矿井下综掘工作面探放水技术研究与应用

刘祥胜

摘要：我国试煤炭资源大国，随着经济的发展，近几年来中国煤炭开采巷道掘进的施工技术已得到明显改善，但种种客观原因与主观原因导致煤矿安全事故依然频发。其中煤矿水害安全事故的概率也逐渐上升。就矿井综掘工作面探放水技术进行研究。

关键词：矿井下；综掘工作面；探放水技术；研究与应用

引言

煤矿生产过程中伴随着浅部煤层消耗，深部煤层开采的施工过程中地质水文条件将会更加复杂多变，因此生产安全问题将会更加明显突出。煤炭井下巷道掘进施工中，根据有掘必探的原则，采用常规的短探短掘防治水方法施工，探放水占用掘进时间较长，造成掘进进度慢，探放水工作与快速掘进矛盾凸显。为此，考虑在保证矿井安全生产的前提下，对巷道掘进期间的超前探放水方案进行优化。在煤矿井下综掘工作面应用先进的探放水技术，就能为煤矿的安全生产提供保障。

1中国煤矿突水类型

1.1煤层顶板突水

采煤工作面顶板突水是煤层上覆盖承压水在采煤过程中由于顶板冒落、断裂构造等涌入面而导致的一种水害。煤层开采过程中会导致应力改变、重新分布，從而使得围岩遭到破坏，而当裂缝导通顶板含水层时就有可能引发煤层顶板突出事故。煤层顶板突水安全事故是矿井内出现概率较大的水文地质灾害之一，由于其存在爆发性，因此对矿井安全造成的危害和影响十分巨大。

1.2煤层底板突水

煤层底板突水是一种常见自然灾害，主要以突发或缓发的形式进入煤层工作面，从而导致矿井涌水量激增。煤层底板的隔水能力主要由上覆与下伏隔水层的厚度、稳定性与抗拉强度决定。隔水层底板越厚，稳定性越高，则开采冒落带达不到强含水层或地表时，矿井涌水量少；隔水层完整性越高，则抗拉强度与隔水性能会更加优越。

1.3断层突水

煤矿断层是矿井充水的必经途径。不论是何种类型的水体，都可能通过断层进入矿井。煤矿断层突水主要是煤层顶板与底板存在含水层，且断层带导水裂隙带与含水层相连接。

2综掘工作面探放水技术的应用

2.1综掘工作面探放水技术的具体实施

a）河流与建筑物周围的老空水探放，如果老空区位于建筑和河流旁边，这种情况下是难度最大的。如果是正规的国家煤矿开采，在开采工作前都会先规划出防隔水岩柱，保证开采工作的安全进行。但是，有的煤矿会因为地质勘测不准或设计隔水岩柱时未结合实际情况而设计不合理，隔水岩柱没有发挥隔水效果，再加上老空水呈酸性，对建筑物有一定的腐蚀作用，当老空水突发时就有可能会造成矿井及附近的建筑物塌陷的情况，所以除了设计合理的隔水岩柱外，还应该要与建筑保持合适的距离才能防止事故的发生。老空水会对河流产生污染，影响人们的生活饮水。因此，当老空水位于河流与建筑周围，需要主动探放老空水。先将每一个分散的老空区间基站的老空水探放到其他地点，然后再统一对其进行探放；b）老空区积水相对较大，当老空区的积水长时间没有进行探放时，老空水积攒起来，如果遇到雨水天气，这时是最容易引发老空水突水。一爆发起来犹如泄洪的水，来势凶猛，势不可挡。在积水较多时，矿井工作人员要提高警惕，及时探放水，还要注意探放水的效率，以免在探放水途中引发水灾，造成人员伤亡；c）老空区与施工现场距离较小，如果老空区与矿井施工现场距离较小，矿井工人是最容易受到老空水的侵害的。这时要注意探测清楚老空区的详细地点，在传统的探放技术上，适当增多疏水通道，防止在探水时出现水灾而导致人员伤害。还要选取合适的探放水技术，否则对工作人员和环境都会造成伤害。

