孙 铸
鹤岗矿业集团富力煤矿地测科 黑龙江 鹤岗 154103
摘要：巷道掘进前方的水量大、水压高、煤层松软和裂隙发育时，在煤巷直接探放水很不安全，需要采取隔离方式进行探放水，实现超前探放老空水，为矿井水害防治提供了安全保障。
关键词：隔离式探放水；煤层松软；裂隙发育；老空水；安全保障
引言
水害是矿井五大灾害之一，而在井田范围内，经常会存在充水的老空区、断层裂隙、含水层等水体和导水通道等，当采掘工作面接近或触及它们时，就可能引发地下水突然涌入矿井巷道、硐室或采掘工作面，导致透水事故。据统计80%的煤矿透水事故是由老空水害引起的，这样就需要先推断出积水异常区，当采掘工程施工至异常区一定距离时，必须进行超前探放水老空积水工作，以疏放老空积水，确保安全生产。
一、矿井概况：
富力煤矿位于鹤岗矿区中部，行政区属鹤岗市南山区管辖,现在主采煤层为11、18-2、21、22号煤层。开采方法为放顶煤一次性采全高，顶板采用自然垮落法。
二、采区概况及地质情况：
1）、三水平一分段-610南扩区11层，前方以F2断层为边界，上方以上段机道为边界，下方以-610南扩区11层机道为边界，后方以-530南扩区11层收尾回风石门为边界。地面标高+272m～+275m，井下标高-499.7m～-599.4m。
2）、地面：
本区地表有便民公路、电线杆、路灯、农田等。
3）该回采块段范围内地质构造较复杂。主要受有F2、fa断层影响。局部伴生一些小的断层，并出现褶曲牵引现象，使煤层倾角变大，煤层厚度变薄。
4）煤层顶底板特征
.png)
三、采区水文地质及水情水害分析：
⑴矿井充水因素：该区涌水来自于11号煤层顶板石头庙子组砂岩含水层，富水性较弱；采后冒落带以上的顶板裂隙，成为该含水层的导水通道；工作面回采后的采空区低于排水通道的部分成为储水空间。
⑵水害类型：该回采块段主要涌水来源为采后空区顶板裂隙水和上段老空区积水。
⑶邻区水文地质情况分析：根据上段采空区的相关参数推算出积水参数：积水面积约7110㎡，水头23.6m，积水水头标高-524.0，补给水量在5?/h左右，预计积水量约1.5万?，对下段回采有老空水害影响。
⑷邻层水文地质情况分析：11号煤层为我矿最上覆可采煤层，所以上覆没有采空区；下覆12号层，为不可采煤层，所以无邻层采空区水害影。
⑸无地表水体。
⑹本区垮落线范围内小井情况：无小井。
⑺突水性危险预测：
式中 Ｔ—突水系数，MPa/m；
p—底板隔水层承受的实际水头值，MPa；水压应当从含水层顶界面起算，水位值取近3年含水层观测水位最高值
M—底板隔水层厚度，m。
根据地质资料分析本回采块段顶板上覆有石头庙子组砾岩含水层层间距205米，含水层厚度平均厚度50米，近3年含水层观测水位最高值+257.9m，区域最高标高为-535.0m，将数据代入公式
T=0.014＜0.06，所以本区域无突水危险。
四、探放老空水方案对比
1、石门探放设计原理：
根据水文地质情况分析，本区上段老空积水水头23.6米，水压值p=0.236MPa＜1.0MPa。首先根据《煤矿防治水细则》相关规定，本区上段老空积水范围、积水量清楚，而且又在岩层中探放老空积水，然后根据所施工的-530南扩区11层收尾回风石门顶底板的岩性分析、距老空区积水的层间距、巷道的支护形式等条件的综合分析，最终将探放水钻场设置在-530南扩区11层收尾回风石门变坡点下山88米处布置探放水钻场，对上段采空区积水进行探放。设计钻孔个数为9个，设计钻孔孔深32m至35m，钻孔总延米270米。这样布置探放水钻孔即满足了超前距d＞10米的要求，又满足了探放水钻孔揭露老空水体最低点的要求。
由于是沿岩层对老空水体进行探放，不仅能保证施工过程中钻孔的稳定性、定向准确性，不易夹钻等优点，又能保证了探放水钻场与老空水之间有足够的煤（岩）柱来抵抗很大的水压力，进而保证探放水施工人员的安全。并且后期的钻孔出水情况表明在岩层中的放水钻孔不易塌孔、不易淤堵，并且能够保证钻孔长时间稳定的疏放老空水，避免了后期透孔的繁琐工序，节省了人力物力。
2、煤巷探放设计原理：
如果在煤掘巷道中对上段老空水进行探放，根据《煤矿防治水细则》要求，沿空掘进的下山巷道超前疏放相邻采空区积水的，在查明采空区积水范围、积水标高等情况后，需实行限压（水压小于0.01MPa）循环放水，探放水钻孔孔深8m至15米不等。但是此探放水方式探放循环次数多达24次，钻孔延米数720米，探放效果远远不及石门探放水的一次性探放。
由于在煤巷施工探放水钻孔，钻孔容易塌孔、夹钻、定向不准确，不能保证施工至老空区最低点，而且由于阶段煤柱所受采动影响，阶段煤柱变得松软，探放水施工人员的危险性较高，并且后期的放水钻孔维护量大，需经常性透孔，在人力资源如此紧张的情况下，不仅浪费了大量的人力物力，而且影响煤掘巷道正常施工，从而导致富力煤矿接续紧张。
五、探放水工程施工效果
1、通过石门探放水钻场的放水水量记录分析：水量总共放出31305m3，该区域补给水量5.5m3/h左右,共放补给水量15840m3，放出采空区水量15465m3，比预计多放出465m3，与预计老空区积水量基本吻合。
2、探放水钻孔的测斜综合分析：最低点的钻孔测斜，该钻孔设计孔深33米，实际孔深34米，方位角实际倾角与设计倾角误差0.6°方位角与设计方位角在终孔位置最大误差为15.9°，达到设计目的。
3、探放水工程结束后电磁瞬变验证分析：
1）利用瞬变电磁法探测具有定向性好的特点，用于井下全方位探测，既可以用于掘进头前方，也可以用于巷道侧帮、煤层顶、底板等探测，对生产过程中异常赋水区导水构造的超前预测预报。
2）石门探放水工程结束后，使用瞬变电磁仪对在-530南扩区11层收尾回风石门迎头对上段采空区进行了积水探测，未发现电阻异常区。
六、经验推广：
通过在-530南扩区11层收尾回风石门布置探放水钻场对上段老空区积水探放的效果来看，石门探放水较煤巷探放水有着显著的优点，简单易行，容易操作，影响范围小，疏放老空积水效果优良等。此案例证明了石门探放水在矿井老空水防治方面具有推广价值，为富力矿其它老空水的探放提供了可靠的技术支撑。
作者简介：孙铸，男，86-02, 党员, 2007年-2011年就读于黑龙江科技大学资源与环境工程学院采矿系，现任鹤岗分公司富力煤矿地测科防治水技术员。