梁北煤礦21采區(qū)水害防治措施探討

1、梁北煤礦21采區(qū)水害防治措施探討摘要：我國是個煤炭生產(chǎn)和消費大國，在安全高效地進行煤炭開采過程中，礦井水害始終是制約礦井安全生產(chǎn)的一個重要因素。本文針對梁北礦21采區(qū)突水恢復(fù)后的特殊條件，提出了梁北煤礦21采區(qū)水害防治的措施，這對確保礦井安全生產(chǎn)具有重大意義。關(guān)鍵詞：梁北煤礦；21采區(qū)；突水恢復(fù)；水害防治；措施許昌新龍礦業(yè)有限責(zé)任公司梁北煤礦，隸屬于河南省神火集團，位于河南省許昌禹州市境。礦井始建于1992年8月，2003年9月底建成投產(chǎn)。設(shè)計生產(chǎn)能力90萬噸/年，服務(wù)年限52.9年，立井單水平上下山開拓，開采水平-550米。21采區(qū)為梁北礦首采區(qū)，自投產(chǎn)以來，礦井一直受主采煤層二1煤下伏的寒

2、武系灰?guī)r含水層突水威脅。曾在2003-2006年間發(fā)生六次大于60m3/h的突水事故，其中，2005年2月24日在21031工作面回采期間，發(fā)生了水量高達1100m3/h的突水事故，造成21采區(qū)淹沒。隨后礦井被迫轉(zhuǎn)入11采區(qū)進行生產(chǎn)，同時對21采區(qū)進行追水并于2008年9月完成追水工作。目前梁北礦正常礦井涌水量約為1000m3/h，主要由11、32及21采區(qū)寒武系灰?guī)r水構(gòu)成。21采區(qū)原突水點現(xiàn)在仍有100m3/h的涌水量。按照目前礦井的采掘接替情況，在未來的5年里，21采區(qū)將取代11采區(qū)成為礦井主采區(qū)，21采區(qū)水害防治也將成為梁北礦當(dāng)前的重大課題。筆者對梁北礦21采區(qū)近年來的水文地質(zhì)資料等進行

3、了整理，通過分析，針對21采區(qū)突水恢復(fù)后的水害防治工作提出以下幾項措施：、進行21米區(qū)底板水疏放21采區(qū)自當(dāng)年多次突水后，21031工作面寒武系灰?guī)r含水層水壓由突水前的5Mpa以上持續(xù)降至2Mpa左右，并從2008年基本穩(wěn)定至今，而突水點的涌水量由2008年的200m3/h降至目前的100m3/h,可見水壓并未隨著水量的減小而繼續(xù)降低。同時近期于該工作面底抽巷施工的寒灰水文觀測鉆孔的水壓觀測值顯示2.1Mpa也證明了這一點。另外，采區(qū)中部寒灰水壓觀測鉆孔顯示仍在3Mpa以上。以上情況可以說明，21采區(qū)寒灰含水層水壓過去五年基本沒有變化，且突水中心也并未像一直認為的在21采區(qū)形成一個降深較大的漏

4、斗中心。從而可以進一步推測，在近年未進行任何采掘活動的同時持續(xù)放水而水壓基本穩(wěn)定說明，21采區(qū)寒灰含水層補給水源較為豐富；突水點水量的變化與相應(yīng)含水層的水壓相關(guān)性較差說明該區(qū)域底板富水情況不均。因此，需要對21采區(qū)底板水進行疏放。主要要求如下：P工作面水壓（Mpa）Ts突水系數(shù)Cp回采對底板破壞深度（m）計算結(jié)果接近或超過突水臨界值0.06（該臨界值為經(jīng)驗數(shù)值）另外，由于寒灰水的富水性不均一性，個別地點的低水壓值未必能夠真實反映附近地點的真實水壓，因此有必要對工作面進行底板注漿加固改造，一方面可以封堵工作面底板的斷裂構(gòu)造，阻斷導(dǎo)水通道，另一方面變底板太原組灰?guī)r含水層及寒灰含水層頂部為隔水層，增

5、加隔水層厚度。主要要求如下：（1）對工作面進行全斷面加固，鉆孔以均勻布置為原則，物探異常區(qū)域加密布置鉆孔。（2）注漿加固范圍走向上，向里控制到開切眼外30m處，向外控制到工作面停采線。傾向上控制在上、下順槽向外20m處。（3）鉆孔布置于工作面下順槽或底抽巷的鉆場內(nèi)，每個鉆場布置3個左右的鉆孔。（4）鉆孔終孔位置需進入寒灰含水層垂深20m,根據(jù)出水情況可以考慮適當(dāng)延伸。（5）鉆孔施工必須下入套管，并且孔口配有高壓閘閥。同時相鄰的兩個鉆孔不得同時揭露含水層。（6）結(jié)合物探成果資料對底板注漿效果進行檢驗。四、完善工作面排水系統(tǒng)不怕工作面出水，如果可以排出，那么就不會造成突水事故。因此，工作面排水系統(tǒng)

6、的完善與排水能力的保證也是必須的，這也是最后一道關(guān)卡，一旦所有的防治措施沒起到應(yīng)有的效果致使工作面出水，只能依靠完善的排水系統(tǒng)。所以必須保證工作面的排水系統(tǒng)的完善。主要要求如下：（1）施工工作面底板疏放水及底板加固改造鉆孔時，配套排水能力不低于300m3/h。（2）工作面回采時，配套排水能力不低于500m3/h。（3）排水泵熱備用，排水通道排水總能力不小于配套水泵排水總能力。（4）排水前要有沉淀防淤措施。（5）定期排查排水系統(tǒng)，確保完善。五、完善21采區(qū)地下水位監(jiān)測系統(tǒng)為了實時準確地了解21采區(qū)各含水層水位隨著生產(chǎn)、排水及底板加固改造等活動的動態(tài)變化情況，分析21采區(qū)水文地質(zhì)條件，并為后期21

7、采區(qū)水害的防治提供可靠水文地質(zhì)資料，梁北礦有必要完善21采區(qū)地下水動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。目前梁北礦21采區(qū)的地面長觀孔基本沒有，僅在井下生產(chǎn)范圍內(nèi)施工了2個放水鉆孔兼做水文觀測鉆孔收集水位資料。這還是遠遠不夠的，有必要在21采區(qū)的頂部、中部各增加一個寒灰含水層水位觀測鉆孔，同時根據(jù)太灰含水層揭露情況可以適當(dāng)增加該層水位觀測鉆孔，另外可以在地面施工一個21采區(qū)深部的寒灰水位長觀孔，通過橫向與縱向的水位監(jiān)測數(shù)據(jù)，綜合分析21采區(qū)水文地質(zhì)特征，為21采區(qū)的底板水害防治工作提供可靠資料，更好的服務(wù)于礦井的安全生產(chǎn)。綜上所述，梁北礦的生產(chǎn)重心慢慢轉(zhuǎn)入恢復(fù)后的21采區(qū)，使21采區(qū)水害的治理工作成為礦井安全生產(chǎn)的重中之重，筆者通過整理分析了近年來21采區(qū)的地質(zhì)及水文地質(zhì)資料等對21采區(qū)的水害防治措施進行了探討，針對梁北礦21