曲斗煤矿二号井矿井防治水方案实施与分析

黄庆建（福建省天湖山能源实业有限公司,福建 泉州 362617）

曲斗煤矿二号井矿井防治水方案实施与分析

黄庆建
（福建省天湖山能源实业有限公司,福建 泉州 362617）

摘 要：防治水工作是矿井安全工作的重中之重。特别是曲斗煤矿二号井井下防治水及井下排水关系到矿井的安全，2013-2014年度通过地表河床治理、井下增加排防水设备和加大防治水论证及防治水现场管理，有力地提高了矿井防灾抗灾能力。现就曲斗煤矿二号井2013-2014年度矿井防治水治理进行叙述。

关健词：曲斗煤矿二号井；防治水；河床防治水；井下排水

曲斗煤矿二号井矿区水文地质条件属中等型，含水岩层富水性一般为极弱～弱，大气降水是矿井主要充水水源，矿井涌水量与大气降水关系密切。由于早期曲斗井田420E4-05N运巷与永春煤矿磨刀坑井下山工作面贯通，后期受采动影响，现永春煤矿磨刀坑井下的矿井水通过采空区流入曲斗煤矿二号井井下。而且永春煤矿磨刀坑井周边非法小煤盗采下洋溪保安煤柱，造成河床出现裂缝，局部地方出现塌陷，溪水经永春煤矿磨刀坑井最后流入曲斗煤矿二号井井下，使矿井涌水量增加，特别在雨季期间，严重威胁到矿井安全生产。2006年矿井已对下洋溪塌陷段进行治理，取得利较好的效果，月平均涌水量为 320m3/h，最大涌水量为650m3/h。但近几年河床经过冲刷和周边非法小煤继续采动影响，矿井涌水量增加明显。2012年矿井月平均涌水量为 560m3/h，最大涌水量达800m3/h，年排水电耗达256万kwh。

1 矿井防治水的主要方法

（1）对下洋溪磨刀坑段塌陷区和裂隙进行治理，对地表水采用疏、引排、截、堵等方式，减少地表水渗入井下。

（2）对井下防治水重点区域砌筑挡水墙，增加上区段的的排水能力，确保井下作业安全。

2 此次方案的技术路线

（1）调查下洋溪磨刀坑段塌陷区与周边小煤的开采渗水情况。

（2）分析渗水量与矿井涌水量的关系和周边小煤开采对矿井生产的影响。

（3）研究制定防治水方案和措施。

（4）进行疏、堵、截、引排水试验。

（5）下洋溪磨刀坑段塌陷区治理实施和井下受水患威胁的区域砌筑挡水墙。

由上式可知,在[0,1]区间上,度量ρπ和度量d(a,b)=|a-b|是等价的，因此关于ρπ的Cauchy-列就是关于d的Cauchy-列。d是[0,1]上的通常度量,[0,1]关于d是完备的,因此Cauchy-列{xn}关于d是收敛的。设{xn}关于d收敛到A,由于度量ρπ和度量d(a,b)=|a-b|是等价的,因此{xn}关于ρπ收敛,且收敛到A。

3 地表防治水的治理

3.1 地表裂隙带分布调查，下洋溪河床塌陷区及裂隙情况调查

矿井地表较大的裂隙带区域主要分布于曲斗井田的东部，由于小煤井和磨刀坑县矿多年的开采，造成的裂隙与下洋溪河床贯通，河水渗入矿井,增加矿井的涌水量。矿井于2013年1月-3月每旬组织4名安全管理人员到下洋溪进行普查。下洋溪河床（原县矿磨刀坑525井口塌陷区）于2006年经进行充填、浇灌后，经过近几年的地质变化和采空区的影响，525小煤井口桥体裂隙有所增大，通过对下洋溪河床进行全面普查，发现磨刀坑桥往下洋方向15米左右有明显裂隙（长度10米），河床底部往上2米的裂隙有进风；磨刀坑桥往曲斗方向20米左右河对岸原砌碹处有裂隙，山体变形明显，有跨落危险（长度20米），个别裂隙进水明显。

3.2 矿井地表存在主要水患

在雨季期间，矿井地表的塌陷区是大气降水导水的主要区域。根据现场调查分析：是矿外补水的主要来源，也是矿井生产存在的主要水患之一。查明了下洋溪磨刀坑段塌陷区范围，并对下洋溪磨刀坑段塌陷区和裂隙段进行综合治理，提高矿井抗灾能力。

下洋溪磨刀坑段受地质变化和采空区的影响，已有五处河床有明显裂隙，三处地段塌陷区已形成，下洋溪水渗入井下，尤其是雨季期间，井下涌水量增加明显，严重影响矿井的正常生产。

3.3 组织方案研讨，优化、细化方案设计

施工前应先将河水引流，做好地基，先分段进行河水堵截、分流，并对其进行抽干，等水抽干后在河床周边安排挖掘机进行河床清挖工作，挖到河床实底后，先用黄土对清挖后的河床进行夯实，后再用混凝土进行浇灌。采用混凝土现搅施工，断面形状为梯形墙体。在裂隙区采用C20混泥土浇灌，每立方米混泥土材料用量为：水泥（425号）326Kg：中砂（平均0.35—0.5 mm）639 Kg：石子（粒径5—40 mm）1242 Kg：水202Kg。即材料混合比为水泥：砂：石子：水＝1:1.96:3.8:0.62。地面防治水工程项目分二期进行实施。具体施工见图1。

