万年矿受采空水威胁工作面的防治水研究与应用

王金杰 赵冬雪

冀中能源峰峰集团有限公司万年矿 河北省 056302

摘要：本文介绍了冀中能源峰峰集团万年矿防治采空水的工作经验，总结出了探、放、排采空水的方法。

关键词：采空区积水；突水征兆；探放水；防治水

1、前言

在煤矿生产中，由于工作面的布置、顶底板的岩性特征及涌水等因素，在采空區或废巷有可能存在不同形式的积水，一旦巷道接近或揭露这些积水，就有可能发生灾难性事故。

万年矿井田位于太行山东麓中段，西以磁山为屏，东以鼓山为嶂。属于丘陵地区，地形起伏不大，地表为第四系地层广泛覆盖，仅有零星基岩露头。井田内冲沟发育，多呈“V”字型，有10条冲沟分布在南洺河东岸，鼓山西麓，其走向多为NWW向，切割深度20m～30m之间，仅有1条冲沟，发育在南洺河西岸，走向EW，切割深度20m左右，区内地面标高在200～330m，南高北低。东部地表西倾，西部地表东倾，中间低洼地带为南洺河河床。我矿随着采掘活动的开展，采空区面积不断加大，开采深度不断增加，使采空区积水情况更加复杂，采空水害逐步成为矿井主要水害类型。因此，又必要进一步加大对采空水的防治力度。

2、采空水分析

2.1 加强现场水文地质工作

做好日常巡视、调查、记录。在工作面回采期间要做好涌水量的观测，要详细记录出水时间、大小、位置、出水形式及出水水源等。

2.2 做好内业填图工作

每个工作面从掘进开始至回采结束，都要有水文地质资料调查记录，把每次从现场收集到的资料详细、准确、及时地填绘到采掘工程图上。

2.3 采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车房、硐室要重点分析。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警戒线，在各种图纸上标明，当有巷道接近该积水区警戒线时，就要及时提出探放水建议，进行探放水工作。采空水量预计比较困难，一般可按采空区体积计算。

V=K×L×S×M÷2

式中V-----积水量，m3

L-----积水区长度，m

D-----积水区宽带最大值，m

M-----采高，m

K------充水系统，0.15-0.4

式中采空区裂隙率即充水系数随着采空区形成时间不同而不同。

3、采空水的探放

对于存在积水可能的区域，当巷道掘进接近到警戒线前，为保证施工安全，必须进行探放水。

3.1 探放水工程质量

在探放水设计时，应有该区域准确的局部放大图，以保证探放水设计的准确。钻孔的开孔层位应选择在完整岩石中。探放水设计的钻孔应成组布置，尽可能地一次性打透积水区的最佳点，由于工程限制不能一次打透时，必须从前部探起，边探边掘进，保持足够的超前距，直至威胁解除。

3.2 探放水工程质量

在钻探施工中必须保证钻孔的质量和准确性。为保证钻孔的精度，开孔的位置、方位必须由测量挂线给定，切实把好开孔关。还要根据积水区水压的大小安设足够的孔口管，并做好耐压试验。在钻进过程中，应采用加长岩芯管进行导向钻进，以保证钻孔的精度。对于探放水压大于0.1MPa的积水区，在透积水区前安装好控水装置，以便出水后能控制放水量。在实际工作中，单孔最大水量达到1.0m3/min，这对排水和巷道的冲刷都构成一定的威胁，因此，必须对放水量有所控制。

3.3 探放水量的分析

探放水工作原则上要连接，并经常地用钻进进行搅动扫孔，使放水通道更加畅通，以免出现堵孔，重新生成积水。在放水期间要随时监测水量，最后计算总的放水量，预计积水量及动水补给量，以确定是否放净静水，其计算方法为：

放出积水量=总放量-动水补给量×放水时间

3、排水系统的完善

完善排水系统，保证排水通路畅通，一方面是为了保证探放水期间能顺利排水，不致因排水能力不足影响放水效率和安全；另一方面就是当采空区存在动水补给时，采面回采后动水进入工作面，能使水顺利排出，不致于对采面的回采造成影响。除了增加排水管路和排水泵，保证足够的排水能力外，应尽可能优先考虑做一些泄水工程。

4、开展技术培训，提高工人防治水害技能

采空区突水，一般都有征兆。要广泛开展水害防治技术培训，使井下从业人员识别突水征兆；在发生突水征兆时，能及时撤退，避免灾害发生；掌握探放水操作技能。按照探放水设计及措施要求施工，做好采空水的探放工作。