小窯嚴重破壞井田區域防治水工作的成功實踐
摘 要:通過對紅會一礦在小窯嚴重破壞區區域這一特殊地質條件下防治水經驗的總結，希望能給其它類似條件的煤礦在防治水害中提供借鑒。
關鍵詞:小窯嚴重破壞區；防治水；實踐
紅會一礦井田範圍內原始探明儲量1.72億t。1974年礦井建成投產，目前設計年產120萬t。從1983年礦區逐漸出現小窯到1993年，礦區小窯猛增到176個，1998年關井壓產政策實施後，至目前，井田範圍內存有小窯16個。在多年的大礦與小窯爭資源、求生存競相開采中，小窯對紅會煤田進行了大麵積、總體性的破壞開采。小窯采用房柱式采煤方法，留設大量煤柱，同時破壞大礦的防水保安煤柱，煤炭資源回收率僅為20％，超層越界、無規則的胡挖亂采，如螞蟻洞穴般的在本就完整的煤田中遺留了大量的空棚、空巷(每一空棚、空巷長度少則達數十米，多則達數百米，高度從2～20多米，寬度有的達數十米，形狀、大小極為不規則)。這種開采造成80％左右的資源人為的遺留在災害區。大礦要生存，隻有按計劃整體複采井田資源。但是，在布置煤岩巷道和采煤工作麵過程中，必然要揭露和通過這些隱藏著多種隱患(主要是火和水)的小窯空棚、空巷。而在揭露之前，沒有資料能夠準確說明小窯空棚、空巷的具體位置和積水情況，因而施工要冒很大的透水危險，所以，防治小窯空棚、空巷的水患必然成為紅會一礦的防治水重點。
1 礦井充水因素和水情概況
紅會一礦礦井湧水量最大為439．5m3／h，正常湧水量368．8m3／h(不含小窯空棚、空巷出水意外水源)。井田範圍內充水因素有：地表3條季節性河流，紅會三、四礦排放的工業廢水，含水層水，斷層水，灌漿水及小窯空棚、空巷積水。
3條季節性河流在雨季期間，山洪暴發易通過小窯井筒或采空塌陷區的地表裂縫導人井下。含水層水、斷層水湧出量都相對較小。小窯空棚、空巷因有一定的發火條件，為防止煤層自燃發火，唯一的手段就是采取大量的灌水、灌漿，全礦井每年灌漿約為25萬m3，灌漿沉積中產生的脫水成為礦井的正常湧水。斷層水、灌漿水等各種水最易積聚到小窯采空區，積聚後便成為小窯空棚、空巷積水。由於小窯空棚、空巷積水的出現，使水文地質條件原本就簡單的紅會一礦礦井水情變得異常複雜起來。
2.1 掘進工作麵防治水
每一條巷道在設計前，都要利用掌握的小窯掘進資料和附近已掘巷道揭露小窯的資料，對該巷道周邊小窯采掘破壞情況進行03manbetx 和界定，大體上掌握小窯遺留空棚、空巷的位置、大小和分布情況。巷道開掘後，都必須堅持落實長短鑽結合的“有疑必探、先探後掘”措施。
2.1.1 長鑽探測
新開口的巷道，在開口位置都必須先打一次長鑽，探明前方空棚情況。長鑽以巷道中心為中點，沿煤層頂底板區域成扇形布置，根據煤層賦存情況和掌握的空棚大體位置，設計5～10個孔，對巷道兩邊各15～20m範圍的煤層進行探測，孔深一般為60～150m。巷道開掘後，為使打鑽不影響掘進的正常進行，每40m在巷幫打一個長鑽鑽窩(規格：3.5 m×3 m×2 m)，設鑽機對掘進工作麵前方未探明區域接續進行探測，探孔深度不小於60 m(以確保超前工作麵掘進位置的探距不小於20m)。如圖1，2所示。
鑽探實踐證明，通過打長鑽，基本掌握清楚了工作麵前方和巷道兩邊20m範圍的小窯采空區分布情況，初步探明了前方空棚內的積水和有害氣體情況，做到了心中有數，避免了盲目冒險掘進。但是，實踐中不得不承認，這種探法還存在一定的不足，鑽空數量少，密度小，覆蓋範圍小，僅僅幾米或幾厘米的差距，就可能探不到附近的隱患，造成鑽探失誤。然而，要達到全方位、高覆蓋探測要求，耗物、耗時的鑽孔施工將會大大拖延現場的施工進度，其存在的不足隻有靠短鑽探測來彌補。
2.1.2 短鑽探測
長鑽探測未發現異常情況時，巷道每掘進4個循環3.2m(每個掘進循環0.8 m)用5m長的節式鑽杆探測一次。
長鑽探測如發現異常情況，在距異常區域10m時，巷道每向前掘進1.6m，用5m長的節式鑽杆探測一次，距異常區域5m時，每前進0.8m(一個循環)，用5m長的節式鑽杆探測一次。
短鑽探測時，探眼布置5個(巷道沿煤層底板掘進不打底眼)，分別為一個正前探孔，兩個幫眼(孔口距底板1.5m，幫眼方位與巷道夾角40°)，一個探頂孔，一個探底孔(與巷道坡度夾角為±40°)。如圖3所示。
