平朔井工一矿某工作面陷落柱治理工程效果及回采前可性评价

摘 要：随着我国经济的发展，社会的进步，煤矿行业的相关问题也渐渐引起了人们的重视。以中煤集团为代表的煤矿企业在近几年得到了快速的发展，但决定我国煤矿行业发展的并不是摆在眼前的经济数据，而是对具有安全隐患的工程进行治理的效果与效率。只有确保工程安全，在发现问题时及时治理，才能够为煤矿行业的发展奠定坚实的基础。据此，本文以平朔井工一矿为例，分析某工作面陷落柱的治理工程情况及回采前可行评价，希望能对现实有所裨益。

关键词：平朔井工;治理工程;效果

西安研究院在实施物探探查工作的过程中，发现中煤集团平朔井工一矿的19109工作面存在着问题，据槽波物探显示，在该矿的950米处疑似存在陷落柱，陷落柱的存在将直接影响工程安全，所以相关人士了立即进行钻探探查，并未发现异常。在一般情况下，钻探探查结果无异常，就可以排除隐患，但为了确保安全回采，相关公司对这一问题进行了高度重视，持续实施了钻孔探查工作，并在原有范围的基础上对其进行了扩大处理。在疑似异常的范围内实施钻探探查，在钻进119m时发现水量突然出现了增大的情况，岩石也出现破碎的情况，在进行撤孔操作时，水量达到66.4m3/h，观测动压在0.72Mpa左右，说明确实存在安全隐患。经专业人士的推测，认为涌水水源具备奥灰水的特征，之所以会涌水主要就是因为导水陷落柱。针对这种情况，需要对该区域进行治理，并在此基础上持续探查，目的在于保证工作面的回采安全。本文对相关问题进行分析，具备一定程度上的现实意义。

1 平朔井工一矿19109工作面的基本情况

1）工作面位置。平朔井工一矿19109工作面隶属于平朔井工太西采区，是该采区9煤组的第四个工作面，该工作面的面积达到了780290m2，其中宽度为240米，地面标高大概在1541.8米左右。

从平朔井工一矿19109工作面的周围环境来看，其上部为采空区，隶属于14109工作面，北部为19108工作面，距离较近，南部为19110工作面，正处于设计阶段。平朔井工一矿19109工作面的东部存在着保护煤柱的结构，西部则是地表物探小窑破坏区的所在地。

2）地质构造情况。从平朔井工一矿19109工作面地质构造情况的角度来看，经钻探工程确定，平朔井工一矿19109工作面的每层底部除了存在细砂岩之外，还存在着一些砂质泥岩及粉砂岩，其中细砂岩呈灰黑色，粉砂岩呈透镜状。总的来说平朔井工一矿19109工作面的底层序列发育具备着一定程度上的完整特性。

3）水文地质情况。平朔井工一矿19109工作面的水文地质情况如下：平朔井工一矿19109工作面的主要隔水层具备着层位稳定的特点，也就是指本溪组的泥岩隔水层，前文提到，平朔井工一矿19109工作面的 上部为14109工作面，该工作面为采空区，所以局部可能存在着积水的情况，在此情况下，由于地应力较为集中，岩石也出现了破碎的情况。从整体角度进行评价，积水的存在在一定程度上影响了平朔井工一矿19109工作面回采，但影响不大。

2 平朔井工一矿19109工作面陷落柱治理的设计方案

1）设计的主要目的。结合平朔井工一矿19109工作面的实际情况，实施陷落柱治理，在治理工程开展前需要对方案进行合理设计，设计的主要目的是对边界内的构造特征进行明确，同时还需要针对陷落柱的范围，结合实际情况实施注浆堵水治理，消除安全隐患。

2）钻孔设计方案。在平朔井工一矿19109工作面陷落柱治理的设计方案当中，从钻孔设计方案角度来看，以往的设计方案共包括探查孔28个，在此基础上新布置探查孔，在25m实施钻孔，共5个探查孔;在35m水平实施钻孔，方案确定钻探查孔18个;在45m水平实施钻孔，方案确定钻探查孔5个。整体钻孔设计方案的工作量大概在2765m左右，钻孔的工程量预计在500米左右，工程量合计大概在3765m左右。

