煤矿老空水的危害及防治措施.pdf

2 0 1 6 年第4 l 卷增刊1 V 0 1 ．4 lS u p ．1 能源技术与管理 E n e r g r ‰h n o l o g ra I l dM a n a g e m e n t 8 7 d o i 1 0 ．3 9 6 9 6 ．i s s n ．1 6 7 2 9 9 4 3 ．2 0 1 6 ．s 1 ．0 2 6 煤矿老空水的危害及防治措施 邹海泉 丰城矿务局，江西宜春3 3 1 1 4 1 [ 摘要] 煤矿老空水已成为当前矿井灾害防治的一项十分艰巨的任务。分析了煤矿老空水 灾害频发的原因，通过采用地面、井下联合探测、物探与钻探、物探与电法勘探相结 合的方法，治理矿井老空水的灾害。 [ 关键词] 煤矿老空水；超前探测技术；安全威胁；防治措施 [ 中图分类号] T D 7 4 5 ．2 1 [ 文献标识码] B [ 文章编号] 1 6 7 2 ．9 9 4 3 2 0 1 6 增刊1 旬0 8 7 旬1 1老空水害对矿井安全生产的威胁 近年来，老空水害事故频发。据统计，2 0 0 6 - 2 0 1 0 年全国共发生重特大水害事故2 6 起，其中 老空水害事故就发生了2 3 起，占到水害事故的 8 8 ％。2 0 1 0 0 3 2 8 ，华晋公司王家岭矿北翼盘区 1 0 l 回风顺槽在掘进过程中发生小窑采空区透水 事故，造成3 5 人遇难；2 0 1 l 0 9 1 6 ，山西朔州中 煤金海洋元宝煤业公司6 1 0 3 综掘工作面发生透 水事故，造成1 1 人死亡、1 人下落不明。老空水害 对矿井的安全生产造成了很大威胁，因此，老空水 害已经成为当前矿井灾害防治的一项十分艰巨的 任务。 2 煤矿老空水害事故频发的原因 2 ．1管理原因 从煤矿老窑水害事故发生的情况看，造成事 故的主要原因是一些煤矿疏忽安全管理，在防治 水方面不够重视，出现透水预兆时没有及时发现 或没有采取有效的技术手段加以探测，盲目开采 引发了水害事故。 2 ．2 技术原因 1 原始资料不完善。由于小煤矿前期的私 挖滥采，加上大部分矿井无专业测量队伍，图纸资 料不全，导致后期很难查取相关资料。老空位置、 积水不明及对老空积水疏放不彻底。 2 技术手段不可靠、分析不准确。现有的一 些探测手段对采空积水区定位不准确，存在多解、 误解和勘探盲区。 3 技术手段不先进。地面三维地震、电法勘 探等手段，能勾勒出采空区的大致形态，但不能对 废弃巷道精确定位，不能对积水区域的范围、积水 水量进行准确测算，仍处在定性认识阶段。 4 探水作业不到位，钻孔设计不合理。为了 抢进度、赶产量、省时间，一些煤矿在掘进作业时 把关不严，使探水作业流于形式。 3 探查老空积水的几种有效的技术手段 目前国内外对矿井老空积水的勘查技术程 度工作面采煤遗留的采空区，能够可靠探测；开 采强度较大的房柱式采煤范围，能够可靠圈定；浅 埋、充水的小窑巷道，能够准确探测；不充水、年代 久远以至于塌陷的巷道，难以探测；采空区的静态 水量，暂时无法准确测算；物探手段还存在多解 性、普适性等问题。目前探测老空水常采用的井下 掘进巷道超前探测技术。 3 ．1直流电法超前探测技术 直流电法的作用利用直流电法超前探技术， 查明巷道前方8 0m 内存在的地质构造与含水状 况。井下电法探测一般在巷道中进行，供电电流通 过布置在巷道内的电极 供电电极 在巷道周围岩 层中建立起全空间稳定电场，通过观测和研究分 析该稳定场的分布特征，达到勘探地质体的目的。 矿井直流电法以岩石的电性差异为基础，在全空 间条件下建场，使用全空间电场理论处理和解释 有关矿井地质问题。它在同一观测点逐次增大供 电电极距，使电流穿透的深度由小变大，从而观测 到该测点处沿深度方向由浅到深地层的电性变化 特征，主要用于研究电性分层和水文地质问题。 3 ．2 瞬变电磁超前探测技术 采用矿井瞬变电磁法超前探技术，查明巷道 前方存在的地质构造，尤其是针对独头掘进巷道， 查明巷道前方2 5 1 1 0m 内的构造情况与含水状 况。 