旗山煤矿“2?6”突水灾害次生水害的防治

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【摘 要】旗山煤矿-700m西二采区老空水是“2·6突水”灾害的衍生物，处理不当极易引起次生灾害。在施工长孔疏水没有达到预期效果的情况下，根据实际情况，调整钻场，安全、有效地疏放了-700m西二采区老空水，为矿井早日复产奠定了基础。

【关键词】“2·6”突水；次生灾害；老空水疏放；经验教训

1 水文地质条件分析

旗山煤矿-700m西二采区位于井田北部，北邻潘家庵井田，边界煤柱40～70m；西与权台煤矿相邻，边界煤柱40m。该采区开采下石盒子组3煤，煤厚4.5m，工作面标高-700～-790m，整体构造形态为一向斜褶曲，综放工艺，于2009年6月采区回采结束，回采过程中主要充水因素为顶板砂岩裂隙水，顶板淋水量最大为17m3/h。

2010年2月6日，旗山煤矿发生一起特大突水灾害，致使该矿-850m以下水平被淹。“2.6”突水灾害发生的主要原因是韩桥煤矿-200m运输石门水闸墙附近的围岩中存在隐伏的过水通道，在贾汪矿区高压老空水的作用下被冲刷扩大，由渗透流变为管道流，进而发生特大突水灾害。“2·6”突水灾害发生后，2月8日潘家庵风井水位升至最高值-4.2m。2010年3月21日发现旗山矿-700m西二采区轨道下山与-770m辅助大巷交叉点处有出水现象，水量为8～9m3/h，此时，潘家庵风井水位为-21.33m。4月29日，-770m甩道口涌水量增大至245 m3/h，潘家庵风井水位为-30.35m。6月6日完成了“2·6”突水灾害过水通道的封堵工程，截断了贾汪矿区老空水进入潘家庵矿区的唯一通道后，潘家庵风井水位为-388.72m，-770m甩道口涌水量为201m3/h。分析认为是潘家庵井田内的老空水在近7.2Mpa的压力下通过边界煤柱顶板采动裂隙和老顶砂岩裂隙含水层补给所致，通过水质化验及对比，进一步确认了水源为潘家庵区老空水。

2 -700西二采区老空水疏放的必要性

2010年7月6日早班，发现-700m西二采区胶带下山-717m小井出现淋水，淋水量7 m3/h。-717m小井从未出现过淋水现象。7月16日，-717m淋水量达到15m3/h。分析认为，-700m西二采区老空积水位线最少上升至-705m，否则，-717m小井不会出现淋水。

综合分析看，-770m辅助大巷为岩石巷道，处于3煤层底板内，上覆煤层大都被采出，受采动影响，该巷道回收时，变形量较大，巷道最高处只有1.5m左右。经过老塘水长时间的浸泡，预计局部地段出现冒顶，从而堵塞巷道，导致出水不畅通。而同期潘家庵井田老空水补给量未明显减少，故使得-700m西二采空区老空水位上升至-705m。

而同期矿井正在-700m西二胶带下山及轨道下山修护巷道，-717m小井的淋水预示着在老空水体下方作业不安全，为此，撤出-700m西二采区两道下山巷道的修护人员。

3 疏放老空水方案选择

疏放老空水方案有二：

一是在-700m西二轨道下山-810m甩道处施工疏水孔。优点是疏水孔工程量较小，疏水及投孔效果较好。缺点是老塘积水位线较高，施工疏水孔环境不安全。

二是在-850m小湖系西二联络轨道大巷内施工疏水孔。优点是施工钻孔环境安全，但钻距较大，预计150m，疏水效果不好，投孔难度大，且施钻前期准备工作量较大。

鉴于-700西二采区老空水位较高的实际情况，本着安全第一的原则，决定先施工-850m小湖系西二联络轨道大巷内施工疏水孔。

4 疏水钻孔设计及施工技术要求

疏水孔施工前准备工作量较大，主要是巷道修护、铺设轨道及建立排水系统，至8月26日，所有准备工作结束。

4.1钻孔设计

4.1.1钻孔位置及设计孔深：

钻孔位于-850m水平西二小湖系轨道大巷内94302运输巷四角门向里115米处的钻机窝内。钻孔方位角10°，仰角50°，孔深150m。疏水孔设计剖面示意图如图1所示。

