煤矿探放老空水的分析与研究

盛明明 SHENG Ming-ming

（平煤集团四矿，平顶山 467000）

摘要： 煤矿采空区积水的存在直接威胁着煤矿的安全生产，如何安全快速的对积水进行探放是煤矿防治水方面一项重要的工作。在实际工作中严格按照煤矿探放水原则的要求，按照探放水设计的技术要求去操作，认真落实安全技术措施，确保探放水工作的安全进行。

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关键词 ： 煤矿；探放老空水；安全措施

中图分类号：TD745 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）24-0095-02

作者简介：盛明明（1984-），男，河南洛阳人，助理工程师，本科，毕业于河南理工大学，研究方向为矿井地质防治水。

0 引言

平顶山天安煤业股份有限公司四矿开采历史较长，目前主采的二（己）煤层都处在深部，埋深大都在800～900m，地应力大，而且因多煤层重复采动地应力更加集中，容易造成探放水时钻孔在孔内8～25m范围内缩孔、卡钻、断钻杆、重复扫孔后破碎的煤岩层塌孔，出水后堵孔。二（己）煤层直接顶为砂质泥岩，直接底为含较多植物化石的泥岩，均为软岩层，遇水易膨胀、底鼓，在地应力与水的作用下造成钻进困难。煤层顶板的砂质泥岩等软岩层，在水的作用下发生崩解、膨胀、泥化、并充填在冒落岩块的空隙中形成阻水层，致使钻孔打透采空区后出水量不大，严重制约了探放水工程的施工进度，同时影响了矿井正常的采掘接替。

分析研究在采掘过程中安全、快速地对老空水进行探放，消除老空水害对采掘作业的威胁，减少探放水对采掘作业进度和工期的影响对煤矿的安全生产具有重要意义。

1 安全快速探放老空水

1.1 编制探放水设计和安全技术措施

首先根据矿井生产接替计划对即将布置的掘进工作面进行水文地质情况分析，按照“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的防治水原则对上部采空区内地质构造、煤层产状、顶底板以及工作面回采情况、相邻阶段采空区之间的水力联系、采空区与地表水体、断层构造带的水力联系程度等因素进行系统分析，计算出采空区内积水水头高度及补给量，其次分析煤层顶底板岩性组合特征、开采年限、确定采空区充水系数；根据积水水位标高圈定采空区积水范围，计算采空区体积和积水量，并在采掘工程平面图上绘制出积水线、探水线和警戒线。

探放水设计及安全技术措施应严格按照煤矿防治水规定的要求：①对探放水钻孔的布置、钻孔参数、钻孔超前距离、止水套管长度及老空水头降低高度进行要求，布置探放水钻孔应当遵循下列规定：探水钻孔成组布设，并在巷道前方的水平面和竖直面内呈扇形。钻孔终孔位置以满足平距3m为准，厚煤层内各孔终孔的垂距不得超过1.5m；探放老空积水的超前钻距，根据水压、煤（岩）层厚度和强度及安全措施等情况确定。②要求工作面敷设2趟排水系统，一趟工作一趟备用，水泵的排水能力及扬程能满足需要，选择最优的排水路线。③防瓦斯及有害气体的专项措施。④水害避灾路线及应急措施等。

1.2 探放水准备工作

探放水前施工人员必须了解该工程设计的目的、任务、施工方法和质量要求。现场工作人员必须按规定配戴安全帽、矿灯和自救器，严格遵守有关煤矿安全操作规程。探放水前，所有设备必须先作试运转，排水系统完善、畅通后，方可打钻放水。探放水地点的巷道必须加强支护，必要时需打上立柱。工作人员进入钻场必须首先检查钻场周围的支架、顶板及两帮的安全情况是否良好，如有不安全因素，不得工作。探放水孔与水窝之间要铺上旧风筒或皮带，以免探出的老空水冲刷剥蚀底板。在探放水地点安装一部专用电话，以便及时向矿调度室汇报情况。

1.3 探放水现场施工

在到达探水警戒线时应超前探水掘进，以确定实际积水范围，然后严格按照探放水设计进行探放水，施工单位在掘进过程中及时观察煤层顶板及上帮煤壁的出水情况，到达探水位置后及时停止掘进，如果巷道顶板或上帮有淋水现象及时停止掘进提前进行探放水，井下探放水应当使用专用的探放水钻机，严禁使用煤电钻探放水；探放水专业人员应严格按照探放水设计的钻孔参数给出打钻的位置及方位，在止水套管和控水阀门均按设计要求安装可靠后进行打钻探水，探放水期间应配一名专职瓦斯检察员，随时测量瓦斯及其它有害气体浓度。出水后及时开启水泵抽水，放水过程中定期捅孔，保持钻孔流水畅通，防止老空水重新积聚。放水时必须经常观察钻孔中的出水情况，并记录水量、水压，以便进行必要的计算。确定积水放完后及时将钻孔封堵，避免因采空区瓦斯涌出造成的瓦斯超限事故的发生。

