高煤公司老空水防治经验分析与研究

郜普涛 宋忠亮

（1.中国矿业大学 资源与地球科学学院，江苏 徐州 221008；2.枣庄矿业集团高庄煤业有限公司，山东 济宁 277605；3.枣庄矿业集团有限责任公司地测处，山东 枣庄 277000）

高煤公司位于济宁市微山县境内，隶属枣矿集团，核定生产能力300万t/a。主采石炭二叠系3上、3下煤层，其中3上煤厚4.8m，3下煤层厚3.5m。1997年投产，初为水力采煤工艺，2000年9月开始采用高档普采工艺，2003年改为综采工艺并在西五采区进行了首采面回采。矿井为前进式开采布局，采用采区内下行长壁后退式、综合机械化采煤方法，全部跨落法管理顶板。因此当工作面回采结束，在面内低洼区形成局部老空积水，对开采下一个工作面构成威胁。高煤公司存在老空水防治难题。

1 高煤公司老空水的特点分析

高煤公司从1997年正式投产以来26项老空水探放工程实践情况，期间共施工探放水钻孔577个，完成钻探进尺3970.3m，累计疏放水量542975.2m3。归纳总结，具有以下特点。

1.1 老空水边界范围清晰

高煤公司地处微山湖湖区，为湖下隐伏式煤田，矿区及周边范围内无小煤窑、古井、老窑等威胁，矿井范围内采空区皆由本矿自身采掘形成，积水主要分布于 1108、1109、3上505、3上508、3下505、3下508、3上510、3上509、3上1109、3上1102、3下509、3上1104等采空区，由于这些地点测量记录、巷道素描等资料详细清楚，积水边界可以准确地计算，积水范围清晰明确。

1.2 老空水探放工程量呈增加趋势

统计1997年以来高庄煤业公司的探放水工程，如图1，2003年以前老空区积水探放工程数量比较少，1998年至2002年没有老空水探放工程，2003年以后开始推广高档普采、综采工艺，随着矿井开采时间的延长和开采强度的增加，从此矿井每年都有探放水工程，2007年和2009年探放水工程都多达4项。1997年～2013年探放水工程数量、疏放的老空积水水量，均呈增加趋势，详见图1（a）、（d）。

1.3 探放水工期长

西一采区1108面和1109面探放水从2005年12月27日开钻至2006年4月11日隐患解除，工期历时3个半月。西五采区3上510材料巷掘进期间探放3上508老空水，从2006年3月27日持续到8月23日，工期持续6个月。3下506切眼探放3下504老空水，从2009年11月2日至2010年5月结束，工期持续7个月,详见图1（a～d）。探放水持续时间长，工作难度大，防治水人员长期处于加班、熬夜、连续上班等高强度紧张状态，易于产生疲劳感，对探放水工作造成威胁。

2 高煤公司老空水防治管理措施

2.1 加强老空水防治队伍建设

高煤公司水文地质条件中等，水害威胁突出，公司领导高度重视地测队伍建设，设置了地测防治水专职副总工程师，成立了地质测量科，其中地质8人，防治水人员3人，测量人员10人，绘图人员1人。成立了防治水办公室，设置在地测科，有主任工程师任老空水防治办公室主任，成员为防治水人员。

以上人员配置可以确保测量收尺、地质素描、矿井制图等老空水防治基础工作的质量，为老空水防治提供了一个良好的工作基础。

2.2 健全老空水防治管理制度

高煤公司建立了以矿长为老空水防治第一责任人，总工程师负责老空水防治技术工作，包括了地测科、设计室、掘进科、采煤科、机电科、通防科、安监处、调度室、钻机队和生产区队等单位的老空水防治责任制度，涵盖老空水隐患排查与闭合、探放水设计、审批、探放水工程施工、防排水系统的设计、安装和运行、探放水过程中的通讯调度、安全监督与业务监督以及竣工验收等各个环节，构成一个完善的老空水防治制度体系。

图1 高煤公司历年老空水探放工程情况统计图

2.3 实行全面的隐患排查

全面的隐患排查包括年排查、月排查、月预报、临时预报、周分析、周检查、发放水害通知单和每天通报采掘进尺：（1）按照《煤矿防治水规定》要求，在每年底对照下一年的采掘计划，开展年度防治水隐患排查。在每月20日前后，对照下月采掘计划，逐头逐面开展月度地测防治水隐患排查。（2）每周进行一次防治水安全隐患周分析和周总结。当采掘地点发生变化时，及时开展水患补充排查，发现水患威胁，提供临时水害预报。每周四开展一次全矿井防治水隐患现场检查，下周一开展现场复查。（3）当采掘活动接近老空水时，提前下达水害通知单，经总工程师、副总和掘进科、采煤科等签字后，发放相关领导和单位，确保其明确水害威胁，便于提前采取措施。（4）地测科每天早班会由测量组负责通报井下所有采掘地点进尺情况，确保防治水人员掌握全矿所有采掘头面的进展情况，明确是否存在水害威胁。

