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回采工作面上分层采空区积水疏放在千秋煤矿的应用

2017-06-30段阳

科技视界 2017年5期
关键词:淋水

段阳

【摘 要】千秋煤矿21112工作面为二分层开采,上部一分层为21111工作面,回采期间切眼出现淋水现象。为有效缓解上分层积水对工作面正常回采造成的影响,因此随着工作面正常推进,在切眼施工疏放水孔,解除上分层水害威胁。通过疏放水不仅消除了上分层积水对工作面的水害影响,同时大大较少了产出煤中所含的水份。

【关键词】二分层;疏放水;淋水;水害威胁

疏放水是随着工作面正常推进,在切眼淋水处向煤墙方向循环施工5-10m的疏放水钻孔。通过疏放水钻孔与上分层采空区沟通,使上分层采空区内的局部低洼处积水顺着钻孔,流至工作面切眼内,并通过预先设计好的排水系统排至水仓内。

1 工作面概况

千秋煤矿位于河南省义马市。21112工作面系该矿21采区下山东翼的正在回采的工作面。2013年8月份开始回采,设计可采长度987.7m,2014年3月27日停止回采,停采时剩余可采长度563m,此时已进入上分层21111采空区内80.3m。2016年10月开始恢复生产,目前处于回采状态。

2 水文地质条件分析

该工作面回采期间主要面临以下水害威胁:

老空水:该工作面停采位置正上方为21111工作面采空区,2014年3月27日停采位置已进入21111工作面采空区80.3m。工作面北部为21091、21092采空区,南部外段跨21131采空区45m,沿走向穿过21131工作面265m的采空区,各个采空区高程均为里高外底。2013年8月份-2014年3月27日期间,在21112工作面上巷多次对21091、21092和21111工作面的老空积水进行探放,上巷掘进期间放出总水量9360m3,下巷掘进期间放出总水量6160m3。回采期间,工作面自2014年1月28日开始出水,水源为21111工作面采空区积水,水量8-14m3/h,截止2014年3月27日,共放出14160m3。2014年2月12日-17日在下巷转载机北侧开设钻场,打钻疏放21111采空区积水,截止2014年3月27日,共放出820m3。

顶板水:该工作面直接顶为灰色、深灰色泥岩,致密块状,赋存稳定,厚度12.4m - 14.1m,隔水性较好。上部为中上侏罗系杂色粉砂岩、细砂岩、砾岩组成,以砾岩为主,交替出现的混合性岩层,该层厚度大,达516.0m,砂砾岩层含水性不稳定,整体为弱含水层,但存在局部强含水段,因工作面放煤后形成冒落空间大,导水裂隙发育高,极易与上含水层导通。根据21172综放工作面回采时顶板出水情况推测,工作面恢复生产后回采面积继续增大,会有顶板水从老塘涌出,预计出水量10-150m3/h。根据经验类比法预计,21112工作面恢复生产后,顶板弱含水层水可能顺着导水裂隙带涌入工作面,预计正常涌水量10-30m3/h,当遇到顶板以上强含水段时,最大涌水量可达290m3/h。

底板水:煤层底板自上而下为砂质泥岩含砾粉砂岩、砾岩(厚度2.4-3.9m)、细砂岩、泥岩、细砂岩(11.6m)。砾岩具有含水性,但该处砾岩层较薄,有泥岩隔水层,预计回采时有少量底板水出现,对回采影响不大。

断层水:工作面构造简单,无断层褶皱,无断层水影响。

通过以上分析得出:21112工作面主要受21091、21092、21111工作面采空区积水影响,但目前工作面淋水主要来自21111工作面采空区的局部低洼处。该工作面采空区为里高外低,积水区域主要位于停采线附近,局部有低洼地段,存有少量积水,不存在水压影响。

3 疏放水方案设计:

根据以上分析结果,下面我们重点阐述上分层21111工作面采空区的老空积水治理:

3.1 钻机型号和钻具设备配备:

1)KBYD155型岩石钻机一台

2)φ75mm高强度螺旋钻杆总长100 m。

3)φ75mm钻头3个。

4)QBS100-60/37kw潜水泵2台,(一台使用、一台备用)。

3.2 疏放孔参数

在21112工作面切眼内煤墙淋水地段煤墙侧施工疏放水孔,具体参数如下:

垂直与煤壁方向,巷底以上1.5m,以+5 - +20°的夹角,朝煤墙侧打设深度为5-15m的放水孔,两孔之间间隔3-15m。

4 疏放水效果

通过在下分层21112工作面切眼打设疏放水孔,减少了回采时上分层21111工作面采空区积水对正常回采造成的水害影响,避免了拉水煤的现象,提高了工作面现场水源管理。鉴于采空区积水区域的不规律性(局部低洼地段存有少量积水),通过疏放水孔一方面解除了工作面的水害威脅,另一方面可探明前方5-10m范围内的积水情况,减少和避免因条件不清造成的溃水事故。

5 结语

疏放水相比较常规的探放水作业具有快速、简便、易操作、见效快等优势,对于今后的分层开采的情况,均可借鉴此方法,在不影响工作面生产的前提下,又解决了当下的水害影响。是矿井防治水的另一种有效的技术手段。

【参考文献】

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[2]王新军,潘国营,翟加文.井下疏水降压防治水措施的适宜性分析[M].煤炭科学技术出版社,2012.

[3]国家安全生产监督管理总局.煤矿防治水规定[S].2009.12.01.

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[6]贾立明,张玉军.采空区积水下急倾斜厚煤层水平分层综放开采安全性分析[J].金属矿山,2015(4):97-101.

[7]何启旺,翟来军,张圣柱.分层开采中上分层采空区自然发火防治[J].山东煤炭科技,2010(1):170-171.

[责任编辑:田吉捷]

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