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放水技術(shù)綜合應(yīng)用實(shí)踐
放水技術(shù)綜合應(yīng)用實(shí)踐【1】
【摘 要】據(jù)統(tǒng)計(jì)，老空透水事故占煤礦水害事故的80%以上，因此探放水工作對(duì)于煤礦安全生產(chǎn)至關(guān)重要。
文章以某煤礦為例，介紹了針對(duì)不同類型的采空區(qū)積水，分別采用不同的探放水方案的綜合探放水技術(shù)。
具有一定的推廣和應(yīng)用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】礦井水害;探放水技術(shù);采空區(qū)積水
前言
礦井水害事故是危害煤礦安全生產(chǎn)的重大災(zāi)害之一。
而采空區(qū)突水約占煤礦水害事故的30%。
采空區(qū)突水具有時(shí)間短、水量大、破壞性強(qiáng)等特點(diǎn)，所以對(duì)煤礦采空區(qū)積水探放是礦井防治水的重要任務(wù)之一。
某煤礦是一座年產(chǎn)超過500萬t 的特大型礦井，同時(shí)也是多煤層開采和被周邊小窯嚴(yán)重破壞的礦井。
該礦周圍遍布采空區(qū)，包括古采空區(qū)、大礦的采空區(qū)和小煤礦采空區(qū)。
采空區(qū)積水的存在，嚴(yán)重影響著礦井的安全生產(chǎn)。
為此，有必要對(duì)探放水技術(shù)進(jìn)行研究。
該礦針對(duì)采空區(qū)積水類型的不同，采取不同方案解決水患，取得了良好的效果。
下面對(duì)其經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行介紹。
1 工作面概況及水患分析
5-2# 煤層工作面煤層總體比較穩(wěn)定，厚度在1.3 m～2.9 m之間。
直接頂為灰白色粉細(xì)砂巖互層，粉砂巖為主，水平層理;直接底為灰白色粗-中-粉細(xì)砂巖，北部以粗、中粒砂巖為主，中部發(fā)育為粉砂巖，南部發(fā)育為粉砂巖、粉細(xì)砂巖互層，向南粒度變小，北部和中部夾有少量炭質(zhì)泥巖。
5-2# 煤層6506、6508、6510 工作面上覆為5-1# 層，屬于較大積水區(qū)。
其北部上覆為5-1# 層6306、6308 大礦采空區(qū)，于2006 年～2008 年采空。
當(dāng)時(shí)5-1# 層21111巷透水，大部分水涌入上述采空區(qū)中;南部上覆絕大部分為鄰近煤礦破壞區(qū)，其內(nèi)水、瓦斯等情況不明，從煤層底板等高線和充水性圖及小窯僅有的訪查資料分析，預(yù)計(jì)破壞區(qū)內(nèi)存有大量的采空積水; 且5-2# 煤層與5-1# 煤層層間距為6～13.5m，屬于近距離開采煤層，直接頂基本為粉細(xì)砂巖互層，性脆易碎。
巷道掘進(jìn)時(shí)，上覆采空區(qū)內(nèi)充滿的積水沒有得到釋放，會(huì)造成掘巷圈面期間頂板軟化、局部頂板壓力增大、難以維護(hù)，嚴(yán)重影響著掘巷期間的安全生產(chǎn)，同時(shí)也大大增加了探放水工作的難度。
2 采空區(qū)積水量的估算
以某礦現(xiàn)采層5-2# 層6506、6508、6510工作面上覆5-1# 層6308 和6306 工作面采空區(qū)為例，積水水量的計(jì)算：
Q=KSh
式中：Q —采空區(qū)積水量，m3;
K—充水系數(shù)，取 20%;
h—工作面回采高度，m;
S—采空區(qū)面積，m2。
取K 值時(shí)，根據(jù)采空區(qū)年限的長短適當(dāng)增減。