下转第1 2 1 页 2 0 1 6 年第4 1 卷增刊1 V 0 1 ．4 lS u p ．1 能源技术与管理 E n e 啦‘‰h n o l o g y 锄dM 粕a g e m e n t 1 2 1 大采掘职工的共同参与，是增加矿井回采煤量的 推动力量。矿井老采区多，开采历史长，现有矿井 技术人员无法详细掌握各采区的历史开采动态， 而一些老工人的开采经验，正是老区资源挖潜的 法宝。一些老采区的复采块段，承包或开采过这些 老块段的队长、管理员、老工人，对这些老块段的 开采情况非常熟悉，他们通过所掌握的情况结合 矿井旧图纸和技术资料进行分析研究，往往可以 获得显著的地质找煤成效。 4 ．3 做好地质基础性工作 地质工作是矿井设计、开采活动及其他生产 工作的基础，强化地质资料和构造分析，有效确保 “增量”。一是继续做好原始地质资料的收集，为地 质构造分析与地质找煤提供准确决策依据；二是 强化现场跟踪，做好地质、测量专业的预测预报工 作；三是积极开展地质构造“会诊”，减少无效进尺 与废巷，有效确保“增量”。 5 结语 当前，煤炭市场正处于寒冬时期，企业内部挖 潜是市场形势倒逼的必然结果。上述提高矿井回 采率的观点，能够顺应当前煤炭市场发展需求，也 是公司正在开展的“三降低三提高”活动的重要举 措，能促进矿井内部挖潜能力的提升，提高资源利 用率，降低矿井万吨掘进率，降低矿井生产成本， 推动矿井迎战煤炭市场风暴。 【作者简介] 王炳城 1 9 8 l 一 ，男，工程师，毕业于龙岩学院采矿工 程专业，现工作于福建省永安煤业有限责任公司生产技术 部。[ 收稿日期2 0 1 6 0 8 1 ] 上接第8 7 页 1 在电流断开之前 t O 发射电流，在岩层 中建立起一个稳定的磁场。 2 在￡ o 时刻，将电流突然断开，一次磁场 的剧烈变化通过地下导电介质传至回岩层中，并 在岩层中激发出感应电流以维持发射电流断开之 前存在的磁场。由于介质的欧姆损耗，这一感应电 流将迅速衰减，由它产生的磁场也随之迅速衰减。 这种迅速衰减的磁场又在其周围的地下介质中感 应出新的强度更弱的涡流。 当线圈以仰视角度架设时，探测方向指向顶 板，即顶板探测，可以超前探测顶板一定深度范围 内含水异常体分布规律；当线圈直立于巷道时，即 顺层探测，可以超前探测掘进头正前方含水体的 发育位置。测点布置于巷道两帮与掘进头处，依次 对左帮、掘进头左前方、掘进头正前方、掘进头右 前方、右帮进行探测，获取完整的前方空间信息。 而后对采集数据进行处理，进行视电阻率转换、时 深转换。最后结合已有地质资料对异常作出解释。 所绘制的视电阻率等值线剖面如图1 所示。 I 481 21 62 0 2 42 83 23 64 04 44 85 25 66 06 46 8 7 27 68 b8 4 ～8n 14 0 ～4 8 m 号异常2 号异伟 图1视电阻率等值线剖面 4 建议和看法 1 重视掘进迎头的探水管理。预测、预报要 及时有效，积极化解掘与探的矛盾关系，将探水作 业纳入到掘进迎头的一个组织工序中。 2 重视地面的勘查。尤其要重视针对浅埋 深的开采煤层，走访调查地表的裂缝、裂隙，通过 地表裂缝可预先圈出采空区大致位置。 3 要重视工人的培训。及早辨识透水征兆， 提高工人透水时自救、互救能力。 4 要优化探水开拓、采区巷道设计。要尽量 5 8 ～6 6 m 7 8 ～8 4 m 3 号异常4 号异谇 多巷并进，一前一后，互做掩护。同时优化钻孔布 置，减少电法次数，降低盲区。 5 要重视钻孔效果，减少钻探盲区。在采空 区探测及采空区含水范围探测中，应尽量采用地 面、井下联合探测，做到物探与钻探，物探与电法 勘探相结合。井下工作面超前探测要长期跟踪探 测，有异常时，必须及时预报。 [ 作者简介] 邹海泉 1 9 8 6 一 ，男，工程师，毕业于中国矿业大学， 现工作于在丰城矿务局地测处。 [ 收稿日期2 0 1 6 0 9 - 0 8 ]