煤矿老空水探放实践与体会.doc

煤矿老空水探放实践与体会杨桥煤矿由于水平接替脱节，造成一水平全部下山采区开采，下山采区采到一定深度后，由于排水、通风、运输等困难停采，其采空区内和巷道内形成老空区积水，二水平投产后，其采区上部存在老空区积水，或老空区积水范围内尚有大量可采煤层，只有将老空区内积水进行探放，才能消除水患，解决受水患威胁的地质储量，实现安全生产。近几年来，进行了多次老空水探放，全部做到了一次性探放成功，解放地质储量150多万吨，实现了一、二水平间无煤柱开采，提高了资源回收率。1、探放水工作实践下面以杨桥煤矿3201采区老空区积水探放实践实例做介绍。3201采区为一水平下山采区，最低开采深度达-254.9m，由于排水系统和运输系统不完善，2002年4月该采区被迫停采，随即该采区-192.0-254.9m区段被水淹,该区段仍有地质储量15万吨，为了对 3201采区进行复采，必须先消除3201采区深部积水，因此决定在二水平东大巷施工放水巷，消除3201采区水患。1.1、3201采区开采和积水情况分析3201采区老空区从-192.0-254.9m标高全部积满水，在旱季水文观测有512t/h的水从老空区巷道溢出，经3102付巷流入3201水仓（标高为-192.0m），经分析该涌水量为3201采区老空区的长流补给量水，雨季会成倍增大。3201采区深部开采情况分析：3101石门穿过M向斜见北翼急倾斜煤层后（见煤标高-246m），未掘巷道开采，上部只采到3151溜子道（标高-212m），M向斜南翼煤层为缓倾斜煤层，布置了3155东西溜子道进行了开采，南部煤层又被F1-6断层切断。根据3201采区采掘工程平面图及开采资料分析，3201采区老空区积水主要由下山岩巷和采空区积水组成，经推算得出3201采区老空区积水量Q=Q采Q巷，采空区积水Q采包括北翼采空区积水（S为5441m2）和南翼采空区积水（S为12700m2），采高平均取2m,采空区空隙系数k取0.4,推算Q采=14513（吨），下山岩巷积水Q巷包括3101下山（140m）、3101石门（190m）、-250m大巷（150m）、3302皮带道（220m）、3151平石门（64m），巷道断面积S为3.57 m2,岩巷空隙系数k取0.8,推算Q巷= 3330（吨），经计算：Q= 17843（吨）。因此，3201采区老空区-192m标高以下全部积满水，积水面积为20000，总积水量达17843吨，最大水头压力为7.09kg/cm2 。1.2、确定探放水方案与设计根据3201采区开采资料和老空区积水情况分析，只要探放3101石门（标高-246.0m）积水，就能将整个3201采区老空区内-246.0m标高以上的积水全部探放尽，选择该巷测量精度更高，能保证探放水的准确性。因此决定在二水平东大巷4号测点前110米处掘二水平东大巷放水巷40米后布置探水钻场，设计标高为-247m，比3101石门标高低1米，钻场与3101石门的最小水平钻距为30米，符合煤矿防治水规定的要求。具体探放水设计：采用钻机侧向探放3101石门，设计三个探水孔（即1、2、3号钻孔），呈扇形布置，平面上钻孔距为0.5米，钻孔布置：1号孔方位为109,长度为32m，坡度为+2，2号孔：方位为112,长度为35.5m，坡度为+2，3号孔：方位为114,长度为38m，坡度为+2。1.3、井下探放水井下探放水工作由中鼎国际矿建分公司勘探队实施，该公司根据3201采区老空水探放设计编制了探放水施工安全技术措施。鼎中改探放水工程于2009年11月3日正式施工，首先由生产科测量技术人员严格按照探水设计采用全站仪给钻孔放方位，11月8日1号钻孔探至31.5m处穿入3101石门水体，孔中放水量为18.6t/h，11月21日2号钻孔探至35.3m处穿入水体，孔中放水量为27.9t/h，12月9日3号钻孔在37.8m穿入水体，孔中放水量为49t/h。放水期间，生产科每天三班派技术人员进行水文观测，建立放水观测台帐，记录统计好测定的水量，直到老空区水放完或水流稳定为止。1.4、放水工作分析论证放水到12月21号三个钻孔中只有3号孔有水出，出水量稳定在6t/h，在孔口测验还有微风通过，后又每隔五天进行一次观测，基本无较大变化，水质清澈无异味。