矿井浅部老空区疏水巷方案研究与应用

2018-11-06葛天天

中小企业管理与科技 2018年5期

葛天天

（冀中能源峰峰集团辛安矿，河北邯郸056200）

1 矿井浅部采空区疏水概况

峰峰集团辛安矿原为峰峰集团黄沙矿，1970年4月开工建设，1971年10月投产，设计生产能力0.30Mt/a，1976年达产。矿井浅部处于北黄沙向斜内，该向斜位于黄沙区内，向斜轴位于主斜井北侧，轴向近EW，经钻孔和-100m水平开采巷道揭露所证实，褶皱平缓，两翼倾角13°～19°左右，位置可靠。

矿井浅部区域指+32水平和-100水平区域，煤层埋藏浅，地表发育冲沟，且分布众多已经关闭的小煤矿和隐伏古井筒，在小煤矿生产期间部分小煤矿曾进行过越界超层开采，其中5个小煤矿曾越界进入辛安矿开采大青和下架煤，并发生过多次水害事故。实施疏水巷，可有效改善矿井调蓄水能力，矿井瞬时、大量涌水得以缓冲，消除老空水害隐患，节约泵房用电成本，减少运输下山巷道维护工作量。

辛安矿浅部-100水平以上已开采完毕，每年雨季期间，降雨量的增加，将使地表水通过地表扒缝及古小窑采空区涌入井下，造成+32水平涌水量增加，极易发生老空水害事故。

2 工程地质条件

2.1 地层岩性

设计巷道揭露地层均属二叠系下统太原组及山西组地层，沉积环境为陆相沉积，主要为粉砂岩及中细粒长石石英砂岩沉积。煤岩层自南向北由 NE59°～NE110°～NE47°，整体倾向SE，煤岩层倾角 12°～18°，一般 16°。标志层主要有 4# 煤层、野青灰岩。

2.2 煤层情况

设计巷道西部4#煤层已大部开采完毕，东部4#煤层尚未开采，仅有部分掘进巷道。据相邻巷道及工作面采掘情况：4#煤层分布较稳定、结构复杂煤层，厚度0.8～1.0m，平均厚度0.90m，区内4#煤含夹矸一层，厚度0.3～1.2m。

3 矿井老空水害

+32水平涌水全部来自老空区，浅部地区小煤窑聚集，破坏范围广，其采空区内积水沿大煤顺层流入矿井，野青、山伏青、小青灰岩含水层与+32水平联通，原有老巷道坍塌、堵塞后，流入+32水平大巷，形成+32水平水害。

+32水平以下山青水顺巷道流入-100水平，+32水平排不供的涌水同样流入-100水平。

雨季期间，受降雨影响，浅部地区涌水量增大，弱超出浅部地区排水能力，将严重威胁井下人员人身安全。

4 老空水害防治技术方案

我矿+32水平已无可采储量，矿井回采工作也已步入后期，可采储量不足1000万吨，并且结合我矿历史，矿井老空水害隐患只在雨季过多洪汛灾期显现，治理水害方案主要为预防老空水灾，因此扩建+32泵房，资金投入大，长远收益不明显，不具备经济合理性。

通过深入研究探讨，最终制定对+32老巷道进行扩整改造疏水通道，在疏水通道构筑限流墙及流水孔将老空水通过疏水通道导水引到-100北翼采空区的技术方案（具体见示意图）。

图1

根据我矿资料，+32水平历史最大突水量为20000m3，我矿-100水仓最大容量为11540m3，考虑水仓保持50%容量，可以蓄水6000m3，为满足储水要求，需在-100水平建立满足不低于14000m3储水巷道。+32采空区巷道虽已报废，但是由于埋藏浅，巷道保存完整，整修工程量小。-100北翼至+32之间大煤采空区、野青采空区及山青采空区面积之和约为36000m3，保守储水能力 50000m3。

-100北大巷通过石门联通采空区，在-100北大巷与采空区之间建立低压挡水密闭墙，在密闭墙上布置导水管安装阀门（见图2低压挡水墙断面图），汛期老空水害显现时可以通过-100采空区储水，水经由-100北大巷流入-100水仓，完成由-100泵房排水的任务。

5 巷道支护设计

图2 低压挡水墙断面图

①巷道净规格为3.2×2.8m（净宽×净高），直墙半圆拱形断面，锚网喷支护，喷C20砼，初喷厚度为50mm，采用Φ20MnSi高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆，长度2.0m，每根锚杆配备1个K2335、2个Z2335型树脂药卷，锚杆间排距700×700mm，每根锚杆配 1个钢托盘，规格 110×110×18mm（长×宽×厚）。网为Φ6钢筋网，规格1500×800mm（长×宽），采用双股14号绑丝联网，每200mm绑扎一道，复喷厚度100mm。

②巷道采用C20砼铺底，铺底厚度100mm。巷道下行左侧布置水沟，深度500mm，宽度500mm，水沟采用水泥抹面厚度200mm。

③在疏水巷巷道交岔点，拐点，及坡头设计水池，水池四周由砖墙垒筑，长1500mm，宽1000mm，深1200mm，由水泥抹面。