通过全面的隐患排查，实现了矿井老空水排查无遗漏，防治无盲点。

2.4 强化老空水探放过程管理

高煤公司在老空水探放工作中形成了以隐患排查为起点，以竣工验收为终点，包括探放水工程设计、组织、施工、排水、通讯、安监的闭合系统，并以日报、周报等手段进行过程管控，为探放水工作提供有力保障。

下面以1108面和1109面老空积水探放为例说明。

1108面和1109面为西一采区最低工作面，低于-370m水平，工作面回采后，两个采空区充满积水，其中1108面积水面积32304m2，积水量为71962m3，积水标高为-353.5～ -430.4m，积水深度76.9m；1109面积水面积24156m2，积水量70730m3，积水标高为-361.1～ -434.3m，积水深度73.2m。这两处积水区积水量大，水头高度大，施工难度大，对西七胶带巷和西七轨道巷掘进构成了严重威胁，于2004年11月份经隐患排查查出。公司成立了探放水领导小组，具体负责探放水协调工作，强化了探放水领导与组织工作。

地测科提前一个月编制了《西一采区1108面和1109面老空积水探放钻孔设计》，设计中确立了分步探放水方案，详细明确了探放水钻场与钻孔布置、钻机选型和固定、孔口管的结构、埋设、固定方法、打压试验方法、施工工序、施工组织和工期、通风、供水、排水和通讯方案，以及探放水材料消耗列表，施工组织中特别明确采用2班制，每班工作8h，每班队长1人，技术员1人，材料员1人，维修加镶焊1人，钻工5人，共14人。设计经相关职能科室、地测副总、总工程师审批，与探放水工程进度日报、周报制度一起下发传达至每位探放人员和地测人员学习。

探放水工作共历时3个半月，分三阶段共施工钻孔8个，钻探进尺269m，放出积水76396.8m3，累计发放探放水日报表43份，周报表10份，确保了探放水工程顺利开展。

2.5 建立严格的“允许掘进”的制度

《煤矿防治水规定》要求煤层中探放老空水需留设30m煤柱，但由于沿空掘进探放水过程中皆为下山探放水，不具备留设30m煤柱的条件，或者说留设30m后，根本就放不出积水。鉴于这种现实，目前国内多数矿井采用无水压的沿空掘进“探-放-掘”循环的探放水方法。

但采用“探-放-掘”循环的方法，最大的安全隐患点在于生产掘进区队为追求进尺而冒险掘进。高煤公司针对这种情形，建立了严格的探放水“允许掘进”通知单制度，每天由地测科根据现场实测和分析结果向生产区队下发“允许掘进”通知单，生产区队根据通知单规定的距离掘进，一旦超过允许掘进距离，地测科下达停头通知单，并根据规定对工区进行处罚。

2.6 深抓水害防治边缘管理，做好“三项工程”

根据公司以往防治水经验，老空水害的排查与探放是老空水防治的中心工作，但只做好这些仍不能保障老空水防治安全，还需要做好边缘管理。零星工程施工、沿空掘进采空区钻探、防灭火灌浆通报是老空水防治的边缘管理“三项工程”。

（1）规范沿空掘进零星工程施工

沿空零星工程施工地点靠近采空区，煤（岩）体破碎，施工活动易透采空区，引发防治水和气体事故，具有巨大的安全隐患。公司制定了零星工程施工管理规定。所有沿空零星工程，须严格执行“一工程，一设计，一审批”制度，将审批后的设计向地测科提交一份，经地测科确认安全后方可施工。沿空零星工程施工区队应在工程施工完毕当天内通知地测科。地测科收到通知后1d内到现场进行测定，并及时上图。

（2）开展沿空掘进钻探，防治因采空区局部冒落不均引起的积水

采空区局部冒落不均可能引起局部积水，对巷道掘进构成威胁。因此，公司在沿空掘进过程中坚持每隔50m向采空区施工一个钻孔，探测采空区情况，如果发现有局部积水，则制定探放水方案，开展探放水工作。

（3）实行防灭火灌浆周报制度

防灭火灌浆在一定条件下积存后，会造成较为严重的溃水事故。高煤公司实行防灭火灌浆周报制度，规定通防科每周向地测科提供一次数据，包括灌浆地点、时间、灌浆量，地测科及时进行安全排查，发现问题，及时制定解决措施。

3 结论

高煤公司为前进式下山开采，随着开采范围的扩大，上部老空水威胁日益增大，本文在认真分析高煤公司老空水特点的基础上，通过强化队伍建设和制度建设做好老空水防治的基础工作，通过强化老空水隐患排查、探放水过程管理、建立严格的“允许掘进通知单”制度，防范排查漏洞，完善探放水流程配合，严控探放水过程中的施工队伍的冒险掘进，通过探放水边缘管理，完善零星工程、老空局部冒落积水和防灭火灌浆二次积水防治。总之，通过以上措施，高煤公司建立比较完善的老空水防治体系，实现了老空水防治安全。