工作面采空区积水治理技术研究.docx

工作面采空区积水治理技术研究泊江海子矿113106工作面自南向北俯斜回采，由于两巷沿顶掘进，造成回采过程中面内较两巷低，导致两巷疏放钻孔水进入采空区，并汇流到煤壁侧，割煤时水被带到运煤系统，严重影响系统安全和煤质随着工作面向前推进，进入面内的钻孔水量越来越大，影响也越来越大，甚至可能无法正常回采在过去的生产实践中，为消除采空区积水威胁，积极探索出采空区积水防治办法，改善采空区积水情况通过长期的摸索与改进制定了以下采空区积水防治办法:(1)在辅助运输巷非采煤侧埋管、埋泵，将工作面采空区积水通过风泵引入管路，集中向外排放;(2)在辅助运输巷低洼点埋设排水管路，利用煤层南高北低的赋存趋势，积水通过预埋管自流到巷道水仓内以上采空区积水防治办法指导着113106工作面安全回采，并取得了成功的经验1、13106工作面概况1.1工作面概况113106工作面位于泊江海子矿西翼一盘区第六条带，北起西翼采区大巷保护煤柱线，南至允许开采保护煤柱线，其运输巷位于西四勘探线以东0～45m，辅助运输巷位于西四勘探线以西196～238m工作面对应地面位置在109国道以北，苏家村两侧回采后对苏家村地面建筑、农田、沟渠、便道及低压输电、通讯线路产生不同程度的影响。

位于工作面北段地表为一季节性河流(海壕沟)，回采地表塌陷积水，可能形成沟塘1.2构造特征113106工作面为南北方向俯采布置，工作面两回采巷道掘进揭露资料，煤层总体向北、北西方向倾斜，以缓波状褶曲构造为主，同段主运巷煤层标高普遍高于辅助运输巷工作面东端发育有苏家村北向斜构造，向斜构造以北，煤(岩)层产状110°～160°∠0～2°;向斜构造以南，煤(岩)层产状为330°～360°∠0°～5°工作面煤层平均倾角约1°苏家村北向斜构造轴部及两翼附近，煤(岩)层产状变化较大，小断层及裂隙较为发育两巷掘进共揭露5条断层，其中落差大于等于1m的断层有5条，113106工作面断层情况见表1表1113106工作面断层情况1.3水文地质条件第四系松散层潜水:含水层厚为7.9～15.11m，平均厚11.80m富水性弱～中等，透水性能较强，潜水含水层与大气降水及地表水体的水力联系密切，与下伏白垩系承压水含水层水力联系较密切白垩系潜水～承压水:地层厚度239.5～309.05m，含水层平均厚224.76m，占地层厚度的80.76%，含水层为各粒级砂岩、砾岩，富含孔隙水白垩系上部埋藏较浅，与上覆第四系含水层无稳定隔水层;底部和侏罗系中统顶部之间，发育有稳定隔水层，两地层之间水力联系差。

根据以往水文孔抽水资料及白垩系地层特征，白垩系含水层总体富水性弱侏罗系中统承压水:根据西四勘探线钻孔资料统计，中统地层厚197.85～291.55m，含水层平均厚137.5m，占地层厚度的53.78%在白垩系底部～侏罗系中统顶部存在为粉砂岩、砂质泥岩夹条带状、透镜状砂岩呈互层状的隔水层，且层位比较稳定的，厚度69.6～152.4m，平均94.2m，它们之间水力联系较弱根据水文孔抽水资料和井下疏放水钻孔收集资料，该含水层在六面附近区域，富水性相对较强侏罗系中下统承压水:根据勘探钻孔和巷道揭露资料，侏罗系中下统地层由各粒级砂岩、砂质泥岩、泥岩和煤层组成，平均厚度132.5m侏罗系中统底部和中统的顶部，发育由砾岩、砂质泥岩、泥岩、粉砂岩组成的隔水层(厚19.8～110.6m)，不采动情况下与中统含水层联系较弱侏罗系中下统承压水在工作面两巷掘进期间，主要以顶板滴、淋水形式从顶板锚杆和锚索上流出整个含水层及隔水层结构如图1所示通过以上分析，113106工作面开采充水水源主要为侏罗系中统和中下统延安组孔隙-裂隙水图1含水层及隔水层结构2、采空区积水的原因及防治措施2.1采空区积水的原因113106工作面3-1#煤采后裂隙带发育最大高度62.6m(裂缝/采厚比为13.67倍，平均采高为1.53m)，采后裂隙带高度达侏罗系中统砾层顶部以上平均约30m。

