矿井老空水疏排过程中应注意的几个问题

矿井老空水疏排过程中应注意的几个问题
分析了双龙矿业公司地下水赋存情况及制定排水方案、疏排水过程中注意的问题及疏水工程安全评估。

标签：矿井老空水疏排
概况
淮北矿业集团双龙矿业公司是原张庄煤矿破产重组企业，产量由原来的年120万t缩减为66万t。

煤炭资源枯竭，矿井基本进入边角块段和部分煤拄残采阶段。

矿井设计为一水平上山开采，二水平上下山开采。

一水平1999年封闭，现全部进入二水平回采。

采场的萎缩，出于回采接替的需要，又重新进入一水平寻找边角块段，但巷道掘进和回采过程中面临着大量的采空区积水，且面积较大。

而有的老空水水位标高高于残采块段，若不处理很可能造成掘进施工过程发生突水事故和无法回采。

该处理的块段是一个向斜轴部及两翼的煤层，与原村庄和一水平运输大巷的保护煤拄，设计工作面走向垂直向斜轴。

块段最低标高-260m，一水平大巷底版标高为-154m。

目前老空积水水面标高为-166m，积水区最低点标高为-218m，水体高差52m。

一、认真分析，查明水情，制定方案
1.分析水情将原一水平与该块段相邻采区的资料全部重新审查，对与该块段相邻的采空区按煤层底板等高线划定积水范围和计算出积水面积、积水量。

再根据积水标高划定老巷积水范围，逐一查找老巷的原设计断面及巷道支护和收作情况，计算出积水量；对老空积水区范围的各类钻孔封孔情况、断层及各类构造等详细筛查和分析。

老空水主要是原来回采过程中的顶板砂岩裂隙水，水源不存在补给的可能。

通过分析、计算，状况为：采空区积水面积238970m2，积水量180000m3，老巷积水6650m，积水量66500m3，预计总积水量246500m3。

2.方案设计较多的老空水，不处理根本无法回采巷道掘进，先要设计处理方案。

经比较，选择的方案如下：查找资料最大限度的摸清积水区老巷道的支护形式和封闭前巷道收作情况，对损坏程度进行充分估计。

利用现有技术手段，通过现有通风巷道尽量查明。

通过分析和现场勘察及对三个设计方案的安全、技术方面的可行性，设备、工程的投入等比较，决定选用其中一个追排水方案，放弃掘进巷道探放水。

因该老空水时间比较长，煤（岩）体受长时间浸泡，积水量较大，探放水危险大。

选择一条较为靠近该积水区的又能与最低积水巷道相通且支护相对完好的原九采区轨道下山进行机械追排水。

通过该轨道下山可直接进入老空区最低标高巷道3916岩石集中巷，且该轨道下山相对其它斜巷坡度缓，便于追排水设备的安装和施工人员的操作。

同时，追排水设备供电和局部通风易解决，并有独立的进回风系统，与现有生产通风系统互不影响；大部分排水通道比较畅通，只需局部解决排水通道即可，井巷工程量较少。

二、疏排水过程中必须注意处理的几个问题
1.疏排水过程中对水淹巷道的影响疏排水中发现，随着水位的下降逐渐暴露出来的巷道会发生不同程度的劈帮、冒顶。

此追排水巷道支护形式为锚喷支护，在水位下降的当班不会发生严重此现象，在水位下降后的4-6h岩石应力变化最大。

随着巷道的通风和失去水体支撑的岩体不断地发生劈帮和冒落，对追排水过程中的气体检测、设备前移及水位观测人员都是危险源。

初期没有充分认清这点，险些造成人员伤害和设备损坏。

经过对岩性、巷道支护分析和现场勘察：延长排水设备与控制电器开关间的电缆线，满足4-6小时巷道围岩应力变化周期的排水量；排水设备、风筒尽量前移和接到位；安排专人跟班负责顶板监护和采取临时支护，保证水位观测和气体检测人员安全。

2.疏排水过程中的有害气体的处理疏排水位的下降逐渐揭露出来的老巷道存在气体外逸，原来岔巷封闭墙内均有不同程度的有毒、有害气体涌出；老巷道的冒落，造成部分老空区的水以渗流的方式涌出，而利用机械设备通过巷道追排水的水流速度，远不如老空区渗流出来的水的流速，致使局部冒落区里面水位下降缓慢，外面水位下降快，内外形成水位差。