3）注浆设计方案。在整体治理工程当中注浆步骤十分重要，注浆设计十分必要，只有提升注浆效果才能够更好的保证治理工作的质量，达到治理目的。想要在现实情况中真正的做到这一点，就不能采取单一的单液浆，而是应该将其与双液浆进行结合，真杜伊陷落柱出水量较大的区域合理分层注浆。在钻孔时，需要采取多种注浆方式相结合的模式，对陷落柱的缝隙进行逐层封堵，最大程度的将地下水封堵在底板35m以下，只有达到这一标准，才算完成治理任务。

在钻孔施工的过程中一旦出水量过大，也就可能出现安全隐患，不利于整体工程的进行，所以工作人员如果发现出水量超过了5m?/h，就必须要立即实施注浆堵水。

在注浆的过程中，如果工作人员发现注浆压力持续增大的情况，就必须要停止注浆，因为就算不停止注浆，水泥浆也很难注入进去，所以应在水泥浆凝固后再继续钻孔，凝固时间应在两天以下。继续钻孔后，如果出水量仍然较大，就必须要再次停止钻孔，进行注浆，如果并未发现再次出水的情况，就可以持续钻进，在下一个出水点进行注浆，按照分层施工的原则，到达终孔位置，可完成治理工程。

最后需要注意一点，注浆过程中势必会运用到注浆系统，对于注浆系统来说，压力表是其最为基础设施，工程管理者应派专业人士对压力表进行观察，在注浆过程中实时观测压力表，直到达到注浆结束标志后，再将注浆系统拆除，用清水对注浆管道进行冲洗。这样做的目的是避免发生意外及不必要的麻烦，防止注浆管路出现固结的情况。

3 平朔井工一矿19109工作面陷落柱治理工程效果及采前可行性评价

整体治理方案以探查为基础，以封堵为核心，以钻探为手段，与注浆为方法，平朔井工一矿19109工作面陷落柱治理整体钻探方案的工作量达到了5098m，注浆量大概为1375.3m3左右。

平朔井工一矿19109工作面陷落柱治理工程明确了陷落柱的具体范围，在此基础上，明确了具体的出水点与出水量，这也为治理工程的实施打下了坚实的基础。依据实际情况，采取注浆施工，浆液的扩散质量达到了应有的标准，同时形成了陷落柱堵水设置，实践结果证明，止水效果较为明显。

在实际情况中，已经采取不同的方式对平朔井工一矿19109工作面陷落柱的治理效果进行检验，无论是水量观测法还是水质对比法，亦或是观察检查孔的方式，都需要包括在其中，其中，注漿的实施形成了“止水塞”，基本可以对奥灰水的导水通道进行阻断。

4 相关建议

从陷落柱发育的角度来看，其具备复杂的特性，所以想要对其进行治理，具备较大的难度，本次治理工程通过注浆方式形成了“止水塞”，对奥灰水的导水通道进行了阻断，取得了良好的治理效果，但是，为了百分百确保安全，消除安全隐患，建议相关人员应在井下准备好相关的排水设备，在结合实际情况对安全措施进行制定后，就可以尝试对其进行应用。

5 结论

综上所述，平朔井工一矿19109工作面隶属于平朔井工太西采区，是该采区9煤组的第四个工作面，西安研究院在实施物探探查工作的过程中，发现中煤集团平朔井工一矿的19109工作面疑似存在陷落柱，在此基础上，整体治理方案以探查为基础，以封堵为核心，以钻探为手段，与注浆为方法进行了治理，治理工程具备良好效果。

参考文献

[1]黄辅强，孙国忠.平朔井工一矿导水陷落柱注浆加固治理技术[J].煤炭工程，2018，50（04）：51-54.

[2]田伟.平朔井工二矿21108工作面过陷落柱技术应用分析[J].科技风，2016（01）：181.

作者简介

魏浩（1985-），男，山西省曲沃人，2008年7月1日毕业于中国矿业大学（北京）学校采矿工程专业，现就职于中煤平朔集团公司井工一矿，从事学采掘工程、地测防治水工作，工程师。