摘要:水害是煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)管理領(lǐng)域水、火、瓦斯、煤塵、頂板五大自然災(zāi)害之一,容易發(fā)生重大人身傷亡和經(jīng)濟損失事故。通過對采區(qū)上山煤柱區(qū)域防治水實施科學(xué)的、前瞻的安全性評價,提前摸清現(xiàn)場水文地質(zhì)狀況,因地制宜精準(zhǔn)施策,對于保障采掘期間的安全生產(chǎn)發(fā)揮了“晴雨表”和“指揮棒”的作用。
關(guān)鍵詞:采區(qū)上山 先探后掘 防治水評價
一、工作面概況
龍礦集團梁家煤礦2218工作面布置在煤2二采區(qū)三條上山保護煤柱區(qū)域,工作面位于北傾斷層F27以南;煤2二釆區(qū)西翼各工作面采空區(qū)以東,煤2二釆區(qū)東翼各工作面采空區(qū)以西;其上部西側(cè)鄰近煤1油2層的1106、1108工作面采空區(qū),其工作面南部上方為1110工作面采空區(qū)。
二、地質(zhì)構(gòu)造情況
2.1煤層賦存
本區(qū)煤巖層為整體單斜構(gòu)造,走向近北東向,煤層南傾6~13°,受斷層及煤4采動影響,煤層產(chǎn)狀變化較大,煤柱附近兩側(cè)40m范圍內(nèi),預(yù)計下沉量1.5~2.0 m,正常采空區(qū)影響區(qū)預(yù)計下沉量6.0m 。工作面煤層平均4.02m,最厚為4.40m,最薄為3.48m。2218工作面煤層直接頂為含油泥巖,灰褐色、層理明顯,厚度11.44 m,抗壓強度27.45MPa。
2.2斷層構(gòu)造
本區(qū)煤巖層為整體單斜構(gòu)造,走向近北東向,煤層南傾6~13°,受斷層及煤4層工作面采動影響,煤層產(chǎn)狀變化較大。斷層構(gòu)造為本區(qū)主要構(gòu)造形式,斷層均為正斷層,其走向整體為近東西向。北傾斷層3條,其中F27、F19為區(qū)域大斷層,另一條為大斷層的派生斷層,斷層發(fā)育形態(tài)和落差已控制;南傾斷層15條,落差均小于5m。
三、工作面區(qū)域水文地質(zhì)情況及安全性評價
3.1含水層
2218工作面上覆煤系含水層主要有泥灰?guī)r、泥巖與泥灰?guī)r互層及煤1油2,影響工作面掘進的主要含水層為煤1油2。煤2裂隙發(fā)育,局部含裂隙水,煤2底板砂巖為含水層,掘進時可能有出水現(xiàn)象。
3.2采空區(qū)
3.2.1上部煤1層采空區(qū)
該區(qū)域上部為煤1層1110、1106、1108工作面采空區(qū)。
(1)1110工作面采空區(qū)積水情況
1110工作面采空區(qū)積水面積6800m2,積水量600m3,積水標(biāo)高-425~-432.6m,該工作面老空積水西頭與煤2二采軌道上山已裂隙導(dǎo)通,積水自二采軌道密閉流出,無壓力水流,出水量2.5m3/h±2218運輸巷施工至1110工作面采空區(qū)積水區(qū)探水線位置時,預(yù)計2218運輸巷底板與1110老空積水將形成35米的壓力水頭。
(2)1108工作面采空區(qū)積水情況
1108工作面采空區(qū)積水面積42056m2,積水量6700m3,積水標(biāo)高-393.7~-367m,1108下順與煤1一采皮帶上山立交處有滲水現(xiàn)象。
3.2.2煤2二采區(qū)內(nèi)臨近采空區(qū)
該區(qū)域東部臨近2204、2206、2208、2210、2212、2216工作面老空區(qū),西部臨近2201(上)、2201、2203、2205、2207、2209工作面老空區(qū),其中2209、2216工作面老空區(qū)內(nèi)有積水,積水位置、標(biāo)高、積水量等清楚。
(1)2209工作面采空區(qū)積水情況
2209工作面采空區(qū)積水面積17847m2,積水量5000m3,積水標(biāo)高-441~-427m,該工作面老空積水西頭與2211工作面以裂隙導(dǎo)通,2211下順密閉出水無壓力水流,出水量1m3/h±。
2218材料巷施工至2209工作面采空區(qū)積水區(qū)探水線位置時,預(yù)計2218材料巷底板與2209老空積水將形成22米的壓力水頭。
(2)2216工作面采空區(qū)積水情況
2216工作面采空區(qū)積水面積8406m2,積水量1100m3,積水標(biāo)高-452.1~-444.5m,該工作面下順密閉出水,無壓力水流,主要為密閉噴體裂隙滲流,出水量1m3/h±。
2218運輸巷施工至2216工作面采空區(qū)積水區(qū)探水線位置時,預(yù)計2218運輸巷底板與2216老空積水將形成13米的壓力水頭。
3.2.3下部煤4層采空區(qū)
2218工作面下方為煤4的4218工作面采空區(qū),采空區(qū)內(nèi)有積水,煤2底板至煤44-1底板間距為87.32m(最小間距78.27m),分析認(rèn)為4218采空區(qū)積水對2218工作面采掘無影響。
3.3老巷
工作面順槽及切眼掘進施工預(yù)計貫通23條老巷,調(diào)查分析認(rèn)為老巷內(nèi)基本無積水,但個別老巷低洼處可能會有少量積水;兩密閉之間的老巷封閉期間有過注漿,掘進揭露該段老巷時可能會有注漿漿液未完全凝固,漿液外流。
3.4鉆孔
工作面及附近有2-1、9-1、3-35鉆孔,均為封孔合格鉆孔,9-1鉆孔在2212上順聯(lián)絡(luò)巷施工期間已通過,無出水現(xiàn)象,分析認(rèn)為鉆孔對工作面采掘無影響。
3.5水量預(yù)計
預(yù)計工作面采掘過程中正常涌水量5m3/h,最大涌水量30m3/h。涌水量預(yù)計方法采用比擬法綜合分析確定。
四、工作面防治水安全措施
4.1巷道掘進期間和探放水施工前應(yīng)及時完善巷道排水系統(tǒng),上下順安裝潛水泵和管徑不小于DN100mm的排水管路,排水系統(tǒng)能力滿足最大涌水的1.5倍要求。
4.2掘進巷道施工至2209、2216、1108、1110等工作面積水區(qū)的探水線之前要對其工作面積水進行探放水工作,待積水放完后再進行施工。
4.3在揭露老巷過程中要首先對老巷進行超前探測,減少一次揭露老巷的長度,防止大量漿液突然涌入工作面。
4.4堅持“有疑必探,先探后掘”的原則,及時進行鉆探工作,保證掘進施工期間的防治水安全。
4.5加強防治水安全培訓(xùn),全員掌握突水征兆及水害避災(zāi)等相關(guān)知識。
作者簡介:
張俊強(1960.10),男,山東沂水人,本科,研究方向:煤礦安全,龍口礦業(yè)集團有限公司梁家煤礦安監(jiān)處長、安全總監(jiān),畢業(yè)于山東科技大學(xué)采礦工程專業(yè),工程師,注冊安全工程師。