4.1.2钻孔结构：

开孔采用Φ133mm钻头钻进21m，下入孔口管21.2m（外露0.2m并带高压法兰盘），孔口管为Φ108×4.5mm无缝钢管。孔口管封好后，采用Φ75mm钻头一直钻进到3煤采空区。

4.2钻孔施工及技术要求

4.2.1施工设备

采用杭州SGZ-ⅢA型300m液压钻机，Φ133㎜和75㎜金刚石复合片钻头，Φ50mm钻杆及250注浆泵等其它配套设备施工。

4.2.2孔口管固设

（1）采用Φ133㎜钻头施工21m后，在孔内下入Φ108㎜套管21.2m，外露0.2m；

（2）套管外口预先焊上与孔口闸阀相吻合的高压法兰盘，用泥浆泵向孔内注入水泥浆进行固管，待套管外水泥浆注满后，关闭孔口闷盘阀，用清水将泵和注浆管路冲洗干净。凝固48h后，用钻机扫至孔底，然后用清水进行耐压试验，试验压力值不小于4MPa，稳压时间不小于30分钟，如孔壁及周围不漏水即达到固管要求，否则需要重新注浆固管直到满足耐压试验要求为止。孔口管固管合格后，在孔口按装上4吋抗压4MPa以上的闸阀式瓦笼。

5 钻孔疏水效果

2010年9月6日，钻孔施工148m时透13207（二）面老塘，初始水量100m3/h，持续时间仅2个小时，因堵孔，钻孔出水量仅5m3/h。反复进行退钻杆扫孔，出水效果依然不好。为此，对该孔实施扩孔，由Φ75mm扩大到Φ89mm，由于钻孔塌孔严重，对钻孔进行反复扫孔后，出水量仍不大。

6 -700m西二轨道下山-810m甩道处施工疏水孔

从7月6日早班发现-700m西二采区胶带下山-717m小井出现淋水，至10月19日，期间并未出现-700m西二采区工作面回采结束时砌筑的密闭墙出现溃水现象。

10月20日根据设计决定在-700m西二轨道下山-810m甩道处施工1#疏水孔，设计钻距64m，目标透13208工作面采空区。10月27日出水量达70 m3/h，后期因投孔过程中出现钻杆连接头丝扣被磨损脱落，有15m钻杆遗留在孔中，无法取出，该孔涌水量仅2m3/h。11月4日施工的2#孔出水量最大达110m3/h，疏水效果较好。11月10日施工的3#孔透13208运输道老峒，钻孔出水量最大40m3/h。

通过孔口压力表测定，老空水位稳定在-778m。通过5个多月的有效疏水，截止2011年3月29日，钻孔疏出水量为28.6万m3，-770大巷的涌水量由疏水前的122m3/h降至60m3/h。-717m小井处无淋水，-700m西二采区老空水位由原先的-705m降至-778m，潘家庵井田老空水位由疏水前的-612.8m降至-654.2m。目前，潘家庵井田老空水位降至-687.3m，平均每天下降0.04m，-770大巷的涌水量稳定在40m3/h。

7 结论

旗山煤矿-700m西二采区老空水的存在，实际上是“2·6突水”灾害的衍生物，处理不当极易引起次生灾害。此次疏水工程的实施，是“2·6”突水灾害的延续工程，也是旗山煤矿复产前准备工作的客观安全需求。虽然在疏水过程中经历了一些曲折，但还是安全、有效地疏放了-700m西二采区老空水，为矿井早日复产奠定了基础。

作者简介：

陈震洋（1971-），男，江苏泗阳人，助理工程师，1996年毕业于中国矿业大学水文地质与工程地质专业，现为徐州矿务集团旗山煤矿总调度室副主任。