采空区探放水技术的应用研究

杨天兵

摘要：晋泰实业有限公司二矿受周边小煤矿采空区积水的威胁严重，其中矿井西翼采空区积水达32万 m3，严重威胁着矿井的正常生产，为有效的治理西翼水害隐患，文章对西翼探放水工程进行了详细设计，共施工探放水工程3 708 m，有效防止了水害事故的发生，对保证矿井的安全生产具有重要意义。

关键词：采空区；水害；探放水；煤层

中图分类号：TD745 文献标识码：A文章编号：1006-8937（2014）20-0028-01

煤矿采空区积水水压通常较大，一旦在煤矿巷道掘进过程中掘透采空区积水，大量积水涌入巷道，往往会造成人员伤亡甚至发生淹井的重大事故，严重威胁矿井的安全生产，所以，利用探放水技术查明矿井在掘进及回采过程中采空区积水的位置和产状，消除采空区积水隐患，为有效治理矿井水害事故，保证矿井的正常安全生产及人员的人身安全具有重要的意义。

1矿井采空区及其积水情况

1.1矿井采空区情况

阜康市晋泰实业有限公司二矿（以下简称二矿）开采中大槽、八尺槽、丈二槽煤层。采空区主要来自原晋泰井、东一井、东二井、西一井、西二井已采过的生产区，对各采空区的位置及标高分述如下：①原晋泰井采空区：位于矿井东采区的中大槽、八尺槽和丈二槽中，东西长354 m+160 m=514 m，标高在+1 042 m以上；②东一井采空区：位于东采区的八尺槽和丈二槽中，东西长258 m，标高在+1 028 m以上；③东二井采空区：位于东采区中大槽煤层中，东西长134 m，标高在+1 028 m以上；④西一井采空区：位于西采区西翼丈二槽煤层中，东西长126 m，标高在+1 024 m以上；⑤西二井采空区：位于西采区西翼中大槽和八尺槽煤层中，东西长518 m，标高在+983 m以上。

1.2老窑积水情况分析

根据二矿在+980 m、+1 000 m水平南大槽西翼准备巷道的揭露情况，南大槽是保存比较完整的煤层，没有受到采动影响，主要的老窑积水区在中大槽、八尺槽和丈二槽煤层中。矿区目前老窑积水情况可分为两块，一是西翼+983 m以上水平的老窑积水，主要是已关闭西一井和西二井，经估算静态积水量约为33万 m3；二是东翼1 028 m水平以上的老窑积水，主要是已关闭东一井、东二井和原晋泰井，经估算静态积水量约为32万 m3。

2西翼中大槽煤层探放水技术分析

目前，二矿+1 000 m水平南大槽西翼采煤工作面的回风顺槽在掘进距回风石门367 m处底板向南与顶板交合一起，煤层尖灭；+980 m水平南大槽西翼采煤工作面的运输顺槽在掘进距回风石门380 m处底板向南与顶板交合一起，煤层尖灭。

为解决井田上部原小井采空区积水对矿井构成的严重威胁，保证采掘正常接续，结合二矿现状和首采工作面的布置，对西翼中大槽煤层采空区积水进行探放水工作。

2.1探放水技术方案

①在+1 000 m水平南大槽西翼回风顺槽内对中大槽+1 028 m水平以上的采空区积水及+1 000 m水平以上的积水进行探放。②在+980南大槽西翼运输顺槽内对中大槽+983 m水平以上的积水进行探放，西二井中大槽煤层采空区和八尺槽煤层采空区通过井筒连通，采空区积水约30万 m3。

2.2探放水及排水设备

2.2.1探放水设备

探水钻一台，型号为TXU—150，钻杆120 m，钻头20个；3 m的￠100×4套管48根，144 m；2.5 MPa、￠120 mm闸阀48个；￠120mm组合钻头两套，一套使用，一套备用。