根据矿井周边小煤的调查结果，为避免老空区水流入矿井，经科学论证研究决定在420E4-03N巷、 420E4-05N巷、 420E4-09N巷、420E4石门、420N集运、395E4石门、395E5石门、370E4石门采用混凝土钢材振捣砌筑8道挡水墙。同时对矿井威胁较大370E4 及395E5两条石门附近撤出采掘作业，并划定一定范围禁采区。工程质量要求混凝土标号：采用325R水泥，要求砌体灰份饱满，没有瞎缝和干缝；混凝土的表面要求无裂缝、蜂窝、麻面等现象，混凝土标号为C20（重量比为水61.9kg：水泥100kg：砂196kg：石子380kg）。

通过上述本方案的施工：通过在+395E4和矿井总涌水量的观测，研究发现，经过河床治理和挡水墙的设置，矿井涌水量有了明显的减少。

近4年6、7月份+395E4水文观测点和矿井用水量对比

通过数据分析对比2013年6、7月份395E4涌水量同比12年分别减少了102.7m³/h、126.98m³/h，矿井涌水量同比减少101.01m³/h、107.89m³/h；与2013年6、7月份涌水量对比分别减少了46.96m³/h、50.8m³/h，矿井涌水量同比减少25.22m³/h、48.91m³/h.取修筑前后近2年涌水量的平均值，通过数据分析可得，磨刀坑拦水坝修筑后6、7月份矿井涌水量分别减少了111.52m³/h、130.78m³/h。

4 井下排水的调查和优化

经过对曲斗井田水流的调查,及水往低处流的规律,排水要在上区段引流,可减少下区段的排水压力,调查发现在569W1有一水流，流量约80立方米/小时，在480区段的水流从445W1风井往420区段流下，+395S集在水量大时,水沟排不完,水会流入370区段等需要改进的地方。

5 矿井井下防治水设备完善

针对上述排查出的问题,作出如下优化措施:

（1）+370m泵房加装1台200DⅡ-43×5型离心水泵，其额定流量为280m3/h，额定扬程为185m，配套电机功率为160kW。排水管路选择规格为 DN＝200×3的钢管,管路长度约为500m。把水排到520排水硐。从而减少395中央水泵房的排水压力。

（2）+395车场口（一东口部）安装1台型号为IS150-125-315B的耐磨泵, 流量170m3/h，扬程24m,配套电机18.5kW，排水管路选择规格为 DN＝150×3的钢管。把水引到395水仓口，减少水流入370下区段。

（3）做好+370m、395、420区段的拦水工作，减少往采空区溃入片盘的水量，并在+420m区段设应急水仓，安装排水泵，直接排放到+520m副井平硐水沟，减轻+395m泵房的排水压力。

（4）+395水平设立临时水仓，通过潜水泵把+395水引到引到395水仓口，减少水流入370下区段。

（5）+395南集临时泵房装1台200DⅡ-43×5型离心水泵，（作为备用），其额定流量为280m3/h，额定扬程为185m，配套电机功率为160kW。排水管路选择规格为 DN＝200×3的钢管, 把水排放到+520m副井平硐水沟，减轻+395m泵房的排水压力。（作为备用暂时未投入使用，假如+370水平关闭或者突发水时，将+370的200DⅡ-43×5型离心水泵拆至南集口进行安装）。

（6）针对我矿569上部小煤下山水流入矿井，经过论证在569W1、设置抽水点，分别安装排水泵和排水管将水引至556硐口，从其平硐排出，减少矿井涌水量83m3/h。通过对井下水采用疏、引、排等方式进行治理，降低了矿井的排水压力。

通过本方案研究，于2014年4月-9月对井下各涌水点进行观测，矿井总涌水量为431m3/h。涌水量相对下降125m3/h。395水仓水泵单台机抽水时间减少了2.5个小时，没有出现水患险情，确保井下安全生产。

6 结束语

曲斗煤矿二号井2013-14年经过通过地表防治水治理、井下增加排防水设备和加大防治水论证及防治水现场管理，确定矿井重点防治水区域，对地表水采用疏、堵、截、引排水，减少地表水渗入井下。掌握小煤开采对矿井安全生产造成的影响，通过井下巷道砌筑挡水墙和下洋溪磨刀坑段塌陷区和裂隙段的综合治理，确保井下安全生产避免出现水患险情。有力地提高了矿井防治水工作，抵抗住了今年雨汛和多起台风，并为今后曲斗煤矿二号井矿井防治水工作打下了坚实基础。

参考文献：

[1]刘小娟.峰峰矿区矿井防治水技术与对策研究[J].河北工程大学,2012(05).

[2]李永兰.矿井防治水技术综合研究与应用[J].山西焦煤科技,2014(09).

作者简介：黄庆建,男，地质工程师, 主要从事：煤矿生产技术管理。