根據(jù)歷年采空區(qū)水量計(jì)算經(jīng)驗(yàn)，K值取20%～25%。
6308工作面于2007年開采，采高h(yuǎn)=2.13m;6306工作面于2006 年開采，采高h(yuǎn)=2.3m。
根據(jù)煤層底板等高線及充水性圖分析，可預(yù)測(cè)出該采空區(qū)的積水線，并得出6308 采空區(qū)積水面積為S =10500.4m2，6306采空區(qū)積水面積為S=24530.4m2。
經(jīng)過調(diào)查分析得出，該采空區(qū)無其他大的補(bǔ)給水源，因此K 值取0.2，由Q=KSh 得出6308 采空區(qū)積水量Q=0.2×10 500.4×2.13=4 410.2m3，6306工作面采空區(qū)積水量Q=0.2×24530.4×2.3=11 284.0 m3。
5-1#層已采空多年，采空面積及積水量無法估算，只能在采掘期間執(zhí)行邊掘邊探，保證工作面安全生產(chǎn)。
3 探放水方案
為徹底解除對(duì)5-2# 層6506、6508、6510 工作面的威脅，在掘巷期間，該礦地測(cè)部門堅(jiān)持“有掘必探，有采必探”的原則，根據(jù)大礦采空區(qū)和小窯采空區(qū)充水條件、采空積水存在的幾何形態(tài)的不同，采取不同的探放方式。
(1)在對(duì)上覆5-1# 層6308、6306采空區(qū)積水，積水范圍基本清楚的情況下，放水孔應(yīng)盡量打在積水區(qū)域的最低點(diǎn)，有針對(duì)性地探放。
鉆孔的方位、傾角、斜長應(yīng)根據(jù)層間對(duì)應(yīng)關(guān)系確定。
以21108 巷向上覆6308工作面采空區(qū)所施工的1# 放水孔為例，1#設(shè)計(jì)放水孔開孔于21108巷低洼處，標(biāo)高為1034.75m，終孔位置位于5-1#層6308 采空區(qū)內(nèi)最低點(diǎn)，標(biāo)高為1047.0m。
由此可得出該處層間距為12.25m，同時(shí)由層間對(duì)應(yīng)關(guān)系得出1# 設(shè)計(jì)放水孔開孔位置和終孔位置的平距為53.8m，方位為90°，則由三角關(guān)系可計(jì)算出該放水孔的傾角θ=arctan(12.25/53.8)=11.3°。
(2)對(duì)鄰近煤礦采空區(qū)內(nèi)積水根據(jù)僅有的訪查圖紙，結(jié)合巷道排水能力，確定鉆孔個(gè)數(shù)。
為了充分放水，采取“先探后放、探放結(jié)合”技術(shù)，從預(yù)計(jì)積水區(qū)域最低點(diǎn)向積水區(qū)域最高點(diǎn)每隔一定距離打一組探水孔進(jìn)行密集性排查，根據(jù)各組探孔的出水、水壓情況，再采取擴(kuò)大孔徑進(jìn)行探放的方法。
4 實(shí)施過程
4.1 探放水設(shè)備
探水鉆機(jī)為TUX-75kW 型鉆機(jī)，配備鉆孔孔口控水裝置、固結(jié)套管，安裝閘閥，止水套管須在10m以上，安裝水壓、流量傳感器等儀器、儀表等。
4.2 排水系統(tǒng)
為了滿足此次探放水，在6506、6508、6510三個(gè)工作面兩順槽各配備1趟φ=133.3mm管路和2趟φ=66.7mm管路，12臺(tái)45kW水泵、6臺(tái)18.5kW水泵、10臺(tái)5.5kW水泵，在巷道低洼處構(gòu)建了8個(gè)臨時(shí)水倉和2個(gè)盤區(qū)水倉，并派專人負(fù)責(zé)排水全過程。
4.3 探放水期間的水量觀測(cè)
