石壕煤矿13271工作面防治水的成功实践

石壕煤矿13271工作面防治水的成功实践

姚江宇皇峰涛

姚江宇河南大有能源石壕煤矿地测科，河南陕县472123

皇峰涛河南省三门峡市渑池县张村镇曹跃公司河南三门峡472435

摘要：河南大有能源石壕煤矿13271工作面2011年5月份以来，受底板水和断层水的影响，涌水量最大达到80m³/h，通过采取积极有效的防治水措施，有效地控制了水源，实现了工作面正常的推进，为类似条件下工作面防治水提供了借鉴。

关键词：沿空留巷；pvc管；断层水；底板水

Stonefossecoalmine13271workingfaceofthesuccessfulpracticeofthepreventionandcontrolofwater

YaoJiangYuhenangreatenergystonefossecoalminetomeasuringfamilies,henanShanXian472123

HuangFengTaoSanmenxiacityinhenanprovinceMianChiXianzhangtownCaoYuecompanyhenansanmenxia472435

Abstract:henangreatenergystonefossecoalmine13271facesinceMay2011,thebottomwaterandfaultwater,theinfluenceofwaterinflowmaximumreach80m³/h,bytakingpositiveandeffectivepreventionandcontrolmeasuresofwater,effectivelycontrolthewatersupply,realizedthefacenormaladvance,forthesimilarconditionsfaceprovidesareferenceforthepreventionandcontrolofwater.

Keywords:alongtheemptyleftlane;PVCtube;Faultwater;Floorwater

石壕煤矿13271工作面位于三采区轨道下山北翼，上部为13251工作面采空区，下部未开采。该工作面走向长度960m，倾斜平均长度155m，所采煤层，煤层厚度1.1~6.5m，平均煤厚3.9m，可采储量为59.93万t。工作面上下顺槽均沿煤层顶板布置，上顺槽顶板标高为139~164m，下顺槽标高为121~142m。采煤方法为走向长壁后退式一次采全高炮采采煤，全部跨落法管理顶板。

1、工作面地质与水文地质情况

1.1地质构造

该工作面构造相对简单，无陷落柱及岩浆岩发育；顶板相对稳定，但局部出现层理中夹有泥岩或煤屑，造成顶板极易垮落。底板起伏较大，在短距离内出现煤厚变化骤增或骤减现象。

13271与13251工作面之间存在F3-07正断层，断层落差20米，13271工作面位于断层下盘。另该工作面在掘进期间揭露断层9条，落差1.5~4m。

1.2水文地质情况

该工作面二1煤层直接底板泥岩隔水层厚度仅为0.1米，其下为底板中粒长石石英砂岩，岩性坚硬，裂隙发育，底板隔水性较差。

上部13251采空区富含积水，圈定积水面积并确定积水量，经计算：13251采空区积水面积为31785m2，积水量为50000m3，据积水标高推算水压约为0.16兆帕。

13271与13251工作面之间存在F3-07正断层，断层落差20米，13271工作面位于断层下盘，受断层影响，在工作面设计时，预留防水煤柱50米。该断层在揭示期间曾在局部发生突水现象，因此判断该断层为导水断层，具有突水威胁。

对13271工作面进行物探，据瞬变电磁勘探结果分析，该工作面底板富水程度较低，对回采工作不构成威胁。

2.问题的提出

2.1前期防治水工作

2011年3月底，在工作面上巷出现厚煤层，平均厚度在6m以上，为了加强煤炭资源回收，在13271上巷进行改造，对13271隔水煤柱进行回收。

改造期间曾在掘进至采空区30米时停止掘进，对上部老空积水进行探放，共计放出积水37000m3，放水结束并经补孔验证后继续掘进，掘进至距离13251采空区20米时揭露F3-07断层，并出现涌水现象，水中明显含有砂质颗粒，水色呈铁锈色，初涌水量为20m³/h，且有逐渐增大趋势。

该出水点标高为139m，13251下巷标高130m，对应工作面上，下巷标高分别为132米，125m，。此时工作面下部老塘开始伴有渗水现象，水量为15m³/h左右。

