東河煤礦采空區(qū)積水充水系數(shù)的淺析

1、東河煤礦2207 采空區(qū)積水充水系數(shù)的淺析太原煤氣化東河煤礦楊云錦, 山西臨汾,041207太原煤氣化東河煤礦王艷龍, 山西臨汾,041207摘要 : 在礦井水害防治水, 為了能夠準(zhǔn)確估算采空區(qū)積水, 對(duì)有目的、有計(jì)劃的對(duì)采空區(qū)積水進(jìn)行疏放有著重要的實(shí)際意義, 而對(duì)我礦在地測(cè)防治水方面需要解決的是 : 周邊小窯采空區(qū)積水和我礦已經(jīng)回采完的工作面, 由于地勢(shì)問(wèn)題采空區(qū)積水大多積存在向斜構(gòu)造的軸部, 這些積水大多都是在因?yàn)樵谏a(chǎn)中隨著回采使頂板冒落后上覆巖層中的含水層中的水隨著裂隙滲入采空區(qū)中 , 而在其采空區(qū)兩側(cè)新布置工作面時(shí) , 在掘進(jìn)巷道生產(chǎn)過(guò)程中采空區(qū)中的積水會(huì)隨著煤層頂?shù)装鍧B入掘進(jìn)巷道中

2、 ,如果采空區(qū)中積水較多 , 且壓力大時(shí)在掘進(jìn)巷道時(shí)會(huì)帶來(lái)危害 , 因此在防治水中我們應(yīng)該對(duì)此采空區(qū)積水帶來(lái)的安全隱患加以重視, 因此設(shè)計(jì)探放水措施對(duì)其采空區(qū)積水進(jìn)行疏放水, 疏放前首先對(duì)采空區(qū)積水進(jìn)行估算, 而估算的準(zhǔn)確與否 , 主要取決于采空區(qū)積水充水系數(shù)的選擇, 而采空去積水充水系數(shù)不同的地區(qū)有不同的數(shù)值, 這就需要我們地質(zhì)工作者在工作中通過(guò)實(shí)踐予以測(cè)定。1、引言在礦井生產(chǎn)中 , 現(xiàn)在透水事故頻頻發(fā)生, 形勢(shì)非常嚴(yán)重 , 而形成這種現(xiàn)狀的原因主要是在煤礦安全生產(chǎn)中 , 沒有把地測(cè)防治水的重要性和迫切性貫徹到具體生產(chǎn)實(shí)踐中 , 再加上煤價(jià)不斷攀升, 在巨大利益驅(qū)使下非法超層越界開采等都是帶

3、來(lái)透水事故頻頻發(fā)生重要原因 , 同時(shí)給防治水工作帶來(lái)很大難度。為了深刻吸取我礦“ 2.24 ”透水事故的教訓(xùn) , 在“有掘必探”的同時(shí), 必須對(duì)我礦開拓和掘進(jìn)中遇到的已經(jīng)回采的 , 充水性好具有形成老空區(qū)積水的向斜構(gòu)造中 ,以及周邊小窯充水性好形成的采空巷道和采空塌陷區(qū)等重點(diǎn)疑似區(qū)域進(jìn)行疏放水,以保證礦井的安全生產(chǎn) ; 需要明確的是, 安全技術(shù)并不能杜絕所有突水或透水事故的發(fā)生 , 它的作用只在于最大限度的防范, 以及將受到突水或透水事故的影響降到最低我礦制訂了 2209 運(yùn)輸巷疏放2207 工作面采空區(qū)積水設(shè)計(jì), 對(duì)疏放的采空區(qū)積水的水量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，最后根據(jù)公式（Q總=KMF/cosA）計(jì)算得

4、出采空區(qū)積水充水系數(shù)。2、采空區(qū)位置東河煤礦 2207 工作面采空區(qū)位于二采區(qū)東南側(cè) , 西北部為2209 回采工作面,東南部為 2205 工作面采空區(qū) , 西南部為運(yùn)輸大巷, 東南部位小窯破壞區(qū)。3、技術(shù)要求放水時(shí)間選在2010年 12 月 , 這樣采空區(qū)不受外界降雨的補(bǔ)給, 以便取得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。疏放水前要在放水孔口安設(shè)6m長(zhǎng)的孔口管，孔口管用3寸排水管制做,管 口加控制閥門 , 用于控制排水流量。當(dāng)探水眼內(nèi)水壓較大, 涌水量較多時(shí), 需用控制閥門控制放水流量防止水滿巷道溢流或積水過(guò)多影響正常生產(chǎn)。加強(qiáng)疏放水地點(diǎn)的通風(fēng), 瓦檢員每隔 2h 測(cè)定一下有害氣體的濃度; 跟班隊(duì)干、安全員必須攜帶便

