采煤工作面底板突水原因及防治.doc

Vol.24，No.10煤炭技术 Oct，2005CoalTechnology 第24卷第10期 2005年10月 采煤工作面底板突水原因及防治 段同丰 （禹州市方山煤业有限公司，河南许昌461670） 摘 要结合新建矿井首采工作面突水情况，详细分析了突水原因，提出了各种预防治理方案，为今后该矿生产及 附近同煤层煤矿开采提供了一定理论依据。关键词二1煤层采面；底板突水；危害；防治中图分类号TD745 文献标识码A 文章编号（2005）1008-872510-0049-02 影响二1煤层开采。太原组下段灰岩含水层含岩溶裂隙承压水，导水性、含水性强，但不匀一，在断层附近采煤时要注意平均防水。太原组上段灰岩含水层总厚度6.50～13.50m， 距二1煤23.50～42.00m，该含水层含岩溶裂隙承压9.00m， 水，太原组上段灰岩导水，含水性较好，是二1煤层底板直接充水含水层。 0矿井概况 禹州市方山煤业有限公司采用一对立井及暗斜井下山 开拓方式，井底车场主要硐室及运输大巷均布置于煤层顶板岩石中。整个井田划分6个采区，在-160m水平布置集中 运输大巷，采用上下山联合开采。12采区为矿井首采区。目前，3条暗斜下山均已延伸至-60m水平。矿井的主要巷道及采区的准备巷道实现了岩巷锚喷化、煤巷钢铁化。 112采区地质及水文地质概况 2突水经过 上部标高84m，下部标高12采区位于矿井井田上部， 走向长600m，倾斜长700m，回采面积4.2万m2，-100m， 二1煤厚平均4.03m，为一单斜构造，结构简单。直接顶分为泥岩及砂质泥岩，偶为粉砂岩或炭质泥岩，老顶一般为中粒长石英砂岩；直接底以泥岩为主，偶为粉砂岩，老底多为粉砂岩，偶为砂质泥岩或细粒砂岩。 地层走向N15E，倾向S75E，倾角10～18，北部缓于南 部，该采区无大中型断层。 二1煤底板主要含水层有上寒武统，中奥陶统碳酸岩含水层；太原组下段灰岩含水层；太原组上段灰岩含水层。上寒武统、中奥陶统碳酸岩含水层为二1煤层底板间接充水含水层，因距离较远且受到隔水岩组的阻隔，正常情况下不会 该矿12021采面为矿井北翼首采工作面，沿顶走向回采， 采高2m，全部垮落法管理顶板，采面走向长220m，倾斜长80煤厚1.3～5.7m（为井田的薄煤区域）。该采面机巷在掘m， 进过程中有顶板淋水现象，一般水量不大，未出现底板渗水、涌出水现象，采面回采15m时，机巷离下出口3m处底板渗水，继而出现小量流水，水量呈缓增趋势，至推过该渗水处12涌水量陡增，峰值70m3/h，渐趋下降至30～40m3/h。m时， 在采面推进过程中突水点移至采面内，其中离下出口30m处突水点涌水量23m3/h，离下出口58m处突出点涌水量10 给采面的正常回采带来了较大影响。m3/h， 3此次突水的危害 （1）刚突水时，由于下部为3条沿煤层顶板布置的工字 3开采效果 （3）各类千斤顶缸径小，伸缩力度不够。 （4）支架采用单摆杆结构，煤层倾角发生变化时，抗扭性较差。 （5）底座对煤层底板比压大，三软煤层条件下，支架钻底量大，移架困难。 临涣煤矿采用轻放工艺以来，先后回采了8个工作面， 累计生产原煤近400万t，取得了以下效果 （1）未出现死亡事故，实现了安全生产。 （2）工作面单产由原来的炮采2.5万t/M（编制180人/队），提高到4万t/M（编制150人/队），人均工效提高90。 （3）工作面资源回收率提高了20。 5结束语 临涣煤矿三软中厚不稳定煤层轻放工艺的开采，使该矿 4存在问题 尽管轻放工艺收到了较好的效果，为临涣煤矿的采煤机 告别了无机械化的历史，拉开了机械化生产的序幕，实现了多年来的夙愿，造就了一批生产管理人员和工程技术人员，使职工的整体素质得到提高，为矿井的进一步发展奠定了人才基础。为类似煤层开采起到了重要的示范作用。作为经济实力不强，初期投资较小的矿井，不失为一个较好的选择。但要实现真正意义上的高产、高效，在架型的选择上还要深入考虑。 械化发展奠定了基础，但在生产中仍然暴露出不少问题，主要有以下几个方面 工作阻力偏小（2400kN），造成煤体侧承压，煤壁易（1）出现片、漏、冒现象，给端面管理带来困难。 （2）支护强度较低，主体结构件损坏较多，大修周期短。 收稿日期修订日期2005-05-25；2005-08-17作者简介段同丰（1966-），男，河南平顶山人，工程师，现任禹州市方山煤业有限公司副矿长，Tel0374-8649776。 Vol.24，No.10煤炭技术 Oct，2005CoalTechnology 第24卷第10期 2005年10月 近距离薄煤层上行低综开采实践 沈五名 （平顶山天安煤业股份有限公司四矿，河南平顶山467093） 摘 要针对近距离薄煤层能否进行上行综机开采进行了论证分析及试验，通过现场试验，取得成功，文章对近距 离薄煤层上行开采进行了总结。