万利一矿31上煤探放水研究

高冰

摘 要：根据神东煤炭集团万利一矿水文地质条件，及31上煤上覆岩层岩性，冲刷等地质构造带，从现场总结出水文机理，并结合31上煤以采及以掘工作面进行分析，对矿井31上煤浅埋煤层其他工作面探放水进行研究，

关键词：水患 探放水 浅埋煤层

中图分类号：TD72 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）09（b）-0067-02

神东煤炭集团万利一矿位于东胜煤田万利镇详查区中西部，区内地形南高北低，中部高、东西两侧低，具典型的侵蚀丘陵地锚特征，区内沟谷均为罕台川支流，季节性沟谷，旱季干涸无水，雨季暴雨过后可形成短暂性洪流向东、西分别流入添尔漫沟和罕台川，向北径流汇入罕台川最终注入黄河。

矿区含水岩组有地下水赋存条件及水力性质不同划分为两类，即松散岩类空隙潜水含水岩组合碎屑岩类孔隙-裂隙、潜水-承压水含水岩组。31上煤主要以煤系砂岩裂隙水为充水水源，回采范围内31上煤层上覆基岩厚度40～80 m，根据B023水文钻孔资料，单位涌水量0.114 L/s·m，渗透系数仅为0.076 m/d，富水性弱，但遇有裂隙发育及过沟地段涌水量可能增大。工作面正常涌水量预计为20 m3/h，建议的排水设防能力大于50 m3/h。

1 31上煤煤层充水因素分析及防治水重点和措施

1.1 矿井充水因素分析

矿井充水水源：（1）大气降水；从矿井的钻孔岩性分析，31上煤煤层上覆岩性大都为粉砂岩为主，粉砂岩形成于弱的水动力条件下，常堆积于潟湖、湖泊、沼泽、河漫滩、三角洲和海盆地环境。万利一矿上覆地表沟渠较多，并且互相连通，在水位达到一定高度时最终汇入黄河。此外，万利一矿处于内蒙古鄂尔多斯地界，属于干旱少雨地区。因此31上煤地表地形、地貌及气候条件均不利于地表水的集中和渗入，31上煤煤层埋藏浅，大气降水通过地表覆盖的第四系松散孔隙含水层（弱含水层）充入地下含水层，因此对回采影响不大。但如遇地质构造带区域，由于31上煤层属于浅埋煤层，因此遇有裂隙发育及过沟地段涌水量可能增大。

（2）地表水；本井田地表水体不发育，多数沟流处于干涸状态，对矿井充水影响不大。

（3）地下水：31上煤地下水为煤系砂岩裂隙水，且为充水水源，回采范围内31上煤层上覆基岩厚度40～80 m，根据B023水文钻孔资料，单位涌水量0.114 L/s·m，渗透系数仅为0.076 m/d，富水性弱，但遇有裂隙发育及过沟地段涌水量可能增大。

（4）老窑水：根据矿井地质资料及，掘进过程中探放水情况，目前未发现31上煤二盘区存在老窑，但老窑水也是矿井充水的另一个主要水源。

1.2 防治水的重点及措施

（1）31上煤由于埋藏浅，且存在已知及未知的大小冲刷带数目较多，冲刷范围较广，冲刷岩体多为中、粗砂岩，胶结松散，易垮落。在大气降水量较大时，会成为一个很好的向井田充水的介质，涌水量可能增大。

以31上204综采工作面的掘进与回采为例：在掘进31上204辅运顺槽及交运顺槽时，掘进工作面两帮及顶板并未有明显渗水、淋水现象，顶板淋水只局限于锚索滴水，同时在探水时，探水眼也未出现长时间大量涌水。但在通过薄基岩区域及顶板冲刷区域时，顶板出现淋水现象，两帮也有渗水现象出现。