2.2.2排水设备及设施

主排水泵为200D43×9型离心清水泵，三台，一台工作，一台备用，一台检修，水泵功率450 kW，额定流量为288 m3/h，水泵性能测定排量250 m3/h，主排水管路为￠278×8无缝钢管，双趟，一趟工作，一趟备用。水仓容积为1 500 m3。

探放水钻场引流管路管径为￠100 mm排水管路，计划500 m，快速管接头100个，主要用于将放出的水引流至轨道上山排水沟内，防止冲於南大槽西翼上下顺槽巷道。

2.3探水钻钻场布置

2.3.1钻场布置位置及方式

分别在+1 000水平南大槽西翼回风巷、+980水平南大槽西翼运输巷每隔50 m布置一个探水钻钻场。钻场布置在南大槽煤层底板岩石内，钻场长度6 m，在钻场口1 m处浇筑混凝土防水墙，并安装防水密闭门，在防水墙距离底板0.3 m处预留￠100 mm排水管路及阀门，具体探水眼布置图如图1所示（以中大槽煤层+1 028水平以上倾斜探水眼布置图为例）。

2.3.2钻场数量

每个水平布置四个钻场，每个钻场探水眼数量确定为6个，两排布置，水平眼3个一排，倾斜眼3个一排。

2.3.3防水密闭墙布置

防水墙位置选在钻场巷道顶帮岩石较好的位置，在两帮、顶、底开槽并打两排锚杆，槽深0.5 m，锚杆间距为0.5 m，排距0.3 m，锚杆外露长度为0.4 m，然后在锚杆外支模浇筑混凝土，混凝土厚度0.5 m，墙高1.2 m，拱高1.3 m，防水密闭墙采用425号混凝土浇筑。

2.3.4探水钻孔套管施工

探水钻孔套管套管为Φ100 mm×5，长度3 m，套管一端按探水眼角度打入探水眼内，长度为2.8 m，四周注入混凝土与眼孔结合，固定套管；套管另一端焊接法兰盘安装阀门，距法兰盘0.2处焊接12 mm钢板，钢板长1 m、宽0.6 m，在钢板四角用2.5 m长的四根锚杆全锚再次固定拉紧套管，以防探水眼套管被高压头水冲出，造成淹井事故。

3结语

二矿西翼探放水总工程量为3 708 m，通过工程基本探明了采空区积水的位置，为矿井采空区积水隐患的防治提供了可靠的依据，但是由于区域内采空区积水量大，所以，在以后的工程施工过程中，必须采取“有疑必探、先探后掘”的防治水原则，这样才能真正消除采空区积水隐患，保证矿井的安全正常生产。

参考文献：

[1] 郭敏,贾社芹,赵建军,等.鹤壁四矿采空区探放水技术研究[J].中州煤炭,2004,(5).

endprint

摘要：晋泰实业有限公司二矿受周边小煤矿采空区积水的威胁严重，其中矿井西翼采空区积水达32万 m3，严重威胁着矿井的正常生产，为有效的治理西翼水害隐患，文章对西翼探放水工程进行了详细设计，共施工探放水工程3 708 m，有效防止了水害事故的发生，对保证矿井的安全生产具有重要意义。

关键词：采空区；水害；探放水；煤层

中图分类号：TD745 文献标识码：A文章编号：1006-8937（2014）20-0028-01

煤矿采空区积水水压通常较大，一旦在煤矿巷道掘进过程中掘透采空区积水，大量积水涌入巷道，往往会造成人员伤亡甚至发生淹井的重大事故，严重威胁矿井的安全生产，所以，利用探放水技术查明矿井在掘进及回采过程中采空区积水的位置和产状，消除采空区积水隐患，为有效治理矿井水害事故，保证矿井的正常安全生产及人员的人身安全具有重要的意义。

