第43屆三等獎(jiǎng)?wù)撐?--工作面上部多個(gè)老空區(qū)積水疏放技術(shù)探討
工作面上部多個(gè)老空區(qū)積水疏放技術(shù)探討
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曉南礦? 孫? 剛
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摘? 要? 針對(duì)曉南礦N1-1503工作面上覆多個(gè)老空區(qū)，積水量約為73萬(wàn)m3，進(jìn)行水患分析和預(yù)報(bào)，計(jì)算導(dǎo)水裂隙高度，對(duì)比煤層層間距，制訂上部老空水疏放技術(shù)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(guān)鍵詞? 導(dǎo)水裂隙帶? 耐壓試驗(yàn)? 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(fēng)中巷；東部為N1-1505工作面（未開(kāi)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(yùn)順長(zhǎng)2045m，回順長(zhǎng)2011m，開(kāi)切眼長(zhǎng)200m，面積394391㎡。
工作面總體為單斜構(gòu)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(duì)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(zhǎng)焰煤、北部為氣煤，煤層為光亮型，條帶狀結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)復(fù)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(xì)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(guò)程中將穿過(guò)上部南翼采區(qū)14煤層5個(gè)老空區(qū)（表1），老空區(qū)積水面積112.25萬(wàn)m2，積水量約為73萬(wàn)m?，積水標(biāo)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(bǔ)給水源為上部含水層補(bǔ)給，補(bǔ)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(jì)表
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老空區(qū)名稱(chēng) |
開(kāi)采時(shí)間 |
采高（m） |
煤層傾（?） |
開(kāi)采方式 |
布置方式 |
預(yù)計(jì)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 |
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SW1402 |
2016.7-2017.8 |
2.86 |
5～14 |
綜采 |
傾向布置 |
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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(shè)與壓煤開(kāi)采規(guī)范》中導(dǎo)水裂隙帶高度計(jì)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(hào) |
疏放水地點(diǎn) |
預(yù)計(jì)鉆孔出水量 (m?/h) |
預(yù)計(jì)老空區(qū)補(bǔ)給水量 (m?/h) |
預(yù)計(jì)疏放老空水量 (萬(wàn)m?) |
預(yù)計(jì)疏放水時(shí)間 (月) |
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1 |
回順拉門(mén)210m |
100 |
20 |
32 |
5.6 |
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2 |
回順拉門(mén)1170m |
100 |
20 |
17 |
2.95 |
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3 |
回順拉門(mén)1620m |
100 |
55 |
21.4 |
6.6 |
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4 |
回順拉門(mén)1820m |
100 |
55 |
2.4 |
0.74 |
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5 |
開(kāi)切眼拉門(mén)210m |
100 |
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0.05 |
0.03 |
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4.安全技術(shù)措施
第一次疏放水地點(diǎn)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(jié)束后，工程地測(cè)大隊(duì)編制物探設(shè)計(jì)，采用本安型探水儀進(jìn)行超前探測(cè)，設(shè)計(jì)中明確探測(cè)距離、安全距離和允許掘進(jìn)距離，并對(duì)物探可疑區(qū)域進(jìn)行鉆探驗(yàn)證，確保安全后，方可繼續(xù)掘進(jìn)。
北一15層聯(lián)絡(luò)道內(nèi)施工100m?水倉(cāng)，設(shè)計(jì)部門(mén)出具水倉(cāng)設(shè)計(jì)。 增加一趟φ159mm排水管路2200m（北一15層水倉(cāng)至二水平水倉(cāng)鋪設(shè)）；掘進(jìn)過(guò)程中鋪設(shè)3趟φ108mm專(zhuān)用排水管路。
北一15層水倉(cāng)內(nèi)和疏放水地點(diǎn)放水硐室內(nèi)安設(shè)排水能力不小于150m?/h的排水設(shè)施，備用同等排水能力的排水設(shè)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(shè)備要按規(guī)定進(jìn)行日常檢修，并有足夠的備用設(shè)備及配件，確保礦井正常排水。
疏放水鉆孔施工時(shí)，止水套管長(zhǎng)度為15m，厚壁10mm。疏放水止水套管需安裝兩道保護(hù)，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(shí)間，養(yǎng)生結(jié)束后進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力不得低于2MPa，試驗(yàn)時(shí)間不得低于1h。
疏放水鉆孔所需的材料和排水設(shè)備選擇質(zhì)量好的廠家購(gòu)進(jìn)。
安排專(zhuān)人排水和透孔工作，在排水設(shè)備能力范圍內(nèi)，保證鉆孔出水量，縮短疏放水時(shí)間。
5 結(jié)? 語(yǔ)
N1-1503疏放水工程是曉南礦建礦以來(lái)疏放水水量最多，疏放時(shí)間最長(zhǎng)的一次，通過(guò)本次疏放水技術(shù)要求和安全措施的確定，施工過(guò)程中及時(shí)總結(jié)遇到的問(wèn)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(shù)要求。
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參考文獻(xiàn)：
[1]煤礦防治水細(xì)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(shè)與壓煤開(kāi)采規(guī)范[S].北京：煤炭工業(yè)出版社，2017，（7）
[3]李強(qiáng).馮國(guó)才.鐵法礦區(qū)覆巖三帶發(fā)育高度綜合評(píng)價(jià)研究報(bào)告[R]，2016，（7）
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作者簡(jiǎn)介：孫? 剛（1978-），男，工程師.2007年畢業(yè)于遼寧工程技術(shù)大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院地質(zhì)專(zhuān)業(yè)，現(xiàn)任曉南礦工程地測(cè)大隊(duì)主任工程師。聯(lián)系電話：13464179123。
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