王广胜，杨树才

（山西兰花集团 莒山煤矿有限公司，山西 泽州 048002）

兰花集团莒山煤矿位于山西省晋城市东北18 km处、泽州县巴公镇三家店村附近，矿区面积9.021 4 km2，可采煤层3号～15号。经50多年开采，3号煤濒临枯竭，为延长矿井服务年限、缓解水平接替紧张，近几年针对20世纪70、80年代刀柱工作面下的弃滞煤炭进行复采回收，其中的探水探空工作受到莒山煤矿的高度重视。

1 复采技术介绍

1）复采工作面的设计。3号煤复采工作面布置受到原刀柱工作面情况制约，采区运输及回风大巷布置于原采区隔离煤柱间，均沿3号煤底板掘进，顶煤厚度不足时可采用卧底掘进（半煤巷）。工作面顺槽沿煤层底板掘进，考虑上分层刀柱工作面回采巷道高度的不确定性，以及避免上分层刀柱工作面顺槽煤柱集中应力的影响，复采工作面顺槽与上分层刀柱工作面顺槽采用内错布置，间距5 m。复采工作面采用长壁综合机械化全部垮落法采煤。复采回收弃滞资源情况，见图1。

图1 复采弃滞煤炭示意图

2）复采工作面的巷道规格和支护形式。巷道采用梯形断面、梯形金属支架支护，特征如下：梁长3.0 m，腿长2.4 m；巷道上口毛宽3.0 m，下口毛宽3.8 m，毛高2.5 m；SM＝8.5m2；巷道上口净宽2.7m，下口净宽3.5m，净高2.25 m，SJ＝6.98m2；柱窝深 0.10m，岔角 0.4m，棚距 0.80m。

2 水文地质条件

莒山煤矿3号煤层结构简单，煤层层理一般，节理发育。直接顶为砂质泥岩，厚度1.45m。老顶为细砂岩，厚度5.13m。底板为砂质泥岩及细砂岩。3号煤复采工作面主要在原刀柱工作面下布置，复采回收下分层残留的弃滞资源，采掘过程中将遇到原刀柱工作面遗留煤柱及原巷道和原刀柱工作面采空区域，大气降水通过地表裂隙渗入原工作面采矿区域，煤层裂隙水与采空积水为工作面主要水源，复采工作面过空探测和探放水问题成为莒山煤矿采掘生产中面临的最大问题。

3 矿井充水因素分析

根据井田地质、水文地质条件、矿井开拓情况，本矿井充水因素为大气降水、地表水、地下水。在“雨季”大气降水集中，大气降水、地表水通过受采动影响产生的地表裂隙、基岩风化裂隙向矿坑充水。3号煤层顶板之上为中细粒砂岩，在本区层位稳定，煤层开采中顶板压力发生变化，产生较多裂隙，成为大气降水、地表水渗入矿坑的主要通道，使其间接渗入矿坑，成为间接补给水。3号煤原刀柱工作面开采后，采空区顶板冒落，形成冒落带和导水裂隙带，是矿井原刀柱工作面采空区积水的通道，成为3号煤复采中的重要水源。

4 探放水技术

根据《煤矿防治水规定》：防治水工作应当坚持预测预报、有掘必探、先探后掘、有采必探、先探后采的原则，采取防、堵、疏、排、截的综合治理措施。本文结合莒山煤矿3号煤复采工作面地质条件，合理地布置了探放水钻孔及其参数。

4.1 钻孔位置及角度的确定

根据水文地质资料，结合掘进工作面迎头超前探瞬变电磁法物探实验结果报告分析，探水的主要对象是原刀柱工作面采空区积水，钻孔采用扇形布置，长探与短（补）探相结合的探水方式进行。

1）长探。在巷道前方平行于煤层底板方向探测，布置3个钻孔，距巷道底板高度1.0 m，中间钻孔垂直煤帮，孔间距100cm，两帮钻孔夹角10°，见图2。

图2 探放水长探示意图

2）短探。莒山煤矿现开采3号煤，主要是原刀柱工作面弃滞资源复采回收工作面，为充分掌握现掘进巷道前方空巷和上方采空积水情况，掘进过程中探放水采用ZDY1500（MKD-5）型煤矿用全液压坑道钻机或ZYJ-500/180架柱式液压回转钻机进行短（补）探，布置2组钻孔，每组3个钻孔，根据煤层倾角与原刀柱工作面上层回采煤层厚度，调整钻孔倾角，1组钻孔距煤层底板1.3 m布置，倾角2°；2组钻孔距煤层底板1.5 m布置，倾角4°。孔间距均为120 cm，两帮钻孔夹角20°，见图 3。

图3 探放水短探示意图

4.2 钻孔深度及超前距离的确定

采用边探水边掘进的方案进行探水，根据水文地质资料的水压、水量、以往探水经验、探水设备、探水技术水平综合考虑，确定长探探水孔设计钻孔长度200 m，帮距不小于20m，且保证不低于60m的安全距离。短（补）探探水钻孔长度60 m，帮距不小于20 m，超前安全距离不低于30m。每探1次允许掘进距离30m。

5 复采工作面探空技术

由于原刀柱工作面煤柱与采空区分布不规则、地质情况较复杂，掘进过程中在大钻探水基础上采用风煤钻对复采工作面采空区逐班探测，进一步掌握遗留煤柱及采空区的情况。

5.1 钻孔位置、角度的确定

根据水文地质资料，探测的主要对象是原刀柱工作面遗留煤柱、采空区、旧巷道，采用扇形布置，每次布置7个钻孔。1、2、3号眼距巷道底板1.7 m处水平方向以倾角20°布置，2号钻孔（中间钻孔）垂直煤帮，孔间距100 cm，帮钻孔夹角30°，探测巷道前上方原刀柱工作面遗留煤柱及采矿区分布情况。4、5、6号眼距巷道底板1.0 m处平行于煤层底板布置，5号钻孔（中间钻孔）垂直煤帮，孔间距100 cm，帮钻孔夹角30°，探测原刀柱工作面底板巷道；7号眼（顶眼）探测巷道顶板顶煤厚度。见图4。

图4 逐班钻探眼布置图

5.2 钻孔深度的确定

采用边探空边掘进的方式进行，根据工作面地质资料、探测设备及技术水平综合考虑，确定钻探孔深11 m，7号眼（顶眼）根据巷道顶煤情况实际探测确定钻孔深度。

6 结束语

莒山煤矿近年来通过弃滞煤炭复采探空探水技术，顺利探放出原工作面采空积水，探明了采空区情况，确保了矿井安全生产，回收弃滞煤炭近600万t，提高了资源回收率，缓解了矿井水平接替紧张。弃滞煤炭复采探空探水技术经实践是可行的，安全效益和经济效益均较明显，具有较强的适用价值，可在类似条件的矿井推广应用。

[1]李延辉.防治老空水技术途径[J].山东煤炭科技,2004(5):38.

[2]常青见.湾子河煤矿安全探放老空水[J].中州煤炭,1988(6):32-33.