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32201综采面过富水区采取的措施及经验

【阿里巴巴冶金】

[摘要]简略介绍了富水区概况,地测采用的疏、放、排、堵办法,重点介绍了矿方在过富水区采用的重要技能办法及取得的经验,为矿内及矿区以后工作面过富水区有必定的引导意义及推广价值。

[要害词]综采工作面;富水区;办法;经验补连塔煤矿32201面是二采区开采的第一个工作面,补连塔煤矿32201工作面从2004年8月1日开端过补连沟、富水区,到10月1日整个收场,历时两个月,其中过补连沟工作面推动410m,过富水区推动646m,由于采用办法得当,安全顺利地通过了补连沟及富水区。

1 富水区概况

32201工作面属于2-2煤首采工作面,工作面沿走向部署,工作面俯采地段较多,回风顺槽比运输顺槽高差低4~5m。工作面在补连沟地段(距回撤通道1200~1800m处)上覆岩层由于受古冲沟影响,基岩厚度变薄为65m,上覆松散层厚度55m左右,含水层厚度28m,其中沙砾石层厚度16m,沙拉乌素组沙层12m,当时预计净储量120万m3,在推采期间经过抽放水仍有12万m3,采空区冒后进,预计最大涌水量360m3/h。

2 32201井下、地面疏放水工程情形

2.1井下排水工程

井下泄水巷工程共施工1036.2m(包含泄水巷联巷、调车硐室),容量为157m3的水仓3个,容量为135m3的水仓5个,容量为50m3的水仓3个,1#强排泄水巷57.1m,2#强排泄水巷21m,1#强排过滤体系套,泄水巷段锚索支护813套,另外包含部分水沟、水涡、清淤、垫路、调顶、起底、放炮找探放水孔等零碎工程。回风顺槽铺设3趟排水管,一趟219铁管、一趟200PE管、一趟160PE管,部署4个水仓;其中1#水仓、3#水仓内辨别配备型号为MD280-43X3(流量为280m3/h)的离心泵1台,两水仓内备用1台流量为200m3/h潜水泵各1台;

回风顺槽2#水仓、4#水仓辨别配备型号为MD155-30X5(流量为155m3/h)的离心泵2台,另外两水仓内辨别备用1台流量为200m3/h潜水泵各1台。运输顺槽铺设一趟200PE管,3个水仓;其中6#水仓、7#水仓内辨别配备型号为/MD280-43X3(流量为280m3/h)的离心泵各1台,两水仓内备用1台流量为200m3/h潜水泵各1台,5#水仓内配备型号为MD155-30X4(流量为155m/h)的离心泵1台,备用流量为200m3/h潜水泵。工作面及顺槽水窝内配备型号为KGQ50-50-37(流量为50m/h)的潜水泵10台(备用10台),工作面部署两趟110PE排水管。 32201回顺铺设一趟110PE排水管,32202回顺铺设一趟110PE排水管,用于顺槽沿线排水。

2.2地面排水工程

2.2.1探放水施工

为了保证工作面的安全生产,在31301运顺在21~29#联络巷之间共施工15个探水孔;在32201回顺距现回撤通道1350~1830m的地位部署10个探水孔,共计施工25个探水孔。后又在01回顺泄水巷施工17个探水孔,先后共施工探水孔42个。

2.2.2强排孔施工

在补连沟32201工作面回风顺槽和32202工作面回风顺槽各施工1个强排孔强排孔1、强排孔2,将工作面采空区积水和工作面涌水直接排出地面,经补连沟径流流走。

强排孔水仓施工:为保证强排孔排水,在两顺槽低洼处所施工排水水仓,回风顺槽在距回撤通道1969m地位施工1#强排水仓,运输顺槽在33联巷地位施工2#强排水仓,两水仓规格5*7*4.5m,水仓容积为157m3,并且施工水仓过滤体系。强排孔联巷施工:回风顺槽联巷长度55m,巷道宽度4.5m,高度3.6m,向下倾角6°。运顺顺槽联巷长度20m,巷道宽度4.5m,高度3.6m,沿巷道底板掘进。水泵、管路配备:两个强排孔配备2台潜水泵(其中1#强排泵W=220KW,H=180H,Q=320m3/h,2#强排泵W=160KW,H=180H,Q=220m3/h,备用2台),铺设两趟200PE排水管,总长度3000m。

2.2.3地面水文孔施工

在薄基岩强富水区域中部和工作面切眼区域各部署1个水文孔Sk28、Sk29;Sk28号水文孔应加快抽水实验进度,获取水文地质参数后,该孔做为工作面长期的水文察看孔。