因此侏罗系中统水将是工作面回采过程中的主要充水源侏罗系中统含水层总体上具有“低渗透、弱-中等富水，富水性和渗透性在空间上非均匀性等特征工作面位于宽缓褶曲端，受先期沉积环境和后期构造地质作用叠加影响，在宽缓的褶曲端，小断层及裂隙较发育，富水性和渗透性相对较好回采过程中侏罗系中下统、中统含水层的水进入工作面后方采空区形成采空区积水2.2排水系统建立2.2.1永久排水系统矿井井底车场设有中央水仓，总容量6500m3(外仓4000m3、内仓2500m3)，中央泵房安装2台BQ550-688/18-1600kW型电潜泵，3台MD280-65×10型水泵，安装3组D325排水管，通过管子道经副井井筒敷设至地面，系统排水能力达1100m3/h同时设有一盘区水仓，总容量3100m3，安装6台BQS320-120-200/N型水泵，2组D325×9排水管，分别敷高至西翼1#回风大巷和西翼辅运石门排水沟2.2.2工作面排水系统工作面排水设备配置见表2表2113106工作面排水设施2.3采空区积水防治措施2.3.1辅助运输巷非采煤帮侧预埋水泵113106工作面辅助运输巷埋泵段剖面如图2所示，辅助运输巷退尺1530～1630m处属于巷道低洼点，回采后采空区容易积水，为消除此处采空区积水安全威胁，在辅助运输巷1590m处非采煤帮侧使用风镐施工一个硐室，规格为宽×深×高=2m×1.5m×1.2m，将BQG-450/0.2型风泵及防护罩放置到硐室内，周围打上木垛加强硐室支护，在硐室口挂上钢筋网及塑料网，25mm风管接到运输机尾处的风管接头，风泵排水管接到108mm钢管上排至辅助运输巷2#水仓，25mm风管及108mm钢管沿非工作面侧巷帮布置，上、下各铺一层装满虚煤的编制袋防护。

随着工作面向前推进，及时延长25mm的风管，确保供风正常7月21日实测该水管排水量达30m3/h，有效的减少了机尾水量;7月30日实测水量16.6m3/h，随后水量减少至12m3/h左右基本稳定图2113106工作面辅助运输巷埋泵段剖面图2.3.2辅助运输巷非采煤帮侧预埋管路根据113106工作面煤层南高北低的赋存趋势，采空区积水可通过预埋管路自流到辅助运输巷水仓内，利用辅助运输巷原有的219mm清水管路，从退尺点1893m位置开始预埋，预埋前加工一节4m的缠丝花管，用道木打设木垛防止采后塌陷对管路造成破坏，并用塑料网对木垛进行包裹，防止冒落矸石堵塞排水管路当工作面至辅助运输巷变坡点最高点(退尺点1930m)，将附近水沟用水泥砂浆填实，便于采空区积水水位升高、汇积，利于通过预埋管自流排出排水管路在1#水仓断开，采空区积水自流至1#水仓，实测该排水管水量93.15m3/h预埋排水管有效的减少了机尾的出水量3、结论1)通过上述采空区积水防治实践，大大减少了工作面采空区积水，其中埋泵的排水量为12m3/h，埋管的排水流量为93.15m3/h提高了113106工作面商品煤的煤质，将煤炭的含水量从18%降到了16%，实现了矿井综合效益的显著提升。

2)通过技术人员对采空区积水的分析和资料的积累及实践工作中总结经验，有利于指导今后采空区积水防治工作，保证了煤矿的安全回采参考文献：[1]李志云.作业面安全开采综合防治水分析[J].能源与节能,2018(11):156-157.[2]祁新波,毛维林,闫江鹏.复杂水文地质条件下的老空水探放实践[J].内蒙古煤炭经济,2018(21):100-101.[3]刘兵.工作面采空区老空水形成因素分析[J].陕西煤炭,2018,37(4):118-121.[4]黄卜亮.采空区积水对围岩稳态的影响及防治方法研究[J].煤炭技术,2018,37(6):198-200.[5]安玉伟,孙国.浅析矿井水的防治[J].内蒙古煤炭经济,2017(18):94-95.[6]王兆欣.鑫隆煤矿首采区采空区积水防治方案研究[J].煤炭与化工,2017,40(4):135-137.[7]吴国新.老空区水害防治技术实践[J].能源技术与管理,2016,41(6):100-102.[8]李瑛.回采工作面采空区积水治理的实践[J].能源与节能,2016(4):10-11.[9]李志闯.同宝煤业五年规划区3号煤采空积水防治技术研究[J].煤,2019,28(5):39-40,79,87.[10]聂万印.积水采空区下部巷道探放水施工技术[J].煤炭与化工,2018,41(7):52-54..[11]王磊.极近距离煤层开采上覆采空区积水防治技术研究[J].冶金管理,2019(19):20-21.[12]任晓涛.华胜矿业井下工作面与采空区防治水处理措施[J].能源与节能,2020(4):95-96.[13]崔军舰.采空区水害勘察与防治技术研究及应用[J].西部探矿工程,2019,31(9):183-186[14]高厚,陈卫忠,邢天海,等.定向水力致裂对煤层顶板三向应力的影响研究[J].煤炭工程,2020,52(3):113-117.[15]赵宝峰,马莲净,王清虎,等.强富水弱胶结含水层下巷道掘进防治水技术[J].煤炭工程,2020,52(1):44-48.潘洪伟,孟大志,慕智刚.工作面采空区积水治理技术[J].煤炭工程,2020,52(S1):96-99.。