掘进探放水技术在煤矿的应用研究

掘进探放水技术在煤矿的应用研究

王昆

国家能源神东锦界煤矿 陕西榆林 719300

摘要：掘进探放水技术是指在煤层掘进过程中，通过开展水文地质勘探、控制水文动态等手段，提前预防并释放地下水压力，以保障煤矿安全生产。该技术不仅可以减轻煤与水突出的危害，还能提高煤矿的生产效率。本文将对掘进探放水技术在煤矿的应用进行研究，希望可以为煤矿企业提供参考，促进掘进探放水技术在煤矿中的应用。

关键词：掘进探放水；煤矿企业；应用研究

引言：煤矿是国民经济的重要支柱产业，但在煤矿开采过程中容易遇到多种问题。其中，煤与水突出是煤矿开采过程中最为常见的问题。煤与水突出是指在煤层开采过程中，由于地下水在一定条件下的渗流，使煤层顶板失稳而直接进入工作面的现象。因此，研究掘进探放水技术在煤矿的应用，对于保障煤矿的正常生产至关重要。

一、选择合适的探放水位置

在进行地下水调查时，施工人员可以通过地下水位、水质监测、地质勘探等手段了解到煤矿地下水的分布情况、水位高低、涌水量等信息。并且，还需要对地下水的流动方向进行分析，以确定洞口选择的合适位置。根据地下水调查结果，施工人员可以初步确定一些可能的探放水位置。这些位置可能包括煤层底板、顶板或者煤岩交界处等地点。在选择洞口位置时，需要考虑到煤层的稳定性、地质构造、岩性特征以及矿井生产的需要。在确定候选探放水位置后，施工人员需要进行进一步的评估和筛选。这可以通过模拟计算、数值模型、试验等方法来评估不同位置的地下水流动情况和排水效果。并结合煤矿的实际情况，综合考虑经济、安全、环境等因素，最终确定最佳的探放水位置。确定最佳探放水位置后，还需要进行探放水设备的布置规划。根据地下水体的性质和要求，施工人员要选择合适的探放水设备，如钻机、抽水管道等。

二、确定合适的探放水孔径

为了确定合适的探放水孔径，施工人员需要进行地质勘探和分析。通过煤层的地质构造、厚度、含水层、裂隙水等参数的测量和分析，评估煤矿地质条件，判断其对探放水孔径的要求。这些地质参数可以通过钻探、采样、地质雷达和水文地质等方法来获取。根据地质分析结果，结合矿井设计和生产需求，施工人员应制定合理的探放水孔径标准。根据矿井深度、煤层的透水性和渗透系数、开采工艺等因素来确定探放水孔径的上下限。一般来说，孔径过大会导致流量过大，造成水资源浪费和地质灾害风险增加；孔径过小则影响水的顺利流动，无法有效放水。因此，施工人员需要结合以上因素进行综合权衡，制定合理的孔径标准。根据孔径标准，选择合适的探放水孔径实施方案。可以使用钻孔、注浆孔、喷射孔等不同的孔径技术进行探放水孔径的建设。具体选择哪种孔径技术，施工人员需要根据煤矿的地质条件、孔径要求以及经济效益来综合考虑。在实施过程中，施工人员要注意孔径的均匀分布以及合理的布置，以确保水能够充分进入煤层，发挥探放水的作用。