2.2工作面水源的确定

经勘查分析，认定突水水源为断层引起的顶板砂岩裂隙水与老空水的混合突水。由于受断层影响，突水点位置已高于积水标高，在此标高之下的积水无法通过钻孔放出，但由于煤层底板为中粒砂岩，岩层裂隙发育，导水性较强，且受工作面采动对煤层顶、底板造成破坏，致使岩层裂隙加大，最终导致采空区积水通过岩层裂隙，自工作面下部老塘内渗出。

工作面改造出水点、沿空留巷及泵坑设置图

3.治水方案的确定

随着采空区逐渐靠近出水点，回采工作对底板隔水层造成损害，工作面改造处距上部采空区较近。根据本矿现有水文资料，预计工作面在回采工程中工作面底板水会有增大的趋势。因此，制定了预防底板水，加强管理出水点断层水的综合治理方案。

3.1完善排水系统

在工作面及工作面下拐头设置转排泵坑，工作面下巷设置环形水仓。工作面泵坑配备两台7.5kw潜水泵将水排至下拐头二级转排泵坑，工作面下拐头泵坑配备两台11kw潜水泵将水排至环形水仓，下巷环形水仓安装一台多级离心泵排至大巷。上巷出水点主要通过地埋水管引水至工作面和下拐头转排泵坑。工作面每推进一排移过溜子都要保证埋设好引水管路。排水期间加强排水系统管理，保证供电，排水管路可靠。

3.2.加强出水点管理

对出水点前后加强支护，防止因工作面采动对煤层顶板的影响，致使岩层裂隙加大，导致涌水量增大。对出水点合理布置积水池，对积水池实现逐级过滤，澄清积水，控制水源。针对改造巷标高高于工作面上巷的地质条件，对澄清积水采用埋设pvc管引流至工作面泵坑。

3.3加强工作面底板水控制

在工作面老塘侧及下拐头设置潜水泵坑。根据工作面坡度合理设置泵坑，每个泵坑采用12根3.6mπ型钢梁配合2.5m单体液压支柱支护。每个泵坑配备BQS30-7.5kw潜水泵两台，流量30m³/h,扬程36m，实现双电源供电。对泵坑管理安排专职人员清挖泵坑和开潜水泵，在工作面推进过程中泵坑附近要加强支护，保证该处支护高度，保证泵坑深度和可容水量，确保工作面生产时最大储水量的情况下，水不上溜子。工作面煤墙和老塘积水分别通过挖引水沟和地埋pvc管的方法引水流入泵坑。

3.4采用沿空留巷改造出水点

为实现工作面正常推进，有效避开出水点，推进至距出水点20m处采用沿空留巷进行改造。

沿空留巷在距工作面上出口20m处开口，以120°方向向上掘进。沿空留巷过程中要加强对沿空留巷巷道的维护工作,对断梁折柱要及时更换，对巷道压力大段要增打点杆，及时清煤落底，埋设好引水管路，保证通风行人和水路畅通。

回撤沿空留巷过程中要做好防治水准备工作。对积水坑采取保护性措施，在积水坑上方架设好坑木，铺设稍子，防止因巷道变形，落顶煤，杂物等堆堵。使用塑料管埋设多趟引水管路，保证积水能顺利流出。回撤时采用规格为2.0m×2.0m的坑木支设“#”字形木垛，层层搭接牢稳，接实顶板，不实之处用木楔背实，层与层搭接处用扒钉扒实固定。确保出水点在改造后能够正常排水。沿空留巷透口后及回撤过程中，要加强瓦斯监测监控，设置好风帘，架设风机，做好通风设施管理工作。

4.防治水效果

13271工作面在改造期间的涌水，通过加强支护，埋设引水管道，设置转排泵坑，进行沿空留巷改造有效地控制了水源。在老塘侧设置多个泵坑，埋设管路引水，有效地控制了工作面底板水。在整个工作面涌水量最大达到80m³/h时，保证了工作面正常的回采。通过积极有效的防治水措施增加了煤炭资源的回收，保证了工作面的安全生产。

5.结论

（1）采用工作面沿空留巷改造出水点保证工作面正常推进，合理控制水源。在类似条件下可推广使用。

（2）在工作面回采前,采用井下瞬变电磁法探测水源是进行防治水前期工作,具有指导和参考作用,使防治水工作有目的有重点。

（3）采煤工作面在老塘侧设置转排泵坑，合理埋设引水管路，在防治底板水方面很有价值。