提高开采上限工作面综合防治水分析

发表时间:2020/7/1   来源:《工程管理前沿》2020年第9期   作者:张永志
[导读] 随着我国社会的不断发展,对煤矿开采的要求也在提升。
        摘要:随着我国社会的不断发展,对煤矿开采的要求也在提升。为了提升煤矿开采的效率和质量,更加合理应用复杂水文地质环境下的综合防治水技术,基于此,笔者结合实际,从工作面水文地质情况出发,力图提升综合防治水技术,实现其较快的发展。
        关键词:提高开采上限;综合防治水;技术
引言
        水文地质是影响井下作业面安全生产的重要因素之一,开展有效工作并有针对性地制订全面、翔实的防治水方案对矿井的长久持续发展有着积极意义。在一些水文地质条件相对复杂的提高开采上限工作面中,建立全方位的综合防治水体系对矿井生产安全开展较为重要。
1、工作面概况
        某矿8310对拉充填工作面井下位于8304工作面以东,8310工作面以西,八采区轨道巷以南,南至距3煤层露头43.1-46.6m。工作面回采的煤层为二叠系山西组3层煤,厚度8.2~8.8m,平均8.5m(受地质构造影响,局部煤厚为2.5米)。煤层结构简单,属于半亮暗型煤。工作面顶板标高为-138.1m~-173.7m,根据周边已回采工作面探查情况,第四系标高约为-115m。
2、回采前防治水工作开展情况
        2.1 工作面水害因素分析及评价
        2.1.1含水层分析
        (1)第四系含水层
        根据周边已回采工作面情况综合分析,第四系中组粘土类隔水层发育良好,第四系下组含水层与上组含水层无水力联系,对基岩含水层有侧向补给。第四系上组含水层水及地表水不会对巷道掘进造成影响。
        (2)3煤顶板砂岩
        3煤顶板为灰白色、灰色粉、细砂岩及中砂岩岩组,为钙泥质及钙质胶结,张裂隙发育。根据矿井抽水试验,顶板砂岩为微弱含水层组,工作面范围内煤系顶板砂岩、煤系风化带,含水性微弱,顶板砂岩水会逐渐随开采而被疏干,对开采基本没有影响。
        2.1.2老空水分析
        根据周边采空区情况分析,8310对拉充填工作面不存在老空水补给的可能。
        2.1.3导水断层分析
        8310对拉充填工作面掘进过程中揭露断层6条,根据现场观测及邻近工作面回采情况分析5条断层均无导水性。
        2.1.4陷落柱等其他地质构造
        工作面范围内无陷落柱发育,无其他地质构造。
        2.2 工作面掘进过程中顶板基岩探查
        为查明8310对拉充填工作面区域煤层上覆岩及第四纪底粘土厚度,在8310对拉充填工作面上轨顺施工钻孔9个,下轨顺施工钻孔8个,皮顺施工钻孔11个,工作面切眼施工钻孔2个,下切眼施工钻孔4个,共计34个钻孔。查明了工作面上覆基岩厚度、第四系底界面位置以及第四系黏土层厚度。根据钻探资料分析,工作面范围内基岩厚度18.5~41.32m,第四系底界面标高-109.1~-152.3m,第四系底界粘土厚度0m~6.41m。探查范围内煤系顶板砂岩、煤系风化带富水性微弱,顶板砂岩水会逐渐随开采而被疏干,对开采基本没有影响。第四系底部粘土层厚度虽不均匀,局部有缺失,但在粘土层分布区仍可起到防水保护层的作用,是本工作面3煤层含水层下开采安全的有利因素。
        2.3工作面物探开采情况
        2.3.1工作面音频电穿透探测
        工作面形成后,矿井委托福州华虹智能科技股份有限公司,使用YBT32矿用并行电法透视仪对工作面进行了探测。据探测结果分析,确定8310对拉充填工作面顶板存在1个异常区,编号为1-1号异常;确定8310对拉充填工作面底板存在1个异常区,编号为2-1号异常。


        2.3.2工作面瞬变电磁探测
        工作面形成后,矿井委托福州华虹智能科技股份有限公司,使用YCS512矿用本安型探水仪对工作面进行了瞬变电磁探测,根据探测结果分析,本次8310对拉充填工作面瞬变电磁法探测在工作面顶板方向发现2处相对低阻区域,命名为YC1-1、YC1-2。具体位置参见下图。
       
图1-1  8310对拉充填工作面不同高度瞬变电磁探测成果图
        其中,YC1-1纵向分布在工作面顶板40-80m范围内;该区域视电阻值介于6-10之间,结合水文地质资料与现场探测条件综合分析:推测YC1-1与8310对拉充填工作面上覆四含相对富水有关;YC1-2纵向分布在工作面顶板0-80m范围内;该区域视电阻值介于2-10之间,结合水文地质资料与现场探测条件综合分析:现场探测时,此段区域存在大量的单体液压支架,推测与现场探测条件干扰所致。
        结合工作面音频电穿透探测和瞬变电磁探测综合分析,本次8310对拉充填工作面物探工程,音频电穿透与瞬变电磁均在工作面顶板第四系含水层层位发现相对低阻区域,推测8310对拉充填工作面顶板四含层位相对富水另外,本次8310对拉充填工作面物探工程,工作面底板视电阻率值相对较高,局部区域发现小范围相对低阻区域,推测与工作面底板岩层裂隙发育有关。
        2.4针对物探情况的钻探验证
        针对物探结论中的工作面范围内存在的两处相对低阻区域,推测8310对拉充填工作面顶板第四系底部相对富水,根据“有疑必探”的防治水原则,在工作面轨道顺槽内布设了4个顶板第四系补充勘探钻孔,根据钻探结果分析,4个钻孔无出水,顶板第四系含水层富水性较弱,不会对工作面正常回采造成影响。
        2.5工作面回采过程中的实时监测
        (1)回采过程中应保持工作面排水线路畅通,确保工作面排水能力不小于100m3/h。
        (2)回采过程中加强工作面涌水量及构造观测,充分利用水文动态监测系统,实时监测第四系含水层的水位变化。
        (3)工作面发现有透水征兆时,应当立即停止作业,撤出人员,报告矿调度室。
3、结语
        提高开采上限工作面的水文地质条件相对较复杂,合理开展相关的防治水工作、制订完备的防治水专项措施是矿井安全生产的关键所在。矿井管理者、地测防治水专业技术人员须高度重视相关问题,在生产实际中,组织人员立足矿井水文实际,探究总结适用于提高开采上限工作面的综合防治水措施,从而最大程度地实现对水害隐患的消除,为矿井生产安全提供坚实保障,确保生产的持续安全进行。
参考文献
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[2]贾东秀,韩港,赵锦锋.富水软岩含煤地层富水异常区的综合防治水技术[J].工程建设与设计,2018(08):189-191.
[3]肖飞.煤矿开采中综合防治水技术的应用[J].能源与节能,2018(10):118-119.
       
       
       
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