2.2.4地面群孔、直通孔施工

为了确保工作面上方静水储量的大批疏放,在32201、32202工作面对应地面共施工19个抽水井,将潜水抽至补连沟,径流流出二盘区。

另外施工3个直通孔直接从地面通到01工作面两顺槽,砂层潜水直接从井下排出。相应施工水仓3个,水仓规格5*5*2m,容积为50m3。

2.2.5地面明渠施工

为解决地面补连沟水库地表径流补给工作面,采用如下计划:将拦河大坝挖开一个泄洪口,泄洪口上宽30m,下部宽度10m,坝高15m,泄洪口下部厚度40m,上部厚度8m,泄洪口坡度30°,动用土方8304m3。明渠宽度4m,高度1m,在明渠底部铺设防水布,防止雨季明渠内的洪水通过钻孔或采空区裂隙进入工作面

3 32201工作面疏放水情形

32201工作面井下探放水工程从2004年4月1日开端打钻探水,到5月20日累计完成探放水孔25个,探放水排泄量到达60m3/h以上;7月1日又依据地表富水区水位散布情形,在32201回顺泄水巷施工探放水孔,到7月11日共施工探放水孔17个,井下所有探放水孔泄水量到达165m3/h,此后井下探放水孔泄水量稳固在130~150m3/h之间。地面抽水井从2004年4月6日开端抽水,到4月12日,地面水井完成13个,排水量已到达187m3/h,到7月13日地面抽水井共完成21个,此后地面抽水量稳固在150~230m3/h之间。

井下、地面泄水量从2004年月6日开端到达306m3/h,到7月12日最高峰到达367m3/h,此后泄水量逐渐减少,到9月4日,泄水量减少到188m3/h,井高下疏放水量到达943690m3,9月6日地面8#、11#、16#、17#、21#水井已经位于采空区上方,到9月24日,井高下疏放水量可达1022303m3,其中井下泄水孔累计泄水量434748.3m3,地面抽水井累计抽水量587554.8m3,采空区含水层水位平均累计降落6.8m,剩余含水层厚度4.16m。

过富水区工作面涌水情形,由于采用办法得当,工作面在过富水区期间采空区基础没有涌水,只是在工作面俯采时采空区有20~30m3/h的涌水,工作面回采基础没有受影响。

随着工作面的推动,采空区低洼处水量在逐渐增添,到2004年8月20日,靠近补连沟的45联络巷水量增添对比显明,目前疏放水量在50m3/h左右,1#强排的排水量在30.40m3/h左右,59#、62#联巷涌水量在10~20m3/h,01工作面采空区涌水量在100m3/h左右。

4 公司协助矿上采用办法

团体、神东公司都十分器重补连塔煤矿过富水区,明白了分工,地面工程重要以地测为主,井下重要以矿上为主,井高下互相配合,在筹备阶段每周由总工程师牵头召开防治水例会,在8月洪水高峰期间,公司专门派驻了以赵永峰副总工程师为首有生产部、科技中心、安监局加入的防治水指导小组,亲自和谐组织抢险,在抢险期间王总经理、翟桂武副总经理、王计生副总工程师、呼风云总经理助理等指导都曾亲临现场指挥,以雷亚军为班长的全部补连塔煤矿指导都能靠前指挥,不斟酌分工,一遇上大雨洪水都同冲在前面,身先士卒,扛沙包挖地沟,封堵裂痕,矿内共抽调人员400人次,兄弟单位马家塔露天矿也及时调配人员200人次,保证了堤坝的安全防止了地面水的下泄。供电处为强排泵架设了专用供电线路保证了正常供电,地测公司在地面打了21个抽水井,矿方协助在井下两顺槽打了42个探放水孔,地面下设了2个强排水泵,地测协助矿上铺设了2000m管路,地测在01面上方铺设了导水明渠,保证了防治水整体运行。

5 矿方采用的重要技能办法

(1)依据两顺槽运顺高于回顺的特性,及时调解了工作面倾斜角度,将工作面内积水从运顺方向流向回顺,保证了工作面内不积水。

(2)在调解历程中,煤机司机要随时察看采面顶煤情形,发明顶煤变薄段要即时移架,超前拉架,增强顺槽支护,防止工作面漏矸及两顺槽冒顶。

(3)将工作面运顺、回顺口端头架同煤壁间煤泥清算洁净,让采空区积水流向运顺、回顺巷内,防止在俯采时水进入工作面。

(4)合理操纵采高,将采高操纵在4.0m以下,防止裂隙带同水体导通。

(5)依据现场察看将采高操纵到4.0m已内,基岩厚度为65m情形下,地表最太下沉量在3.0m的情形下,水体不会下泄,水体除了同“三带”有关系外,同在砾石层下2m隔水层泥岩有很大关系,防治水除了钻研“三带”外,要增强岩土取样与渗透性钻研,将钻研的范畴扩张。