1矿井采空区及其积水情况

1.1矿井采空区情况

阜康市晋泰实业有限公司二矿（以下简称二矿）开采中大槽、八尺槽、丈二槽煤层。采空区主要来自原晋泰井、东一井、东二井、西一井、西二井已采过的生产区，对各采空区的位置及标高分述如下：①原晋泰井采空区：位于矿井东采区的中大槽、八尺槽和丈二槽中，东西长354 m+160 m=514 m，标高在+1 042 m以上；②东一井采空区：位于东采区的八尺槽和丈二槽中，东西长258 m，标高在+1 028 m以上；③东二井采空区：位于东采区中大槽煤层中，东西长134 m，标高在+1 028 m以上；④西一井采空区：位于西采区西翼丈二槽煤层中，东西长126 m，标高在+1 024 m以上；⑤西二井采空区：位于西采区西翼中大槽和八尺槽煤层中，东西长518 m，标高在+983 m以上。

1.2老窑积水情况分析

根据二矿在+980 m、+1 000 m水平南大槽西翼准备巷道的揭露情况，南大槽是保存比较完整的煤层，没有受到采动影响，主要的老窑积水区在中大槽、八尺槽和丈二槽煤层中。矿区目前老窑积水情况可分为两块，一是西翼+983 m以上水平的老窑积水，主要是已关闭西一井和西二井，经估算静态积水量约为33万 m3；二是东翼1 028 m水平以上的老窑积水，主要是已关闭东一井、东二井和原晋泰井，经估算静态积水量约为32万 m3。

2西翼中大槽煤层探放水技术分析

目前，二矿+1 000 m水平南大槽西翼采煤工作面的回风顺槽在掘进距回风石门367 m处底板向南与顶板交合一起，煤层尖灭；+980 m水平南大槽西翼采煤工作面的运输顺槽在掘进距回风石门380 m处底板向南与顶板交合一起，煤层尖灭。

为解决井田上部原小井采空区积水对矿井构成的严重威胁，保证采掘正常接续，结合二矿现状和首采工作面的布置，对西翼中大槽煤层采空区积水进行探放水工作。

2.1探放水技术方案

①在+1 000 m水平南大槽西翼回风顺槽内对中大槽+1 028 m水平以上的采空区积水及+1 000 m水平以上的积水进行探放。②在+980南大槽西翼运输顺槽内对中大槽+983 m水平以上的积水进行探放，西二井中大槽煤层采空区和八尺槽煤层采空区通过井筒连通，采空区积水约30万 m3。

2.2探放水及排水设备

2.2.1探放水设备

探水钻一台，型号为TXU—150，钻杆120 m，钻头20个；3 m的￠100×4套管48根，144 m；2.5 MPa、￠120 mm闸阀48个；￠120mm组合钻头两套，一套使用，一套备用。

2.2.2排水设备及设施

主排水泵为200D43×9型离心清水泵，三台，一台工作，一台备用，一台检修，水泵功率450 kW，额定流量为288 m3/h，水泵性能测定排量250 m3/h，主排水管路为￠278×8无缝钢管，双趟，一趟工作，一趟备用。水仓容积为1 500 m3。

探放水钻场引流管路管径为￠100 mm排水管路，计划500 m，快速管接头100个，主要用于将放出的水引流至轨道上山排水沟内，防止冲於南大槽西翼上下顺槽巷道。

2.3探水钻钻场布置

2.3.1钻场布置位置及方式

分别在+1 000水平南大槽西翼回风巷、+980水平南大槽西翼运输巷每隔50 m布置一个探水钻钻场。钻场布置在南大槽煤层底板岩石内，钻场长度6 m，在钻场口1 m处浇筑混凝土防水墙，并安装防水密闭门，在防水墙距离底板0.3 m处预留￠100 mm排水管路及阀门，具体探水眼布置图如图1所示（以中大槽煤层+1 028水平以上倾斜探水眼布置图为例）。

2.3.2钻场数量

每个水平布置四个钻场，每个钻场探水眼数量确定为6个，两排布置，水平眼3个一排，倾斜眼3个一排。

2.3.3防水密闭墙布置

防水墙位置选在钻场巷道顶帮岩石较好的位置，在两帮、顶、底开槽并打两排锚杆，槽深0.5 m，锚杆间距为0.5 m，排距0.3 m，锚杆外露长度为0.4 m，然后在锚杆外支模浇筑混凝土，混凝土厚度0.5 m，墙高1.2 m，拱高1.3 m，防水密闭墙采用425号混凝土浇筑。