经统计从11月8日至12月21日共放水17622吨，减去补给量，此次3201采区老空区实放水14122吨，与预计积水量17843吨（采空区积水量14513吨，老巷积水量3330吨）比较，采空区实放出10792吨，相差3721吨，通过计算采空区空隙系数k为0.29，基本与以往2207老空区和4301老空区的空隙系数经验值（0.20.3）基本一致，预计积水量偏大原因是在计算中有意将空隙系数选择偏大，防止预计采空区积水量偏小。于2010年2月16日长班组织技术人员再次对3302皮带道（老巷）进行侦察，经通风人员测定3302皮带道有风流通过，并针对放水量和3302皮带道水文侦察情况进行综合分析讨论，得出以下结论，一致认为3201采区老空积水已基本放尽。二水平东大巷放水巷涌水量6t/h为补给水，此水来源于：3302皮带道渗水,采空区余水渗出水,少量的砂岩裂隙水。3101石门局部积水对二水平东大巷贯通基本不构成威胁，决定二水平东大巷放水巷探水进尺贯通3101石门，并要求制定了相关的安全技术措施。1.5、巷道贯通消除水患2010年3月下旬由实业公司掘进队开始沿3号放水钻孔并配合小钻孔探水进尺，于4月中旬安全贯通3101石门，标志着3201采区老空区水探放圆满成功。2、探放水工作体会自2003年以来，杨桥煤矿先后成功实现了对2207采区、4301采区、4302采区、3201采区和3203采区老空区积水探放工作，达到了探放水工作效率高、安全的目的，为矿井实现安全生产提供了强有力的技术保证。现就探放水工作谈几点体会。1.1、首先要加强水文地质资料收集与分析建立健全水文地质台帐，日常水文观测及技术业务保安工作要做到位，在某个老空区要探放水时，就只要将老空区水文地质资料、开采及图纸资料进行拿出来整理分析，水文地质资料丰富，图纸资料齐全准确，是分析清楚老空区积水的空间位置、标高、积水量及水头压力的关键，关系着能否确定出最佳的探放水方案。因此水文地质资料收集与分析是搞好探放水和防探水工作的基础。1.2、选择针对性的探放水方案设计3201采区和3203采区老空区的特点是半封闭老空区，老空区积水深部有岩石老巷，选择岩巷作为探水对象，能直接将整个老空区岩巷以上的积水一次性探放尽，岩巷测量精度高，能确保探放水的准确性。而2207采区、4301采区老空区的特点是全封闭老空区，老空区积水内无岩石老巷，如选择煤巷最低点作为探放对象，煤巷一般为罗盘测量成果，测量精度不高，要做到一次性探放尽难度大，只有采取多次降压探放，即先在底板岩巷中探放采空区积水，放水降压后，再掘煤探水巷进一步探放老空区深部积水，然后做巷道探水进尺贯通老空区，彻底消除水患。不同的老空区有不同的特点，实践证明，2207采区、4301采区、3201采区正因制定了符合自身老空区特点的针对性的探放水方案设计，才确保了对老空区积水的探放成功。1.3、确保探水孔方位和坡度的精确度探水钻孔方位和坡度现场确定工作，一般是由测量技术人员担任，严格按探放水设计采用全站仪进行放线，减少放线误差，提高探放目标的精确度，保证探放水的准确性。1.4、放水工作安全保证为保证放水期间矿井安全生产和放水安全，一般探放水选择在枯雨季节进行，减轻中央泵房排水压力，并采用闸阀控制放水。1.5、放水水文观测与统计水文观测与统计是放水期间的一项重要工作，其统计数据是放水分析论证重要依据，是分析判断老空区积水是否放尽的一项重要指标，因此在放水期间生产科安排34个技术人员每天三班观测与统计，随时掌握放水量变化情况，确保放水量统计的准确性。1.6、关键是放水评价工作放水后关键要做好对放水效果评价工作，直接关系着巷道贯通和新工作面开采的安全问题。如何分析判断老空区积水是否放尽，从多年探放水工作经验总结大致可从以下几方面进行综合分析：放水量与预计积水量进行对比分析，水头压力实验分析，老空区上部老巷水情侦察分析，钻孔涌水量与老空区补给量比较分析，水质化验分析（pH试纸法），井下现场钻孔风流检验分析。3201采区老空区放水分析论证就是通过对放水量与预计积水量进行对比，上部老巷侦察，钻孔涌水量与老空区补给量比较，井下现场钻孔风流检验四方面进行分析，一致讨论认为老空区积水基本放尽，巷道可探水进尺贯通老巷或老空区。2207采区、4301采区老空区放水分析论证采取做水头压力实验分析，起到了对老空区积水疏放降压效果，可以通过掘煤巷直接探放老空区剩余积水，直到探水进尺贯通老巷或老空区。总而言之，放水分析方法不是固定不变，要因地制宜的选择，才能起到事半功倍的效果。1.7、再次探放水贯通老巷或老空彻底消除水患在放水评价后，分析判断老空区积水已放尽的情况下，制定好安全技术措施，进一步采取巷道探水进尺贯通老巷或老空区，彻底消除水患，达到探放水工作安全的最终目的。