三疊紀(jì)煤層水平分層工作面排水設(shè)計(jì)與實(shí)踐

三疊紀(jì)煤層水平分層工作面排水設(shè)計(jì)與實(shí)踐

青山煤礦年產(chǎn)量為45萬(wàn)噸，是48年開(kāi)采歷史的老礦。開(kāi)采三疊紀(jì)安源煤系急傾斜煤層群,可采煤層九層。2001年進(jìn)入四水平生產(chǎn)后可采煤層僅剩三層,即大槽、管子槽、硬子槽。礦井涌水量一般為3000t/d左右,最高達(dá)5000t/d,雨季是礦井涌水的高峰期,平均每產(chǎn)1t煤需排出礦井水2～3t,大大增加了生產(chǎn)成本。目前我礦6個(gè)正規(guī)采區(qū)均布置在大槽煤層中,每逢雨季各采區(qū)都不同程度地存在淋水積水,經(jīng)常造成溜子(刮板運(yùn)輸機(jī))故障:掉底鏈、潮電機(jī)、過(guò)負(fù)荷。同時(shí)還造成煤斗卡斗,垮斗,巷道垮冒,嚴(yán)重威脅礦井安全生產(chǎn)。為了克服水的影響,我礦多年來(lái)不斷探索水平分層工作面的防治水方法,取得一定經(jīng)驗(yàn)。1采礦業(yè)1.1礦井涌水量的現(xiàn)狀大氣降水,由于煤系地層受開(kāi)采影響,產(chǎn)生的塌陷裂隙帶和地表風(fēng)化帶裂隙相接貫通而成為大氣降水下滲的良好通道,據(jù)礦井實(shí)際資料統(tǒng)計(jì),占礦井總涌水量的60%以上。1.2日常地層水資源量老窿積水,礦區(qū)開(kāi)采已久,土井遍布,深淺不一,隨著礦井生產(chǎn)水平延深,直接影響減弱,但可形成一個(gè)特殊的水體,成為間接水源。1.32水平層工作量的一些脫水方法2.1工作面排水三水平東311零層工作面走向長(zhǎng)度200m,煤層厚度(即工作面寬度)20m,采高5m,零層以下屬四水平保安煤柱,無(wú)法安排脫水工程,因此工作面防治水只能在本分層順槽進(jìn)行,該工作面自從2003年12月初起,一直是淋水、滴水不斷,為了解決水的問(wèn)題,首先在工作面溜子尾安裝一臺(tái)小型潛水泵進(jìn)行排水,效果欠佳。缺點(diǎn)是:(1)必須派專(zhuān)人開(kāi)泵,及時(shí)清理,以防水泵燒壞,水淹工作面。(2)因工作面涌水量不集中,水泵排出水量只占工作面總涌水量的60%,40%的水隨溜子運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)入總煤斗;(3)排水管易受淤泥堵塞要經(jīng)常檢查更換。四月份,工作面采用暗溝排水方法后,工作面生產(chǎn)條件得到根本好轉(zhuǎn),其施工方法是:靠工作面老塘切斷線從頂板向底板挖一條傾向暗溝,溝深0.5m,要求低于工作面巷底0.3m以上,寬度在0.5m左右,并用寬1m以上的雨布(尼侖布)鋪在溝底及溝沿上,用黃泥、水泥、磚(可用編織袋裝散煤代替)砌好溝沿,然后用竹木蓋好暗溝放頂。再用同樣的施工方法在順槽挖一暗溝聯(lián)通老塘暗溝,使其工作面所有的滲水、涌水能順暗溝排水(見(jiàn)圖1)。采用該種方法優(yōu)點(diǎn)是:由分散排水變?yōu)榧信潘?工作面大墻的淋水,滴水得到遏止。大部分水因老塘頂板落差已流向老塘,生產(chǎn)條件得到根本好轉(zhuǎn),工作面開(kāi)采由水煤變干煤,減少了溜子故障和煤斗堵、卡、垮現(xiàn)象,減少了排水費(fèi)用。缺點(diǎn)是工作面每推進(jìn)6～8m就要在工作面老塘挖一次暗溝,成本費(fèi)用略高。二是受到巷道布置條件的限制,工作面分層順槽腰線要有坡度,且成形要好,否則水排不出。2.2工作面老塘暗溝當(dāng)工作面老塘出現(xiàn)多處涌水,且分層順槽因坡度不能使用暗溝排水時(shí),我們一般采用暗溝加水泵聯(lián)合排水方法,即在工作面老塘挖好傾向暗溝后將工作面老塘水集中在工作面頂板或底板,集中用水泵排放。當(dāng)工作面向前推進(jìn)1m老塘每放頂1m之前,靠工作面老塘頂板或底板必須鋪設(shè)1m走向暗溝,將水引到水泵排水處,該種排水方法在我礦東415九層工作面得到應(yīng)用,其優(yōu)點(diǎn)是不受分層順槽布置條件限制,缺點(diǎn)是增加了水泵排水費(fèi)用。2.3工作面脫水工程脫水工程排水方法,分兩種情況下進(jìn)行,一種是采區(qū)脫水工程設(shè)計(jì)安排,另一種是分層工作面脫水工程安排。采區(qū)脫水工程設(shè)計(jì)安裝,在我礦三水平東312、313、314采區(qū),西381、382采區(qū)都使用過(guò),由于初期工程費(fèi)用高,脫水特點(diǎn)單一,只對(duì)采區(qū)總溜子道脫水,脫水利用率低,盤(pán)區(qū)文明生產(chǎn)和安全管理得不到根本好轉(zhuǎn),故我礦進(jìn)入四水平生產(chǎn)后,大槽煤層各采區(qū)均未采用,重點(diǎn)轉(zhuǎn)到分層工作面脫水安排和管理。分層工作面脫水工程排水方法比較多,不論硬子槽煤層開(kāi)采還是大槽煤層開(kāi)采都使用過(guò),實(shí)踐證明硬子槽分層工作面更適應(yīng)該種排水方法,因硬子槽煤硬度大,不易溶于水,不含粘性。工作面脫水工程的布置形式多種多樣,根據(jù)不同的煤層,不同采煤方法和不同的巷道布置來(lái)確定脫水工程的布置方式(見(jiàn)圖2),現(xiàn)舉我礦東415九層半工作面為例。九層半底板順槽因做脫水巷使用,施工時(shí)其標(biāo)高必須低于頂板九層半溜子道。而九層半工作面涌水由頂板向底板再沿九層半分層順槽流向九層至九層半脫水上山,到九層剪巷,沉淀后再由潛水泵排出。采用脫水工程排水和分層工作面工程排水其優(yōu)點(diǎn)是:排水徹底效果好,它適應(yīng)各種工作面涌水形勢(shì),且排水費(fèi)用低,缺點(diǎn)是初期排水工程費(fèi)用投資大。4高效回采回采效率(1)2004年以來(lái)由于堅(jiān)持了防排水措施,杜絕了頂板垮冒事故和卡斗垮斗事故。(2)采區(qū)生產(chǎn)環(huán)境得到根本改善,雨季期間的回采效率與去年同期相比提高2t/工,1～6月礦原煤產(chǎn)量20.8萬(wàn)t,比去年同期多產(chǎn)煤2萬(wàn)t,價(jià)值400多萬(wàn)元。