浅述兼并重组小煤矿老空水的防治技术.pdf

2 0 1 3 年第 3期 中州煤炭 总第 2 0 7期 浅述兼并重 组小 煤矿老 空水 的防治 技术 余 建辉 鹤壁鹤安 矿业投资管理有 限公 司 河 南 鹤壁4 5 8 0 0 0 摘要 鹤壁 市大河涧许沟煤矿 有限责任公司 l 1 1 1 1 工 作面 果空 区积水严 重影 响着 1 1 1 2 1工作 面 的掘 进和 回 采 在分析这 两个 工作面地质及水文地质 的基 础上 采取 集 中探 放水 利用套 管控制放 水量 的方法 有效 消 除 了积水威胁 确保 了矿 井的安全生产 关键词 老 空水 防治水技术 探放水 中图分类号 T D 7 4 5 2 文献标 志码 B 文章编号 1 0 0 3 0 5 0 6 2 0 1 3 0 3 0 0 6 2 0 2 1工 作 面 概 况 鹤壁市大河涧许沟煤矿有限责任公司隶属鹤壁 鹤安 矿业 投 资管 理 有 限公 司 是 一 家兼 并 重组 小 煤 矿 位于鹤壁市淇滨 区大河涧 乡 设计生产 能力 3 0 万 t a 目前正 在施工 的 1 1 1 2 1复采 工作 面走 向长 1 7 0 m 倾斜长 1 0 3 m 平均煤厚 3 m 剩余可采储量 约 6万 t 1 1 1 1 1工作 面位 于 1 1 1 2 1工 作 面 上部 于 2 0 0 5年 回采结束 采空 区内积存有 大量注浆积水 两 工作 面煤 柱距 离 为 3 5 m 2地质及水文地质条 件 1 1 1 1 1采空 区上部积水线 为该工作面 一 4 5 m标 高 下部积水线为 1 1 1 1 1运输巷 两巷接近平巷 标 高分别 为 一4 0 一6 0 m 采 空 区南 部 积 水 线 为 1 1 1 1 1终采 线 北部 积水 线 为 1 1 1 1 1工作 面切 眼 积水 量约 6 4 0 0 m 1 1 1 1 1 工 作 面于 2 0 0 2年 2月开 始 回采 边 回采 边 向采 空 区注浆 于 2 0 0 5年 1 2月封 闭 该 采 空 区积 水与 其他 灰岩 含水 层 地表 水体 构 造水 无水 力联 系 水 文地质 条 件相 对 复杂 3 探放水 方案 采取在煤巷 中施工探放水工程 即在 1 1 1 2 1回 风巷掘进面距 1 1 1 1 1采空 区平距 5 0 m处停止掘进 即 G 测点向前 8 m处位置 进行打钻探放水 该 施工地点距采空区距离较远 有一定的水压 水压值 收稿 日期 2 0 1 2 1 1 0 2 作者简介 余建辉 1 9 8 4 一 男 江西 金溪 人 助理工 程师 2 0 0 8年 毕业于河南理工大学 现从事煤矿地质测量管理工作 62 理论计算为 0 1 MP a 需要采取一定 的安全防护技 术措 施 该地 点 的探放 水作 业 由钻探 队施 工 当 实施 的探放水钻孔水压为 0或无流水现象时 方可允许 施工单位掘进 4探 放水施工布置 探 放水 钻孔 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 3 m 为准 各孔 终孔 垂 距 不得 超过 1 5 m 图 1 共 施工 3组 9个 钻孔 6个放水孔 3个检验孔 具体参数如下 A组孔钻探方位 3 3 9 其 中 1 号孔为放水孔 孔 深 6 5 m 钻孔 倾角 4 巷 顶 向下 1 0 m 开 孔 2号 孑 L 为放 水孑 L 孔深 7 0 m 钻孔倾 角 3 巷顶 向下 1 5 m开 孔 3号 孔 为检 验孑 L 孔深 7 5 m 钻 孔 倾 角 1 巷 顶 向下 2 0 m 开孔 B组孔钻探方位 3 4 3 其 中4号孔为放水孑 L 孔 深 6 0 m 钻孔 倾 角 5 巷 