镇城底矿采空积水探放技术研究.pdf

第 5期 2 0 1 4年 5月 山 西 焦 煤 科 技 Sh a n x i Co k i n g Co a l S c i e n c e Te c h n o l o g y No． 5 Ma y． 2 01 4 技术经 验 镇城底矿采空积水探放技术研究 梁永 刚 西山煤 电股份 公 司 镇城底矿 ，山西古 交0 3 0 2 0 3 摘要 矿 井水害属于矿井五大灾害之 一， 探 明矿 井的水文开采条件， 采取相应 的措施是防止 水害事故发生的必要条件。本文通过成功探放采空积水的实例， 证明物探、 钻探、 化探相结合， 是非常 有效的矿并防治水方法 ， 适用于矿 井采、 掘 工作 面超前探测 ， 确保 了矿井安全生产。 关键词物探 ； 钻探 ； 化探 ； 采空积水 ； 超前探测 中图分类号 T D 7 4 5 文献标识码 B文章编号 1 6 7 2 0 6 5 2 2 0 1 4 O 50 0 1 9一 O 2 矿井水害属于矿井五大灾害之一 ， 因矿井 自身开 采条件或历史开采 因素 的影 响， 透水 事故频发 ， 造成 了极大的生命财产损失。因此 ， 探 明矿井的水文开采 条件 ， 采取有针对性的措施 ， 是 防止水害事故发生的 必 要 条件 。 西山煤电股份公司镇城底矿属带压开采矿井 ， 水 文地质条件复杂 ， 处于西 山区域地下水 的径流区 ， 自 投产 以来 ， 矿井涌水量在 1 4 9 ． 6 4 6 7 ． 8 m。 ／ h ， 正常 涌水量为 2 5 2 ． 1 m ／ h 。影 响矿井安全生产的主要水 患有地表水 、 上覆基岩裂 隙水 、 奥灰水 、 小窑水 、 采空 积水 。上覆基岩裂隙水 和地表水对矿井生产 的影响 较小 ； 奥灰水 、 小窑水 、 采空积水对矿井生产的影响较 大。其中， 奥灰水为该矿最主要 的水患 ， 奥灰静止水 位标高 9 0 0 m， 受奥灰水威胁最严重 的区域位 于井 田 的南六采 区， 2 ． 3 煤层奥灰最大水头压力 2 ． 2 MP a ， 8 煤层奥灰最大水头压力 2 ． 9 MP a ， 全矿井 2 ． 3 煤层突 水系数为 0～ 0 ． 0 2 6 MP a f m， 8 煤层突水系数 为 0 0 ． 0 5 1 M P a ／ m。该矿严格坚持“ 预测预报 、 有掘必探 、 先探后掘 、 先 治后采 ” 的原则 ， 采取物探加钻 探的方 法 ， 对物探异常区及 时进行钻探验证 ， 防止构造导通 奥灰水。对采空积水及时进行探放 ， 钻孔出水利用矿 井充水水源快速识别仪进行化验 ， 探明水害类型 ， 采 取措施 ， 将水害隐患消除于萌芽状态 。2 8 1 0 6皮带顺 槽及 2 8 1 0 8工作面采空积水分布图见图 1 。 图 1 2 8 1 0 6皮带顺槽及 2 8 1 0 8工作面采空积水分布图 下面 以 2 8 1 0 6皮带顺槽探放 2 8 1 0 8工作面采空 积水为例介绍该矿采取物探、 钻探 、 化探相结合探放 采空积水 。 1工作 面概 况 2 8 1 0 6工作 面水 文地 质条件 复杂 ， 属带 压 开采 区， 奥灰静止水位标高为 9 0 0 m， 煤层底板标高为 7 8 0 ～ 8 3 0 m， 工作面标 高低于奥灰静 止水位标高 7 0～ 1 2 0 m， 底板最大突水系数 为 0 ． 0 2 7 MP a ／ m。煤层实 际隔水层厚度 7 0 m 大于安全 隔水层 厚度 1 0 ． 2 O m ， 在没有构造导水的情况下 ， 工作 面是安全的。该 工作面掘进煤层为 8 煤层 ， 顶板 L 1 、 l 2 、 L 4灰岩裂 隙 水是工作面的主要充水因素 ， 随着工 作面的掘进， 顶 板裂隙增加 ， 顶板灰岩水会沿顶板裂隙和锚杆 、 锚索 孔流人工作面内， 正常情况下， 工作面仅有滴水、 淋水 现象 。2 8 1 0 6皮带顺 槽及 2 8 1 0 8工作 面采 空积水上 收稿 日期 2 0 1 4 0 31 8 作者简介 梁永刚 1 9 8 3 一 ， 男 ， 山西介休人 ， 2 0 0 6 年毕业于中国矿业大学， 工程师， 主要从事矿井地质及防治水工作 Ema i l 2 5 33 5 3 7 91 q q． c o m 2 4 山 西 焦 煤 科 技 2 0 1 4年第 5期 量等基本数据正确与否进行检查。分析是否随注浆 进程 、 钻孑 L 涌水量、 注入量等参数逐渐减少。若总的 趋势减少 ， 可以认为钻注施工正常。 检查钻注过程中出现诸如卡钻 、 塌孔 、 埋钻 、 断钻 杆 、 丢钻头 、 大量跑浆等情况是否已做妥善处理 ， 是否 达到结束注浆的要求。如果未达到， 要补加措施 ， 使 所有注浆孔的注浆质量达到结束标准。 5注浆效果分析 在注浆堵水前 ， 顶板 出水量达 8 0 m。 ／ h ， 随着 3 个探煤钻孔如双液浆的进展 ， 顶板 出水量 日趋减小 。 注浆 1 周后 ， 经现场实测 ， 发现 1 1 2 2工作面机巷顶板 出水量基本消失 ， 至向下施工近 1 0 0 m后也未发现突 水量增加 的迹 象 ， 且 涌水量 也急 剧减小 到 5 m ／ h 。 工程实 践 表 明， 本 次 顶 板注 浆堵 水 工 程达 到 预 期 目的。 6结论 1 本决注浆堵水能够堵住 1 1 2 2工作 面机巷 的 高压力断层破碎带裂隙水 ， 关键在于对突水点位置判 断准确 ， 注浆堵水设计切合现场实际 ， 现场注浆工 艺 合理 ， 施工措施妥 当。 2 本次机巷顶板注浆堵水成功 ， 为 1 1 2 2工作面 机巷的综掘快速掘进提供了保障， 节约抽水费用 2 0 0 余万元 ， 也为今后遇到类似的断层或者其他构造带的 突水提供 了理论依据及现场实践经验 。 3 对于新建矿井来说 ， 地质资料不很完整 ， 必须 要高度重视地质构造给现场施工带来的影响与隐患， 尤其是在富含水的构造破碎带中施工 ， 必须加强水源 的防治 ， 提高水灾的预警能力。 参考文献 [ 1 ] 卢全生． 煤层顶板注浆堵水技术实践[ J ] ． 煤矿安全， 2 0 0 9 6 4 0 4 3 ． [ 2 ] 陈轲 ， 王增光． 地面注浆堵水技术在矿山建设中的应 用[ J ] ． 