内外压力失去平衡时，老空区的水会瞬间溃出，并伴有一定量的气体涌出。

对追排水人员形成危害，并有可能造成灾害事故。

①追排水人员要时刻注意水位变化情况。

每天由水文技术人员现场作出水位高程标记，追排水人员利用此标记观察水位变化大小，以作出水位变化曲线；②安装瓦斯监控断电仪，气体检测人员跟班检测，挪排水设备的人员进入水里作业时必须有气体检测人员检测水面以上的气体；③揭露出来的岔巷封闭墙由检测人员进行气体检测并记录，同时观测封闭墙内的水流变化，及时对其进行封闭。

对揭露出来的所有封闭墙每天都要观测、记录，一直到追排水结束。

3.疏排水过程中要注意水体的反弹积水面积大，巷道系统复杂，支护形式多样，损坏和冒落的程度不同，水体的空间分布几何形态非常复杂。

采空区积水都是通过联络巷、轨道巷及防水巷渗出，汇入区段岩石集中巷而后流入追排水巷道内。

正常情况下，追排水巷道完好的地段过水断面大，积水以径流的方式运动；当追排水巷道出现局部冒落或里面其它岔巷道有冒落带时，积水以渗流的方式运动，冒落区内的水位下降缓慢，而巷道完好的外面的水位下降相对较快，在冒落处里外水位会形成高差，且会愈来愈大。

当冒落处的内外压力失去平衡时，其内的水会瞬间溃出，造成排水设备附近的水位骤然上升，直接威胁追排水施工人员和电器设备的安全，现场曾多次出现水体反弹的险情。

一是建立疏排水日报。

内容包括：日排水量及排水量累计；揭露巷道及状况分析；水质化验分析；气体检测分析。

每天发放到相关单位和管理、技术人员，以尽可能地判断和预测老空水的涌出规律。

二是每日综合分析。

设立现场追排水作业人员施工及追排水设备放置安全线；老空水会突然溃出，水位骤然上升，防止反弹造成人员伤害和淹没设备。

4.疏排水过程中的巷道垮落冒实的处理老空区封闭时间长，大部分都存在不同程度的垮落和冒实，追排水无法继续。

处理冒落带危险较大，无法保证施工人员安全。

为工作持续开展，利用已揭露的岔巷建立另一条临时排水线路，可以利用原来的排水管路和备用排水设备进行疏排水，达到降低冒落带内水位的目
的。

待水位降到相对安全的水位线时，施工人员再处理主排水通道。

出现挎落冒实现象时，如果是斜巷下山可直接处理；平巷时，必须采取措施将冒落带内的水位降到安全水位线以下方可。

三、疏排水工程安全评估
本次疏排水工程巷道系统复杂，老空区有四个区段，区段岩石集中巷通过联络上山或轨道巷与工作面沟通，封闭墙多。

在追排水中，只有3910工作面风巷位于积水面以上，其余全部被老空水淹没，揭露时所有封闭墙均从墙内向外出水。

经过分析和现场勘察：①采空区有水能自流，恢复的封闭墙都留有泄水孔，不断有水向外流；其它老巷道的积水也能自流。

经实测，封闭内和老巷道内的流水量逐渐衰减，速度且明显。

②通过疏排水，主排水巷道3916岩巷已形成负压通风系统，对以后的残余老空水疏排和回采工作面放水巷施工创造了有利条件。

放水巷施工结束后，该块段回采的顶板砂岩裂隙水和其它老空水都可以通过放水巷自流，彻底消除了水害威胁。

四、结束语
从近年水害事故统计分析，老空水事故占第一位，特别是上世纪50年代，都存在此威胁。

初期开采时水文地质人员缺乏，技术资料存在缺失，给老空水的处理带来了困难。

但处理老空积水还一定要全面分析资料，多找疑点。

根据资料的可靠程度，在图纸上标注积水线、划定探水线、警戒线，将“三线”讨论审定，并依据“三线”进行老空水的探放或疏排；据此确定水量、水位、水压，给疏排或探放提供决策依据。

疏排过程中的每个环节都要严格控制与管理。

参考文献
[1]尹尚先.王经民煤矿水灾防治技术[M].北京：华北科技学院，2007.4
[2]刘国林，刘国兴.矿井水灾防治与监察[M].徐州：中国矿业大学出版社，2005.3。