恒源煤矿Ⅱ627工作面防治水工程简介

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【摘 要】恒源煤矿Ⅱ627综采工作面受到底板灰岩水及砂岩裂隙水突水的威胁，需施工防治水工程。通过物探与钻探探查，查清了Ⅱ627工作面的水文地质条件，封堵改造L1、L2灰岩及砂岩含水层。并在施工中采用井下临时注浆接力站，注浆封孔。为受底板灰岩水突水严重威胁的各工作面的防治水施工，探索出一条水害防治方法。

【关键词】灰岩水；物探；钻探；注浆加固；井下接力站

安徽恒源煤电股份有限公司煤矿（恒源煤矿）位于淮北市濉溪县境内。井田面积19.1km2，矿井采用立井、主石门集中运输大巷开拓方式。一水平标高-400m，二水平标高-600m，三水平标高-950m。矿井设计年生产能力为60万吨，经三期技改后，矿井生产能力大幅度提高，2012年实际生产原煤达200万吨，截至2012年底，矿井剩余可采储量为3765.4万吨。矿井水文地质条件复杂，在开采深部6煤时，主要受到6煤下伏灰岩水、及煤层顶底板砂岩裂隙水的突水危害严重威胁着6煤的安全回采。

1 Ⅱ627工作面基本情况

Ⅱ627工作面位于Ⅱ62采区中下部，设计为倾斜长壁、综采工作面。工作面倾斜长1000 m，走向宽为145～218m。工作面风巷标高为-591.0m～-487.8m，机巷标高为-481.1m～-506.6m，切眼标高为-506.6m～-487.8m。工作面位于宽缓的土楼背斜西翼，煤层整体形态为一单斜构造，煤层倾向北北西，煤层倾角3～18.0°，平均7°，工作面切眼下部附近煤层倾角较大；收作线附近，倾角较小。煤层厚度在1.0～3.42m之间，平均煤厚为3.05m。地质储量93.05万吨，可采储量88.4万吨。顶底板砂岩裂隙水丰富，底板承受太灰水压为2.0～2.5Mpa之间，底板突水系数达0.064～0.08Mpa/m，存在较大的底板灰岩水突水威胁。

下图为Ⅱ627工作面平面示意图。

2 Ⅱ615工作面顶、底板水文地质探查

根据《煤矿防治水规定》，工作面底板正常区段突水系数大于0.07 Mpa/m，构造破碎区段大于0.05 MPa/m时，均易发生煤层底板突水。Ⅱ627工作面处在构造发育区，底板突水系数大，因此，开展该工作面的水害防治工作，对Ⅱ627工作面安全回采十分重要。

2.1 煤层顶底探查

工作面掘进期间，局部的块段有出水现象，单点水量1-2 m3/h。除个别水样水质化验含灰岩水成份外，绝大部分水样水质为煤层顶底板砂岩裂隙水

工作面贯通后通过实施井下电法物探，发现Ⅱ627工作面共有6个赋水异常区，且浅部异常区和深部异常区在垂向上有一定的连通关系。预计Ⅱ627工作面回采时，对底板破坏深度将达到15m左右，可能导通煤层底板砂、泥岩含水层裂隙。根据物探结果灰岩含水层与其上部砂、泥岩层位，在垂向上存在一定的水利联系，易导致灰岩水沿砂、泥岩段的导水通道涌出，形成水害。

2.2 底板钻探情况

共施工钻场16个、钻孔82个，其中顶板砂岩水疏放孔4个。钻探总进尺为6780.4m；地面注浆1247.3m?；井下固管、复注注浆42.4m?；扫孔进尺4262.1m。

根据钻探成果6煤至L1灰岩顶的平均间距为50.2m； 6煤至L2灰岩底的平均间距为59.8m。施工的底板灰岩钻孔，一灰层位中出水量0～8m3/h；二灰层位钻孔涌水量0～20m3/h。从钻探情况看工作面L1灰岩赋水性段弱，L2灰岩在工作面范围内赋水性不均一，且L1和L2灰岩有一定水力联系。根据已有资料计算至二灰底，得出隔水层承受太灰水压为1.45～2.31 MPa；据此计算出工作面突水系数为0.026～0.04MPa/m。

另外，为检验底板注浆加固效果，对底板注浆加固后整个工作面，实施了物探验证注浆加固效果。通过加固前后分析对比，底板富水异常区范围大大减小，富水异常区仅为孤立的小块段，已对安全回采无大的影响。

2.3 接力注浆站的使用

恒源煤矿以往在底板注浆改造，均使用地面注浆站，对出水钻孔进行注浆封孔。该次工程如使用常规方式连接注浆管路至Ⅱ627工作面，注浆管路最大长度接近5000m。根据注浆经验，如此长距离注浆，管路易发生堵塞现象，影响施工进度。

因此，在Ⅱ627切眼附近联巷内施工了注浆接力站，实现近距离注浆，减少注浆管路4500m。临时注浆站包括储浆池、搅拌机、注浆泵及相应的电器设备。

储浆池平、剖示意图。

2.4 残留废浆的排放

以往工作面注浆施工残留的废浆直接排放到巷道水沟或水仓内，对工作面整体环境影响较大。Ⅱ627工作面注浆施工中，在相邻的采空区内，施工了3个泄浆孔。每次注浆结束后，将注浆管路及储浆池内残留的浆液排放到采空区内，最大限度的减小对周围环境的污染。

3 实施效果

（1）工作面采取井下临时注浆站施工，在整个注浆施工过程中，没有出现管路堵塞，有效的保证了钻探施工的进度；与以往相比防治水工程施工工期节省了25天左右，确保了工作面及时接替。

（2）通过采用采空区排浆，保证了工作面的作业环境；同时，两巷的排水大泵得到了有效的保护，工作面注浆过程中未出现水泥浆堵塞排水泵，造成水泵烧毁现象，减少了设备的投入。

作者简介：

王道坤（1978—）男，安徽省淮北人，现为恒源煤矿生产技术部工程师。