关键词上行开采；近距离；薄煤层中图分类号TD823 文献标识码A 文章编号（2005）1008-872510-0050-02 近距离上行开采研究的较少，传统的上行开采理论认为近距离煤层不宜进行上行开采，尤其是煤层间距较近，上煤层薄且采用综机开采的情况更不多见。平顶山天安煤业股份有限公司四矿属多煤层开采矿井，其中己15、己1617煤层部分区开采效益低，先开域层间距仅为4～15m。由于己15煤层薄， 深300mm距离放顶线那排支柱400mm处挖一条宽300mm， 的直线长沟，该水沟与机巷的排水沟相连。 在水沟填入荆条，荆条要填满整个水沟。（3）（4）在水沟上盖上竹笆，在竹笆上盖上少量的煤，放顶时把所挖水沟埋住。 采空区的突水在向外流时会被所挖排水沟截住，涌（5） 水顺着水沟自上而下地流入机巷水沟，然后排走。 采面在向前回采过程中，如果由于某种原因造成排（6） 水沟被堵塞，采空区涌水漫过所挖的截水沟或突水点又前移至煤壁侧时，按以上方法重新挖一道水沟进行拦截，直至将采空区涌水全部截住为止。 采面在推进过程中，有意识地使靠机巷侧加大排距，（7） 靠风巷侧缩小排距，使采面呈伪斜上山趋势，煤壁侧底板高于老塘侧。 0前言 上行开采是煤矿特殊开采方法之一，可分为远距离上行 开采和近距离上行开采。远距离上行开采层间距一般大于在国内外都有应用，开采经验及理论相对比较成熟；而20m， 钢支护主下山，突水沿下山巷道直泻而下，冲刷大量煤泥，导致原水仓被淤煤堵满，不能起用，后又淹没了部分巷。沿途巷道遭到严重冲刷破坏，棚架倾倒，主皮带下段架子严重倾斜，不能正常运行，通过采取一系列措施，4天后才恢复生产。 采面采用放炮采煤，造成底眼炸药的爆破效果减弱，（2） 经常需重新补眼，增加爆破材料消耗；同时重新补眼会造成工时利用大大降低，降低了工效。 水的冲刷与浸泡，造成支柱钻底严重，支柱的支撑力（3） 达不到规定要求，给安全生产带来了较大隐患。 机巷受突水浸泡的巷道会因为底板变软而造成支护（4） 强度降低，在采动压力等矿压的作用下，巷道高度下降，有时会影响正常通风，给生产带来不安因素。 水煤会造成皮带打滑跑偏，煤仓堵塞，主井箕斗提升（5） 水煤时卸载慢且不净。这些对整个矿井正常运输提升有较大的影响。 4突水原因分析 6今后在底板防治水方面应采取的措施 （1）合理设计工作面斜长。工作面斜长越大，对煤层底板破坏深度越大。因此应合理设计工作面斜长，使长度在70 这样煤层底板破坏深度约为9～10m，保持有效隔水m左右， 可有效预防底板突水。层厚度13.5～32m左右， （2）运用物探查清L8灰岩突水性。在下一采面开切眼前，运用直流电法探测L8灰岩突水性，将切眼位置尽量选布在高阻段，可避免突水事故的发生。 （3）老顶初次来压的压力分解。工作面老顶初次来压与底板突水联系密切，所以在回采时应采取加快推进速度等措施，使老顶初次来压的压力分解，降低突水威胁程度。 老顶初次来压前是有一定征兆的。12021采面在回（4） 采15m时，机巷有一处底板渗水未引起重视，突水前两个班（16h）通过瓦斯监控系统可以看出，瓦斯突然增加了0.2，由于当时经验不足，不知道是老顶来压。我们的防治水前辈总结这样一句话“当你不被第一棍打倒时，就不会被打倒了”。即使采取上述三项措施仍没有阻止底板突水，但掌握突水前的一些征兆，使高压灰岩水体释放少量的水，就躲过了“第一棍”，就有可能不会发生重大水害事故。 （1）薄煤带的影响。12021工作面掘进时，机巷煤层厚度 变化大，局部呈鸡窝状，由1.3m突增至5.7m，属地质应力集中区。 采面放炮的影响。该采面采用炮采，放炮震动以及（2） 个别地段破底使底板隔水层产生裂隙，并降低了底板隔水层的稳定性。 （3）依照禹州矿区回采期间矿压资料，工作面回采面积 3 期间大顶初次来压。该工作面自推出切达2000～3000m， 眼至大出水时共推进28m，工作面回采面积2520m3，应为大顶初次来压。初次来压时地应力集中，压力增大，煤层底板破坏强烈，导致有效隔水层厚度变薄，底板太原组上段灰岩水导入工作面而引发突水。 512021采面突水的防治 （1）12021机巷下10m处开一40m长平巷并与12021机巷贯通，平巷口用料石垒墙，用做12021采面的临时水仓，使12021采面涌水直接排入副井底水仓。 （2）在采面放顶前，先将采空区的浮煤清理干净，然后在 收稿日期修订日期2005-06-25；2005-08-17作者简介沈五名（1969-），男，河南商水人，现任平顶山天安煤业股份有限公司四矿总工程师办公室主任，Tel0375-2734359。