煤矿老空水探放方法探讨

2018-12-01姚远

江西煤炭科技 2018年4期

姚远

（兖州煤业股份有限公司济宁二号煤矿，山东济宁 272072）

1 煤矿老空水防治现状

老空是指采空区、老窑和已经报废井巷的总称。老空水按积水的位置可具体分为本矿和邻近矿井老空积水。

济宁二号煤矿田内地质构造复杂，褶曲和断层发育，含水层丰富，在采掘生产中存在老空水水害威胁。矿井老空水防治一直是防治水工作的首要任务，老空水是因人工地下开采而形成的局部积水，其位置、积水量、积水范围相对容易预测，而防治工作却是个难题。工作面回采过程中及停采后，煤层顶底板砂岩水作为主要充水水源，向采空区持续渗透补给；因采空区岩层应力平衡遭到破坏，顶板冒落造成裂隙带向上延伸至顶板含水层中，形成了较好的补给条件，加剧了补给速率。采空区积水少则几十立方米，多则上万立方米。沿空掘进巷道防治老空水的主要措施是“先探后掘，边探边掘”施工，但是当老空区积水量大，积水水头高度大时，这个方法显得很吃力，水位水压居高不下，严重影响了掘进速度，给矿井生产接续带来困难。

2 煤矿老空水防治方法探讨

2.1 采空区积水量预测

能够实测积水的上限时，将老空水流出巷道的底板标高作为积水的上限，根据这一上限标高，在采掘工程平面图上按照等高线即可将积水范围标定出来。但必须考虑到因巷道的局部冒落造成堵塞以至积水标高局部提高的特殊情况，并采取预防措施。

如不能实测出积水上限时，根据开采后的水量补给资料及积水时间，采用水均衡法估算积水量，再根据积水量来推算出积水的范围。推算积水范围时，采用穷举法推算，即积水量=收入量-支出量。

2.2 采空区积水在设计工作面两侧

如果设计工作面位于两个采空区的中间，而工作面之中恰有一条巷道可供能够利用（当然这样的情形不多），可以在两侧掘进顺槽时，在中间巷道设计钻孔探放两侧积水（见图1）。即采用“边探边掘”施工和打钻探放水两个方法的结合，以“边探边掘”施工为主，打钻放水为辅。

图1 采空区积水在设计工作面两侧

2.3 采空区积水在设计工作面一侧

如果采空区在设计工作面的一侧，可以先施工非沿空侧顺槽和部分切眼，然后在切眼处施工钻孔探放采空区积水，这样沿空侧掘进时水位标高和水量就会降下来，减少沿空侧顺槽的放水量，从而加快掘进速度（见图2）。这种情况也是“边探边掘”施工和打钻探水的有机结合，以打钻放水为主，“边探边掘”施工为辅。

图2 采空区积水在设计工作面一侧

3 煤矿老空水防治实践

3.1 利用附近现有巷道提前探放老空水

我矿11302工作面位于11301工作面和11303工作面之间，轨道顺槽西邻11303工作面采空区，运输顺槽东邻11301工作面采空区，均为沿空掘进巷道。2017年10月19日实测11303工作面采空区和11302回风巷水位标高-745 m，计算积水量约18万m3，最大积水高度70m（11303工作面采空区积水高度为54m）；预计11301工作面采空区最大积水高度41.1 m，水位标高-744 m，积水量约7.8万m3。11302回风巷位于设计两顺槽中间（见图3）。

图3 11302工作面放水施工

在两顺槽“边探边掘”施工的同时，设计在11302回风巷提前探放两侧老空水；因11302回风巷和11303面采空区连通，在回风巷内安设排水设备疏放回风巷和11303面采空区内积水。11302回风巷施工探放11301面采空区积水钻孔4个，通过钻孔疏放11301面采空区积水约20383 m3；运输顺槽施工探放水钻孔96个，疏放11301面采空区积水8.167万m3（包括补给量）；回风巷泵排疏放（包括补给量）。由于在回风巷疏放水效果很好，使得11303面采空区积水水位持续下降，对11302面轨顺掘进已无影响，故回风巷未施工钻孔探放11303面采空区积水，11302面轨顺疏放水量也较小。11302工作面探放水情况见表1。

表1 11302工作面探放水情况

由表2数据可知，在11302回风巷疏放回风巷和11303面采空区积水后，11302面轨道顺槽在2018年3、4月份掘进进尺显著增加，与正常掘进巷道93上01轨顺相差不多，而同是沿空掘进的93上09面轨顺进尺要少些。11302面运顺因地质条件复杂，且在回风巷探放11301面采空区积水效果并不理想，进尺并未增加，但放出的两万多立方水按照100 m3/h的速度疏排，也要8天多，因此也加快了放水的进度。