梁北煤礦21采區(qū)水害防治措施探討

1、梁北煤礦21采區(qū)水害防治措施探討摘要：我國(guó)是個(gè)煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，在安全高效地進(jìn)行煤炭開采過程中，礦井水害始終是制約礦井安全生產(chǎn)的一個(gè)重要因素。本文針對(duì)梁北礦21采區(qū)突水恢復(fù)后的特殊條件，提出了梁北煤礦21采區(qū)水害防治的措施，這對(duì)確保礦井安全生產(chǎn)具有重大意義。關(guān)鍵詞：梁北煤礦；21采區(qū)；突水恢復(fù)；水害防治；措施許昌新龍礦業(yè)有限責(zé)任公司梁北煤礦，隸屬于河南省神火集團(tuán)，位于河南省許昌禹州市境。礦井始建于1992年8月，2003年9月底建成投產(chǎn)。設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力90萬(wàn)噸/年，服務(wù)年限52.9年，立井單水平上下山開拓，開采水平-550米。21采區(qū)為梁北礦首采區(qū)，自投產(chǎn)以來(lái)，礦井一直受主采煤層二1煤下伏的寒

2、武系灰?guī)r含水層突水威脅。曾在2003-2006年間發(fā)生六次大于60m3/h的突水事故，其中，2005年2月24日在21031工作面回采期間，發(fā)生了水量高達(dá)1100m3/h的突水事故，造成21采區(qū)淹沒。隨后礦井被迫轉(zhuǎn)入11采區(qū)進(jìn)行生產(chǎn)，同時(shí)對(duì)21采區(qū)進(jìn)行追水并于2008年9月完成追水工作。目前梁北礦正常礦井涌水量約為1000m3/h，主要由11、32及21采區(qū)寒武系灰?guī)r水構(gòu)成。21采區(qū)原突水點(diǎn)現(xiàn)在仍有100m3/h的涌水量。按照目前礦井的采掘接替情況，在未來(lái)的5年里，21采區(qū)將取代11采區(qū)成為礦井主采區(qū)，21采區(qū)水害防治也將成為梁北礦當(dāng)前的重大課題。筆者對(duì)梁北礦21采區(qū)近年來(lái)的水文地質(zhì)資料等進(jìn)行

3、了整理，通過分析，針對(duì)21采區(qū)突水恢復(fù)后的水害防治工作提出以下幾項(xiàng)措施：、進(jìn)行21米區(qū)底板水疏放21采區(qū)自當(dāng)年多次突水后，21031工作面寒武系灰?guī)r含水層水壓由突水前的5Mpa以上持續(xù)降至2Mpa左右，并從2008年基本穩(wěn)定至今，而突水點(diǎn)的涌水量由2008年的200m3/h降至目前的100m3/h,可見水壓并未隨著水量的減小而繼續(xù)降低。同時(shí)近期于該工作面底抽巷施工的寒灰水文觀測(cè)鉆孔的水壓觀測(cè)值顯示2.1Mpa也證明了這一點(diǎn)。另外，采區(qū)中部寒灰水壓觀測(cè)鉆孔顯示仍在3Mpa以上。以上情況可以說(shuō)明，21采區(qū)寒灰含水層水壓過去五年基本沒有變化，且突水中心也并未像一直認(rèn)為的在21采區(qū)形成一個(gè)降深較大的漏

4、斗中心。從而可以進(jìn)一步推測(cè)，在近年未進(jìn)行任何采掘活動(dòng)的同時(shí)持續(xù)放水而水壓基本穩(wěn)定說(shuō)明，21采區(qū)寒灰含水層補(bǔ)給水源較為豐富；突水點(diǎn)水量的變化與相應(yīng)含水層的水壓相關(guān)性較差說(shuō)明該區(qū)域底板富水情況不均。因此，需要對(duì)21采區(qū)底板水進(jìn)行疏放。主要要求如下：P工作面水壓（Mpa）Ts突水系數(shù)Cp回采對(duì)底板破壞深度（m）計(jì)算結(jié)果接近或超過突水臨界值0.06（該臨界值為經(jīng)驗(yàn)數(shù)值）另外，由于寒灰水的富水性不均一性，個(gè)別地點(diǎn)的低水壓值未必能夠真實(shí)反映附近地點(diǎn)的真實(shí)水壓，因此有必要對(duì)工作面進(jìn)行底板注漿加固改造，一方面可以封堵工作面底板的斷裂構(gòu)造，阻斷導(dǎo)水通道，另一方面變底板太原組灰?guī)r含水層及寒灰含水層頂部為隔水層，增

