工作面上部多個老空區(qū)積水疏放技術探討
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曉南礦? 孫? 剛
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摘? 要? 針對曉南礦N1-1503工作面上覆多個老空區(qū)，積水量約為73萬m3，進行水患分析和預報，計算導水裂隙高度，對比煤層層間距，制訂上部老空水疏放技術方案，采用疏放降壓的方式防治水害，保障工作面安全回采。
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關鍵詞? 導水裂隙帶? 耐壓試驗? 排水系統(tǒng)? 止水套管
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1 工作面概況
曉南礦N1-1503工作面位于井田西部，南為0.8m可采邊界線；北部為北一15層皮帶中巷、軌道中巷、回風中巷；東部為N1-1505工作面（未開拓）；西部為F35-1、FW25斷層與大興井田相鄰，距大興井田邊界176m。工作面運順長2045m，回順長2011m，開切眼長200m，面積394391㎡。
工作面總體為單斜構造，煤層傾向273～306?，傾角4～11?，平均為7?，工作面沿煤層走向布置。工作面西部為F35-1（137?∠52?H=7～52m）斷層和FW25（153?∠40?H=10m）斷層，對工作面布置影響大。
1.1 煤層情況
本工作面所掘煤層為下含煤段15-1煤層。工作面南部煤種為長焰煤、北部為氣煤，煤層為光亮型，條帶狀結構，貝殼狀斷口，煤質(zhì)較好。煤層厚度0.74～2.04m，平均厚度1.30m。煤層結構復雜，夾矸一至二層，為泥巖及炭質(zhì)泥巖，厚度0.05～0.10m。
1.2 煤層頂板
該工作面煤層頂板由偽頂、直接頂和直接頂組成。偽頂由炭質(zhì)泥巖組成，厚度0.12～0.35m，平均0.20m。直接頂、基本頂由泥質(zhì)粉砂巖、粗砂巖、細砂巖組成。15-1煤層上部為14煤層老空區(qū)，層間距為28～38m，平均為35m。
2 水患分析
??? N1-1503工作面施工過程中將穿過上部南翼采區(qū)14煤層5個老空區(qū)（表1），老空區(qū)積水面積112.25萬m2，積水量約為73萬m?，積水標高-465m，積水高差115m。南翼采區(qū)14層老空區(qū)與N1-1503工作面層間距28.6～38m，平均為35m。老空區(qū)主要補給水源為上部含水層補給，補給水量約為55m?/h。
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表1??? N1-1503工作面上部14層老空區(qū)情況統(tǒng)計表
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老空區(qū)名稱 |
開采時間 |
采高（m） |
煤層傾（?） |
開采方式 |
布置方式 |
預計積水量（m?） |
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SW1406 |
2007.7-2008.5 |
2.83 |
6 |
綜采 |
走向布置 |
242685 |
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SW1407 |
2012.10-2013.6 |
3.34 |
11 |
綜采 |
走向布置 |
|
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SW1401 |
2013.9-2014.11 |
3.23 |
8 |
綜采 |
傾向布置 |
251946 |
|
SW1402 |
2016.7-2017.8 |
2.86 |
5～14 |
綜采 |
傾向布置 |
|
|
SW1403 |
2018.10-2020.4 |
3.10 |
5～12 |
綜采 |
傾向布置 |
238159 |
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此工作面上部為南翼采區(qū)14煤層老空區(qū)，根據(jù)《建筑物、水體下、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規(guī)范》中導水裂隙帶高度計算公式。
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附圖? N1-1503工作面疏放水方案示意圖
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表2??? N1-1503工作面疏放水情況表
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序號 |
疏放水地點 |
預計鉆孔出水量 (m?/h) |
預計老空區(qū)補給水量 (m?/h) |
預計疏放老空水量 (萬m?) |
預計疏放水時間 (月) |
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1 |
回順拉門210m |
100 |
20 |
32 |
5.6 |
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2 |
回順拉門1170m |
100 |
20 |
17 |
2.95 |
|
3 |
回順拉門1620m |
100 |
55 |
21.4 |
6.6 |
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4 |
回順拉門1820m |
100 |
55 |
2.4 |
0.74 |
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5 |
開切眼拉門210m |
100 |
? |
0.05 |
0.03 |
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4.安全技術措施
第一次疏放水地點選擇在距老空水水平距離30m處（探水線位置），保證足夠的防隔水煤柱，第一次疏放水結束后，工程地測大隊編制物探設計，采用本安型探水儀進行超前探測，設計中明確探測距離、安全距離和允許掘進距離，并對物探可疑區(qū)域進行鉆探驗證，確保安全后，方可繼續(xù)掘進。
北一15層聯(lián)絡道內(nèi)施工100m?水倉，設計部門出具水倉設計。 增加一趟φ159mm排水管路2200m（北一15層水倉至二水平水倉鋪設）；掘進過程中鋪設3趟φ108mm專用排水管路。
北一15層水倉內(nèi)和疏放水地點放水硐室內(nèi)安設排水能力不小于150m?/h的排水設施，備用同等排水能力的排水設施。
根據(jù)二水平主排水水泵能力控制放水量，保證不影響礦井排水的情況下，最大限度的放水。
礦井主排水設備要按規(guī)定進行日常檢修，并有足夠的備用設備及配件，確保礦井正常排水。
疏放水鉆孔施工時，止水套管長度為15m，厚壁10mm。疏放水止水套管需安裝兩道保護，與頂板連接牢固。疏放水鉆孔采用水泥封孔，分兩次封堵，保證足夠的養(yǎng)生時間，養(yǎng)生結束后進行耐壓試驗，試驗壓力不得低于2MPa，試驗時間不得低于1h。
疏放水鉆孔所需的材料和排水設備選擇質(zhì)量好的廠家購進。
安排專人排水和透孔工作，在排水設備能力范圍內(nèi)，保證鉆孔出水量，縮短疏放水時間。
5 結? 語
N1-1503疏放水工程是曉南礦建礦以來疏放水水量最多，疏放時間最長的一次，通過本次疏放水技術要求和安全措施的確定，施工過程中及時總結遇到的問題，提出解決方案，為以后的疏放水工程提供一套系統(tǒng)的流程和技術要求。
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參考文獻：
[1]煤礦防治水細則[S].北京：煤炭工業(yè)出版社，2018，（6）
[2]建筑物、水體下、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規(guī)范[S].北京：煤炭工業(yè)出版社，2017，（7）
[3]李強.馮國才.鐵法礦區(qū)覆巖三帶發(fā)育高度綜合評價研究報告[R]，2016，（7）
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作者簡介：孫? 剛（1978-），男，工程師.2007年畢業(yè)于遼寧工程技術大學職業(yè)技術學院地質(zhì)專業(yè)，現(xiàn)任曉南礦工程地測大隊主任工程師。聯(lián)系電話：13464179123。
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