在放水期間，派專人進(jìn)行24 h 監(jiān)測(cè)，隨時(shí)統(tǒng)計(jì)放水量，檢驗(yàn)放水效果。
放水結(jié)束后寫出放水總結(jié)報(bào)告，分析放水量與預(yù)計(jì)的采空區(qū)積水量是否相符，積水是否徹底放完。
經(jīng)過統(tǒng)計(jì)，6506工作面共施工探放水孔48個(gè)，進(jìn)尺502m，放出6306、6308采空區(qū)水量7000m3，放出小窯水量21000m3，共計(jì)放出水量28000m3;6508工作面共施工放水孔35個(gè)，進(jìn)尺455m，共計(jì)放出水量11000m3。
這兩個(gè)面放水工作的順利完成，6510工作面共計(jì)施工的30個(gè)放水孔，通孔后基本無水。
采用此方法后，既解放了上覆采空積水下103萬t的煤炭儲(chǔ)量，又能減輕掘進(jìn)時(shí)頂板壓力，節(jié)約支護(hù)材料，贏得工作面搬家準(zhǔn)備時(shí)間，使6506、6510工作面在煤層薄、斷層多的情況下月平均回采進(jìn)度200m左右，從未受到上覆采空積水的影響，順利采完，為礦連續(xù)2a突破540萬t產(chǎn)量創(chuàng)造了前提條件。
5 結(jié)論
在掘進(jìn)期間采用“先探后放、探放結(jié)合”的先進(jìn)技術(shù)，尤其是對(duì)積水量大或積水范圍、積水量不清的上覆采空區(qū)積水超前探放，突破了在工作面圈出，排水系統(tǒng)健全的情況下，以放為主的傳統(tǒng)性放水做法，起到了有的放矢的效果，減少了許多盲目性探鉆工序和工作量，這尤其是對(duì)采空區(qū)近探近放具有很大的應(yīng)用空間，值得煤礦系統(tǒng)在礦井防治水工作中借鑒和推廣。
參考文獻(xiàn)：
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煤礦探放水專用閥應(yīng)用與實(shí)踐【2】
【摘 要】 將疏放水鉆孔孔口分為三部分：工作口、分流口、監(jiān)測(cè)口，解決鉆孔出水時(shí)孔口閘閥在鉆桿工作時(shí)不能關(guān)閉，以及由此造成的鉆場(chǎng)孔口操作環(huán)境惡劣、安全隱患多的問題。
通過管路將兩個(gè)鉆孔遠(yuǎn)距離孔口對(duì)接，形成全封閉管道系統(tǒng)，利用離心泵增壓或流水坡度自排將老塘水排離采面，避免巷道受到?jīng)_刷，避免發(fā)生水和水煤把巷道洼點(diǎn)淤死，造成通風(fēng)和人員通路斷絕。
【關(guān)鍵詞】 煤礦防治水 孔口三分控制理論 分流制動(dòng)閥 鍋底式放水
1 前言
綠水洞煤礦采掘工作面均按煤層走向布設(shè)，受地質(zhì)構(gòu)造的影響，工作面、巷道起伏不平，采后極易在老空，老巷低洼處形成積水，從幾十立方米到數(shù)萬立方米，對(duì)相鄰及下伏采掘工程構(gòu)成水患威脅。
而且受小煤礦盜采比較嚴(yán)重，形成的老窯積水對(duì)我礦造成了嚴(yán)重的水害威脅。
因此有計(jì)劃地按規(guī)程要求疏放積水，積極引進(jìn)采用新工藝新技術(shù)，提高疏放老塘水工程的經(jīng)濟(jì)性、安全性、可靠性，保證采面生產(chǎn)銜接便成為一項(xiàng)重要的工作。
2 概況
放水孔孔口標(biāo)高底于積水水底標(biāo)高或底于積水水面標(biāo)高，鉆孔傾角上仰，積水在重力作用下在孔口形成一定的靜壓力，并且能夠順鉆孔坡度自流排出孔口，這種情況我們稱之為鍋底式放水。
鍋底式放水在礦井探放水工作中是一種普遍現(xiàn)象。