顶 向下 1 0 m 开 孔 5号 孔 为放水 孔 孔 深 6 5 m 钻 孔倾 角 2 3 0 巷顶 向下 1 5 m 开孔 6号 孔 为 检 验 孔 孔 深 7 0 m 钻 孔 倾 角 0 巷 顶 向下 2 0 m 开孔 C组孔 钻探 方位 3 4 8 其 中 7号孑 L 为放 水孔 孔 深 5 5 m 钻孔倾角 2 巷顶 向下 1 0 m开孔 8号 孔为放水孔 孔深 6 0 m 钻孔倾角 1 巷顶 向下 1 5 m开孑 L 9号孔为检验孔 孔深 6 5 m 钻孔倾 角 0 巷顶 向下 2 0 m 开孔 5 探放水施 工顺序 方法 探放水钻孔 由高到低进行 依次施工 A B c 三 组钻孔的 6个放水孑 L 进行放水 当放水孔无水外 流 且测压接近 0时 方可打检验孑 L 2 0 1 3年第 3期 余建辉 浅述兼并重组小煤矿老空水的防治技术 总第 2 0 7期 图 1 1 1 1 2 1回风 巷 探 放 水 平面 示 意 5 1单孔 设计 1 钻孔结构 在 回风巷使用 Z D Y 6 5 0 MK 3 型钻机 自开孔 向里 1 2 m段 钻头直径为 1 3 0 m m 1 2 m 至终 孔 段 钻头 直 径 为 7 5 m m 钻 杆 直 径 5 0 mm 探放水时 需预先固结套管 套管 口安装 闸阀 套管长度 1 0 m 2 孑 L 口套管设计安装要求 在作业面选择煤 壁 坚硬 完 整 的位置 开 孔 开 孔 孔 径 为 1 3 0 mm 钻 深 1 2 m 钻孔施工到位后将孔 内冲洗干净 将孔 口管插 入孔 内后 用 水 泥将孑 L 口管 固定并 封死 在 管 的上方 另留一个小管 后从孔口管内向四周压入水泥浆 开 始从小管跑出空气和水 待跑出浓水泥浆 时即将小 管封死 继续 向孑 L 口管内压入水泥浆 至一定压力后 停止注浆 关闭孔 口管上 的闸阀 待泥浆凝固 水泥 浆凝 固后进行扫孔 待深度超过孔 口管长度后 向孔 内压水 如水压值达到预计放水水压的 2倍 即超 过 0 2 MP a时 孑 L 口管周围没有漏水现象 说明符合 要求 否 则仍需 注 浆加 固 3 质量要求 严格按 照设计方案 实施 地 测 技术人员在探放水期间现场跟班 加强现场指导 监 督 并做好记录 5 2积水 放净 的标 准 当放水钻孔无水外流且压力为 0后 补打 3个 检验钻孔 该检验钻孔无出水现象 方可确定放水结 束 A组孔累计 放出水量 1 5 0 2 m B组孔 累计放 出水量 1 8 5 0 m C组孔累计放 出水量 3 0 2 0 m 共 计放 出水量 6 3 7 2 m 6安全组织及保障措施 1 探放水设计 由地测 科编制 并负责标定 和 检查钻孔方位 检查验 收孔 口管安装质量 跟班 观 测 记 录放水 量 水 压 水 位 监 督 放水 全 过 程 确 认积水放净 下达允许掘进通知书等工作 2 安监科负责监督施工及安全技术措施落实 情况 探水施工是否符合设计要求等 3 调 度 室 负 责 打 钻 前 在 施 工 现 场 3 0 m 范 围 内安装 1部专用电话 4 机 电科负责检查排水设施 的安装 及运转 施工用电等 水泵司机在探放水期 间要坚持交接班 制度并有记录 保证排水畅通 5 通风部 门负责该 地点 通风设 施 的运 行管 理 检查瓦斯等有害气体 6 煤巷队在打钻前加 固作业面支护 打好水 堰 安装完毕排水管路 清理水沟及巷道杂物等辅助 工作 7 地 测科 安 检 科 在 探 放 水 期 间应 轮 流 派 人 现场跟 班 掌握 探放 水实 际工 作情况 8 钻探 队每班开钻前应检查所有电器设备是 否完好 是否符合 防爆要求 带有 MA 标志 在 钻 探期 间要 严格 按地 测科 设计 的位 