冯涛

（山西兰花科技创业股份有限公司 山西晋城 048000）

1 工程概况

1.1 矿井概况

望云煤矿位于山西省高平市区之北12 km处寺庄镇望云村，行政区划属高平市寺庄镇管辖。井田位于太行山南端西麓，属低山区侵蚀地貌，地表基岩广泛出露，经长期风化侵蚀，梁岭连绵，沟深坡陡，沟谷多呈“V”字形，地形较为复杂。

井田属黄河流域沁河水系丹河支流上扶河汇水区，井田内及周边发育的主要河流有西部边界外约1 km的丹河及井田内的丹河支流上扶河。

受区域地质构造的影响，井田总体构造形态以单斜为主，地层总体走向NNE-NE 向，倾向NW或SE，地层倾角在3°～16°之间，一般在9°左右，共发育褶曲构造6个，同时发育断裂构造50条，发育陷落柱39个，未见岩浆岩侵入体。

1.2 工作面概况

望云煤矿15101工作面走向长度1 240 m，倾斜宽度150 m，由于15101 工作面西部存在上扶村保护煤柱，计划开采走向675 m，倾斜宽150 m。工作面底板标高+714 m～+795.28 m。工作面主采15#煤层，煤层平均厚度4.87 m，该煤层为稳定的全区可采煤层。煤层结构简单—复杂，含3层夹矸，单层矸石厚0.05 m～0.20 m。15101 工作面顶板至3#煤层采空区平均厚87.09 m。

1.3 工作面水文地质条件

（1）含水层

距15#煤层最近的奥陶系峰峰组水位标高619.54 m，15101 工作面开采最低标高约为+739.1 m；同时根据勘察报告分析奥灰水对15#煤层在东区的开采无影响。故奥灰水对15101工作面无影响。

（2）本溪组底至15#煤层底板隔水层

15#煤底板至奥陶系灰岩顶界，厚度11.02 m～45.42 m，平均25.44 m，其有效隔水层厚度平均为20.40 m，具有较好的隔水性能。

1.4 工作面涌水量预计

本文参考望云煤矿井田外东北部水文地质条件相似的凌志达煤业开采15#煤层的富水系数：0.40 m3/t～0.65 m3/t进行比拟预测[1-3]。

Q=KPP

式中：Q——新矿井预测涌水量，m3/d；

KP——富水系数，m3/t；

P——矿井核定生产能力为0.76 Mt/a，以年工作日276 d计，日产原煤2 754 t；

代入上式得：Q正常=1 102 m3/d（46 m3/h）；

Q最大=1 790 m3/d（75 m3/h）；

根据以上预算结果，望云煤矿开采东区15#煤层的生产能力达到0.76 Mt/a 时，矿井正常涌水量为1 102 m3/d（46 m3/h），最大涌水量1 790 m3/d（75 m3/h）。

2 工作面水害治理

2.1 地面排水孔

在实施地面排水措施以前，3#煤层采空区充满积水，根据煤层底板等高线，3#煤层采空区整体为东高西低，2018年实施了两个地面排水孔（主孔、副孔），具体参数见表2。

表2 主、副排水孔

表3 抽排水统计

从表3抽排水统计可以看出，通过地面抽排后，水位标高已由原来的+865 m 降至+792.0 m，3#煤层采空区积水标高已低于15101工作面底板标高。

2.2 工作面疏水钻孔

针对15101首采工作面上覆含水层及3#煤层采空区共施工45个疏水钻孔，设计孔间距按50 m布置，疏水钻孔竣工示意图如图1所示（编号1～22为运输顺槽钻孔，23～45位回风顺槽钻孔）。

图1 疏水钻孔示意图

表4 疏水钻孔参数

16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 1029 1084 1136 1178 1174 1234 1239 43.5 45 95 114 162 162 211 255 255 294 316.5 357 359 410 445 457 514 515 562 560 607 660 660 215 340 345 340 345 320 60 150 205 95 230 335 215 225 225 325 275 230 335 245 235 230 340 275 235 225 340 235 0 230 59 54 55 55 55 56 57 55 58 67 54 54 54 55 54 54 54 64 54 54 54 52 54 54 64 54 56 54 54 54 102 105 99 102 99 106.5 129 100.5 111 96 114 109.5 109.5 103.5 106.5 106.5 100.5 99 109.5 103.5 106.5 108 105 106.5 94.5 108 103.5 105 109.5 105南帮距北帮1.5距北帮1m距北帮1m距北帮1m距南帮0.5m距南帮0.5m距南帮1.5m距南帮1.5m巷中距南帮1m距北帮1m距南帮1m距南帮1.5m距南帮1m距北帮1m距北帮1.5m距南帮1m距北帮1m距南帮1.5m距南帮1.5m距南帮1.5m距北帮1m距北帮1.5m距南帮1.5m距南帮1m距北帮1m距南帮1m距北帮1m距南帮1m滴水0 0 0 0 0 滴水淋水滴水0.1淋水滴水滴水0淋水0滴水滴水淋水0 0 滴水淋水0滴水滴水滴水滴水滴水滴水

每个孔均安设有压力表，由表4可知，经疏放后现钻孔仅有25个孔出现淋滴水，最大单孔涌水量0.5 m3/h，汇总后运输顺槽水量约5 m3/h，回风顺槽水量约5 m3/h，累计疏放水量约为4 482 m3。

3 水害治理效果

3.1 地面物探

（1）地面物探布置

在井下疏水钻孔施工完成后，采用瞬变电磁法实施了地面物探[4]。物探测区总面积为0.45 km2。其中，瞬变电磁法勘探测线13条，其中基本物理点650个，试验点11个，质量检查点65个，共计物理点726个。

（2）探测结果分析

图2为依据勘探区3#煤层瞬变电磁法拟视电阻率等值线切片图，图3 为勘探区3#煤层采空积水区分布图。从图2和图3上可以看出：勘探区3#煤层低阻异常区共20处；3#煤层采空积水区共10处。

通过对本测区资料的数据处理和解释，完成了本次物探工作。基本查明了勘探范围内3#煤层相对低阻异常区20处，结合收集的矿井图纸和水文地质资料对比分析，查明3#煤老空积水区10 处，积水区总面积61 908 m2。其中多处受地面35 kV高压线或民用电干扰，解释成果精度降低，解释成果供参考使用。

图2 勘探区3#煤层拟视电阻率切片图

图3 勘探区3#煤层采空积水区分布图

3.2 钻探验证

（1）验证孔

通过对井下疏水钻孔、井下物探成果分析，针对物探异常区及巷道淋水点等进行钻探验证，共设计8 个验证孔，详见表7。

（2）成果分析

由于15101工作面煤层底板等高线运输顺槽高于回风顺槽，采空区积水主要集中于回风顺槽，所以验证孔主要针对回风顺槽异常区进行验证。

1#验证孔发现出水后，在1#验证孔周边补打3个验证孔，均未发现出水；现所有验证孔均未出水或干枯。疏水孔及验证孔累计疏放水约9 282m3。

表7 验证孔参数表

4 结语

通过地面排水孔与井下疏水孔对15101工作面上覆3#煤层采空区积水进行疏放、抽排，采用地面物探和钻孔验证对水害治理进行效果验证，可以明确15101工作面上覆3#煤层采空区已无大范围的积水，消除水患对工作面开采造成的威胁，保障了工作面安全开采。