沿空掘巷探放水技術(shù)在“三軟”煤層的應(yīng)用.pdf

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1、能源技術(shù)與管理2013年第38卷第6期42EnergyTechnologyandManagementV01．38No．6doi：10．39690．issn．1672-9943．2013．06．017沿空掘巷探放水技術(shù)在“三軟’’煤層的應(yīng)用趙東陽(yáng)，師黃偉，任朝飛(1．國(guó)投煤炭鄭州能源開(kāi)發(fā)有限公司，河南登封452470；2．河南理工大學(xué)，能源科學(xué)與工程學(xué)院，河南焦作454000)[摘要]國(guó)投煤炭鄭州能源公司教學(xué)三礦13051工作面進(jìn)風(fēng)巷屬于軟巖巷道，采用沿空掘巷方式進(jìn)行掘進(jìn)，由于臨近老空區(qū)，老空積水對(duì)巷道的安全掘進(jìn)造成威脅。針對(duì)巷道掘進(jìn)中的安全問(wèn)題，在估算采

2、空區(qū)積水量、安全水壓的基礎(chǔ)上進(jìn)行了探放水的設(shè)計(jì)及施工，及時(shí)探明和疏放老空積水，排除了老空積水對(duì)巷道掘進(jìn)的威脅，確保了巷道施工的安全和掘進(jìn)速度。[關(guān)鍵詞]三軟煤層；沿空掘巷；4g放水[中圖分類號(hào)]TD745[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]B[文章編號(hào)]1672-9943(2013)06_O042一o20引言霎．來(lái)計(jì)算其最大積水量。積水量Q積計(jì)算公國(guó)投煤炭鄭州能源開(kāi)發(fā)有限公司教學(xué)三礦于Q積=Q采+Q巷(1)2000年12月正式投產(chǎn)，生產(chǎn)能力為0．84Mt／a。礦其中Q采=KMF／cosoz(2)井主要開(kāi)采山西組二煤層，該煤層位于山西組Q~=WLK(3)下部。煤層頂板大部分為中

3、、細(xì)泥砂巖，局部為泥式中，Q積為總積水量，m；Q采為采空區(qū)積水巖、粉砂巖，個(gè)別部位有泥巖及炭質(zhì)泥巖偽頂，煤量，m；Q巷為老巷積水量，I13；為充水系數(shù)，采空層底板以泥巖為主，局部為細(xì)粒砂巖，是典型的區(qū)取0-3—0．5，煤巷取0．5～0．8，巖巷取0．8～1．0；“三軟”煤層。二煤層的直接充水含水層一般為為采空區(qū)平均采高，m；F為采空區(qū)水平面積，m；n石灰?guī)r含水層，大多采用疏放降壓的方法，奧為煤層傾角，(。)；W為老巷斷面面積，m；為老陶系中統(tǒng)馬家溝組(O)石灰?guī)r含水層和石炭系巷長(zhǎng)度，m。太原組L。石灰?guī)r含水層是開(kāi)采二煤層的間接表113031采空區(qū)參數(shù)充水

4、含水層，水頭較高，因此二煤層屬帶水壓開(kāi)采高／m面積／m煤層傾角，(。)回風(fēng)巷斷面／m回風(fēng)巷長(zhǎng)度／m采，但由于二煤層底板是具有良好隔水作用的隔水層，一般對(duì)于二煤層的開(kāi)采影響較小?。由上述公式可估算其最大積水量為：Q采=1掘進(jìn)工作面概況35925．18m3，Q巷=l920m，求和得出Q積=本次探放水施工在教學(xué)三礦13051進(jìn)風(fēng)巷掘37845．18m。。進(jìn)面進(jìn)行，該掘進(jìn)面所在區(qū)域?yàn)橐粏涡睒?gòu)造，地質(zhì)由于13051進(jìn)風(fēng)巷采用沿空掘巷，與13031構(gòu)造簡(jiǎn)單，地層發(fā)育正常，由于北鄰13031采空區(qū)采空區(qū)之間只留設(shè)了7m的煤柱，其主要受水平且13051進(jìn)風(fēng)巷地勢(shì)較低，1

5、3031采空區(qū)積水有壓力作用，根據(jù)水平壓力防水煤柱寬度留設(shè)公式，可能通過(guò)采動(dòng)裂隙形成導(dǎo)水通道進(jìn)入該區(qū)域，對(duì)可推出安全水壓公式為：巷道掘進(jìn)工作威脅較大。根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》及Pa=a2K}(0．75K2M2)(4)《礦井水文地質(zhì)規(guī)程》中的相關(guān)規(guī)定，為確保13051式中，為安全水壓，kgf／cm；o為留設(shè)煤柱工作面的按期接替和巷道掘進(jìn)期間的安全，需要的寬度，m；為煤層抗張強(qiáng)度，kgf／cm；K為安全對(duì)13051進(jìn)風(fēng)巷掘進(jìn)面及時(shí)進(jìn)行探放水操作，查系數(shù)(取值范圍2～5)；為巷道高度，m。明前方采空區(qū)積水情況，并對(duì)其進(jìn)行疏放。根據(jù)13031工作面資料可設(shè)定以上各個(gè)

6、參數(shù)，煤層抗張強(qiáng)度取4．38kgf／cm，巷道寬取2．2m，2采空區(qū)積水量預(yù)計(jì)及安全水壓確定安全系數(shù)取5，防水煤柱寬度取7m?？傻茫?教學(xué)三礦13031采空區(qū)參數(shù)如表1所示。根2．37kgf／cm。。2013年l2月Feb．，2013趙東陽(yáng)，等沿空掘巷探放水技術(shù)在“三軟”煤層的應(yīng)用43準(zhǔn)備工作，例如，需要對(duì)探放水所在地點(diǎn)5m內(nèi)的3掘進(jìn)工作面探放水設(shè)計(jì)與施工工字鋼對(duì)棚支護(hù)使用連鎖片連鎖加固、挖掘排水根據(jù)13031工作面掘進(jìn)、回采資料確定溝及安裝排水泵，以保證打鉆的順利進(jìn)行。13051進(jìn)風(fēng)巷掘進(jìn)工作面的探放水警戒線為其開(kāi)本次探放水施工采用ZDY一550S型液

7、壓探水口處向東10m，地點(diǎn)的選取對(duì)探放水有利。此次探鉆機(jī)進(jìn)行鉆進(jìn)，鉆孔開(kāi)孔孔徑為113mm，鉆進(jìn)i0ITI放水施工共設(shè)計(jì)3個(gè)探放水鉆孔，布置方式如圖后需下人長(zhǎng)i0m、直徑108mm的套管，套管周圍1所示，呈扇形布置，角度間隔9。，按照鉆孔編號(hào)要用適量干海帶或麻繩纏裹，使套管固定牢固，為依次施工，打透采空區(qū)。每個(gè)鉆孔的技術(shù)參數(shù)如圖便于控制放水，需在孔口安裝止水閥，隨后使用直2所示，3個(gè)鉆孔方位角分別為56。、47。、38。，傾角徑65mm的鉆頭鉆進(jìn)，直至鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度。均為0，為保證最小水平超前鉆距不小于30m，33個(gè)鉆孔施工結(jié)束后需要進(jìn)行放水試驗(yàn)，測(cè)個(gè)鉆

8、孔打人深度均設(shè)定為60m，根據(jù)單孔出水量定和記錄放水孔的流量、壓力、靜止水位、恢