2.3.4探水钻孔套管施工

探水钻孔套管套管为Φ100 mm×5，长度3 m，套管一端按探水眼角度打入探水眼内，长度为2.8 m，四周注入混凝土与眼孔结合，固定套管；套管另一端焊接法兰盘安装阀门，距法兰盘0.2处焊接12 mm钢板，钢板长1 m、宽0.6 m，在钢板四角用2.5 m长的四根锚杆全锚再次固定拉紧套管，以防探水眼套管被高压头水冲出，造成淹井事故。

3结语

二矿西翼探放水总工程量为3 708 m，通过工程基本探明了采空区积水的位置，为矿井采空区积水隐患的防治提供了可靠的依据，但是由于区域内采空区积水量大，所以，在以后的工程施工过程中，必须采取“有疑必探、先探后掘”的防治水原则，这样才能真正消除采空区积水隐患，保证矿井的安全正常生产。

参考文献：

[1] 郭敏,贾社芹,赵建军,等.鹤壁四矿采空区探放水技术研究[J].中州煤炭,2004,(5).

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摘要：晋泰实业有限公司二矿受周边小煤矿采空区积水的威胁严重，其中矿井西翼采空区积水达32万 m3，严重威胁着矿井的正常生产，为有效的治理西翼水害隐患，文章对西翼探放水工程进行了详细设计，共施工探放水工程3 708 m，有效防止了水害事故的发生，对保证矿井的安全生产具有重要意义。

关键词：采空区；水害；探放水；煤层

中图分类号：TD745 文献标识码：A文章编号：1006-8937（2014）20-0028-01

煤矿采空区积水水压通常较大，一旦在煤矿巷道掘进过程中掘透采空区积水，大量积水涌入巷道，往往会造成人员伤亡甚至发生淹井的重大事故，严重威胁矿井的安全生产，所以，利用探放水技术查明矿井在掘进及回采过程中采空区积水的位置和产状，消除采空区积水隐患，为有效治理矿井水害事故，保证矿井的正常安全生产及人员的人身安全具有重要的意义。

1矿井采空区及其积水情况

1.1矿井采空区情况

阜康市晋泰实业有限公司二矿（以下简称二矿）开采中大槽、八尺槽、丈二槽煤层。采空区主要来自原晋泰井、东一井、东二井、西一井、西二井已采过的生产区，对各采空区的位置及标高分述如下：①原晋泰井采空区：位于矿井东采区的中大槽、八尺槽和丈二槽中，东西长354 m+160 m=514 m，标高在+1 042 m以上；②东一井采空区：位于东采区的八尺槽和丈二槽中，东西长258 m，标高在+1 028 m以上；③东二井采空区：位于东采区中大槽煤层中，东西长134 m，标高在+1 028 m以上；④西一井采空区：位于西采区西翼丈二槽煤层中，东西长126 m，标高在+1 024 m以上；⑤西二井采空区：位于西采区西翼中大槽和八尺槽煤层中，东西长518 m，标高在+983 m以上。

1.2老窑积水情况分析

根据二矿在+980 m、+1 000 m水平南大槽西翼准备巷道的揭露情况，南大槽是保存比较完整的煤层，没有受到采动影响，主要的老窑积水区在中大槽、八尺槽和丈二槽煤层中。矿区目前老窑积水情况可分为两块，一是西翼+983 m以上水平的老窑积水，主要是已关闭西一井和西二井，经估算静态积水量约为33万 m3；二是东翼1 028 m水平以上的老窑积水，主要是已关闭东一井、东二井和原晋泰井，经估算静态积水量约为32万 m3。