（2）在回采过程中及时观测回采区域地表塌陷情况，必要时，及时回填，避免大气降水从地表塌陷区及薄基岩等裂隙水形成导水通道渗入井下，影响生产。

（3）在掘进时，必须遵循“有掘必探，先探后掘，边掘边探，先疏后采”的原则，防止大气降水、老窑水渗入，造成未来矿井突水。

2 31上煤现有工作面探放水设计

2.1 31上煤二盘区辅运、胶运及回风大巷防治水设计

31上煤二盘区水文地质条件：该三条大巷均以砂岩裂隙水为主要充水水源，巷道表现淋水，滴水。若遇见裂隙带发育、冲刷带等地质构造带及锚索穿至砂岩含水层时，可导致顶板淋水和底板涌水量增加，涌水量将大于预计正常涌水量，另外，掘进区域位于物探范围以外，是否有老窑存在情况不详。

（1）设计方案。

三条大巷为平行布置，因此在掘进过程中，只对未开采区域进行防治水探测。

（2）探放水设备。

采用KHYD45型煤矿用岩石电钻，

（3）钻探位置及深度。

钻探深度不小于74m，钻杆直径为50 mm，钻孔位置在掘锚机后，距离工作面12 m，距离底板1.5 m，与两帮成10°角度向斜前方钻入。钻探过程中采用“探74 m掘60 m”的方法循环进行。

（4）掘进工作面探放水施工要求。

必须执行“有掘必探，先探后掘”的相关规定，掘进距离严禁超出探放水的保护距离。

探放水人员要经过上岗培训，并取得操作资格证后，持证上岗，在探放水孔处挂设“探放水标识牌（清晰指明探放水孔打设地点、探放水孔编号、涌水量、钻杆直径、钻孔角度、钻孔深度、探放水时间、操作人员、记录人员、验收人员）”，同时设立探防水台账，台账内容必须清晰记录探放水孔打设时间，探放水打设地点以及累计距离、钻杆直径、钻孔角度、钻孔深度、施工人员、记录人员、涌水量情况、有毒有害气体涌出情况、是否探后封堵。

保证掘进工作面巷道支护质量，能有效抵抗水流的冲击能力。3探放水专用工具必须配备齐全，探放水设备完好，严禁甩保护进行作业。4供、排水管路完好，确保钻机自身出水量及钻孔涌水量的有效排出。5巷道通风良好，稀释钻孔内涌出的有毒有害气体浓度，确保作业人员安全。6加强出水征兆的观察，由于钻机是湿式钻孔，因此要分清钻孔流出的水是钻机的还是煤体的。7探水孔的打设必须符合设计要求。

2.2 31上204综采工作面防治水设计

31上204综采工作面回采时将通过昌汉沟及其支渠，并且21上204回采范围内冲刷带、薄基岩区域比较多，上覆基岩厚度最小为40 m，因此对于该面的防治水工作设计主要涉及煤系砂岩裂隙水、断层裂隙水、钻孔信息不详的钻孔水及大气降水通过地质构造带和薄基岩区域的渗水。

设计及要求：加强工作面的供排水设备的维护，在回采工作面安设满足排水能力的排水设施及人员。及时观测地表变化情况，在采空区地表塌陷区域及时铺设隔水布进行回填。提前做好钻孔预测预报工作，对于钻孔信息不详的钻孔，要人工进行探查。加强地面地质勘探工作，采用地面充填裂缝、塌陷、查堵老窑口的常规办法，对采区的裂缝、沟渠支流进行调查，并在雨季前充填处理完毕，预防大气降水危害矿井。

3 结论

水害对于矿井的安全生产影响极大，而且对于水灾事故在矿井中的影响范围广，对于整个矿井中的作业人员安全都有潜在威胁。因此，对于任何一个矿井来说防治水工作的研究是十分必要和迫切的。神东万利一矿根据31上煤的水文地质特征和出水情况，对上覆基岩较少的煤层，并伴谁着冲刷、断层等构造带时，从现场防治水管理中总结出来了一些经验，并取得了一定的效果，保证31上煤层的正常掘进和回采，同时也为全矿的安全生产提供了一定的基础工作。

参考文献

[1] 何学秋.中国煤矿灾害防治理论与技术[M].徐州：中国矿业大学出版社，2006.

[2] 杨孟达.煤矿地质学[M].北京：煤炭工业出版社.

[3] 张铁岗.矿井水害防治[M].徐州：中国矿业大学出版社.

[4] 王苏健.煤矿水害防治技术研究（陕西省煤炭学会学术年会论文集2013）[M]. 北京：煤炭工业出版社.endprint