中国矿山工程 ， 2 0 0 9 ， 3 8 1 3 6 3 7 ． Re s e a r c h o n Gr o u t i n g W a t e r Pl u g g i n g Te c h n o l o g y i n La r g e r Fa u l t Fr a c t u r e Zo n e W a n g J u nc h a o， He Li nb o， Li Gu a n g， Li Bo， Z h o u La n g A b s t r a c t T h e c o a l s e a m r o o f a n d fl o o r o f C h u a n j i n g c o a l m i n e o f l y i n g i n f a u l t f r a c t u r e z o n e i s ma i n l y m a d e u p o f mu d s t o n e a n d s a n d y mu d s t o n e，w h i c h l e a d t o s u r r o u n d i n g r o c k f r a c t u r e v e r y c o mp l e t e a n d f o r m l a r g e n u mb e r o f wa t e r c ha n n e 1 ．As t h e fis s ur e wa t e r i n flu x t o r o a dwa y c a us e s e rio u s wa t e r a nd a f f e c t t h e n o rm a l t u n ne l i n g s e rio u s l y ．T hi s p a p e r i nt r o d u c e s t h e r o o f wa t e r i n r u s h s i t u a t i o n o f e n c o un t e r i n g f a ul t f r a c t u r e z o n e i n c o ns t ru c t i o n p r o c e s s o f 1 1 2 2 fir s t mi n i n g f a c e h a u l a g e r o a d wa y，a n d a n a l y z e t he i n rus h wa t e r s o u r c e n e a r t he f a u l t b y c o mb i ni n g wi t h t h e g e o l o g i c a l c o n- d i t i o n s ．Ac c o r d i n g t o t h e me c h a n i s m o f w a t e r i n rus h，p r o p o s e s t h e d o u b l e l i q u i d g r o u t i n g wa t e r p l u g g i n g h o l e s e a l i n g t e c h n i q u e．T he p r a c t i c e h a s pr o v e d t ha t t h e wa t e r s hu t o f f t e c h n o l o g y p r o g r a m s u c c e s s f ul l y b l o c k e d t h e fis s u r e wa t e r， l a i d t h e o r e t i c a l f o u n d a t i o n a n d p r a c t i c a l e x p e r i e n c e f o r t h e f u t u r e f a u l t f r a c t u r e z o n e r o o f wa t e r i n rus h ma n a g e me n t i n C h u a n j i n g c o a l m i n e ． Ke y wor ds F i s s u r e wa t e r ；Ro o f ；W a t e r i n ru s h；Gr o u t i ng 上接第2 0页 Re s e a r c h o n Ex p l o r a t i o n Te c h n o l o g y o f G0 a f W a t e r i n Zh e nc h e n g d i Co a l M i n e Li an g Yo n g g a ng Abs t r a c t Th e e f f e c t i v e me t ho d o f p r e v e nt i o n a n d c o n t r o l c o a l mi n e wa t e r t h a t c o mb i n a t i o n o f g e o ph y s i c a l p r o s p e c t i n g ，d ri l l i n g a n d g e o c h e mi c a l e x p l o r a t i o n i s p r o v e d b y t h e e x a mp l e o f s u c c e s s f u l e x p l o r a t i o n g o a f w a t e r ．I t i s s u i t a b l e for wo r k i n g f a c e a d v a n c e d d e t e c t i o n o f c o a l mi n e mi n i n g a n d d i g g i n g，a n d e n s u r e s t h e c o a l mi n e s a f e t y p r o d u c t i 0 n． Ke y wor ds Ge o p h y s i c a l p r o s p e c t i n g；Dril l i n g；Ge o c h e mi c a l e x p l o r a t i o n；Go a f wa t e r ；Ad v a n c e d d e t e c t i o n