理論上講，鍋底式放水本身就具有潛在的危險(xiǎn)性，條件具備時(shí)矸石、瓦斯、水流都有可能在孔口形成事故隱患，威脅在孔口操作工人的安全，孔口機(jī)電設(shè)備和操作人員在客觀上都處在被動(dòng)挨打的狀態(tài)。
并且多數(shù)綜采工作面疏放老塘水施工鉆窩位于采區(qū)內(nèi)部，在風(fēng)道、切眼、運(yùn)道沒有貫通前屬于獨(dú)頭巷道施工狀態(tài)，泄水、通風(fēng)、行人途經(jīng)的煤巷長度大，甚者可1達(dá)千米以上，且有坡度起伏，形成多處巷道積水洼點(diǎn)，不具備自流條件。
一旦有意外情況發(fā)生，就有可能會(huì)斷絕退路。
尤其在總積水量大，孔口水壓和流量較大時(shí)，一定要制定可靠安全措施來指導(dǎo)施工。
3 全封閉接力疏放老塘水方案
全封閉接力疏放老塘水技術(shù)的關(guān)鍵是孔口安裝分流制動(dòng)閥。
分流制動(dòng)閥能夠?qū)我坏你@孔孔口在功能上分為工作口、分流口、監(jiān)測(cè)口三部分，以適應(yīng)孔口操作的要求。
工作口的作用是鉆孔出水時(shí)，水不從工作口流出，而且鉆桿還可以串動(dòng)及轉(zhuǎn)動(dòng);分流口的作用是鉆孔出水時(shí)，水從分流口流出，而且可以聯(lián)接管路，水順管路流出;監(jiān)測(cè)口的作用是可以安上壓力表，觀測(cè)孔內(nèi)壓力，或者利用瓦斯比空氣及水輕的特點(diǎn)進(jìn)行液氣分離，從而引出瓦斯或直接監(jiān)測(cè)其濃度，也不排除瓦斯流量大時(shí)隨水同時(shí)由分流口混合排出的可能，但孔口工作區(qū)內(nèi)的現(xiàn)場(chǎng)操作工人和電器設(shè)備可免受瓦斯侵襲，如圖3-1所示。
4 原方案存在的安全威脅
假設(shè)鉆孔順利打透水體，安裝于直向孔口的控制閘閥(Z44T-10/DN100)在90m鉆桿外拉過中，因?yàn)殂@桿橫在中間頂住閥門閘板而不能關(guān)閉，對(duì)孔口外泄老塘水起不到控制作用。
可做如下估算：一般兩根鉆桿為一立根，其平均長度3.5m，需要用管鉗解鉆桿26次，每次解鉆桿用1min，則總共需要約30min的時(shí)間。
即30min內(nèi)有壓力的老塘水屬于放任自流、無法控制的狀態(tài)。
這情況足以在最洼點(diǎn)形成險(xiǎn)情，且?guī)r芯管及(肋骨)鉆頭在孔內(nèi)類似于油缸中的活塞，推斷在 0.6MPa的水壓作用下會(huì)向孔外竄出。
為了控制鉆桿竄出，通常在孔口安裝吊鉗以固定鉆桿，但是孔口吊鉗及松解鉆桿用的大叉和管鉗會(huì)導(dǎo)致孔口直射出的水流橫向飛濺，影響操作人員的視線，濕透衣服，惡化現(xiàn)場(chǎng)工作條件，或使電器設(shè)備因?yàn)槌睗穸鴮?dǎo)致供電中斷。
鉆桿拉出后如果孔內(nèi)發(fā)生堵塞，反復(fù)捅孔過程會(huì)重復(fù)上述不利于操作的危險(xiǎn)情況。
不能完全排除瓦斯隨老塘水涌出的情況，且鉆窩內(nèi)不易被風(fēng)流所稀釋。
塊狀、顆粒狀的碎矸石隨同老塘水一同從孔口噴出，同樣不利于施工人員孔口操作。
在以上這些情況下極易發(fā)生人身事故。
如果透水后不拉出孔內(nèi)鉆桿，而是在孔口解開，把孔內(nèi)鉆桿設(shè)法推回閘閥以里。
這種辦法在孔口流量大的情況下不宜也不易操作，加之鉆桿本身占用鉆孔截面，將縮小將近38%的過流斷面，不利于放水，不是長久辦法。
反復(fù)捅孔時(shí)鉆桿在孔內(nèi)不拉出，孔口開放，是一種不保險(xiǎn)狀態(tài)，在這里也是絕對(duì)禁止出現(xiàn)的情況。
