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【摘要】本六采区底板太灰水严重威胁着663工作面的安全回采,通过疏放水、工作面底板注浆及底板保护等针对性的措施,取得了良好成效,确保了该工作面正常回采。
【关键词】工作面;底板太灰水;防治
Analysis shallowly 663 very disheartened face bottom board water prevention and cure
Liu Yirong Liu Hao He Shaohua Wu Xun Jiang Peng
【Abstract】Very disheartened water of six mining area bottom board is threatening safe 663 face backstoping gravely, is passing sparse turn on the water, the pertinency measure such as face bottom board slip casting and bottom board protection, has got fine effect, has ensured that owing face regular backstoping.
【Key words】Face; Very disheartened water of bottom board; Prevention and cure
【中图分类号】TD175+.6【文献标识码】C【文章编号】1673-8209(2009)02-0261-01
1 工作面地质概况及水文地质概况
1.1 工作面地质概况。
刘桥一矿主采二叠系下石盒子组四煤和山西组六煤层。663工作面为北翼二水平六采区首采工作面,该工作面上下为待开采区,切眼靠近六煤层露头。回采上限标高-150m,下限标高-360m。工作面煤层倾角18～32°,平均倾角为28°。工作面共揭露断层四条,落差为1.0～1.5mz左右。工作面平均走向长750m,倾斜长200m,煤层厚度1.3～3.7m,煤层赋存较为稳定。
1.2 工作面水文地质概况。
根据掘进工作面85-1钻孔及工作面附近66-1钻孔资料,并结合机巷、风巷揭露的水文地质资料,六煤顶底板为细砂岩,裂隙局部较为发育,掘进过程中局部出现1～2m3/h的淋水、渗水。回采过程中受顶板八含砂岩裂隙水影响,将会出现局部较大淋水、渗水现象,出水量6m3/h。六煤底板至太灰水顶板间距42～50m,工作面回采过程中一旦六煤底板被破坏,将导致太灰水的涌出,威胁663工作面的安全回采,甚至威胁整个矿井的安全。
2 太灰水突水系数分析
据六采区地面太灰水长观孔22孔水位资料,太灰水位为-100m;六煤底板至太灰顶板间距为42～50m,工作面回采下限标高为-360m。
太灰水突水系数:Ts=P/(M-Cp)
Ts—突水系数
P—隔水层承受的水压(MPa)取0.5~2.6
M—底板隔水层厚度(m)取42~50
Cp—采动对底板隔水层的扰动破坏厚度(m)取10
以上参数代入公式Ts1=P/(M-Cp)=0.5/(42-10)=0.017(MPa/m)
Ts2= P/(M-Cp)=2.6/(50-10)=0.065(MPa/m)
太灰水突水系数在0.017~0.065 MPa/m之间
3 疏水降压及太灰水的应用
3.1 疏水降压。
在六采区轨道石门设置2个钻机窝,各打二个钻孔;在六采区轨道石门3号联络眼打二个钻孔,对六采区进行疏放水,以降低太灰水压,把突水系数降低到0.017MPa/m以下,保证663工作面安全回采。
3.2 太灰水的应用。
对六采区轨道石门四个钻孔调节疏放水,并向II46采区、II66采区进行供水,3号联络眼钻孔水直接向663工作面供水,总疏水量控制在280m3/h,这样有计划的疏放水既降低了水压,又控制了太灰顶板下沉,达到有效地利用太灰水,减少水力资源浪费,节约相当一部分排水费用。
