深部综放工作面过陷落柱水害防治措施及应用.pdf

2 0 1 5 年第 9 期 中州煤炭 总第2 3 7 期 深部综放 工作面过 陷落柱水 害防治措施及应用 张 滨 。 ， 司 雨 1 ． 山 东能 源枣庄矿 业集团田陈煤矿 ， 山东 枣庄2 7 7 0 0 0 ； 2 ． 山东煤矿安 全监 察局 ， 山东 济 南2 5 0 0 0 0 摘要 3 7 1 1 2工作 面为 田陈煤矿 重点综放工作面 ， 其 受 3煤 顶板砂岩水及侏 罗系砾岩水 威胁。2 0 1 5年 4月 2 5日工作面揭露 陷落柱 ， 为避免该工作 面过 陷落柱 时遭 受水 害威胁 ， 通过 矿 井瞬变 电磁 探测和 井下钻 探等 方法 ， 查 明富水 情况， 开展综合水 害分 析， 并针对水害威胁 制订 了防治措施。结果表明 通过全 面考 虑制订 的 措施行之有效 ， 对于确保工作面安全 回采具 有重大指导意义。 关键词 深部 开采 ； 综放工作 面； 防治水 ； 陷落柱 中图分类号 T D 7 4 5 ． 2 文献标志码 A 文章编号 1 0 0 3 0 5 0 6 2 0 1 5 0 90 0 1 0 0 3 Co nt r o l M e a s u r e s o f M i ne W a t e r Ha z a r d Du r i ng De e p Fu l l y m e c ha ni z e d To p Co a l Ca v i n g Fa c e Pa s s i ng Co l l a p s e Co l um n a n d I t s App l i c a t i o n Zh a n g Bi n 。 ，S i Yu 1 ． T i a n c h e n C o a l Mi n e o f S h a n d o n g E n e r g y Z a o z h u a n g Mi n i n g G r o u p ， Z a o z h u a n g 2 7 7 0 0 0 ， C h i n a 2 ． B u r e a u of S h a n d o n g C o a l Mi n e S a f e t y S u p e r v i s i o n ， J i n a n 2 5 0 0 0 0 ， C h i n a Abs t r a c t 3 l o we r 711 2 wo r k i ng f a c e wa s k e y f u l l me c h a n i z e d t o p c o a l c a v i ng f a c e i n Ti a nc he n Co a l Mi n e， i t wa s t h r e a t e n e d b y 3 c o a l r o o f s a n d s t o n e wa t e r a nd J ur a s s i c c o n g l o me r a t e s wa t e r ． I n Apr i l 2 5t h o f 2 01 5， t h e wo r k i n g f a c e r e v e a l e d t h e c o l l a ps e c o l u mn． T o a v o i d t h e f a c e s u f f e r e d wa t e r d a ma g e whe n i t c r o s s i ng c o l l a ps e c o l umn， mi ne t r a ns i e n t e l e c t r o ma g ne t i c e x pl o r a t i o n a nd d r i l l i ng we r e c a r r i e d o ut t o i d e n t i f y wa t e r e n r i c hme n t c o n di t i o n s， c o mp r e h e n s i v e h a z a r d wa s a l s o a na l y s e d， a nd c o n t r o l me a s u r e s wa s p r o p o s e d t o d e a l wi t h wa t e r h a z a r d s ． The r e s u l t s s h o w t h a t ， t h e me a s u r e s a r e e f f e c t i v e， whi c h pl a y s a n i mp o r t a nt g u i d i ng s i g ni f i c a nc e f o r e n s u r i n g t h e s a f e t y o f t he wo r k i ng f a c e ． Ke ywo r ds de e p mi n i n g； f ul l y me c h a ni z e d t o p c o a l c a v i ng f a c e； pr e ve nt i o n a n d c o n t r o l o f wa t e r ； c o l l a ps e c o l umn 滕 县 煤 田的大 地构 造单 元 属 于鲁西 断块 中 的鲁 西南 块 陷 ， 田陈井 田位 于滕 县煤 田南 部 ， 属于 隐伏 式 煤 田 ， 煤 系地 层全 部被 第 四系 和侏罗 系地 层所 掩 盖 。 