外拉鉆具過程中因?yàn)楦鞣N原因突然停電，洼點(diǎn)處水泵停止排水，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、工具等突然出現(xiàn)故障而不能正常發(fā)揮作用，都是形成險(xiǎn)情的因素。
如果孔口流水不能直接引入管路，只能直接落地沿巷道順坡下流，沖刷巷道底煤。
由此導(dǎo)致部分棚腿懸空，甚者進(jìn)一步引發(fā)頂板冒落;皮帶架、溜槽懸空移位而不能正常工作運(yùn)轉(zhuǎn);洼點(diǎn)積水淤煤而斷絕通路。
另外鉆窩位于巷道下幫，鉆機(jī)下方是2～3m的底煤，經(jīng)孔內(nèi)泄水的沖擊，濺射，浸泡，使底煤松軟，現(xiàn)場(chǎng)成坑出溝，導(dǎo)致基礎(chǔ)不牢而使鉆機(jī)移位歪斜，引發(fā)現(xiàn)場(chǎng)施工操作停頓而無法控制孔內(nèi)鉆具。
有可能在較短的時(shí)間內(nèi)被老塘水及沖下的浮煤淤積封死，導(dǎo)致斷絕通風(fēng)、人員退路被切斷。
這是首要杜絕發(fā)生的情況。
斷續(xù)沖刷，淤積巷道，斷絕通風(fēng)的隱患仍沒有消除，事后巷道清理維護(hù)的工作量大，必須想辦法加以解決。
5 新方案施工效果
保證初次打透老塘水及外拉鉆具過程中孔內(nèi)泄水能被有效分流到專用管路中去。
即利用分流制動(dòng)閥將工作口與分流口分離，工作口負(fù)責(zé)支撐鉆桿旋轉(zhuǎn)和前后移動(dòng)并且密封孔內(nèi)老塘水不沿鉆桿由工作口向外泄出，影響操作人員及設(shè)備的工作范圍，分流口聯(lián)接管路負(fù)責(zé)控制老塘水排泄。
工作口利用42mm鉆桿及鉆桿接頭外徑一致特點(diǎn)，妥善解決鉆桿與巖芯管(鉆頭)外徑不一致的問題，能夠保證在整個(gè)施工過程中，孔內(nèi)泄水基本不落地自流或沖擊、濺射鉆窩內(nèi)的設(shè)備，管材，形成一個(gè)良好、安全的作業(yè)環(huán)境。
工作口能夠固定孔內(nèi)鉆桿或者控制孔內(nèi)鉆桿放出的速度，抵擋向外的沖力。
巖芯管及鉆頭撤離孔口時(shí)，分流制動(dòng)閥將立即瞬時(shí)自動(dòng)關(guān)閉工作口，老塘水則沿分流口和管路排走，省掉人為手動(dòng)關(guān)閉孔口控制閘閥的程序和時(shí)間。
一旦瓦斯隨老塘水涌出，利用分流制動(dòng)閥的監(jiān)測(cè)口進(jìn)行液氣分離或引出鉆窩利用便攜式瓦斯監(jiān)測(cè)儀監(jiān)測(cè)其濃度，并且被運(yùn)道風(fēng)流迅速稀釋。
還可以用監(jiān)測(cè)口監(jiān)測(cè)孔內(nèi)及管路的壓力。
監(jiān)測(cè)口為2英寸管螺紋。
現(xiàn)場(chǎng)施工操作人員不濕衣服，工作有條不紊，使煤巷不受不受沖刷破壞，不需要對(duì)該巷道進(jìn)行再次清理。
6 保障措施
(1)加強(qiáng)孔口控制，這是全封閉放水技術(shù)施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
在預(yù)計(jì)透點(diǎn)前20m時(shí)在孔口安裝分流制動(dòng)閥(FZ44T-10Q/DN100)，并且在孔口有鉆桿的情況下做整體耐壓實(shí)驗(yàn)，0.1MPa的壓力保持20min，確認(rèn)孔口管不動(dòng)周圍巖石不漏水，不沿鉆桿跑水方可認(rèn)為合格。
(2)加強(qiáng)對(duì)泥漿泵的管理，保證其額定的水壓水量，全封閉鉆進(jìn)時(shí)不能在孔口直接觀看沖洗液的返回情況，可利用分流口的除砂口進(jìn)行監(jiān)視。
