矿井综采工作面综合防治水技术应用研究.pdf
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1、总第2 1 1 期2023年第8 期技术应用摘要:为提高综采工作面综合防治水能力,分析了综采工作面防治水工作现状,发现了防治水工作中现存的问题。针对这些问题,研究了综合防治水工作中主要需用到的防治水技术,并探讨了这些防治水技术的实践应用情况。通过综合应用这些防治水技术,有效防治了综采工作面水害的发生,更好地保证了综采工作面的安全稳定生产。关键词:综采工作面;防治水;现状;应用中图分类号:TD7440引言综采技术是目前国内煤矿普遍采用的一种方法,其主要原因是综采工作面的生产效率较高,因此,综采工作面的防水工作是十分重要的。在综采工作中需要重点关注:综采工作面的水害害影响着综采工作面开采作业的实施
2、和综采设备的寿命。因此,应推广应用于综采工作中,以防止煤矿水害害的发生。1综采工作面综合防治水工作现状1.1阳防治水技术缺乏问题在煤矿治理中,往往采用疏堵、堵、注三种方法,其工作原理相对简单,但在实际中应用中却存在着较多的难题,因此必须对有关的参数进行合理的选取,若防治水工程的有关参数出现问题,势必会给水害控制带来负面影响,从而增加煤矿水害事故发生的机率。在很多煤矿中,防治水参数的选取都会综合考虑相邻煤矿的相关参数,如注浆时间、钻孔深度等。在防治水施工工程中,由于岩层水压的变化,不能保证采取的防水措施的实施效果,而岩层水压、水头、煤层开采强度等都有密切的相关性,很容易引起防治水施工期间的难度加
3、大。水害综合防治主要集中在采区、大构造、水文地质单元等方面。通过实际施工过程中出现的情况可以发现:水害区域防治容易受采掘交替的影响,而且在完成作业面防治工作后立即进行采掘,只能得到工作面回采区域的水害控制效果,但综合防治效果不理想1 。1.2防治水理论问题随着煤矿开采深度的提高,煤矿内的水压力也随之发生了明显的改变,从而使煤矿出现了突水和渗水事故,给煤矿带来了巨大的经济损失。煤矿治理存在着大量的技术问题和理论问题,具有相应的控制理论,但由于地质条件特殊,不适用性差,导致煤矿突水事故的发生与煤矿的采掘有密切关系,而且煤矿水患的出现与地质结构有密切关系。由于水害是一种非常复杂的流固耦合关系,必须对
4、水的来源进行深层次的收稿日期:2 0 2 2-0 8-2 3作者简介:赵杰(1 9 8 5一),男,山西长治人,本科,毕业于河北理工大学,工程师,研究方向为煤矿地质防治水方向。山西冶金ShanxiMetallurgy矿井综采工作面综合防治水技术应用研究赵杰(璐安化工集团有限公司常村煤矿,山西长治0 46 1 0 0)文献标识码:A分析,并对水压进行预测,从而得到精确的水害数据,为煤矿水害的防治打下了良好的理论依据。2线综合防治水技术应用情况议2.1在煤矿涌水量监测中的应用工作面的采掘面积很大,难以按照相应的防水性措施来治理综采工作面,所以通常采用注浆法进行处理。在对井下水进行现场控制时,必须对
5、井下涌水量进行严密监控,确定出水的异常位置,在井下的涌水量监控中,需要在工作面的排水沟处安装流量计,以测量各个时期的流量,从而判断出水的流量有没有问题。另外,当流量超过一定的临界值时,可以认为是矿山出现了涌水量的不正常现象。2.2在水文地质勘探中的应用综采工作面防治水的关键是找出工作面的突水来源,并采取相应的控制措施,在实施这项工作时,要确定含水层与工作面之间的间距、含水层水压情况,当开采工作面采动影响到含水层时,必须采取堵水措施。正常工作时,由于工作面突水、底板承压水、断层地质构造、陷落柱等关系密切,因此开展地质构造区水压异常区的勘探十分重要。由于地下水是流动的,压力随时间的推移而增大,因此
6、,必须对煤矿周围的废弃采空区进行水压动态监测,并对矿区周边的废弃采空区进行含水量的勘查十分必要。以前在矿区周围有少量的小型煤窑,但是这些小煤窑并没有在地图上标明,随着小煤窑的开采,逐步形成了采空区,在某些采空区由于长期荒废而积累了大量的积水,若不对采空区的积水情况进行及时的勘察,将增加煤矿在实际开采中出现渗水事故的可能性2 。2.3在改善排水设施中的应用在实际的工作中可以发现,煤矿水害往往与煤矿排水设施紧密相关,煤矿排水效果差,开采面泥泞,使综采设备难以移动。因此,必须改进综采工作面的排水系统,保证排水管设计的合理性和有效性,以避免淤泥、碎煤滞留在排水管道中。另外,必须符合抽水工Total 2