该 井 田煤 系属 于石 炭 二 叠 系 ， 主要 煤 系 为 上 石 炭 统 太原群和下二叠统山西组。煤系中主要含水层 自上 而下 为侏 罗 系砾岩 含水 层 、 3煤 顶部 砂 岩 含 水层 、 三 层灰 岩含 水层 、 十层 灰 岩含 水层 、 十 四层灰 岩 含水 层 及煤系基底奥 陶系灰岩含水层 ， 根据邻区抽水试验 ， 属裂 隙承 压水 或裂 隙溶 洞承 压水 ， 以静储 量为 主 ， 动 储 量有 限 ， 具 不均 一性 。七 一采 区位 于矿 井最 深 部 ， 七一采区 3 7 1 1 2综放工作面主要受 3煤顶板砂岩 水及侏罗系砾岩水威胁 ， 由于揭露陷落柱 ， 将大大增 加各含水层之间的水力联系， 突水威胁增大 ， 工作面 防治水 工 作成 为重 中之 重 。 。 收稿 日期 2 0 1 5 0 8 0 3 作者 简介张 滨 1 9 8 1 ～ ， 男 ， 山东德 州人 ， 助 理工程 师 ， 2 0 0 6年 毕业于山东农业大学 ， 现从事矿山地质与矿井水害防治方 面的工作 。 1 0 1工作 面 概 况 七一 采 区 3 7 l l 2工作 面为矿井 2 0 1 5年主采面 ， 地 面 相 对 位 置 位 于 鲍 沟 镇 西 约 8 5 0 m、 北 风 井 北 约 1 4 0 0 m。井 下位 于 北七 采 区西翼 中上 部 ， 北 与金 庄 煤矿毗邻， 南为北七采区西翼轨道 、 胶带上山， 西侧 尚 未 开采 ， 东 以 F ， 落差 7 5 m 断层 为 界 与 正 在 回 采 中的 3 7 l 1 0工 作 面相 邻 。工 作 面切 眼与 金 庄煤 矿 已回采 的 3 2 0 5工作面之 间为 2条 落差 2 0 n l 和 1 0 m 断层 形成 的地 堑构造 。工 作 面东 部依 次 为 3 7 1 1 0、 3 下7 1 0 8 、 3 下7 1 0 6 、 3 下7 1 0 4工 作 面 。工 作 面 井 下 标 高 一5 5 0～一 6 5 5 In， 地面标高 5 1 ． 4 m， 走向长 9 3 2 i n ， 倾 斜长 1 7 4～2 1 0 m， 平 均 倾 斜 长 1 9 3 in， 煤 层 平 均 厚 7 ． 5 in， 平均 倾角 1 0 。 ， 工业储 量 1 7 6 ． 7万 t 。 2主要含水层 煤 系 中主要 含水 层 自上而 下依 次 为侏 罗系砾 岩 2 0 1 5年第 9 期 中州煤炭 第 2 3 7 期 度 升 高时 ， 同样 的标 准 流量 下 ， 蜂 窝 陶瓷通 道 内 的气 流速度 升 高 ， 而且 近似 呈线 性相 关 ， 而气 流速度 和 黏 性 阻力 是 线性 关 系 ， 黏性 阻力 是 蓄热 式 阻 力 的 主 要 组 成部 分 ， 因而表 现 出 蓄热 室 阻 力 和 温 度 之 间 近 似 的线性 关 系 ， 随着 温度 的提 高 ， 蓄热室 的阻力也 随着 提 高 。从 图 5中还 可 以看 出 ， 不 论 蓄 热 室 处 于 何种 温度下 ， 蓄热 室阻 力和 流量 的关 系都 是近 似相 同 的 ， 二者仍 呈 近似 的线 性关 系 ， 只是斜 率 有所 不 同 ， 而根 据 目前 得研 究 结果 ， 斜率 和温 度 之 间 并 没 有 严格 的 递 增递 减 相关性 。 4 结 论 通 过对 蜂 窝陶 瓷蓄热 室 的阻 力构 成进 行理 论分 析 ， 讨论 了黏性 阻 力 和 热 态 阻力 问题 。再 结 合 已建 立 的热 态 实验 台 ， 每 次改 变 蓄热室 的单 个参 数 ， 待 蓄 热 室 内的 温度分 布稳 定后 ， 对 蓄热 室 内温度 分 布 ， 进 排气 温 度 ， 进 入 口压 力 进行 测 量 。最 终 获得 蜂 窝 陶 瓷 蓄热 室 的阻力 影 响规律 。 1 蜂 窝 陶 瓷 蓄 热 室 的 阻 力 主 要 由 2部 分 组 成 ， 第 1部分 是黏 性 阻力 ， 第 2部分 是进 出蜂 窝通 道 的惯性 阻力 ， 在 目前 应用 的蜂 窝 陶瓷 尺度上 ， 黏 性阻 力 占主 导 ， 惯 性 阻力 相对较 小 。 2 随着 蜂 窝 陶 瓷 蓄 热 室 长 度 的增 加 ， 蓄 热 室 的阻力 是近 似线 性增 大 的 。不 论 蓄热 室处 于何 种温 度下 ， 蓄热室阻力和流量的关系均近似相同， 二者呈 近 似 的线性 关系 ， 只是 斜率 有所 不 同 。 3 蓄热 室 阻力 随着 温 度 的 升 高 而 增 大 ， 受 黏 性 随温 度变 化 的影 响 ， 流 量 阻 力 曲线 中斜 率 和 温 度 之 间并 没有 严格 的递 增递 减相 关性 。 参 考 文献 [ 1 ] 胡 予红 ． 加 强通 风瓦 斯利 用 ， 实现 减排 目的 [ J ] ． 中 国煤炭 ， 2 0 0 9 ， 3 5 5 8 3 8 6 ． [ 2 ] 理查德 ， 马特斯． 逆流反应器矿井乏风瓦斯发 电技 术简介 [ J ] ． 中国煤层气 ， 2 0 0 5， 1 2 4 4 46 ． [ 3 ] 王鹏飞 ， 冯涛 ， 李石林 ， 等． 煤矿乏风 瓦斯热逆流氧 化床的阻力 特性研究 [ J ] ． 天然气工业 ， 2 0 1 2 ， 3 2 6 7 3 - 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