煤矿强酸性采空积水的防治技术

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摘 要：防治水是关系着煤矿安全生产的一项重要工作，采空区积水又是煤矿主要水害之一，所以如何搞好煤矿的防治水工作，更显得尤为重要。 本文通过建立地面直排系统，铺设耐酸管路对上覆采空区内强酸性积水进行科学防治，确保矿井安全生产。

关键词：强酸性水；地面直排；耐酸管路；防治技术

中图分类号：TD74 文献标识码：A

煤矿水患问题一直以来都是制约煤炭资源开发和影响矿井生产安全的重要因素。但是近年来，由于煤炭市场的需求旺盛，煤炭产量增长势头强劲，受到利益的驱使，一些煤矿矿井防治水安全意识相对淡化，致使矿井重特大水害事故接连发生，煤矿安全问题已成为落实科学发展观建设和谐社会的不和谐音符。因此在新的经济形势下，如何进一步加强煤矿防治水工作，有效遏制煤矿水害事故上升的势头，推动全国煤矿安全生产形势的稳定好转，是煤炭企业面临的一个重要课题和迫切任务。依据作者数年从事井下安全生产组织管理和防治水治理工作的实践，认为搞好煤矿的防治水工作，应由被动治理向主动防御转变，由点面治理向区域防治转变，坚决防止重大透水事故的发生，确保矿井安全生产。

一、煤矿强酸性采空积水的防治技术

面对生产矿井内上覆煤层星罗棋布的小窑乱采乱掘和古窑积水遗留问题，一直是煤矿防治水工作者较为头疼的难题，由于此类积水难以准确摸清积水量及积水范围，同时还可能有补给水源等难点，近年来造成水害事故频发。针对上述难题首先采用地面物探，确定低阻异常区域，找出积水区，井下施工探顶孔，确定地面钻孔位置，最后建立地面直排系统等手段科学防治此类采空积水，以同煤集团同地店湾13#煤层414盘区上覆12#层小窑内强酸性水的成功防治为例：

1 13#煤层414盘区水文地质概况

13#煤层414盘区井下东部为13#层311盘区和13#层412盘区，西南与西周窑煤矿接壤，地面为瓦垄北面山谷山梁，窑子沟斜穿414盘区中部。本盘区可布面储量368万吨。上覆12#煤层被东兴一号煤矿和东兴二号煤矿破坏，层间距在10m～12m，推测积水量450万m?，2011年3月开始掘进414盘区回风巷，设计长度1278m。在掘至1223m时由于巷道顶板淋水极大（每小时60 m?）停掘。通过前后8次对该处的顶板淋水取样化验，pH值在2.9～3.9，属强酸性，对井下的排水系统具有极强的腐蚀性，同时通过3个月来井下潜水泵排水发现顶板淋水水势无减小趋势。

详见图1：13#煤层414盘区充水性图。

2 治理方案与防治技术

首先，聘请山西省地宝能源公司于2012年9月份对414盘区12#煤层进行了地面物探，确定了13#层414盘区巷里程900m处为低阻异常区，而后在井下盘区皮带巷里程850m处施工探12#层煤层孔，确定此处为实煤区域，决定在此处建立2套6寸地面直排系统，同时在盘区皮带巷里程900m处施工盘区水仓，铺设6寸耐酸管路，排水至地面净化水池，过滤后排水至地面十里河（矿井地面河流）。并且经过集团公司审批后，在414-2西巷280m处施工地面放水钻孔1个，孔深310.8m，同时施工了414盘区水仓、铺设6寸耐酸排水管路等，将盘区酸性水通过地面钻孔排至地面十里河。13#层414盘区井下直排孔对应地面为南郊区高山镇罗家新窑村，场地较为平整，有施工地面钻孔的所有条件。

而后，地测科测量组在地面位置放线，标定钻孔位置，钻孔于2012年10月开工，两个6寸直排孔于2012年10月底按时位置准确打通至13#煤层414盘区皮带巷里程850m处的设计位置，两孔相距1.1m，孔深均为310.8m，在井下水仓稳设MDF155-67x6型耐酸水泵6台（2台排水，2台检修，2台备用），并在钻孔内下放止水套管，在直排钻孔处铺设6寸耐酸管路2趟至414盘区水仓内。

最后，在井下物探异常区施工井下探放水钻孔18个，将钻孔水引流至盘区水仓，通过地面直排钻孔排水至地面净化水池（长15m，深0.8m，宽2.5m），经过净化水池过滤后排水至十里河。

表1为13#煤层414盘区地面直排系统材料表。

3 影响因素

根据每周一次对井下414盘区巷道的顶板淋水取样化验pH值，发现pH值有变大趋势，同时采用同位素标记法（在地面裂隙添加双氧水，在井下淋水中取样化验）确定了414盘区上覆12#层采空区积水有补给水源，日补给量3500m?。井下巷道顶板淋水受季节影响（雨季井下淋水较大，冬季顶板淋水变化较小）。

4 治理成果

地面直排系统的所有工程于2012年11月19日完成并进行排水，2套直排系统日排水量5500m?，截止2014年12月底414盘区通过地面直排系统共计排放采空积水415.1万m?左右。井下巷道顶板淋水已明显减小，放水孔已基本无水，盘区水患基本解除。

5 此项煤矿强酸性采空积水的防治技术的难点

对地面测量精度及钻孔施工要求较高，需要准确打通至井下目标地点，确定直排钻孔井下位置上覆为实煤区域，避免穿过采空区，同时还要考虑地面位置的场地是否符合施工钻孔的条件等。

参考文献

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[2]王春海，狄效斌.煤矿采空区积水预测方法刍议[J].科技情报开发与经济，2012（03）.

[3]刘益永，董哲.应用电法确定煤矿采空区积水[J].吉林地质，2012（01）.