防止水泵造假發(fā)生巖石燒住鉆頭的事故。
(3)初次打透老塘水或者事后捅孔時(shí)不要急于拉出鉆具，盡量利用鉆機(jī)使鉆桿在孔內(nèi)連續(xù)長時(shí)間轉(zhuǎn)動(dòng)和前后串動(dòng)，使老空透點(diǎn)附近的淤煤、矸石、雜物以粉末或顆粒狀態(tài)通過鉆孔與鉆桿之間的間隙，以便順利通過管路排出而不會(huì)卡塞管路，并且在透點(diǎn)附近基本形成比較穩(wěn)定的水源補(bǔ)給通路。
為保險(xiǎn)起見，分流口連接三通狀簡易攔砂除砂裝置，以保證管路暢通。
(4)為適應(yīng)工作口的要求，所用鉆桿兩端墩厚處的外徑不得大于43mm，且鉆桿不彎曲，截面不橢圓，接頭無銳角毛刺。
(5)適當(dāng)加大鉆機(jī)機(jī)底基木的有效作用面積，壓柱打?qū)嵚?lián)好，使鉆機(jī)立軸與鉆孔方向能長久保持一致。
(6)排水管路聯(lián)接牢固，并且懸掛順直無洼點(diǎn)，以利于排砂，分流制動(dòng)閥的分流口安裝閘閥以控制下游管路。
管路使用圓弧彎頭以減少管路內(nèi)的流動(dòng)阻力。
(7)如果在鉆窩附近安裝離心泵，可以在孔內(nèi)形成負(fù)壓，在下方管路增壓，而提高整個(gè)管路系統(tǒng)的排泄能力。
如果巷道沒有流水坡度，加泵增壓是非常必要的，或者是必不可少的一項(xiàng)環(huán)節(jié)。
這種情況類似于抽放瓦斯系統(tǒng)。
(8)巷道內(nèi)所有的電纜全部吊掛整齊，電器用木凳墊高，并將可能會(huì)淤積堵塞鉆孔孔口的雜物全部清理干凈。
(9)施工現(xiàn)場(chǎng)要安裝電話，能夠互相通話溝通情況，一旦有情況立即關(guān)閉鉆窩分流口處的閘閥，封閉孔口，并且與井上調(diào)度室及時(shí)聯(lián)系協(xié)調(diào)有關(guān)事宜。
(10)打透老塘水前要檢查所用設(shè)施，強(qiáng)化安全措施的落實(shí)，現(xiàn)場(chǎng)要有主管領(lǐng)導(dǎo)協(xié)調(diào)指揮。
7 結(jié)論
(1)疏放老塘水的目的就是為了回采安全，但疏放水施工本身安全也必須得到充分保證。
(2)泄水鉆孔因?yàn)轫肥㈦s物而堵塞是必然的，不堵塞是偶然的，必須有疏通鉆孔堵塞的準(zhǔn)備和措施，達(dá)到疏放必盡。
(3)通過采用新裝備新工藝來保證施工安全，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，改善施工作業(yè)環(huán)境。
8 推廣應(yīng)用前景
(1)孔口三分理論提出及分流制動(dòng)閥成功應(yīng)用使鉆孔全封閉探放老塘水技術(shù)成為現(xiàn)實(shí)。
(2)該技術(shù)經(jīng)適當(dāng)改動(dòng)后，對(duì)煤礦井下探放地層高壓水鉆孔施工有重要意義，全封閉探放高壓水鉆孔施工技術(shù)必將為受水患威脅的煤礦帶來巨大的安全和經(jīng)濟(jì)效益。
(3)該技術(shù)經(jīng)適當(dāng)改動(dòng)后，對(duì)定向水平長鉆孔瓦斯抽放工作的孔口控制有重要意義。
參考文獻(xiàn)：
[1]柴登榜.《礦井地質(zhì)工作手冊(cè)》北京：煤炭工業(yè)出版社，1981.
[2]能源部.《煤礦安全規(guī)程》北京：煤炭工業(yè)出版社，1992.
[3]楊源泉.《閥門設(shè)計(jì)手冊(cè)》北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992.