1.4 应用于探放老空水的新方法

①煤矿设计的工作面回风巷一般布置在上阶段采后矿压卸压区，留设较窄的阶段煤柱（5m），即沿空送巷，这样既减轻了巷道支护压力，又提高了资源回收率，缓解了采掘接替紧张的局面，以往在沿空送巷（5m煤柱）探放老空水按水位标高每降低1.0m进行一次探放，现为了加快探放水速度，在通过对阶段防水煤柱的计算，2.2m煤柱便可抵抗2.0m的老空水头压力。探放水时按5m煤柱完全可以满足安全需要，沿空送巷水位标高每降低2.0m进行一次探放，这样既保证了安全，又减少了1/2的探放水次数，加快了探放水进度。

②现在采用ZYJ-550/200型架柱式液压回转钻机，该钻机功率大，运输、固定和操作都方便，大大减少了探放水时间钻机运输、固定浪费的时间。

③采用孔口管控水装置，能够保证探放水安全，有效控制出水量，避免因水压、流量过大，造成突水事故，以致淹巷、淹面。

④以前探放水过程中采用?准75mm套管，现采用?准108mm套管，增加了放水量，加快了放水速度。

⑤以前探放水使用机械泵，需灌压力水，机械泵对水质有较高要求，因出水夹有大量煤、岩石，水泵常有不上水现象，现采用潜水泵排水，该水泵具有操作方便，不怕淹泵，适用在水中夹有煤泥的情况下排水。

两年来使用该方法已对煤矿6个采掘工作面进行探放老空水100余次，共计放水15万余立方米。通过利用新技术、新方法，采取一系列切实可行的措施，确保了快速安全探放水，为以后煤矿深部煤层开采时的快速探放水工作顺利进行奠定了基础，为保证高效、稳产的生产局面做出了贡献。

2 结语

采空区积水的存在直接威胁着煤矿的安全生产，如何安全快速的对积水进行探放是煤矿防治水方面一项重要的工作。在实际工作中严格按照煤矿探放水原则的要求，按照探放水设计的技术要求去操作，以确保探放水工作的安全进行。关键做好以下几方面的工作：

①积水区域、范围、水头高度、积水量要事先组织有关人员认真调查，摸清情况。在设计方案前必须经过反复调查，掌握施工巷道四周的开拓及开采的情况和水文地质情况，保证数据计算的精确度是探放水工作完成的前提。

②对施工设备性能参数，要事先组织人员熟练掌握后才实施。组织参与探放水工程的人员熟悉设备性能及操作程序是探放水工作的基础，只有熟练掌握其操作性能，才能使探放水工作过程顺利进行，并可大大减少钻探设备在钻进过程中的故障率，确保探放水工程能够按计划顺利进行。

③在摸清积水情况的基础上详细制定探放水设计和安全技术措施。在探放水工作中，合理方案的制定是工程施工的捷径，安全技术措施的科学制定是工程的有力保障。

④要根据探放水设计和安全技术措施要求，认真组织实施。组织工程技术人员全过程跟班指导，确保施工质量，及时掌握情况。方案及措施制定后，应组织参与探放水工程的有关人员进行贯彻学习，掘进单位组织人员贯彻学习熟悉突水预兆和避灾路线，现场施工时每班安排工程技术人员跟班进行技术指导，使工程能够严格按照设计要求进行施工。

⑤在探放水施工过程中必须对钻孔瓦斯情况进行监测，确保施工地点瓦斯不超限。瓦斯如果出现异常需及时采取措施等瓦斯正常后再继续进行探放水工作。

⑥要根据实施过程中现场情况的变化，及时补充调查资料，在现场施工过程中，技术人员必须严格按照实际情况确定打钻位置，计算好打钻角度、方位，确保能够准确把积水放出，并收集好钻孔钻进资料，若与设计出现偏差时，必须重新进行调查、分析，并及时调整方案，确保采空区积水完全放出，水害威胁完全消除，探放水工作的圆满成功。

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参考文献：

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