(6)加快推动速度虽然不能转变老顶垮落步距“三带”冒落特征,但它能够转变光阴下沉量,减小老顶裂隙宽度变革光阴,加快老顶二次整合,对防止水的下泄起到一声的作用。

(7)顶板的破断导致地表快速下沉(最大下沉3.0m),地表下沉速度随基础顶周期性破断而显现跳越性变革。从地表岩移观测成果,验证了上述论点。地表层起着消化老顶破断非均匀下沉的作用,表土越薄老顶对地表下沉的影响越明显,在富水区由于有含水层地表厚度大,削弱了下沉的速度,地表厚度大也是一种好的现象。

(8)再联合通过地面水井水量由下降到回升的变革情形,印证了钱鸣高在专家论坛上讲的理论,为矿区以后水源维护“绿色煤碳”“开采供应技能根据,是很好的一次水源维护例证。

(9)依据综掘机对地比压小,前进后退不易碾压煤层底板特性,在施工泄水巷时,掘进沿煤层底板掘进,保证了泄水巷底板低于回顺掘进底板,积水从回顺泄到泄水巷内。

(10)为了防止采空区水倒灌采面,除了应用1#强排下降采空区水位外,还在采空区泄水巷内铺设管路,设置水泵,保证了采空区水位降落。

(11)依据在泄水巷内需滞后采面进行排水请求,对泄水巷除了进行锚杆支护外,还进行了锚索支护,保证了滞后采面采空区泄水巷安全。

(12)通风人员进行瓦斯检测,保证了泄水巷内排水人员的安全。

(13)依据富水区的特性在井下运顺、回顺、泄水巷内共部署了42个探放水孔,本着“有疑必探,先疏后采”的原则,共计放水43万m3,保证了开采的安全。

(14)在附近采空区巷道密闭的返水孔处设置水仓,将采空区流出的水应用巷道内管路泵排出,有效地下降了采空区水位的增高。

(15)依据综采推动度每天作了推动报表,将推过泄水巷长度、剩余长度、水井、探放水孔泄水、强排水泵抽水情形整个统计出来,为矿、公司指导供应决策根据。

(16)地测站指定人员对井下工作面、泄水巷、采后密闭、探放孔水涌水量进行测量上报,保证随时能够检测水量变革,为安全通过富水区供应技能保障。

(17)在部署32201面时,依据2211工作面经验,将回顺部署于低洼处,将运顺部署在高处,运顺采纳双巷掘进,由连采机留底煤掘进;回顺采纳单巷,采纳综掘机,对富水区段又增补了泄水巷,保证32201面开采的合理性、经济性。

(18)在32201面推动中,对回顺密闭进行了放水,保证一侧02面正常推采,通过放水下降了01面水位,为安全推动建立了条件。

(19)在回顺巷内铺设了3趟管路,3趟管路即可直排又可通过阀门进入中间接力水仓,保证回顺排水可靠性与机动性。

(20)在回顺内依据地势设置了4个,在运顺设置了3个135m3以上水仓,保证了水仓的储水量,同时在水仓设计上斟酌了泥沙沉淀与清淤。

(21)除了在7个水仓内设置离心泵外还设置了潜水泵,保证了泵体排水的可靠性。

(22)1#强排水仓部署在采面后侧50m外,保证在采后侧方岩石、地表移动不会影响到水泵管路安全。

(23)在采面铺设2趟PVC管路,在采面设置2台37KW水泵及若干小水泵,防止了水患构成采面要挟。

(24)为了保证供电可靠性,在2条顺槽铺设了专用电缆,安设了专用移动变压器,保证泵的安全可靠运行。

(25)地面1#强排由于在地面操作,出水口又在300m以外,斟酌到操作者的艰难,矿里在1#强排立管处设置出水阀门,电机操纵采纳欠载维护体系来进行抽水,在泵的运行期间没有呈现毁坏泵的现象,保证了抽水的装备安全。

(26)在二采区设计时专门新建了1个储水量在6000m3,排水才能在1000m3/h临时水仓,铺设了两趟2000m、φ300mm管路,管路直接通到地面排洪沟,减轻了井下中央水仓的压力,由于水仓建在2#煤中同中央水仓相比节俭了排水电费。

