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礦井小窯破壞區的綜合防治水研究

作者:作者:徐學富,李先哲,姬鵬錦 2006-05-10 00:00 來源:不詳

摘 要:為了延長礦井服務年限,增加煤炭回收率,對小窯破壞區進行複采,針對礦井水文地質特點和小窯開采的一般規律,製定了專門的小窯破壞區的煤層開采和防治水措施,並在實施過程中,取得了良好的效果。

關鍵詞:小窯破壞區複采;水文地質特點;小窯開采規律;防治水措施

靖煤公司紅會四礦於一九七四年建成投產,設計生產能力60萬噸/年,開拓方式為片盤斜井,共分三個水平。目前已進入深部水平,區內沉積有侏羅係煤層兩層,上部一層煤為可采煤層,平均厚 8.14m ,下部為二層煤,平均厚 2.94m ,兩層煤之間夾石厚1.12— 26.7m ,煤層埋藏深度120— 430m ,為優質工業和民用煤。煤層頂板淺部為直接頂粉砂岩、泥岩,易冒落,深部被衝刷為老頂粗砂岩,堅硬不易冒落,底板為粉砂岩,頁岩和泥岩互層。礦井年降雨量 238mm ,年蒸發量 1763.8mm ,礦井內主要含水層為煤層老頂含礫粗砂岩含水層和老底沙礫岩、花崗岩含水層,另有上侏羅統及第四係等含水層,礦井正常湧水量為 160m 3 /h。

紅會四礦原始狀態下的礦井水文地質條件非常簡單,但由於多年來小煤窯的胡挖亂采,不但使煤炭資源遭到嚴重破壞,同時造成礦井內水、火、瓦斯的大量積聚,嚴重威脅礦井的安全生產。

二、防治水措施

由於小窯采用巷柱式采煤法,開采方式落後,開采後留有大麵積的空棚、空巷{圖1,4701工作麵小窯空棚(巷)分布圖},加之頂板岩石堅硬不易垮落,形成了很大的空間,小窯井筒將上部各含水層揭露後形成水力通道,使各含水層水全部湧入井下,同時礦井範圍內小窯分布密集,井下各小窯之間穿插開采相互貫通,隨著小窯的關閉,造成大量的積水聚集於小窯井筒和空棚(巷)內,形成一個巨大的載體,在布置複采時存在水、火、瓦斯等安全隱患,嚴重製約著工作麵的正常掘進和回采,為保證礦井在小窯破壞區掘進、開采時的安全,針對小窯開采的特點,我礦在工作麵掘進時製定了相應的長短探相結合的探測方法,以防發生意外02manbetx.com 、確保安全生產。其中:

1、長探鑽孔的設計:在掘進巷道的上下幫交錯布置鑽場,鑽孔在平麵上呈扇形布置,夾角7º—10º,做到兩幫鑽孔相互交叉,同側前後鑽場鑽孔交叉呈網狀,力爭無盲區,探清巷道兩幫 20m 範圍內的煤層情況。根據煤層厚度在立體上不同坡度布置鑽孔,使整個煤層全部進行探測,掘進窩頭前方保證鑽孔超前距離不少於 20m ,做到安全施工(圖2,掘進工作麵長探鑽孔布置示意圖)。

2、短探鑽孔的設計:利用加長煤電鑽鑽杆( 6m ),在掘進窩頭的前方及兩幫不同方位,不同坡度進行加密探測,以防長探中遺露的小窯空棚(巷)和盲區積水突出。每次放炮後或掘進機掘進一排網後即進行探測,確保掘進工作萬無一失(圖3,掘進工作麵短探鑽孔布置示意圖)。

3、排放水設計:根據工作麵掘進位置,在相臨的低標高巷道中打鑽對掘進巷道低窪處探放出的積水進行排放,或根據巷道坡度自流,但是在掘進巷道隨煤層出現起伏變化,周圍無有其它巷道可利用時,布置臨時水倉,配備水泵進行抽排水。

為防止探出的水大量湧出,超過排水能力造成淹井02manbetx.com 的發生,對探放水鑽孔進行采用閥門控製放水量和多孔放水改為單孔放水的方法,逐漸疏放,取得了較好的效果。

4、加強對小窯開采情況的調查,盡可能掌握其采掘情況,特別是對已關閉礦井通過各種渠道收集資料,圈定其開采範圍。以防止發生02manbetx.com 後及時、正確地製定救援方案。

三、防治水效果

經過兩年多的探放水工作,我礦在小窯破壞區成功布置了兩個複采工作麵,回收煤炭65.87萬噸,直接經濟效益8563萬元;排放小窯積水 174000m 3 ,其中一個工作麵已開采結束,回收煤炭41萬噸,疏放老空積水 68000m 3 ,徹底消除了小窯積水區的威脅。第二個工作麵疏放小窯積水 106000m 3 。工作麵掘進工作已全部完成,形成可采儲量24.87萬噸,不但使該工作麵可以安全回采,而且消除了鄰近工作麵的水害隱患。其中探孔單孔湧水量最大 31m 3 /h,鑽場排放水量最大 22000m 3

由於探放水措施針對性強,方法得力,保障了礦井安全生產,使采掘接續正常,保證了礦井正常生產,原煤產量及職工收入穩步提高,收到了良好的經濟效益和社會效益。

圖3 掘進工作麵短探鑽孔布置示意圖

作者簡介:徐學富,男,1988年畢業於西安科技大學采煤專業,現任靖煤公司紅會四礦副礦長兼總工程師。 所在單位 靖遠煤業有限責任公司紅會四礦

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