深部承壓水體上煤層綜合機械化開采技術實踐
新汶礦業集團潘西煤礦劉城 劉學征
摘要：潘西煤礦在4196麵奧灰富水性強、水壓大的後四采區通過采用ZY2800/14/32型綜采支架和采取多種疏排水措施克服奧灰水突水的嚴重威脅，實現了4196麵的安全開采。
關鍵詞：綜采工作麵 承壓水 突水 探放水 疏排水
潘西煤礦主采煤層為19層煤，該煤層在開采中長期受底板高承壓水威脅，曾多次發生工作麵底板突水02manbetx.com
，潘西煤礦在4196麵奧灰富水性強、水壓大的後四采區通過采用ZY2800/14/32型綜采支架和采取多種疏排水措施克服奧灰水突水的嚴重威脅，實現了4196麵的安全開采。
1 工作麵概況
4196西麵為-740m水平後四采區第六亞階段，其上部為4195西麵采空區，其下部為未采區。工作麵走向長度839m，傾斜長度142m，煤層傾角25'，煤厚2.55m。直接頂為灰色粉砂岩，鈣泥質膠結，層理節理發育，性脆易碎易冒落；直接底板為砂質粘土岩，灰色到褐色，遇水膨脹，厚3.6m。
上順槽為軌道順槽，下順槽為運輸順槽，皆沿19層煤布置，運輸順槽下部設有工作麵疏水巷，專為工作麵排水用，疏水巷沿19層煤布置，梯形斷麵，運輸順槽與疏水巷有8條聯絡巷連接，作疏水備用，本工作麵采用走向長壁後退式采煤法，全部垮落法管理頂板，綜合機械化采煤。MG150/375－W型采煤機落煤、裝煤，SGD630/264W型刮板輸送機運煤，ZY2800/14/32掩護式支架支護頂板。采高2.55m,循環進度為0.6m。
2 工作麵水文地質情況
2.1工作麵突水情況03manbetx
工作麵主要的充水含水層為底板的五、六灰和奧灰，距19層煤間距分別為18.7、33、60m，五、六灰為直接充水水源、間接充水水源為奧灰，因采區位於礦井深部，五、六灰及奧灰賦水性變得十分不均勻，五、六灰主要以構造裂隙賦水，奧灰主要以古岩溶裂隙賦水，在破壞較強的構造帶附近，存在上下相互連通的垂直裂隙通道，使奧灰各主要含水岩段相互連通，通過這些裂隙，奧灰水又補給了五、六灰。
目前，後四采區已回采了8個工作麵，除4194東麵外，其它工作麵均發生了突水，突水量在180一900m3/h，突水初期水量一般較大，水位下降明顯，最大水量持續時間短，從整個礦井突水水量及水位變化情況03manbetx
，井田內奧灰水應屬半封閉型的有限補給邊界條件，動水補給量小，因此進入後四采區的動水補給也不充分，但因為彙水麵積大，奧灰水靜儲量大，造成最大突水量遠大於正常湧水量，4196西主巷觀測孔奧灰水壓為5.2MPa，大於臨界突水水壓4.2MPa，因此該麵具有突水危險。根據物探資料03manbetx
，該麵存在3個富水異常區，易發生奧灰突水，這對礦井正常生產影響很大。
2.2湧水量預計
4196工作麵和4195工作麵是鄰近工作麵，水文地質條件在正常情況下具有相似性，按如下經驗類比公式計算：
3 工作麵頂底板壓力分布與突水的關係（圖I)
通過圖1可以看出，工作麵推進過程中超前壓力集中在煤壁附近，工作麵切頂排附近又呈現卸壓區，底板在超前集中壓力的作用下受到破壞，卸壓區在水壓的作用下底板鼓起，高壓底板水在水力通道暢通的情況下，發生工作麵突水，這也是工作麵突水常常發生在切頂排附近的原因。
4196麵於2004年11月23日工作麵突水，突水前1h在突水點上下的支架阻力增阻較快（見圖2），較正常偏大10.5%，說明工作麵推進速度較快時，突水具有突發性，表現在支架阻力上，突水征兆不明顯。但支架增阻較快時，預示工作麵有周期來壓或其它（如：突水）狀況。工作麵突水後，工作麵推進3刀後，支架壓力降到正常壓力值（30MPa以下）。
4 采取的主要措施及效果
（1）加大探放水力度。根據物探資料圈定的低阻異常區，在4196麵西主巷施工了5個鑽機窩，鑽孔放水量240m3/h，水壓已由初始的6.2MPa下降到5.2MPa。
（2）嚴格控製工作麵采高，嚴禁割煤時破壞底板。
（3）加強工作麵支護質量管理。確保支架初撐力達到24MPa，確保底板受力均勻，減小支架壓力對底板的破壞。
（4）工作麵實行偽傾斜開采，工作麵下部超前上部10m,使工作麵湧水順利進人采空區。
（5）工作麵突水後，在工作麵敷設直徑250mm的疏水管，並設置擋水牆，把水引向放水巷，以減輕水流對工作麵底板的衝刷。
（6）地質人員加強4196麵主巷鑽孔水的觀測，出水量如果突然增大及時彙報調度室，並找出原因。
（7）礦壓科人員分三班上崗，巡查工作麵支架阻力變化情況，當工作麵周期來壓前或支架阻力突然增大時及時通知工區采取防範措施。
（8）派專人隨時清挖4196麵主巷、後四沉澱池、後四石門水溝，防止煤炭衝人水倉，減小水倉容量。
5 結束語
該綜采麵從2004年10月15日初采到2005年5月7日結束，共發生底板突水2次，由於各項措施的及時到位，沒有造成工作麵停采和搬家，最高月產達到了11萬t，平均單產達到了8萬t以上，實現了“高產高效”，而且多回收煤炭8萬餘t，節約搬家費用100萬元，合計經濟效益1200餘萬元。
作者簡介：劉城男，工程師，潘西煤礦技術科工作。