(27)除了应用新建临时水仓进行排水外,还可以应用三通、管路将水打到1055大巷、中央水仓作为应急预案。

(28)地面应用2000年新建的原筛选厂到氧化塘的排洪沟作为排水通道,使得井高下排水才能进一步加强。(29)依据过富水区光阴、雨季、地表塌陷情形,矿内组织人员对地表进行及时回填,防止地表水下泄,以免增添井下排水包袱。

(30)另外还制订了详细的防治水计划及应急预案。

6 过富水区取得的经验

此次过富水区筹备工作对比充沛,井下地面疏放水工程从3月份开端施工,从地面抽水井、明渠施工到井下探水孔以及井下泄水巷的施工、排水体系的完成,而且制订了切实可行的排水计划和应急预案,作了大批的筹备工作,确保32201工作面安全、顺利地通过了富水区。同时也给补连煤矿今后过富水区积聚了可贵的经验。取得的经验有:

(1)强排孔的使用有效下降了采空区的水位,由于1#强排位于01回顺最低点,当工作面推过1#强排后,采空区积水基础通过1#强排排走,有效地制止了采空区积水进入工作面;1#强排投用以来截至9月30日,累计排水量3.2万m3,而且在回采二盘区02、03面仍然对采空区的降水起很大的作用。

(2)探放水孔施工起到了分流的作用从开端探放水到9月底,探放水孔累计放水量434748.3m3,有效下降潜水含水层的水位,尤其是01回顺泄水巷及02回顺的探放水孔,在进入采空区后仍然连续放水,必定水平上对采空区下渗水起到分流的作用。

(3)工作面快速推动甩开采空区含水层下渗水由于富水区上覆基岩的厚度在60~70m,采空区下渗水有必定的历程,由于采高的下降,加快了工作面推动速度,在过富水区期间,01工作面平均日推动度20m左右,这样工作面及时甩开了采空区下渗水,目前采空区积水通过1#强排、45联巷、31联巷水泵排出,排水量约100m3/h。下降工作面采高,减小采空区裂隙,有效地制止沙层潜水的下渗。在过富水区期间,01工作面降到3.6~3.8m,由于采高的下降,减小了顶板岩石垮落的裂隙,再加上顶板泥岩的阻隔作用,有效下降了含水层潜水的下渗速度,从地面采空区抽水井察看情形看,每天抽水井水位的降落量1~2cm,阐明水位降落量对比小。

(5)从采面顺槽的部署、掘进,临时水仓的新建,管路的配置,泵体的选型都斟酌到了防治水的问题。

(6)本次过富水区本来所有计划制订以排为主,然而依据推采成果,随着老顶破断,该区域内地下水形成降落漏斗,下去的水觉得对比大,事实却很小,除了同前面提到的“三带”关系外,同推动速度有很大关系,它对地下水的影响抉择于漏斗形成与消散的光阴,除了钻研溃沙、溃水“三带”外,还要钻研保水“三带”。

(7)对采空区已有钻孔采纳“窥视镜”或重新打钻方法进行“三带”判断,再依据“三下采煤”理论对冒顶带、裂隙带、下沉带进行重新较核盘算,提出本井田“三下”采煤理论或将该项目深刻钻研列为2005年公司科研项目。通过实践75m的薄基岩不会造成溃水、溃沙要挟,矿觉得55m分界线,对于不同开采高度应盘算不同影响范畴,地测公司应对补连塔煤矿、大柳塔煤矿“三带”进行深刻总结,为以后开采供应理论根据。

(8)防治水是一个体系工程,特殊是像补连塔这样大的富水区没有指导器重各部门的配合义务是完不成的,须要地测、生产、动力、供给、供电、通风各方面配合。

7 过富水区费用统计

(1)在2002年12月提出报告后,矿里依据情形进行调解队伍,增掘巷道硐室、水窝、对一些巷道进行补强支护,破费矿务工程费用200万元。

(2)公司和谐生产部、动力部、盘算部、物资供给及时调解盘算增补管线、缆线、高压衔接器、阀门、三通、开关、移变、水泵等破费752万元,加上安装费用共计805万元。

(3)地测公司在地面、井下打抽放水孔,铺设地面抽放水管路安装水泵,修路、青赔,修建地面明渠共计破费420万元。本次过富水区共破费1425万元。其中井下的排水、电气、装备、管路等整个可以复用,另外地面排水除了打钻工程、护管外,其余的排水设施均可以复用,可复用的费用约为800万元,不可复用的费用约625万元。

[作者简介]罗文,(1968-),男,内蒙古凉城人,硕士,高档工程师。现任神华团体神东公司补连塔煤矿总工程师