梁北煤矿21采区水害防治措施探讨

1、梁北煤矿21采区水害防治措施探讨摘要：我国是个煤炭生产和消费大国，在安全高效地进行煤炭开采过程中，矿井水害始终是制约矿井安全生产的一个重要因素。本文针对梁北矿21采区突水恢复后的特殊条件，提出了梁北煤矿21采区水害防治的措施，这对确保矿井安全生产具有重大意义。关键词：梁北煤矿；21采区；突水恢复；水害防治；措施许昌新龙矿业有限责任公司梁北煤矿，隶属于河南省神火集团，位于河南省许昌禹州市境。矿井始建于1992年8月，2003年9月底建成投产。设计生产能力90万吨/年，服务年限52.9年，立井单水平上下山开拓，开采水平-550米。21采区为梁北矿首采区，自投产以来，矿井一直受主采煤层二1煤下伏的寒

2、武系灰岩含水层突水威胁。曾在2003-2006年间发生六次大于60m3/h的突水事故，其中，2005年2月24日在21031工作面回采期间，发生了水量高达1100m3/h的突水事故，造成21采区淹没。随后矿井被迫转入11采区进行生产，同时对21采区进行追水并于2008年9月完成追水工作。目前梁北矿正常矿井涌水量约为1000m3/h，主要由11、32及21采区寒武系灰岩水构成。21采区原突水点现在仍有100m3/h的涌水量。按照目前矿井的采掘接替情况，在未来的5年里，21采区将取代11采区成为矿井主采区，21采区水害防治也将成为梁北矿当前的重大课题。笔者对梁北矿21采区近年来的水文地质资料等进行

3、了整理，通过分析，针对21采区突水恢复后的水害防治工作提出以下几项措施：、进行21米区底板水疏放21采区自当年多次突水后，21031工作面寒武系灰岩含水层水压由突水前的5Mpa以上持续降至2Mpa左右，并从2008年基本稳定至今，而突水点的涌水量由2008年的200m3/h降至目前的100m3/h,可见水压并未随着水量的减小而继续降低。同时近期于该工作面底抽巷施工的寒灰水文观测钻孔的水压观测值显示2.1Mpa也证明了这一点。另外，采区中部寒灰水压观测钻孔显示仍在3Mpa以上。以上情况可以说明，21采区寒灰含水层水压过去五年基本没有变化，且突水中心也并未像一直认为的在21采区形成一个降深较大的漏

4、斗中心。从而可以进一步推测，在近年未进行任何采掘活动的同时持续放水而水压基本稳定说明，21采区寒灰含水层补给水源较为丰富；突水点水量的变化与相应含水层的水压相关性较差说明该区域底板富水情况不均。因此，需要对21采区底板水进行疏放。主要要求如下：P工作面水压（Mpa）Ts突水系数Cp回采对底板破坏深度（m）计算结果接近或超过突水临界值0.06（该临界值为经验数值）另外，由于寒灰水的富水性不均一性，个别地点的低水压值未必能够真实反映附近地点的真实水压，因此有必要对工作面进行底板注浆加固改造，一方面可以封堵工作面底板的断裂构造，阻断导水通道，另一方面变底板太原组灰岩含水层及寒灰含水层顶部为隔水层，增

5、加隔水层厚度。主要要求如下：（1）对工作面进行全断面加固，钻孔以均匀布置为原则，物探异常区域加密布置钻孔。（2）注浆加固范围走向上，向里控制到开切眼外30m处，向外控制到工作面停采线。倾向上控制在上、下顺槽向外20m处。（3）钻孔布置于工作面下顺槽或底抽巷的钻场内，每个钻场布置3个左右的钻孔。（4）钻孔终孔位置需进入寒灰含水层垂深20m,根据出水情况可以考虑适当延伸。（5）钻孔施工必须下入套管，并且孔口配有高压闸阀。同时相邻的两个钻孔不得同时揭露含水层。（6）结合物探成果资料对底板注浆效果进行检验。四、完善工作面排水系统不怕工作面出水，如果可以排出，那么就不会造成突水事故。因此，工作面排水系统

6、的完善与排水能力的保证也是必须的，这也是最后一道关卡，一旦所有的防治措施没起到应有的效果致使工作面出水，只能依靠完善的排水系统。所以必须保证工作面的排水系统的完善。主要要求如下：（1）施工工作面底板疏放水及底板加固改造钻孔时，配套排水能力不低于300m3/h。（2）工作面回采时，配套排水能力不低于500m3/h。（3）排水泵热备用，排水通道排水总能力不小于配套水泵排水总能力。（4）排水前要有沉淀防淤措施。（5）定期排查排水系统，确保完善。五、完善21采区地下水位监测系统为了实时准确地了解21采区各含水层水位随着生产、排水及底板加固改造等活动的动态变化情况，分析21采区水文地质条件，并为后期21

7、采区水害的防治提供可靠水文地质资料，梁北矿有必要完善21采区地下水动态监测系统。目前梁北矿21采区的地面长观孔基本没有，仅在井下生产范围内施工了2个放水钻孔兼做水文观测钻孔收集水位资料。这还是远远不够的，有必要在21采区的顶部、中部各增加一个寒灰含水层水位观测钻孔，同时根据太灰含水层揭露情况可以适当增加该层水位观测钻孔，另外可以在地面施工一个21采区深部的寒灰水位长观孔，通过横向与纵向的水位监测数据，综合分析21采区水文地质特征，为21采区的底板水害防治工作提供可靠资料，更好的服务于矿井的安全生产。综上所述，梁北矿的生产重心慢慢转入恢复后的21采区，使21采区水害的治理工作成为矿井安全生产的重中之重，笔者通过整理分析了近年来21采区的地质及水文地质资料等对21采区的水害防治措施进行了探讨，针对梁北矿21