复采工作面水害分析及其防治水技术论文

复采工作面水害分析及其防治水技术摘要：分析了己16-17—24073复采工作面水文地质条件复杂和老空水来源，计算出对复采工作面有影响的老空区积水量及对复采工作面造成水害后果进行预测，采取木制水槽、硬胶管、荆条捆和施工泄水巷相结合引导疏水方法，有效解决了老空区水对采面的影响。

关键词：衰老矿井复采工作面水害防治水技术

中平能化集团高庄矿位于平顶山矿区韩梁煤田中部，矿井设计生产能力45万t/a，分两个水平开采，一水平开采戊组煤，已于1991年报废；二水平是在一水平基础上延深，于1984年投产开采己组煤，矿井历经40多年的开采，目前已进入衰老期。目前主要回收边角煤柱、阶段煤柱和复采下分层残留浮煤。矿井在水、火、瓦斯、煤尘、顶板等自然灾害中，防治水问题是高庄矿采掘生产所面临的首要问题。如何解决上分层采空区积水对下分层煤层开采的水害威胁，避免水灾事故发生，确保安全生产，是高庄矿安全生产中要解决的头等大事。

1 复采工作面概况

己16-17—24073复采工作面位于己四采区东翼，其上部是己16-17—24053工作面，其下部是己16-17—24112工作面。该工作面走向615m，倾斜宽132m，煤厚在0.7~3.6m，平均为2.0m，煤层倾角3~11°，平均8°，可采储量为20.23万t。直接顶板为上分层跨落再生顶板，锈结不好。底板为深灰色泥岩。该工作面机巷1

段、机巷2段总体趋势外高里低，平均坡度为-8°，机巷3段为平巷；风巷也呈外高里低态势，平均坡度为-5°，风巷标高高于机巷标高；切眼由风巷向机巷的切眼1段为-8°，切眼2段为平巷，切眼3段为-21°。

2 复采工作面水文情况

工作面水文地质情况复杂，主要水源为周围采空区积水。主要表现为在切眼1段距风巷12m处有一出水点，正常涌水量为25m3/h；在切眼3段机头处有一出水点，正常涌水量为15m3/h。工作面水力联系如图1所示。这两处的老空区积水从老塘侧涌出。

3 积水量预计

经分析，在切眼1段距风巷12m处的出水点为上部己16-17—24053工作面的老空区积水，该工作面于2008年3月7日停采，积水标高-90，高差19m，水压1.9kg/cm2，积水面积40218m2；在切眼3段巷道机头处的出水点为己16-17—24112的采空区积水，该工作面于2007年4月21日停采，积水标高-121.8，高差10m，水压1.0kg/cm2，积水面积29200m2.由于煤层倾角为8°，小于20°，老空区积水量用如下公式计算：

q=k×m×s

q—老空区积水量，m3

k—老空区充水系数

m—采空区平均采高，m

s—老空区积水水平面积，m2

老空区充水系数一般取0.25～0.50，这里取0.40，采空区平均采高取平均值3.0m，经计算，在切眼1段距风巷12m处的出水点的老空区积水量为48262m3，在切眼3段机头处的出水点的老空区积水量为35040m3。

4 水害后果分析

该采面两处涌水量已达40m3/h，如不采取有效措施，将会造成以下危害。

4.1 切眼1段距风巷12m处的出水点的老空区积水顺切眼流向机巷，一是影响采面的爆破效果和工效；二是水上采面刮板输送机，将煤泥化，不仅影响煤质，而且会造成24070煤仓和主煤仓堵仓，直接影响主井的提升。

4.2 两处老空水在切眼处的机巷口合二为一，汇聚一处，将有里往外蔓延，直接冲洗巷道底部，该工作面底板为深灰色泥岩，遇水易膨胀变软，容易造成机巷的工字钢腿子和超前支护钻底、掉梁。若水量增大，排放不及时，很可能造成淹没机电设备，通风断面减小，影响采面的正常通风，威胁职工人身安全。

5 水害治理措施

5.1 在该复采工作面生产初期阶段，由于机巷3段几乎为平巷，从切眼3段机头处的出水点开始向外挖一条深度不低于250mm，宽度不低于250mm的水沟，然后将2200mm×200mm×200mm的木制水槽放入其中，每节水槽的接口处用旧风筒布扎严扎紧，防止漏水，最外一节水槽埋到水泵窝，将积水直接导入泵窝，再由水泵排到己

四采区水仓。

5.2 切眼1段距风巷12m处的出水点，由于该处标高高于切眼3段机头处的标高，由此向下挖一条长10m的深沟，放入木制水槽，在水槽出水口接入一根直径为4寸的硬胶管，经采面直接通到机头处出水点的水槽内，再由排水槽流水泵窝，经水泵排出。该方法解决了采空区积水问题，但使用一段时间后发现，在采面回采时，胶管需要随采多次前移，胶管磨损大，需经常更换，增加了职工的工作量，而且时常有堵塞现象，并且堵塞后不易透开。

5.3 全埋水槽法。在切眼1段距风巷12m处的出水点，采用切眼3段机头处的出水点埋木制水槽的办法，经采面直接与机头处出水点的水槽相通，水再由此流入泵窝排出。该方法应用一段时间后，效果较第一种方法明显，但也凸显出一定问题，例如木制水槽塑性差，放顶移架时易被压坏，压变形，影响采空区积水排出。

5.4 机巷3段为平巷，第1、2段外高里低，若回采到第2段仍有积水，向外挖泵窝排水将更加困难。经地质资料分析，发现机巷3段g17号测量点处距正在施工的24113风巷f12处55m，该段地质资料显示为全岩，标高高其5m。距24113风巷f7号测量点处116m，该段地质资料显示为全煤，标高高其7m。若从g17处向24113风巷的f12处施工泄水巷，由于是全沿巷道，不易掘进，将费工费时，影响掘进效率。从g17处向24113风巷的f7处施工泄水巷，虽距离较全岩巷道长61m，但该巷道为全煤巷道，容易掘进，便于施工，会提高掘进效率。为彻底解决己16-17—24073工作面的水害问题，

决定采取第二种方式施工泄水巷，该泄水巷采用工字钢支护，支护规格为长×高2.4m×2.4m，净宽2.16m，棚距500mm。该泄水巷历经9d施工完毕。在24113风巷f7前5m处挖一泵窝，放入水泵，积水由此排出。为防止木制水槽被压坏变形影响积水排出，从切眼1段距风巷12m处的出水点开始挖深沟，放入长2.0～2.5m的荆条捆，每捆荆条捆用长5m，宽0.8m的蛇皮塑料布包紧，接头处扎严包好，防止漏水。上面放上岩石块后掩埋好，经采面一直埋到泄水巷口的泵窝内。这样，即使受到压力，荆条捆里的荆条棍间仍存在空隙，积水可以正常排出，而且经久耐用。

6 结论

6.1 在己16-17—24073复采工作面回采期间，共排放采空区老空水81298m3，保证了该采面的正常回采，达到了预期效果。

6.2 工作面的老空水由泄水巷流入24113风巷的泵窝内，再由水泵排走，工作面不用再移胶管、埋水槽，减轻了职工的劳动强度，提高了工作效率。

6.3 该防治水技术在己16-17—24073复采工作面应用以来，效果明显，采面没有发生过一次因采空区涌水而造成的安全生产事故，解决了水患问题，保证了采面的安全回采。

作者简介:李富仓（1980—）男，河南柘城人，汉族，助理工程师，2007年毕业于平顶山工业职业技术学院地质测量专业，现工作于中平能化集团高庄矿，主要从事煤矿地质测量工作。