2西翼中大槽煤层探放水技术分析

目前，二矿+1 000 m水平南大槽西翼采煤工作面的回风顺槽在掘进距回风石门367 m处底板向南与顶板交合一起，煤层尖灭；+980 m水平南大槽西翼采煤工作面的运输顺槽在掘进距回风石门380 m处底板向南与顶板交合一起，煤层尖灭。

为解决井田上部原小井采空区积水对矿井构成的严重威胁，保证采掘正常接续，结合二矿现状和首采工作面的布置，对西翼中大槽煤层采空区积水进行探放水工作。

2.1探放水技术方案

①在+1 000 m水平南大槽西翼回风顺槽内对中大槽+1 028 m水平以上的采空区积水及+1 000 m水平以上的积水进行探放。②在+980南大槽西翼运输顺槽内对中大槽+983 m水平以上的积水进行探放，西二井中大槽煤层采空区和八尺槽煤层采空区通过井筒连通，采空区积水约30万 m3。

2.2探放水及排水设备

2.2.1探放水设备

探水钻一台，型号为TXU—150，钻杆120 m，钻头20个；3 m的￠100×4套管48根，144 m；2.5 MPa、￠120 mm闸阀48个；￠120mm组合钻头两套，一套使用，一套备用。

2.2.2排水设备及设施

主排水泵为200D43×9型离心清水泵，三台，一台工作，一台备用，一台检修，水泵功率450 kW，额定流量为288 m3/h，水泵性能测定排量250 m3/h，主排水管路为￠278×8无缝钢管，双趟，一趟工作，一趟备用。水仓容积为1 500 m3。

探放水钻场引流管路管径为￠100 mm排水管路，计划500 m，快速管接头100个，主要用于将放出的水引流至轨道上山排水沟内，防止冲於南大槽西翼上下顺槽巷道。

2.3探水钻钻场布置

2.3.1钻场布置位置及方式

分别在+1 000水平南大槽西翼回风巷、+980水平南大槽西翼运输巷每隔50 m布置一个探水钻钻场。钻场布置在南大槽煤层底板岩石内，钻场长度6 m，在钻场口1 m处浇筑混凝土防水墙，并安装防水密闭门，在防水墙距离底板0.3 m处预留￠100 mm排水管路及阀门，具体探水眼布置图如图1所示（以中大槽煤层+1 028水平以上倾斜探水眼布置图为例）。

2.3.2钻场数量

每个水平布置四个钻场，每个钻场探水眼数量确定为6个，两排布置，水平眼3个一排，倾斜眼3个一排。

2.3.3防水密闭墙布置

防水墙位置选在钻场巷道顶帮岩石较好的位置，在两帮、顶、底开槽并打两排锚杆，槽深0.5 m，锚杆间距为0.5 m，排距0.3 m，锚杆外露长度为0.4 m，然后在锚杆外支模浇筑混凝土，混凝土厚度0.5 m，墙高1.2 m，拱高1.3 m，防水密闭墙采用425号混凝土浇筑。

2.3.4探水钻孔套管施工

探水钻孔套管套管为Φ100 mm×5，长度3 m，套管一端按探水眼角度打入探水眼内，长度为2.8 m，四周注入混凝土与眼孔结合，固定套管；套管另一端焊接法兰盘安装阀门，距法兰盘0.2处焊接12 mm钢板，钢板长1 m、宽0.6 m，在钢板四角用2.5 m长的四根锚杆全锚再次固定拉紧套管，以防探水眼套管被高压头水冲出，造成淹井事故。

3结语

二矿西翼探放水总工程量为3 708 m，通过工程基本探明了采空区积水的位置，为矿井采空区积水隐患的防治提供了可靠的依据，但是由于区域内采空区积水量大，所以，在以后的工程施工过程中，必须采取“有疑必探、先探后掘”的防治水原则，这样才能真正消除采空区积水隐患，保证矿井的安全正常生产。

参考文献：

[1] 郭敏,贾社芹,赵建军,等.鹤壁四矿采空区探放水技术研究[J].中州煤炭,2004,(5).

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