4 工作面底板注浆加固
随着工作面回采推进,工作面突水系数逐渐增大,接近回采标高-330m时,突水系数接近突水临界值0.017MPa/m,采取底板注浆加固措施,增加六煤层底板隔厚度与强度,保证工作面安全回采。663机巷设置5个钻机窝,风巷设置4个钻机窝,每个钻机窝设计5~7个注浆孔以放射状向工作面底板注浆,注浆孔基本上覆盖整个工作面底板,达到整个工作面底板加固的目的,以抗拒工作面顶板冒落对底板的撞击性破坏。该工作面回采前已对工作面底板注浆完毕,共注水泥1.2万吨。具体注浆情况见下表。
5 采煤工艺选择
该工作面为大倾角工作面,工作面倾角平均在28°以上,为减少工作面在回采过程中对底板破坏,采煤工艺选择为综采,工作面回采为俯采,避免了因炮采放炮时对底板造成的破坏。综采工作面回采过程相对地保护了煤层底板。
6 工作面底板保护
6.1 留底煤保护煤层底板。
工作面在回采过程中要留有不低于200mm的底煤,以缓冲老塘顶板冒落对底板的冲击,起到较好地保护底板的作用。
6.2 断层构造处底板保护。
工作面断层构造处底板岩性差,在断层处要下底梁(半圆木)缓冲老塘冒顶对底板的冲击,保护底板。
7 加大一、二水平大泵房排水量
为防止六采区底板太灰水涌出,对北翼二水平水仓进行扩容420m,断面12m2;并加大一、二水平大泵房的排水量,以防突水事故的发生。二水平大泵房设置8台高扬程大泵向一水平大泵房排水,排水能力为1400m3/h;一水平大泵房设置9台高扬程大泵向地面排水,排水能力为1600 m3/h。
8 建立日常太灰水观测体系
矿要建立日常对太灰水孔观测站,掌握工作面回采时对太灰水的影响;生产单位要班班观察工作面回采过程底板是否有渗出水现象,一旦发现底板渗出水,立即停采,待矿生产技术部人员鉴定符合回采条件方可回采。工作面底板异常,要采取相对措施进行太灰水治理,或采取工作面技术改造措施。
9 结语
通过对663工作面底板太灰水有针对性的防治,有效控制了太灰水的涌出,实现了663工作面安全回采。该工作面成功回采为相邻工作面、相邻采区提供了可靠参考依据,防治水的成功经验可在兄弟企业进行推广应用。
【关键词】工作面;底板太灰水;防治
Analysis shallowly 663 very disheartened face bottom board water prevention and cure
Liu Yirong Liu Hao He Shaohua Wu Xun Jiang Peng
【Abstract】Very disheartened water of six mining area bottom board is threatening safe 663 face backstoping gravely, is passing sparse turn on the water, the pertinency measure such as face bottom board slip casting and bottom board protection, has got fine effect, has ensured that owing face regular backstoping.
【Key words】Face; Very disheartened water of bottom board; Prevention and cure
【中图分类号】TD175+.6【文献标识码】C【文章编号】1673-8209(2009)02-0261-01
1 工作面地质概况及水文地质概况
1.1 工作面地质概况。
刘桥一矿主采二叠系下石盒子组四煤和山西组六煤层。663工作面为北翼二水平六采区首采工作面,该工作面上下为待开采区,切眼靠近六煤层露头。回采上限标高-150m,下限标高-360m。工作面煤层倾角18～32°,平均倾角为28°。工作面共揭露断层四条,落差为1.0～1.5mz左右。工作面平均走向长750m,倾斜长200m,煤层厚度1.3～3.7m,煤层赋存较为稳定。