7、11No.8,2023DOI:10.16525/14-1167/tf.2023.08.075文章编号:1 6 7 2-1 1 52(2 0 2 3)0 8-0 1 9 0-0 22023年第8 期赵杰:矿井综采工作面综合防治水技术应用研究191作面的排水要求,以及水仓工作面的排水要求,对于水槽中的杂质出现的异物要及时完全清除,保证排水系统畅通,并定期进行排水泵出口检查,这样就可以防止污水泵出水口被异物堵住从而引起安全隐患。2.4在防治水工作中的应用在充分掌握煤矿水害害情况后,根据煤矿实际情况,制定相应的防水措施,并参考煤矿安全技术规范有关煤矿水控制措施,以避免引起煤矿突水事故、构成不可估量的影
8、响。在陷落柱断层周围开采过程中,首先采用探水钻孔确定陷落柱,确定疏水堵水的实施方案,当井下存在压力时,可以采取注浆法对底板进行加固,以确保施工的安全性,注浆过程需要重点注意的事项是,在注浆过程中,应充分顾及地下水界面的界限,在有限的空间内进行作业3 。3综采工作面水文地质条件和综合防治水技术实践探讨以某井田为例,灰岩溶水标高在46 0 m左右,开采过程中不会受到岩溶底板突水的影响。第四系冲击层、松散层含水层实施了大气降水的人渗,含水率差,井泉分布不均匀。二叠碎屑岩类含水层的单层厚度一般较小,主要是含水层的弱富水性,其补给状况、垂直水力关系都很差。石炭系石灰岩岩溶裂隙含水层发育不良,各层间都含有
9、砂质泥岩和泥岩,通常灰岩垂直方向的水力关联较差。此外,虽然大气降雨对这一层的补给作用较差,但断裂的构造发育区可以从其他地下水中获得垂直的补充。12705矿1 2 号煤层处于1 2 7 0 6 综放工作面后部,1 2 号七采皮带西部改善厚度约为1 9 0 m,采高1.8m。1 2 7 0 6 工作面的的采空区包括采空区8 2 7 0 6、采空区8 2 7 0 8、采空区8 2 7 1 0,南侧与1 2 7 0 5采空区相邻,工作面四周及上层无小煤窑,采空区存在着积水现象。工作面煤矿的地下水资源主要来自大气降水、地表水、上部老空积水和含水层水等,因此,工作面的防渗工作是一项艰巨的工作,且任务量相当
10、大。煤矿的水患控制是综合治理,因此必须在开挖过程中,沿河坝、河床进行硬化处理,同时还要进行井底下沉,防止上部采空区的积水泄放,并采用排水设备进行钻孔疏放定位处理,目的保证回采工作的安全。3.1综合防治水技术在地标防洪工程中的实践固庄煤矿由于埋藏深度的影响,需要在雨季进行相应的踏勘、设计、施工验收等一系列的工作,在每年的雨季之前,都要进行一次全面的检查,如果出现汇水面积大、植被覆盖不良、径流坡度较低和季节河沟等情况,建议采取工程综合防治水工作。以回填积水洼陷、沿堤防收窄河道、软质铺垫河床等方式,有效地控制了雨季的大气降水和地表水补给。3.2综合防治水技术在上覆采空区探放中的实践根据地表电磁勘探成
11、果和上层采空区底板等高线,对上层采空区进行设计和探放,探放结束后,进行放水量的统计计算,并在最短的时间内对放水量预计水量区域,进行施工验证探放水钻孔补给处理,目的在于达到最好的探出率和排水量4。3.3综合防治水技术在定点定位钻孔中的实践工作面向下推进至最低点附近,由于容易受水仓的影响,故需要提前拆掉水泵,此时需要对工作面进行排水,为了减少煤矿的排水压力,需要将积水向下组煤层巷道进行排放,建议经1 5号煤备采巷道水仓内对1 2 号煤水仓进行精确探测。3.4综合防治水技术在工作面施工导水槽中的实践由于1 2 7 0 6 工作面是斜向开采的,在回采过程中,采空区的水将随着工作面的开采而起伏,此时工作
12、面的低洼处出现了积水,,将会对正常的生产造成很大的影响。因此,在实施工作面支架、溜子间开挖导流槽时,应将采空区的水流引人顺槽,并根据底板等高线图,仔细地进行进风顺槽的标识。当工作面到达这个位置时,就是在工作面的积水状态下进行作业,根据导向槽的深度,判断工作面的倾角情况54结语煤矿水患是影响工作面采掘质量与安全的重要因素。目前,煤矿采掘深度越来越大,特别是在回采过程中,采动应力十分复杂,部分煤矿实施防水工程,但由于缺少防治水理论和防治水技术,导致煤矿综合防治水的工作效率不能得到保证。为此,提出了在综采工作面采用综合防治水技术进行治理的方法,使综合防治水技术的效果得到最大程度的发挥,从而使煤矿的总
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