5、攜式瓦斯傳感器。4、 2209 運(yùn)輸巷疏放 2207 工作面采空積水積水區(qū)范圍的確定首先根據(jù) 2207采空區(qū)回采時(shí)收集到的地質(zhì)資料分析 , 在 2207工作面開始回采時(shí)煤層下坡, 回采推進(jìn)至85 米處煤層逐漸上坡 , 繼續(xù)上坡向前回采推進(jìn)200 米煤層趨于平緩 , 因此在 285 米范圍內(nèi)由兩邊間隔 30 米向中間打放水孔, 確定積水區(qū)范圍 ,經(jīng)過(guò)打孔確定積水區(qū)范圍為390m580m。放水孔位置的確定及布置根據(jù) 2209運(yùn)輸巷實(shí)測(cè)剖面圖和 2207 回風(fēng)巷實(shí)測(cè)剖面圖顯示,2209 運(yùn)輸巷第 9號(hào)導(dǎo)線點(diǎn)水平方向?yàn)?2209 運(yùn)輸巷和 2207 回風(fēng)巷最低點(diǎn) , 為了防止水壓過(guò)大沖垮煤柱放水孔布置

6、不能太密，所以在9號(hào)導(dǎo)線點(diǎn)前后1m處各布置一個(gè)放水孔，在2209運(yùn)輸巷最低點(diǎn) （9 號(hào)導(dǎo)線點(diǎn) ） 布置一個(gè)放水孔, 放水孔距底板0.5m。疏放水設(shè)備的參數(shù)探水設(shè)備為KHYD-15髀技術(shù)參數(shù)、性能:額定功率 :7.5KW 額定電壓 / 電流 :660V/8.98鉆桿長(zhǎng)度 :1.5m 鉆桿直徑 :40mm最大鉆孔深度：15m（巖石）180m（煤層）外形尺寸:1000*440*520mm鉆孔直徑:45-80mm（巖）鉆機(jī)質(zhì)量:157kg（ 不包括鉆桿、鉆架、跑道等） 。5、采空積水預(yù)測(cè)=KMF/cosA根據(jù) :Q=KMF/cosA=0.5*2.1*(130*190)/0.99=26196 m3Q總采

7、空區(qū)積水量 ,m3Q總K充水系數(shù)M-采空區(qū)煤層平均采高或煤厚 21mF采空積水區(qū)白水平投影面積，m2A煤層傾角，（6。）6 疏放水過(guò)程首先在9號(hào)導(dǎo)線點(diǎn)前后各1m的兩個(gè)位置進(jìn)行疏放，放水孔有水涌出后，要觀測(cè)水壓、水質(zhì)、涌水量, 并做好記錄。 9 號(hào)導(dǎo)線點(diǎn)最低處的放水孔根據(jù)前兩個(gè)放水孔的水壓和涌水量確定放水時(shí)間。同時(shí)根據(jù)探水地點(diǎn)排水能力和礦總體排水能力控制放水流量和調(diào)整排水能力。2010 年 12月 23 日 9號(hào)導(dǎo)線點(diǎn)前方的疏放水孔放出水, 后來(lái)根據(jù)對(duì)水壓的觀測(cè)又陸續(xù)打通剩余的兩個(gè)放水孔, 同時(shí)每隔 5 天觀測(cè)一次涌水量, 計(jì)算 3 個(gè)放水孔中總的涌水量, 并做好記錄 , 直至 3 個(gè)放水孔都沒

8、有采空積水流出為止放出的采空積水量為24897 m3。7 充水系數(shù)計(jì)算=KMF/cosA根據(jù) :Q總24897=K*2.1*(130*190)/0.99K=0.47Q采空區(qū)積水量 ,m3總K充水系數(shù)M-采空區(qū)煤層平均采高或煤厚 21mF采空積水區(qū)白水平投影面積，m2A煤層傾角，(6。)8 結(jié)論與建議根據(jù)觀測(cè)數(shù)據(jù), 我們計(jì)算出得東河煤礦采空區(qū)的充水系數(shù)為 :K=0.47在今后對(duì)采空區(qū)積水區(qū)域放水工作中 , 通過(guò)我們?nèi)〉玫某渌禂?shù)可以計(jì)算出積水區(qū)域的水量和水壓, 對(duì)今后的探放水起到今天的指導(dǎo)作用。一般在水量和水壓均不大時(shí) , 積水可直接通過(guò)用探水鉆鉆孔直接放出。根據(jù)對(duì)2207 采空區(qū)積水放水的結(jié)果

9、來(lái)看 , 水量較多 , 但水壓不大, 是可以通過(guò)放水孔直接放出 , 預(yù)測(cè)與實(shí)際放出水量的差距不大 , 所以在回采當(dāng)中就應(yīng)當(dāng)收集各種水文地質(zhì)及地質(zhì)構(gòu)造等資料, 為以后開拓工作面做好充分準(zhǔn)備; 在探放老空水前, 首先要分析查明老空水的空間位置、積水量和水壓 ; 在探水量和水壓較大的積水區(qū)時(shí), 為了保證安全生產(chǎn) , 必須安裝專門的孔口管進(jìn)行放水。由于探水作業(yè)是直接與水害作斗爭(zhēng), 不僅關(guān)系到探水人員的安全, 也關(guān)系到探放水周圍地區(qū)整個(gè)礦井的安危, 因此在施工中要特別注意安全。參考文獻(xiàn)1 王秀蘭 , 劉忠喜 , 礦山水文地質(zhì), 北京 : 煤炭工業(yè)出版社,2007.9-12 柴登榜 , 龍榮生 , 王定武 , 等 , 礦井地質(zhì)工作手冊(cè) , 北京 :