三、控制探放水的时间

探放水技术的关键是提前释放地下水压力，以减轻煤与水突出带来的风险。因此，控制探放水的时间可以在开采前或者初期阶段就预防煤与水突出的发生，有效降低灾害事故的概率。施工人员需要根据煤矿的地质情况、矿井开采进度以及地下水位的变化规律等因素，确定最佳的探放水时间。一般来说，选择在矿井开采的停工期或者低产期进行探放水工作，可以减少对矿井生产的影响，并且能够更好地掌握地下水流动规律和洞口位置的特点。为了更准确地掌握地下水位的变化情况，施工人员在探放水之前需要进行一系列的调查和监测工作。施工人员可以通过设置临时探水孔、水位观测井等设施，监测地下水位的变化，分析地下水的流动规律。同时，在探放水过程中，施工人员还需要对地下水位进行实时监测，以便及时调整探放水的处理策略。在确定探放水的具体时间后，施工人员需要对探放水设备进行检修和维护。确保设备的正常运行和良好的性能，避免因设备故障而影响探放水工作的进行。同时，施工人员还需要提前进行材料和人员的准备，确保探放水工作的顺利进行。在实施探放水工作时，需要根据地下水流动规律和洞口位置的特点，合理选择探放水井的布置密度和间距。这既需要保证探放水的覆盖范围，又要避免过多的探放水井对矿井的强度和安全稳定造成不利影响。

四、定期检测

定期检测可以及时发现和解决探放水系统中存在的问题，保证系统的稳定运行和有效地防止煤矿地质灾害的发生。定期检测的频率应根据煤矿的具体情况来确定，一般可以按季度、半年或年度进行检测。施工人员需要考虑到煤矿的开采情况、地质条件以及历史发生的地质灾害等因素，合理设置检测时间。掘进探放水系统包括探放水孔径、管网系统、水泵设备等多个组成部分。在定期检测中，需要对这些组成部分进行全面地检测。施工人员需要检测探放水孔径的直径和长度是否符合设计要求，有无堵塞、变形等，也要检测管道的连接情况、管道是否泄漏或破裂，管道是否存在腐蚀或结垢等问题，还要检测水泵设备的工作状态、水位控制和压力控制是否正常，有无异常声音和振动。在具体实施定期检测过程中，需要进行适当的准备工作。首先，制定详细的检测计划，明确检测的内容、检测的方法和设备，以及相关的安全措施。接下来，根据检测计划，组织专业人员进行检测工作。专业人员应具备相关的技术知识和操作技能，并严格按照检测要求进行操作。同时，应注意人员安全，做好防护工作，如佩戴安全帽、防护眼镜等。在实施过程中，应使用符合标准的检测设备和仪器，如水质检测仪、测距仪、压力表等。并对检测结果进行准确记录，包括检测项目、检测数据以及存在的问题等。根据检测结果，及时采取相应的措施进行修复和维护。如果发现探放水孔径堵塞或管道泄漏等问题，应及时进行清洁和修复。

五、结合其他地下水治理方法

在煤矿中应用掘进探放水技术的同时，还可以结合其他常用的地下水治理方法，如井下注浆、压裂等。这些方法可以通过加固和安全地处理地下水问题，降低煤层开采引起的地质灾害风险。实施结合其他地下水治理方法的关键是在设计和规划阶段合理确定治理方案。根据煤矿的地质条件、水文地质特征以及煤层开采的需求，施工人员要制定科学合理的地下水治理方案。方案应包括掘进探放水技术和其他地下水治理方法的协调配合，确保整个系统的稳定运行。在具体实施过程中，施工人员需要进行科学仔细的施工操作。涉及的设备和工具应符合相应的标准和规范，并由专业人员操作。例如，在井下注浆中，施工人员需要使用合适的注浆设备和材料，按照注浆方案进行作业。在压裂中，施工人员需要确定合适的压裂液和压裂参数，进行施工操作。对于掘进探放水技术和其他地下水治理方法的联合应用，应定期进行检查和评估，了解治理效果和存在的问题。对于发现的问题，施工人员需要及时采取相应的补救措施，并对治理方案进行优化和调整。施工人员应进行经验总结和技术创新。通过不断总结和归纳实施过程中的经验教训，可以完善治理方案和操作技术，提高掘进探放水技术与其他地下水治理方法的协调配合能力。

结束语：总之，掘进探放水技术在煤矿中的应用具有重要意义。通过合理选择探放水时间，能够预防煤与水突出事故、保障矿工的生命安全，并提高煤矿的生产效率。煤矿行业应继续加大对掘进探放水技术的研究，以促进煤矿经济发展的良性循环。随着科技的不断发展，相信掘进探放水技术将进一步提升。

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