采空區(qū)探放水技術(shù)及防噴設(shè)施的應(yīng)用【3】
摘要：提高探放水技術(shù)、保證探放水設(shè)施的安全可靠，不但解決井下瓦斯帶給生產(chǎn)威脅，為建設(shè)高產(chǎn)、高效礦井提供條件，而且能夠創(chuàng)造巨大經(jīng)濟(jì)效益，我們通過對(duì)采空區(qū)探放水高位探放鉆孔技術(shù)及鉆孔防噴裝置的研制與應(yīng)用，針對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件下探放空區(qū)積水及其防治取得很好的效果。
關(guān)鍵詞： 斷層、水害防治、地表水、灌漿
我國煤礦多為井工開采，受地質(zhì)條件和煤礦開采歷史等客觀因素的影響，我國煤礦水文地質(zhì)條件極為復(fù)雜，無論是受水威脅的面積、類型，還是水害威脅的嚴(yán)重程度，都是世界罕見的。
地表水、老空水、沖積層水、底板水等各種類型的水害樣樣俱全。
各區(qū)域礦井均存在不同類型水害的威脅，隨著煤礦采深的加大和大量小煤礦關(guān)閉后形成的積水，煤礦開采的水文地質(zhì)條件越來越復(fù)雜，也使得水害治理難度越來越大。
2010年3月1日，內(nèi)蒙神華烏海能源有限公司駱駝山煤礦發(fā)生透水事故，31人被困，1人死亡。
2010年3月28日，中煤集團(tuán)山西臨汾碟子溝項(xiàng)目部施工的王家?guī)X礦發(fā)生透水事故，死亡38人。
煤礦水害事故的頻繁發(fā)生，給人民生命和國家財(cái)產(chǎn)造成了嚴(yán)重?fù)p失，煤礦水害已成為影響安全生產(chǎn)的重大問題之一。
我國煤礦水害雖然嚴(yán)重，但水災(zāi)事故的發(fā)生，也是可以預(yù)防和治理的。
在黨和政府的領(lǐng)導(dǎo)下，針對(duì)我國煤礦水文地質(zhì)復(fù)雜和煤礦水害事故頻發(fā)的實(shí)際情況，認(rèn)真總結(jié)各方面教訓(xùn)、歸納提煉各地成功經(jīng)驗(yàn)、組織專家廣泛論證基礎(chǔ)上，提出了煤礦水害防治“預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，有疑必探，先探后掘，先治后采”的十六字原則和“防、堵、疏、排、截”五項(xiàng)綜合治理措施。
“十六字”原則和“五項(xiàng)”措施，使我們對(duì)煤礦水害防治規(guī)律性認(rèn)識(shí)的深化，在水害治理方面做了大量工作，取得了一定的成效，積累了比較豐富的經(jīng)驗(yàn)。
龍煤礦業(yè)集團(tuán)鶴崗分公司位于黑龍江省鶴崗市南部，隨著煤礦采深的加大和大量小煤礦關(guān)閉后形成的積水，受老窯水嚴(yán)重威脅的數(shù)量較多，突水事故頻頻發(fā)生，加強(qiáng)采空區(qū)探放水工作的重要性呈顯出來。
提高探放水技術(shù)、保證探放水設(shè)施的安全可靠是我們控制水害的一項(xiàng)重要課題。
通過三水平南21層三四區(qū)三段向采空區(qū)幾次探放水的實(shí)踐，我們?nèi)〉煤芎玫男Ч?/p>
1、工作面概況
本工作面位于三水平南21層三四區(qū)三段， 西自三水平南21層三四區(qū)二段底分層機(jī)道，東至F13斷層，北自切眼，南至三水平南21層三四區(qū)機(jī)軌道上山保護(hù)煤柱為界，工作面走向長275米，傾斜長62米。
本工作面西部二段有兩個(gè)采空區(qū)，南部由255隊(duì)于2008年回采完畢，北部由綜采一隊(duì)1999年采完。
由于21層屬Ⅰ類發(fā)火煤層，發(fā)火期為10個(gè)月，采空區(qū)回采結(jié)束后全部進(jìn)行灌漿。
2、探放水施工工藝
該區(qū)二段北部由綜采一隊(duì)1999年回采，共采出兩個(gè)分層，采空區(qū)受采后灌漿影響，存在積水，預(yù)計(jì)積水量12000 m3，與三段軌道煤柱10米左右。
三段回采時(shí)，與二段空區(qū)采透后，易造成潰水，需打鉆進(jìn)行探放水。
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在三段軌道抽放窩子內(nèi)布置1號(hào)鉆孔，向二段機(jī)道底板施工。
