1、近距離煤層開采老空水害及其治理技術應用徐勤玉，王仲全，劉勝利(山東華源礦業集團有限公司，山東新泰 271219) 摘 要 2006年5月份，華源公司4406E運輸巷在沿四層煤向東施工過程中，多處沿裂隙和揭露斷層處出現淋水，通過分析認為其上二層老空已充滿積水，并且積水量可能很大，將對回采產生很大的威脅，因此必須對二層老空進行探放。關鍵詞 近距離煤層 老空水 防治 華源公司目前開采的二、四層煤，層間距614m，其間巖性為細粉砂巖交替出現，由于層間距較小，二層回采后形成的老空水對其下方四層煤的安全開采構成嚴重的威脅。1 老空水的發生機理華源井田二、四層煤所屬沉積地層為下二疊統的山西組，二、四層煤間距

2、僅有614m左右，按礦區裂高采后比經驗值15倍計算，四層煤回采后的裂隙高度達30m以上。超過了二、四層煤之間的層間距，即四層煤采后通過采動裂隙與二層老空發生連通，當老空積水量較大時，就有可能造成四層煤回采工作面涌水增大或發生突水事故。華源井田構造復雜、斷層密集，更增加了老空水害發生幾率。2 二層老空區充水水源 二層煤直接頂多為粉砂巖，性脆易冒，平均厚度40m，層位不穩定，局部變為中細砂巖，老頂正常塊段為中砂巖，但由于沉積環境的影響，二疊系中砂巖多被剝蝕而沉積為侏羅系紅色中細砂巖，該層砂巖厚度達300余m，鈣質和泥質膠結，原生裂隙及構造裂隙較發育，全礦井有84個孔揭露，其中有25個孔漏水，12個

3、孔明顯消耗，漏水孔率為4405。屬富水性中弱含水層，該層直接接受第四系和大氣降水的補給，是二、四層煤的直接充水含水層。3 二層老空區積水量預計31 采掘過程中二層頂板砂巖涌水情況 (1)掘進時頂板砂巖涌水情況。巷道掘進過程中，頂板完整地段一般無水，在裂隙及構造發育帶，二層煤紅砂巖水以淋水狀態涌出，單個淋水段涌水量不大于O5m3/h,且時間長，并隨巷道掘進淋水段前移，一條長度300m的巷道涌水量不大于2m3h，一般不會發生水害威脅事故，但影響頂板的穩定性，因此需要加強支護措施。 (2)回采時頂板砂巖情況。大多數二層煤回采時，因推進速度快，僅有少量淋水，但在裂隙及構造發育地段及采區下部邊界工作面，

4、有時會出現較大的淋水，易形成老空積水。32老空區積水量預計 二層煤開采后，裂高達30m，影響范圍內的頂板侏羅系紅砂巖水將匯集到老空區，形成積水；通過分析，二層老空積水有以下兩種情況：(1)頂板完整時二層積水可能較小；(2)當裂隙或構造發育時積水量可能較大，相應對四層威脅就較大，且循環條件差，以靜水儲量為主。準確的預計積水量及其積水部位是老空防治工作的關鍵也是難點。由于華源井田構造復雜，斷層較為密集，造成施工巷道起伏較大，因此通過對老空底板起伏位置進行了準確的分析，劃分并圈定積水地段來預計積水量。積水量計算公式： W=KLMH/sina式中：H老空積水水頭高度； K含水系數一般取0305； L一

5、老空長度； M一煤層厚度； 一煤層傾角。4 二層老空水防治41 防治原則 四層煤回采時，分段對老空積水情況進行預計，本著“有疑必探，先探后掘，不探不掘”的安全原則對二層老空區分段探放，并根據預計積水量和單孔放水量計算出放水所需時間，提前進行，保證在回采工作面投產前完成。42探放方法 探放水前，編制出探放水安全技術措施，加固探放水地段巷道支護，并在探放水地段安設足夠流量的排水設備，保持正常運轉。探放水地點一般選擇在積水老空地段的低洼地，采用巖石電鉆鉆進，用55mm鉆頭鉆進55m后，下50mm的套管50m，套管上纏好麻皮，抹上黃油安設閥門，將壓力表頂入孔內并用卡子固定好，耐壓試驗合格后用42mm的

6、鉆頭鉆進，通過出水情況確定是否打透老空，打透后一般不要拔卸鉆桿，以作鉆孔堵塞時疏通之用，單孔放水量能滿足放水要求。43 防治實例 2006年5月份，華源公司4406E運輸巷在沿四層煤向東施工過程中，多處沿裂隙和揭露斷層處出現淋水，通過分析認為其上二層老空已充滿積水，并且積水量可能很大，將對回采產生很大的威脅，因此必須對二層老空進行探放。根據上方二層老空的起伏情況并考慮到老空局部地段可能發生的冒落會造成局部老空截水現象，致使水流不暢、放水不徹底，因此決定先在老空最低部位打一個探放孔，然后再根據放水量實施第二個放水孔。 探放情況如下：44096E運輸巷設計長度360m，該巷共揭露斷層三條，落差均大

7、于4m，并且該運輸巷四層煤頂板原生裂隙和構造裂隙都較發育，在這些裂隙和斷層處都有較大的淋水，在該巷320m處是上覆二層煤老空最低點，也就是在44096運輸巷邊切眼以東為第一個放水孔。其上二層老空長度也是360m，傾斜長平均40m，預計水頭高度14m，走向長度320m，采厚20m，煤層傾角23°，預計積水量6879m3,當鉆孔打到10m時，鉆孔出水，未卸鉆桿，出水量30m3h，以后逐漸減少，歷時20d，共放出老空水6100m3。驗放水的徹底性，又在原放水孔以西5m處實施了第二個鉆孔，結果出水量極少，第二天已不出水，并且原先裂隙處及斷層破碎帶的淋水也被疏干，充分證明了放水已取得成功，通過積水疏放保證了開采安全并解放了四層煤儲量近3萬t。5 存在問題及建議 華源井田二、四層煤為近距離煤層開采，二層老空水對四層煤開采安全威脅很大，為保證安全必須加強研究，并加大防度，為其它近距離煤層如十三層、十五層煤的開采起到很好的指導作用。老空水的