5、加隔水層厚度。主要要求如下：（1）對(duì)工作面進(jìn)行全斷面加固，鉆孔以均勻布置為原則，物探異常區(qū)域加密布置鉆孔。（2）注漿加固范圍走向上，向里控制到開切眼外30m處，向外控制到工作面停采線。傾向上控制在上、下順槽向外20m處。（3）鉆孔布置于工作面下順槽或底抽巷的鉆場(chǎng)內(nèi)，每個(gè)鉆場(chǎng)布置3個(gè)左右的鉆孔。（4）鉆孔終孔位置需進(jìn)入寒灰含水層垂深20m,根據(jù)出水情況可以考慮適當(dāng)延伸。（5）鉆孔施工必須下入套管，并且孔口配有高壓閘閥。同時(shí)相鄰的兩個(gè)鉆孔不得同時(shí)揭露含水層。（6）結(jié)合物探成果資料對(duì)底板注漿效果進(jìn)行檢驗(yàn)。四、完善工作面排水系統(tǒng)不怕工作面出水，如果可以排出，那么就不會(huì)造成突水事故。因此，工作面排水系統(tǒng)

6、的完善與排水能力的保證也是必須的，這也是最后一道關(guān)卡，一旦所有的防治措施沒起到應(yīng)有的效果致使工作面出水，只能依靠完善的排水系統(tǒng)。所以必須保證工作面的排水系統(tǒng)的完善。主要要求如下：（1）施工工作面底板疏放水及底板加固改造鉆孔時(shí)，配套排水能力不低于300m3/h。（2）工作面回采時(shí)，配套排水能力不低于500m3/h。（3）排水泵熱備用，排水通道排水總能力不小于配套水泵排水總能力。（4）排水前要有沉淀防淤措施。（5）定期排查排水系統(tǒng)，確保完善。五、完善21采區(qū)地下水位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為了實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地了解21采區(qū)各含水層水位隨著生產(chǎn)、排水及底板加固改造等活動(dòng)的動(dòng)態(tài)變化情況，分析21采區(qū)水文地質(zhì)條件，并為后期21

7、采區(qū)水害的防治提供可靠水文地質(zhì)資料，梁北礦有必要完善21采區(qū)地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。目前梁北礦21采區(qū)的地面長(zhǎng)觀孔基本沒有，僅在井下生產(chǎn)范圍內(nèi)施工了2個(gè)放水鉆孔兼做水文觀測(cè)鉆孔收集水位資料。這還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，有必要在21采區(qū)的頂部、中部各增加一個(gè)寒灰含水層水位觀測(cè)鉆孔，同時(shí)根據(jù)太灰含水層揭露情況可以適當(dāng)增加該層水位觀測(cè)鉆孔，另外可以在地面施工一個(gè)21采區(qū)深部的寒灰水位長(zhǎng)觀孔，通過橫向與縱向的水位監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，綜合分析21采區(qū)水文地質(zhì)特征，為21采區(qū)的底板水害防治工作提供可靠資料，更好的服務(wù)于礦井的安全生產(chǎn)。綜上所述，梁北礦的生產(chǎn)重心慢慢轉(zhuǎn)入恢復(fù)后的21采區(qū)，使21采區(qū)水害的治理工作成為礦井安全生產(chǎn)的重中之重，筆者通過整理分析了近年來(lái)21采區(qū)的地質(zhì)及水文地質(zhì)資料等對(duì)21采區(qū)的水害防治措施進(jìn)行了探討，針對(duì)梁北礦21