1.2 工作面水文地质概况。
根据掘进工作面85-1钻孔及工作面附近66-1钻孔资料,并结合机巷、风巷揭露的水文地质资料,六煤顶底板为细砂岩,裂隙局部较为发育,掘进过程中局部出现1～2m3/h的淋水、渗水。回采过程中受顶板八含砂岩裂隙水影响,将会出现局部较大淋水、渗水现象,出水量6m3/h。六煤底板至太灰水顶板间距42～50m,工作面回采过程中一旦六煤底板被破坏,将导致太灰水的涌出,威胁663工作面的安全回采,甚至威胁整个矿井的安全。
2 太灰水突水系数分析
据六采区地面太灰水长观孔22孔水位资料,太灰水位为-100m;六煤底板至太灰顶板间距为42～50m,工作面回采下限标高为-360m。
太灰水突水系数:Ts=P/(M-Cp)
Ts—突水系数
P—隔水层承受的水压(MPa)取0.5~2.6
M—底板隔水层厚度(m)取42~50
Cp—采动对底板隔水层的扰动破坏厚度(m)取10
以上参数代入公式Ts1=P/(M-Cp)=0.5/(42-10)=0.017(MPa/m)
Ts2= P/(M-Cp)=2.6/(50-10)=0.065(MPa/m)
太灰水突水系数在0.017~0.065 MPa/m之间
3 疏水降压及太灰水的应用
3.1 疏水降压。
在六采区轨道石门设置2个钻机窝,各打二个钻孔;在六采区轨道石门3号联络眼打二个钻孔,对六采区进行疏放水,以降低太灰水压,把突水系数降低到0.017MPa/m以下,保证663工作面安全回采。
3.2 太灰水的应用。
对六采区轨道石门四个钻孔调节疏放水,并向II46采区、II66采区进行供水,3号联络眼钻孔水直接向663工作面供水,总疏水量控制在280m3/h,这样有计划的疏放水既降低了水压,又控制了太灰顶板下沉,达到有效地利用太灰水,减少水力资源浪费,节约相当一部分排水费用。
4 工作面底板注浆加固
随着工作面回采推进,工作面突水系数逐渐增大,接近回采标高-330m时,突水系数接近突水临界值0.017MPa/m,采取底板注浆加固措施,增加六煤层底板隔厚度与强度,保证工作面安全回采。663机巷设置5个钻机窝,风巷设置4个钻机窝,每个钻机窝设计5~7个注浆孔以放射状向工作面底板注浆,注浆孔基本上覆盖整个工作面底板,达到整个工作面底板加固的目的,以抗拒工作面顶板冒落对底板的撞击性破坏。该工作面回采前已对工作面底板注浆完毕,共注水泥1.2万吨。具体注浆情况见下表。
5 采煤工艺选择
该工作面为大倾角工作面,工作面倾角平均在28°以上,为减少工作面在回采过程中对底板破坏,采煤工艺选择为综采,工作面回采为俯采,避免了因炮采放炮时对底板造成的破坏。综采工作面回采过程相对地保护了煤层底板。
6 工作面底板保护
6.1 留底煤保护煤层底板。
工作面在回采过程中要留有不低于200mm的底煤,以缓冲老塘顶板冒落对底板的冲击,起到较好地保护底板的作用。
6.2 断层构造处底板保护。
工作面断层构造处底板岩性差,在断层处要下底梁(半圆木)缓冲老塘冒顶对底板的冲击,保护底板。
7 加大一、二水平大泵房排水量
为防止六采区底板太灰水涌出,对北翼二水平水仓进行扩容420m,断面12m2;并加大一、二水平大泵房的排水量,以防突水事故的发生。二水平大泵房设置8台高扬程大泵向一水平大泵房排水,排水能力为1400m3/h;一水平大泵房设置9台高扬程大泵向地面排水,排水能力为1600 m3/h。
8 建立日常太灰水观测体系
矿要建立日常对太灰水孔观测站,掌握工作面回采时对太灰水的影响;生产单位要班班观察工作面回采过程底板是否有渗出水现象,一旦发现底板渗出水,立即停采,待矿生产技术部人员鉴定符合回采条件方可回采。工作面底板异常,要采取相对措施进行太灰水治理,或采取工作面技术改造措施。
9 结语
通过对663工作面底板太灰水有针对性的防治,有效控制了太灰水的涌出,实现了663工作面安全回采。该工作面成功回采为相邻工作面、相邻采区提供了可靠参考依据,防治水的成功经验可在兄弟企业进行推广应用。