1號(hào)鉆孔打透后，出水量約300 m3/小時(shí)，由于鉆孔布置的透點(diǎn)在二段空區(qū)的底板，空區(qū)內(nèi)出水后，采空區(qū)的浮煤將鉆孔淤阻住，水無法放出。
約6個(gè)小時(shí)后，鉆孔內(nèi)出水量逐漸減小后停止，鉆孔出水量約2000m3 。
由于孔口未加防突水裝置，探水鉆孔打透后，大量積水由鉆孔涌出，將孔口沖壞，水量無法控制，險(xiǎn)些造成重大事故。
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經(jīng)研究和對(duì)照有關(guān)資料，該空區(qū)內(nèi)預(yù)計(jì)積水量還有10000m3以上。
針對(duì)這一情況，提出了打高位鉆孔的方法，在三段軌道抽放窩子內(nèi)另布置2號(hào)鉆孔，鉆孔透點(diǎn)在二段空區(qū)頂板的冒落帶內(nèi)，在開孔孔口位置安裝一個(gè)防噴裝置可以控制放水，鉆孔打透后，出水量約180m3/小時(shí)，利用防噴裝置控制防水，接疏水管路將水排至大巷內(nèi)，經(jīng)46小時(shí)的連續(xù)控制放水，共放出積水約8000m3。
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向二段機(jī)道底板施工3號(hào)鉆孔，將2號(hào)鉆孔沒有放出的積水放凈。
在開孔位置安裝一個(gè)防噴裝置可以控制放水，鉆孔打透后，出水量約160m3/小時(shí)，利用防噴裝置控制防水，接疏水管路將水排至大巷內(nèi)，經(jīng)8小時(shí)的連續(xù)控制放水后出水量逐漸減小至停止，共放出積水約1500m3。
3、高位鉆孔探放水的原理及防噴裝置的應(yīng)用
①高位鉆孔的應(yīng)用原理：通過初次的鉆孔出水情況，鉆孔透點(diǎn)布置在采空區(qū)的底板上，浮貨和空區(qū)的矸石經(jīng)水帶動(dòng)，極易將鉆孔封堵、淤嚴(yán)，造成積水無法放出。
將鉆孔角度抬高，透點(diǎn)布置在采空區(qū)頂板的冒落巖石內(nèi)，鉆孔入口的巖石受上部重壓影響，不能活動(dòng)，給鉆孔口形成了一個(gè)“篩子”，從而保證了鉆孔口的暢通，積水通過冒落巖石進(jìn)入鉆孔，將積水順利放出。
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以往，打鉆探放采空區(qū)積水，采用先開鉆孔、下套管，再在套管外安裝閥門的方法鉆進(jìn)。
當(dāng)采空區(qū)內(nèi)水壓大時(shí)，鉆孔鉆透后，出水量過大，從孔壁往外噴水，無法將鉆桿退出或退鉆桿過程中無法控制水量，造成巷道沖毀或巷道水封。
針對(duì)這一問題，我礦技術(shù)人員經(jīng)過反復(fù)的研究、試驗(yàn)，研制出了一套防噴裝置，通過在該區(qū)的使用取得成功，并形成一套探放水施工方案，在我礦其它采區(qū)進(jìn)行了推廣、應(yīng)用。
其應(yīng)用原理：
�、畔扔�133cm有巖鉆頭按設(shè)計(jì)方位、角度開孔、安裝套管并封孔;
�、圃谔坠芡獍惭b閥門1(全部打開)，將4寸三通接在發(fā)門上，再在三通外口接防噴裝置，三通的下口接閥門2并打開，打鉆時(shí)，鉆孔內(nèi)鉆粉與水從閥門2排出;
⑶將帶有94cm鉆頭的鉆桿穿入防噴裝置與套管內(nèi)后，將防噴裝置內(nèi)纏好盤根;
�、扔门涮茁萁z緊固防噴裝置，用來擠壓盤根增加密封性;
�、砷_鉆正常鉆進(jìn)至透點(diǎn)出水后，關(guān)閉閥門2，鉆孔內(nèi)不在出水;
�、收Ｍ算@，將鉆桿與鉆頭全部退至閥門1外后，關(guān)閉閥門1，卸下閥門外所有裝置，將預(yù)先設(shè)號(hào)的疏水管路接在閥門1上，打開閥門1將水引出排出。
4、結(jié)束語
通過該面的探放水實(shí)踐，將高位鉆孔與防噴裝置在全礦推廣，現(xiàn)已在我礦成功探放水7次，今后將在集團(tuán)分公司繼續(xù)推廣應(yīng)用，對(duì)今后有的煤礦采空區(qū)探放水工作有一定的指導(dǎo)意義，避免突水事故發(fā)生。
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