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越界采空水的特点及综合防治措施

2021-09-26史永良苏盟

河南科技 2021年24期

史永良 苏盟

摘 要:为有效防治越界采空区积水对煤矿安全生产的威胁,本文通对后安煤矿越界采空水的探放水效果分析,就越界采空水的特点及防治措施提出两顺槽多级循环探放、切眼集中疏放等新方法、新思路,为越界老空区水害防治工作提供了实践依据。

关键词:越界采空水;两顺槽多级循环探放;切眼集中疏放;综合防治措施

中图分类号:TD822;TD745   文献标识码:A    文章编号:1003-5168(2021)24-0056-03

The Characteristics of Transboundary Water Mined and Comprehensive Prevention Measures

SHI Yongliang1    SU Meng2

(1.Zhong'tian'he'chuang Coal Branch , Shuozhou Shanxi 036800;

2. Shanxi Shuozhou Pinglu Houan Coal mine,Shuozhou Shanxi 036800)

Abstract: In order to effectively prevent and control the threat of water accumulation in the cross-border goaf to the safety of coal mine production, in this paper, it through the analysis of the exploration and drainage effect of the cross-border goaf water in Houan coal mine, and puts forward new methods and ideas based on the characteristics and prevention measures of the cross-border goaf water, such as multi-level circulation exploration and drainage in two grooves, centralized drainage in the cutting holes, etc., which provides a practical basis for the prevention and control of water disasters in the cross-border old goaf.

Keywords:cross boundary goaf water; exploration and release of two parallel grooves and multi-stage circulation; focus and release of incision;comprehensive control measures

山西省作为煤炭大省,经过多年的煤炭资源整合,很多中小型煤矿逐步被大矿所取代,这有利于集约生产、提高开采效率,降低死亡率,并对资源的可持续发展,节能、环保等有巨大意義[1-3]。但由于监管不到位等因素[4-7],资源整合前煤炭市场混乱,许多小型煤矿存在超层越界开采行为,越界后的采空区积水成为诱发煤矿水害事故的又一重要因素,因此越界采空水的防治工作尤为重要[8-11]。

1 越界采空水的特点

老空水是指采空区、老窑或者已经废弃井巷内的积水,其中老窑水主要是指由于过去的一些煤矿开采后遗留下一部分采空区,这部分采空区被后期的地下水或者地表水失去原有平衡状态而涌入形成。其具有4个特点:①存在较大的水压,采空区破坏后瞬时水量大,破坏性很强;②存积时间较长,具有较强的酸性和腐蚀性;③积水空间密闭,聚集大量的甲烷、硫化氢等有毒有害气体;④老窑地质及水文地质资料收集困难,造成老窑采空积水区空间分布具有隐蔽性、随机性的特点。

2 后安煤矿越界采空水的探放水效果分析

2.1 概况

后安煤炭有限公司位于朔州市平鲁区。批准开采:4-11#煤层,煤层倾向西南,开采方式为地下开采,井田面积4.833 6 km2,开采深度为980~1 290 m。据平鲁区煤炭工业管理局检查结果和本矿生产揭露,后安煤矿井田东南部4号煤层存在越界采空区,与9号煤层层间距平均46.16 m。为原杏园煤矿(2006年资源整合时关闭)越界开采4号煤形成。据《矿井水文地质类型划分报告》《矿井水患补充调查报告》调查显示,原杏园越界采空区积水面积为202 328 m2,积水标高1 163 m,积水量约为11.54万m3。

2.2 探放水设计方案

2.2.1 前期准备工作。通过前期实地走访及查阅相关资料,同时结合4号煤层该区域附近采掘揭露基本确定该区域地质构造、顶底板岩性,邻矿采掘现状、越界采空区与地表水体水力联系等,初步确定“三线”位置,积水区标高、计算积水量等。

根据《山西省煤矿老空水害防治工作相关规定》,采用如下公式核算采空区积水量:

W=KMF/cosα        (1)

式中:W为老空积水量,m?;M为采厚,4#煤层厚8.2 m(该区域4#煤层为合并层);K为老空的充水系数,一般老空取0.3~0.5,煤巷取0.5~0.8,岩巷取0.8~1.0,本次计算取0.4;F为采空区水平面积,经实测的采空面积约202 328m2,因原4#煤层开采工艺落后,采区回采率不足40%,故采空区充水面积取20%;α为煤层倾角,4.5°。