置 方位 倾角 施 工 钻探前必须将 钻杆 设备码放整齐 确保后路畅 通 钻探前应检查钻机加固是否可靠 打好牢柱及戗 柱 禁止用钻杆或其他金属物品替代 钻机底部要用 边长不小于 1 5 0 m m方木 垫实 防止 因打钻过程 中 钻机移动而发生事故 下转第6 6页 63 2 0 1 3 年第 3 期 中州煤炭 总第 2 0 7 期 触 井筒内注浆孑 L 布孑 L 位置顺 时针旋转 1 8 1 孔位 置 为北偏 东 1 8 布 置 1 0个 注浆 孔 9 1 0 互穿 主裂 隙方 向 在 井筒 东北 西 北 西南 东 南 4个 方 向距 井筒 中心 1 5 m布置 4个检查孔 3个 径 向斜孔 检 检 检 1个 直 孔 检 共 计 布 孔 1 4个 图 2 对 M6含水层进行二次探水注浆 待浆液对该 段井筒围岩形成隔水帷幕后 对注浆效果进行检验 至验收合格后 破除止浆垫进行掘砌 图 2 二次探水注浆孔布置及 注浆帷幕形成预测示意 M6含 水层 二 次探 水注 浆工 程共 施 工钻 孔 1 4个 1 0个探水注浆钻孔 4个检查孔 钻探进尺 5 0 0 5 m 扫孔 7 5 IT I 累计注水泥 5 4 6 t 水玻璃 1 9 5 t 化 学浆 2 9 0 8 t 加固止浆 垫及埋设孔 口管消耗水泥 3 1 9 5 t 水玻 璃 1 7 5 t 共 计 消耗 水 泥 8 6 5 5 t 水 玻 璃 3 7 t 分析 钻探 结 果 可 知 钻 孔 出水 层 位 集 中 在 8 1 5 m 其 中 1 0 1 2 m 为 出水 主层位 钻 孔水 压较 小 经实测为 0 1 MP a 水层含水裂隙较发育 裂隙发育 不均 且 多为 高 角 度裂 隙发 育 前 期 注 水 泥浆 后 1 一1 0 孑 L 经检查孔 验证仍有较大 出水 检 孔 出水 3 4 m h 但 注浆量 很 小 说 明主 要 裂 隙 已得 到封堵 还存在较 小含水裂 隙 但水 泥浆 已很难充 填 故决定采用化学浆复注封堵 后经验证均无水 5 2二次 治理 效 果 综合分析注浆钻孔终孔位置及注浆资料后 确 定井筒注浆帷幕面积为 3 0 0 m 裂隙得到了较好 的 封堵 注浆效果明显 检 检 检 检 孔出水量分 别 为 0 1 4 4 0 0 8 1 0 1 3 0 0 1 0 0 13 3 h 相 比前 期 施 工 的钻孔 出水 量 明显 减小 说 明注 浆效果 比较 明显 最后施工的注浆检 孔扫孔 7 8 m 未见出水 证明含 水层得到了有效加 固 注浆封堵效果较好 井筒 目 前已安全穿过该 含水 层 仅有 2 m h的少量渗 水 6 建 议 1 井筒工作 面施工期 间要成立领 导小组 强 化责任意识 特别是特殊地质及水文地质下对其应 给予高度的重视 加强现场水文地质观测 出现异常 应 及 时汇 报 取 样 化 验 采 取 有 效 措 施 避 免 出现 人 为影 响导水 通 道打 开 水 量 增大 现象 2 应 充 分 考 虑 到 井 筒 过 含 水 层 的复 杂 性 认 真分析井筒检查孔及周边水文地质资料 避免高角 度及垂直裂隙成为探水注浆的盲点 3 应合理留设 岩帽 高度及控制注浆段高 加密布置注浆钻孔 特别是多布置检查孔 提高注浆 效果及井筒过含水层的安全性 4 应完 善 排 水 系 统 确 保 排 水 能 力 达 到 设 计 要求 责任 编辑 刘欢 欢 上接 第 6 3页 7 探放水效 果评价 探放水期 间严格按 煤矿安全规程 及 煤矿防 治水 规定 要求执行 方案设计合理 细致 措 施严 密 施工人员认真负责 区队积极配合 达到 了预期 目的 保 证 了工 作 面 的安 全 掘进 并 取得 了 良好 的疏 放效 果 该工作面探