2.2钻探安全保护措施

钻探安全保护措施主要包括以下几方面：a）检查钻探场地的支护与通风情况，保证相关指标符合施工规范标准后才可安装钻机；b）密切注意周围环境，观测是否有出水预兆或警示。如发现安装钻机地点与积水地点距离过近，无法保证探放水工作安全时，要实施加固防护措施并另寻安全地点开展探放水工作；c）在安装钻机探水前需强化钻探地点周围环境的巷道支护工作，并清理巷道，配置好相应需求的排水沟；d）相关主要管理人员需要亲自现场监督检查，核实探水孔的位置、坡度、深度与数量等；e）钻机安装必须反复核实，严格按照停送电制度进行。在开钻前检查立柱、孔口安全设备、巷道支护等。如出现意外情况需及时妥善处理后方可继续进行钻探工作；f）钻探过程中要注意判断煤层厚度的变化并详细记录煤层深度。每当钻进10m或需更换钻具时，都需要进行测量并核实孔洞深度。在完成前再进行复核，避免由于孔洞深度差错而导致水害；g）在探水钻进前需安装好孔口管道与控制闸阀，并开展耐压试验，在得出水压限制后才可进行开展钻探工作。如部分地点危险度较高，可以设置相应的安全躲避场所，并以探放水施工制度中的规定来设计安全通道；h）如果钻孔内水压过大，则可以采用反压及配置放喷装置的方式来进行。在探放老空积水前首先分析检测其空间位置、积水量与水压。如老空积水区高于探放水点位置时，仅可进行打钻孔探放水。探放水前需要撤离探放水点以下部位工作人员。在放水过程中要配置施工人员来监督整个放水过程，核实放水量，直至老空水全部放完为止；i）钻孔接近老空区时要注意是否可能有瓦斯或其它有害气体。为此在探放水过程中需要有矿山救护队员在现场进行监督管理，对空气中气体成分进行检查。如果其中瓦斯或其它有害气体的含量超标，需立即停止钻探行为，安排施工人员撤出并及时上报，妥善处理。如检查发现有瓦斯或其它有毒物体喷出，应该强化通风系统工作，并用预先准备好的黄泥、木塞将孔洞堵住。如情况危急无法处理，应立即停止工作，安排施工人员撤离。

2.3放水与放水后掘进的安全措施

当探测到积水或存在水压后应及时核实积水数据，核实放水量与孔洞数量，调整排水能力。严格按照排水供电系统规程中的要求，将水仓、水沟等处进行彻底整理。在钻孔放水前应采用合理方式预估积水量，根据矿井排水能力与水仓容积合理控制放水量。在放水过程中要设立专人监督排水情况，密切监控水量、水压等数据，并做好记录。如果水量突然出现剧变则需要高度重视，立即处理。派设专人监视放水地点通风情况，增加有害气体检测频率，或根据实际条件添设瓦斯报警装置。完成放水工作后，应及时核算实际出水量与预估出水量的差距，并核实原因，防止积水残留。

结语

在煤矿井综掘工作面生产过程中，科学合理应用探放水技术，对于确保巷道的安全掘进及提高矿井的水害防治能力等有重要意义。煤矿井下综掘工作面生产过程中实施探放水工程，确保了巷道的安全掘进，并且避免了掘进过程中发生意外突出事故，提高了矿井的水害防治能力。在煤矿井下综掘工作面进行探放水时，还需坚持正常的探放水，必须保证探放水施工期间的安全。这就要求在探放水施工以前，提前对探测范围内的积水情况（包括水量、水压及有害气体情况）进行分析、预测，并制定有针对性的应急处置措施，对施工地点及采区的排水系统、排水能力进行验证，保证排水系统完善、能力满足需要，并备足封孔、堵水所需的器具和材料，确保一旦探透积水区，能够及时堵水截流和疏排水，确保矿井防治水的安全。

参考文献：

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