短鑽探測補充了長鑽探測存在的不足，無論長鑽探測前方有無異常，都必須堅持短鑽探測，堅持“先探後掘”。實踐中，為提高探測效率，減輕勞動強度，提高掘進速度，在探測中，力爭減少不必要的重複探測，但是對前方情況每小班都必須做到清楚明了。
實踐證明，短鑽探測效果比較理想，通過對前方5m的距離進行全方位的探測，基本避免了冒險掘進，尤其在預防水害中，有許多成功的例子。2004-01-02中班，該礦1490煤掘進工作麵就采取短鑽探出一小窯空棚，空棚內儲存有大量積水，成功的預防了一起重大透水02manbetx.com
的發生。當時，在已知前方有小窯空棚的情況下，繼續在巷道右拱部打短鑽，打到2.8m深時，孔內有出水，水有壓力，孔周圍也有滲水。現場安監員意識到情況異常，當即命令不要拔鑽杆，撤出了工作麵上的所有人員，隨後礦上命令暫時停掘該工作麵。到1月5日中班，積水壓垮煤壁“轟隆隆”幾聲突然湧出，湧出水量約為1800m3。由於事前采取了短鑽探測、停拔鑽杆、停掘工作麵、撤出人員、密切觀察等措施，這次透水未造成人員傷亡。
紅會一礦多年未發生一起重大透水02manbetx.com ，其主要的成功之處在於嚴格執行了短鑽探測，對隱患做到了提前預防和處理。但是，實踐中也發現，短鑽探測由於覆蓋範圍所限，對前方和兩幫的空棚、空巷也有漏掉的情況，不過，隻要嚴格執行“有疑必探、先探後掘”，漏掉的幾率是非常低的。
2.1.3 泄排水措施
凡掘進工作麵探測出積水，如果距離近，鑽孔周圍、煤壁有滲水，且滲水有壓力，有突出預兆時，不宜拔鑽杆，及時撤人，預防透水傷人02manbetx.com ，待采取預防措施後，在附近巷道盡快打放水孔使積水逐漸得到泄排。如果積水距離遠，在附近煤巷或底板岩巷中向積水區打放水孔或專門的泄水巷進行泄排。
2.2 綜放工作麵防治水
綜放工作麵在掘進形成前，首先采用電法勘探技術對工作麵巷道布置區域及毗鄰區域進行探測，根據探測資料，圈定出小窯破壞區的大致範圍，為工作麵設計提供參考。工作麵形成後，關鍵是對工作麵內部(回采煤層區域)的小窯空棚、空巷情況不太掌握，如果不探明就做處理，在回采掘進中，勢必存在一定的透水或其它危險。為此，采用無線電波坑道透視技術進一步掌握回采區域的異常區分布情況，同時，在工作麵中部打探巷，對工作麵內部的情況進一步用長短鑽孔做以探明，如探到積水區，及時打鑽孔或泄水巷予以泄排。如圖4所示。
2.3 地麵防治水
洪水線以下的小窯井口及地麵采空塌陷區是雨季期間季節性河流來水易導入井下造成災害的重點防治區域。小窯井口已炸封關閉，但大部分井筒夯土不實，洪水衝開易導入。地麵采空塌陷區到處是2m左右的裂縫，坑坑窪窪，雨水易積聚也易直接導入井下。
對以上兩種地麵的水害因素，該礦采取了相應的措施，對已關閉的小窯井口，每年雨季期間都經常進行檢查，用推土機對充填不實的井口重新再推填，對地麵塌陷區全部做了填平處理，並築做了泄洪溝、攔洪壩，確保雨水不積聚，洪水能夠順暢地流出礦區。
3 防治水管理措施
在預防和處理煤礦各種災害中，該礦把防治水放在了僅次於防滅火的重要位置。因為該礦屬低瓦斯礦井，由於小窯開采破壞，煤層自燃發火和礦井水害成為威脅礦井安全生產的最主要的兩大災害。近年來，在防治水中，該礦每年都製定了“地測防治水”會戰安排，成立了防治水領導小組，分地麵防治和井下防治，製定了嚴密的防治措施，製定了年度水情水害預報，每月對防治水工作進行考評，同時，不斷更新排水設備，提高礦井的預排水能力。井下每項工程的施工作業01manbetx 中，都要首先拿出防治水的措施。生產技術部門在工程開工前和施工過程中，都提前拿出鑽探方案和設計，施工隊按照鑽探通知單嚴格做到超前鑽探，落實“先探後掘”。
4 結 論
小窯空棚、空巷積水近年來對紅會一礦的安全生產構成非常嚴重的威脅，僅掘進工作麵每年與小窯空棚、空巷貫通達120～180次，貫通維修通過的小窯空棚、空巷近千米，在貫通前因為采取較為先進的防治水技術和管理方法，未發生一起重大透水02manbetx.com 。紅會一礦在水害嚴重區域的防治水經驗在全省得到了提倡和推廣應用。防治水的成功確保了該礦安全生產奮鬥目標的順利實現，自2002年以來，已實現安全生產1300多天。
