煤矿探放老空水技术研究

煤矿探放老空水技术研究

王勇强宋先平

淮南矿业集团勘探工程处，安徽淮南232001

摘要：矿井采掘的废巷老空积水，其几何形状极不规则，积水量大者可达数百万立方米，一旦采掘工作面接近或揭露它们时，常常造成突水淹井及人身伤亡事故，故必须探放老空水。

淮南矿业集团勘探工程处一直担负着矿区大量的各类钻孔施工工作，其中探放老空水有着一套完整的技术，为矿区安全生产做出突出贡献。

关键词：探放；老空水；技术

煤矿采空区积水的存在直接威胁着煤矿的安全生产，如何安全快速的对积水进行探放是煤矿防治水方面一项重要的工作。在实际作中煤矿防治水人员和钻孔施工人员严格按照煤矿探放水原则的要求，按照探放水设计的技术要求去操作，认真落实安全技术措施，确保探放水工作的安全进行

1探放老空水的原则

探放老空水除了要遵循《煤矿安全规程》所规定的探放水原则外，还应遵循下述原则。

1.1主动探放

当老空区不在河沟或重要建筑物下面、排放老空区内积水不会过分加重矿井排水负担、且积水区之下又有大量的煤炭资源急待开采时，这部分积水应千方百计地放出来，以彻底解除水患。

1.2先隔离后探放

与地表水有密切水力联系且雨季可能接受大量补充的老空水；老空的积水量较大，水质不好（酸性大），为避免负担长期排水费用，对这种积水区应先设法隔断或减少其补给水量，然后再进行探水，若隔断水源有困难无法进行有效的教

探放，则应留设煤岩柱与生产区隔开，待到矿井生产后期再进行处理。

1.3先堵后探放

当老空区为强含水层水或其它大小水源水所淹没，出水点有很大的补给量时，一般应先封堵出水点，而后再探放水。

1.4先降压后探放

对水量大、水压高的积水区，应先从顶、底板岩层打穿层放水孔，把水压降下来，然后再沿煤层打探水钻孔。

2探放老空水的步骤及方法

2.1探水起点的确定

根据一些矿区的经验，将调查和勘探（包括物探）获得的小窑、老空分布资料，经过分析画出三条界线。

2.1.1积水线

调查核对积水边界线（即小窑采空区的范围），其深部界线应根据小窑或老空的最深下山划定，并填写古井或近期采空区调查表。

2.1.2探水线

沿积水线外推60——150米的距离画一条线即为探水线（下山掘进时则为顺层的斜距），此数值大小视积水边界的可靠程度、水压大小、煤的坚硬程度、顶底板岩性及地质构造等因素来确定。当掘进巷道至此线时应开始探水。

2.1.3警戒线

由探水线再外推50——150米（在上山掘进时指倾斜距离），即为警戒线。当巷道进入此线后，就应警惕积水的威胁，注意掘进工作面的变化，如发现有透（突）水征兆应提前探水。探水线、警戒线的确定可参考下表的经验数值结合本矿的资料确定。

2.2探放水钻孔布设工艺

2.2.1探放水应采用深孔、中深孔和浅孔相结合的方式

深孔：每次探放水应打3个深孔（中眼和两个外斜眼），为提前探测到积水（深孔放水较安全），只要不脱离煤层应尽量扣深，由于外斜眼深度大，控制的帮距也大，使继续探水掘进时安全。

中深孔：每次探放水在3个深孔之间或外斜眼外侧布置一些中深孔，孔深能满足超前距、帮距和孔间距的要求即可。

浅孔：薄煤层探水，由于倾角的变化或打深孔，钻孔先穿过煤层顶、底板岩层，然后再沿煤层掘进时，应布置浅孔，把沿岩层钻进的范围补充探明。其钻孔深度根据需要确定。

对于厚煤层、急倾斜煤层探放水钻孔的布置应根据前面的开采情况，不仅平面上布置扇形，而且剖面上也应为扇形，以防漏掉老空巷道。

2.2.2空口安全装置的布设

一般的探放水孔都必须安装空口安全套管。孔口安全装置的施工和安装程序如下：

①选择煤（岩）坚硬完整处开孔，孔径应比孔口管径大1—2级，钻至预定深度（视水压高低和煤层坚硬强度而定）后，将孔内冲洗干净。

②孔口管的安装和胶结可用以下三种方法：

第一种方法向孔内注入水泥浆，将预先准备好的孔口管末端应塞上木塞放入孔内，待水泥浆凝结后，即可在孔口管内钻进。

第二种方法是将孔口管插入孔口后，在孔口用水玻璃和水泥将孔口管固定封死，在管的上方另留一个小管，然后从孔口管内向四周压入水泥浆，开始从小管跑出空气和水，待跑出浓水泥时即将小管封死，继续向孔口管内压入水泥浆，至到一定压力后停止注浆，关闭管上的闸阀待水泥凝固，第三种方法是将孔口管深入煤壁内一端做成楔形，并加工出注浆孔。将孔口管的楔形部分撞入煤体内，孔口处用上述第二种方法封孔，然后用注浆胶结，其达到的要求与第二种方法相同。

③水泥浆凝固后进行扫孔，扫孔深度超过孔口管长度后向孔内压水，当其水压值超过预计放水时的水压，且孔口管周围没有漏水出现时，说明合乎要求，否则仍需注浆加固。

④当探放强含水层水或需要收集放水时的水量与水压资料时，还应在孔口管安设水压表。

⑤对水压高于1.0Mpa且水量较大的积水或强含水层进行探放水时，孔口应安设防喷逆止阀，以免高压水顶出钻杆，喷出碎石伤人，安装逆止阀时除按说明书外还要特别注意安全。

⑥钻孔孔径的确定。放水孔孔径应根据煤层的坚硬程度、放水孔深度等因素确定。如煤层硬度较大、孔口较深，可选用稍大一点的孔径；反之，则选用较小孔径。在生产中常用∮42mm、∮54mm、∮60mm等孔径，一般不超过∮60mm孔径，以免流速过高，冲垮煤柱。钻孔数的确定在以后阐述。

3探水与掘进配合

受水威胁或预测有突水危险的地段，必须与掘进施工管理相配合，才能取得良好的防水效果。

3.1上山探水

因积水区在上方，上山巷道受三面水威胁，一般应双巷掘进，其中一条适当超前探水、泄水，另一条随后，用来安全撤人。双巷之间每隔30—50米掘一联络巷，并设挡水墙，以便在其中的一条上山出水时，水不会窜到另一条上山中去。

3.2倾斜煤层平巷探水

在倾斜煤层平巷掘进时，应采用双巷掘进。单巷超前探水钻孔布置成扇形，两巷之间每隔30—50米掘一联络巷，上方巷道探水，下方巷道为泄水巷。

3.3平巷和开切眼互相配合探水

在煤层内准备回采工作面时，平巷（上风道）应先探水掘进到位，然后再施工开切眼。这样既减少开切眼掘进的危险性，又降低开切眼掘进时的探水工作量。

3.4上山与下山互相配合探水

下山巷道掘进，除防止工作面和两帮来水外，还应特别注意背后来水。当上山巷道水害未消除或正在探水时，下山巷道应停止工作，待水害威胁消除后再掘进。

4结束语

探放老空水是一项重要的工作，探放水工作人员必须按照设计要求和规程措施施工，只有这样，才更安全施工，安全探放水，为煤矿安全生产更好的服务。