物探先行 長探驗證 短探保證 探放水體係在孫義煤礦防治水中的實踐應用

1.1地表地貌：井田地處呂梁山與太嶽山之間的中低山區，井田內地勢總體北東部高，南西部低，最高點位於井田東北部山梁上，海拔為1054.9m，最低點位於井田西南角，標高為857.4m，最大相對高差約197.5m；區內溝穀較為發育，侵蝕強烈，黃土覆蓋較廣。井田位於溫帶季風區，屬於大陸性半幹旱季風氣候，據靈石氣象局資料統計表明：年平均降水量510.76mm，最大降水量為625.6mm，最小降水量為 380.2mm ，降水多集中在6、7、8、9四個月。年最大蒸發量為 2285.1mm 。

1.3井田內的隔水層主要為中石炭統本溪組泥岩隔水層，其厚度約8.75m-16.30m，平均厚14.05m，岩性由鋁土質泥岩、砂質泥岩、粘土岩組成，岩性致密、細膩，井田內連續穩定，隔水性能好，與井田內11號煤下部太原組地層一起構成良好的隔水層。

1.4上覆岩層含水層

礦井開采9號煤，其直接水充因素主要以三層石灰岩為主，屬岩溶充水礦床；山西組地層砂岩含水層為其間接充水因素，但該含水層裂隙不發育，補給條件差，地下水以靜儲量為主，礦井開采初期湧水量稍大，中期隨著開采時間的延續，礦井湧水量有逐漸減小的趨勢。到開采後期，隨著開采麵積增大，坍塌裂隙發育到地麵，這時大氣降水可能通過塌陷裂隙滲入礦井，致使礦井湧水量有所增加，而隨季節的變化而變化

1.5充水自然通道

井田內構造總體為波狀起伏的褶曲構造，傾角3-8°，平均6°。井田內發育有6個陷落柱，陷壁角80°左右，均為生產時井下揭露。井下采掘穿過背、向斜軸部時，湧水量增加不明顯。

礦井湧水量與大氣降水二者之間的動態關係，一般是地表水流量較大時，尤其是洪水期過後的1-2個月，地下水的補給量增加，礦井頂板淋水明顯增加，說明大氣降水、地表水對礦井湧水量影響較大。

1.6孫義煤礦目前賦水現狀

由於孫義煤礦在重組整合前周邊各煤礦湧水量較大，開采形成的采空區範圍廣，采空區存在較多積水，且離井田較近，對本礦的掘進、開采造成很大影響。因此在煤礦以後的掘進、開采過程中應及時了解四鄰礦井古空區、采空區的開采時間、開采深度、開采範圍，分布情況和積水、積氣情況，引起高度重視，采取相應措施，防止水患發生。井田內陷落柱比較發育，溝通了各含水層之間的水力聯係，是礦井湧水的通道，導致巷道湧水具有危險性，故開采時應引起足夠重視，隨時監測，以防水患發生。

井田內9號煤層除孫義村、安家嶺村有保安煤柱外，其餘部分已全部采空，采空區麵積3330600m²，因此老空積水是困擾掘進、開采的重大隱患，加上地質資料不甚完善，更加深了防治水工作的難度。

2、“物探、長探、短探”在實際中的應用體現

在堅持防治水規定中的“三探結合”原則以來，孫義煤礦共探到19次老空區，其中探到老空出水5次，裂隙水一次，共排水量約為20000m³。

以南翼6#主巷探到老空水為例：

首先在其迎頭的物探結果為：在巷道迎頭0~48米左右範圍內基本排除老空積水和其它不明賦水構造。迎頭48~60米左右範圍內可能有老空積水區，賦水性較強。迎頭74~76米左右推測有斷層或裂隙破碎帶，屆時巷道頂板可能有少許淋水。

其次依據物探結果展開長探探水工作，其結果為：1#:方位角170°，傾角-1°，在25m時遇采空區無水，2#：方位角180°傾角-1°，在52m遇采空區無水，3#：方位角190°傾角-1°，在39m遇堅硬岩石後撤鑽。具體列表如下：

孔號	方位角（°）	傾角（°）	深度（m）	備注
1#	180	-1	52	52m時遇采空區無水
2#	170	-1	25	25m時遇采空區無水
3#	190	-1	39	39m遇堅硬岩石

根據長探結果初步斷定南翼6#主巷左幫及其掘進方向存在采空區，依據公司“紅、黃、藍”三區劃分管理辦法，南翼6#主巷屬於紅區管理，在放炮前必須打三個短探孔，每個深度為6m;結合孫義煤礦的實際情況，經礦領導及防治水科研究一致決定，巷道迎頭中心打一個短探孔，然後分別在距左、右幫0.5m,方位角分別為135°、225°各打一個短探孔，而且三個短探孔必須在煤層當中，三個短孔的傾角與頂板平行。

示意圖如下：

與此同時，專門安排安監員在放炮前進行短探孔驗收工作，嚴格執行短探驗收製度，隻要孔深不夠就不允許放炮，甚至停頭停炸藥的處罰，並在巷道中的短探記錄本上必須有當班驗孔情況。

在距長探地點掘進14m（即開門口前44m處）後，左幫短探3.5m時出水，而短探孔距巷道底板岩層較近，由於此時巷道是下山，初步斷定老空水水位低於煤壁。隨後停止掘進，進行排水處理。采用BQW20.5-100/5-75/N-S水泵和2寸管進行排水，隨著水量的減小，又在低於上個短孔處打另一個短探孔進行排水，依此類推共打三個短探孔，由於出水量滿足不了該水泵的排水能力，每班水泵的工作時間約為4個小時，一天三個班，排水約一個月，共排水約7200m³。

短探孔排水示意圖如下：

隨後又繼續向前掘進，始終嚴格執行短探管理製度。在掘進19m時（開門口前63m處）短探中孔4.5m又一次探到老空出水，便停止掘進，采用BQW12.5-100/5-75/N-S水泵和2寸管進行排水約一個星期後水停，排水量約為700m³。與此同時南翼6#主巷的左側（距開門口44m處）采空區揭露，老巷頂板呈北低南高態勢，其北側積水與頂板相接，南側基本疏幹，積水量估計為2100m³,到目前為止南翼6#主巷共掘進115m,前方及左側老巷相繼揭露，采空區麵積約為4600m²。

三、探放水結論

根據本次的探放水過程及整個采空區的揭露情況，物探起到了很好的預知作用，長探使物探很到了初步驗證，而短探又及時地探到了左幫及巷道前方的老空水，共排水約10000m³,。極大地降低了礦井水害威脅，達到了安全生產的目的。

四、從實踐中製定防治水管理治度

1、每周四下午4點定期召開防治水會議，總結上周探水工作及下周探水計劃（物探地點及探水地點）。

2、每月二十日之前對本礦的所有掘進頭進行“紅、黃、藍”三區劃分，並製定短探設計、要求及驗收製度。

3、建立完善的探放水程序

（1）每日早會彙報長孔剩餘長度及短探檢查情況。

（2）每周向公司提前上交物探地點

（3）根據物探結果由防治水科出探放水設計及措施，並提前向工隊發放探放水通知單。

（4）探水工作結束後，將結果彙總，向工隊下發允許掘進知單。