。乐平矿务局多年在水害防治、瓦斯治理等方面不断摸索，积累了矿区灾害探测的经验。

2.1 顶板事故预防

北部矿区矿井均属煤与瓦斯突出矿井，对于急倾斜煤层，1975年开始矿井使用斜切爆破采煤方法，回采工作面只有下部一个安全出口，经常发生各类顶板事故。2002年后改用伪俯斜掩护支架采煤方法，采区分阶段隔10m 垂高布置双石门（其中一条专用回风石门），煤层顶底板设计探放、抽放（水、瓦斯）巷道，根据需要布置各种小石门等，可查清地质情况，生产时在掩护支架下采煤，基本杜绝了顶板事故。

2.2 水害防治

将地面防排水工程总体规划与矿山环境治理及恢复工程结合起来，通过推山填河方式从源头上进行治理。一是开挖、改造、修建及清理排洪水沟，修建了主排水沟874 m，辅排水沟576 m，雨季期间主排水沟最大排水量可达10000m3／h，经计算，2条主排沟共排除积水量50.4万立方米，约有33.6%的积水由地面排走；二是在沿沟矿区内取消了几个地面浅排站，解决了地表水下渗的问题，2011年雨季期间降雨量与上年度同比上升127mm，乐平矿务局所属各矿井下涌水量反而下降，正常涌水量下降278t／h，最大涌水量下降3059t／h，全年预计能减少矿井排水量368.42万立方米，既节省排水电费，又减少了对周边环境的影响。

在地面沉陷区，对当地村民乱挖地面煤矸石形成的采矸坑34.0万立方米进行回填，使地表各山洼的雨水能顺利汇入总沟。

地表河流的治理，一是对矿区内的涌山河、仙槎河床两岸塌陷进行充填；二是在旱季对河水截流或分流后用钢筋水泥等材料对涌山河河床进行整体浇注；三是在涌山河两岸进行打钻注浆。

井下水害防治方面：①加强井下防排水能力，采取高位高排；②加强井下探放水工作力度。编制有水患影响工作面的探放水设计，经上级技术主管部门审核批准后实施；③加大井下注浆及堵水能力。2009年鸣西井-370m回风石门在龙潭组官山段上部砂岩中掘进发生突水，后采取打注浆钻孔进行注浆成功。2011年相邻煤矿同春矿井下密闭破裂岩溶水直贯沿沟煤矿-270m 水平，措施是在同春矿启用了2台排水量320m3／h的潜泵转排至-120 m 水平，之后全面进行封堵处理。

2.3 瓦斯治理

北部矿区均是煤与瓦斯突出矿井，根据急倾斜煤层群开采的特点，优先开采保护层。完善和整改瓦斯抽采系统，确保抽采硬件到位，管路及时接至采掘工作面迎头。多措并举，提高抽采效果。经多年投入，由原来的抽放变为抽采进行低浓度瓦斯发电，既产生了效益，又保证了开采安全。

3 存在问题分析与思考

3.1 存在问题

经过多年的认真组织，在北部矿区井下采掘活动中，探放水管理办法以文件形式下发执行。矿井先设计，矿务局批复后实施，按矿总工程师签字认可的允许进尺通知单进行。工程结束后及回采前，综合分析资料，对水患威胁的区段采用红绿线管理。在该局实行以来取得了较好的成效，但是由于探放水工程量大，时间长达几个月甚至几年。

瓦斯抽采工作一样也同样存在时间长的问题。区域预测设计，施工煤层顶底板抽放巷几百米以上，时间较长。布置抽放钻场，万米以上施工钻探工程量，抽采瓦斯目前只是定性检测，一般半年左右即认为抽采完成，虽然进行效果检验，但瓦斯超限，甚至突出仍有发生。2011年11月8日沿沟煤矿在抽采半年后的区域利用31-330m 石门揭煤时，仍发生过一起煤与瓦斯突出事故，突出煤量达到6000t，涌出瓦斯量约15万立方米。

3.2 对策及建议

一是应该加强物探新技术在矿区的应用。目前已开展了相应的工作，且发挥的作用明显。2011年10月11日在鸣西煤矿11采区回风上山掘进中，迎头-478m 标高处后方底板有出水点，因水情不明，暂停作业。2011年10月24日采用电法超前探测技术进行探测，对前方低阻含水区进行定位，并进行钻探放水，排除了险情，矿井立即进入正常施工建设，没有延误时间。目前物探新技术，比较适合在该局北部矿区推广应用。具体方式可采取外委施工或自购仪器建立自己的物探队伍，负责全局范围内各矿井的物探工作，技术成熟后还可走向市场对周边矿山企业提供有偿技术服务。

二是加强瓦斯抽采的定量探测，在分管路上加装计量装置，定量统计局部区块或迎头瓦斯的抽采量。尽快制定出适合该局煤层瓦斯特性的抽采达标标准，对准备采掘的区域突出危险性进行探测，确保抽采达标。