56092工作面水患成因分析及治理
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摘要：通过水患成因分析并与科研部门物探形结合，成功排除了残煤开采水患，为今后矿井水患防治提供了较为可靠的借鉴。
关键词：
开采残煤；沉陷水体；物探；采迹
中图分类号：
TB
文献标识码：A
文章编号：16723198（2013）21019001
位于二区第一开采水平，地面为自建区大泡子，是由开采沉陷形成的水体，其水源主要来自富国沟里及雨季周围边坡水汇入，经东城、东孟、西孟村向西南流入东辽河。水体面积15.8m2，积水量约20万m3。地表标高为271～284米，设计开采标高为-42.5～-107.3米，采深313.5～3913米，煤层倾角20°，煤系地层中无含水层，煤层残余厚度15.0米左右，可采储量约为13.2万吨。采用U型布置，采煤方法为综采放顶煤。
四邻关系：采区四周皆为已开采的采迹，56092工作面于2012年4月5日投产，工作面装备25盘综采支架，里段为仰斜开采，外段为俯斜开采，出水点位于仰采与俯采过渡区域，剩余可采走向长度为100米，储量6.1万吨。
2水情、水患发生发展过程
7月22日零点班，工作面10～15号架子砂帮底板见水，涌水大部分通过零米砂口渗入采空区，出水点标高-54～-61.0米；
27日白班，实测总涌水量155.3m3/h；
30日白班由于-95中巷大量打钻放水，工作面水量明显下降；
8月2日，区域涌水量降至65m3/h；
8月3日工作面开始试生产，区域涌水量再次出现上升趋势，涌水量增长到115m3/h，此后区域涌水量呈缓慢下降趋势，但基本稳定在65～70m3/h左右。
3水患分析
56092水患区域持续发展时间之长、蕴藏水量之大，是西安煤业公司开采历史上前所未有，也足以说明该区水患成因的复杂性。
从该工作面所在区域地质构造特征及多年开采方式特点分析，该水患成因存在三种可能：一是周围区域老空积水补给，二是地表塌陷区水体通过塌陷裂隙导通补给，三是两者共同作用补给。
（1）开采区域倾斜上方急倾斜部分为五区放顶煤采法采迹，过去开采时均见不同程度涌水，因此不能排除老空积水可能。
（2）56092工作面上方存在一条已报废多年的河南井（消火井），该井井口位于自建塌陷区水体范围，该井口门地表区域过去虽已进行回填，但回填矸石含水性很强，存在通过消火井井筒向井下采空区导水的可能，因为井下疏排水工作已持续70余天，井下涌水量仍稳定在60m3/h左右，水量没有下降趋势，若仅为老空积水补给难以想象，存在地表水体通过河南井持续补给的可能性较大。
（3）由于西安矿近10年来普遍采用放顶煤采煤方法，特别是近年来推广综采放顶煤采煤方法，开采强度大造成地表大面积沉陷，地表形成多处水体，沉陷区裂隙可能成为向井下的导水通道，根据井下涌水量、水温等情况判断，存在第四系含水层向井下持续补给可能性。大气降雨和第四系含水层与开采煤层形成导水通道。从物探成果给出的信息看，工作面周围区域积水空间很大。
4水患治理情况
4.1工作面排水
56092工作面发生水情后，在工作面陆续设置5台水泵及排水管路进行排水，避免了水淹工作面，保证了工作面通风系统畅通，为后续各项工作的展开创造了有利条件。最高涌水量从161.59m3/h缓慢下降至60m3/h左右，井下已累计排水19.7万m3。
4.2打钻放水
为加强工作面相关区域疏排水速度，减轻工作面排水压力，抽调专业队在-95中巷及工作面风道同时开展打钻放水工作，有效地缓解了险情。其中在-95中巷打钻23孔，工程量974.25m，在56092风道打钻14孔，工程量52125m，在-54大巷打钻8孔，工程量531.4m，累计施工44孔，工程量2026.9m；其中水文物探成果验证钻孔14孔，工程量81115m，出水钻孔4个，单孔最大涌水量4.24m3/h。
4.3塌陷水体疏排及回填工作
56092水患发生后，在自建大泡子上游接设两台排水泵，将自建东侧上游来水通过新修水道直接排到下游，通过地面回填和截排水极大减少了隐患区域地表积水量和可能向井下导通的水患。全力开展地面塌陷区水体治理工程，地面排水、回填工作同时展开，累计回填土方54万m3，排水15万m3，自建水泡子剩余水面2.4万平方米。
4.4开展水文物探工作
为尽快查明水患区域积水分布范围、给水通道及井上下水力联系，与科研部门合作开展水文物探工作。聘请煤科院人员在地面和井下开展了水文物探工作，物探成果给出了三个异常区域，分别是工作面外段（俯斜开采段上方，河南井附近、工作面切割开采范围和工作面倾斜上方急倾斜段）。通过对不同异常区域开展钻探验证工作，实际情况与物探结果有较大程度吻合。
通过对水患成因分析，基本确定为大气降雨和第四系含水层与开采煤层裂隙带形成导水通道，由于分析准确采取措施得当56092工作面水患得到妥善处理，保证了相邻区域开采的安全，为今后水患防治工作提供了宝贵经验。