煤矿老空水探放方法的探讨

王晓丽

(同煤集团四台矿，山西 大同 037003)

引言

我国煤矿开采历史悠久，许多矿区浅部都有废弃的采空区及小煤窑，这些废弃的采空区及小煤窑积水后便形成老空水，采掘工作面一旦接近或揭露时，常造成突水淹井和人身伤亡事故，因此防范老空水是当前最重要的防治水任务之一。

1 煤矿老空水防治现状

煤矿的采空区、窑口以及无法使用的废井巷都可以称为是老空。根据积水的区域可以将老空水分为本矿和相邻矿井的老空水。在济宁二号的煤矿田地中，它的地质结构较为复杂，断层和弯曲地道发育较快。除此之外，这个地区还有大量水存在，挖掘开采的过程中，很有可能发生老空水的水害事故。在所有的防治水中，最重要的就是防治老空水。它是由人工开采过后，逐渐形成的区域积水环境。它所在的位置、积水量的多少等很容易被检测出来，但防治是一大难题。对工作面进行二次采集或者停止采挖的过程中，主要可以提供水资源的是煤层底板处的砂岩区域，它可以不断向采空区域进行输送；因为采空区的岩层顶部已经遭受破坏，导致顶板出现裂缝，不断延伸进入有水的地方，如此就形成了一个很好的水源流通。在采空区的部分，积水情况有时可以少到几十立方米，有时多大几十万，形式多变。沿着挖空的巷道施工时，防治老空水形成的主要方法就是先进行探测再进行挖掘，或者一边探测一边挖掘，但如果碰到老空区的积水量过多或积水高度过大时，这个方法可能就不会那么适用。水位的存在、水压造成的压力都会对挖掘速度造成影响。

2 老空水的性质和探放原则

2.1 主动探放原则

在河流处或者较为重要的建筑物中不会存在老空区，将老空区的水进行排放也不会额外增加矿井的负担。但在容易积水的地方可能会存在一些煤炭资源，老空水的存储也会影响到采集挖掘工作。这些情况下，最好采取适当手段主动进行老空区水的排放，避免水患的发生。

2.2 先隔离后探放原则

如果有积水量过多，水压较强，甚至煤层部分出现松软和岩层发育的情况时，不要进行探水活动。这时应该将部分探水进行隔离，比如将石头门挖掘后，提前进行探测或者在两边砌一道墙，从墙外进行探水。

2.3 先堵后探放原则

老空区的积水和其他的含水层有很大的联系，当老空区的排水量增加时，要将老空水排放出口堵住，阻止它和其他水层的接合，切断联系后才可以进行再次探放水。

2.4 先降压后探放原则

当遇到储存量很大，水量多而压强高的老空积水时，要从高处向低处慢慢过滤，将老空区的水压降低后，再按照原规定方式进行探放水。

3 老空水探放的程序和方法

3.1 老空水探放程序

在对老空水进行准备排放阶段，要对各种巷道或者积水区域进行全面调查，锁定一部分积水区的范围，对要排放的面积做出标记。接着对老空区的积水水压、煤块的坚硬程度以及调查结果等做出范围标记和警戒线，确保不会超过也不会减少积水的排放。准备工作完成之后，就可以进行放水工作。将所记录的资料进行统一整理，根据排放水量决定下一步挖掘的距离，通知相关部门进行短距离工程的实施。接着再进行一次放水，亦步亦趋，整个流程反复进行，直到最后将所有积水排出。

3.2 老空区积水边界与探水线的确定

1)划出积水边界线。通过各种资料的调查，得到老空积水区的分布情况，利用物件或者电钻等对老空区积水的范围进行确定，最后划出积水边界线。2)锁定探水线。老空区有一定水压、煤层下的煤块有一个坚硬程度、资料的准确性等各种情况结合，对积水区进行平线推开一段距离后有一条线出现，这就是探水线。如果进行挖掘开采，工作面的确定就要参考这条线，进行有效措施。准确的探水线见下表。3)确定积水警戒线。将探水线在水面上再推出一定距离后划线，这就是积水警戒线。当挖掘工作接近这条线后，就要注意是否有积水的威胁存在，并告诫工作面的人员注意查看积水变化，如果出现透水的预示，就要提前探放水；情况可能威胁到人员安全时，及时做出撤离所有人员的举动。

3.3 老空水探放的方法

1)探水之前要注意到的事情。a.对所有排水设备进行检测。将要排放到的地方进行提前准备工作，例如水沟、排水管道等地方；排水设备、备用工具以及发动机和供电的系统，这些都要保证可以正常使用，同时有最大的排水能力，可以进行无特殊情况的探放。b.对防护措施进行检查。需要进行打洞的地方做好补救措施，所有帮顶都要检查，如果出现空顶、连接不稳定、关口松动的情况，要及时进行修护。c.将施堵材料准备齐全。如果出现涌水或者无法控制局面的情况，堵水材料必不可少，材料备用的数量尽可能的适当。d.检查瓦斯的存在。需要打钻的地方要提前进行通风，并在行动前安装好瓦斯的检测设备，防止过程中发生火灾。e.对煤壁的实际情况进行记录。如果发现煤壁出现松软或者膨胀的情况，及时进行填埋处理。对整个煤层进行保护，防止水流通过时，将煤壁破坏，导致整个煤井的塌陷，发生安全事故。f.提前安排好退出老空区的线路。有危险发生时，可以通过线路及时撤退，在避难的路线中，不可以有任何的杂物出现，要保证整个路是畅通无阻的。2)探放水的流动钻口的布置。探水钻孔的布置和巷道的形式、煤层厚度以及形状大小有关，所处环境的不同，布置方法自然不同。大多数情况下，探放水的钻孔形式大多是利用深孔、稍深空和浅孔三者混合使用。

表1 老空水探水线、警戒线

4 老空水探放的安全措施

4.1 探水巷道掘进的安全措施

1)在探水钻孔形成的有效区域中进行巷道的挖掘，探水过程中的水控距离，间距等都要符合设计标准。探水后向前挖采的距离要进行标记，最好树立标牌示意。2)探水时，不论山道还是巷道都不可以出现低矮处积水的道路。3)巷道和积水区域的距离不可以小于规定的距离，如果出现突水问题，可以将前挖采的支架进行固定，将堵水材料进行铺设，所有安排妥当后，选择一处新的安全地方进行再次探水。4)按照原有设计图纸进行水沟的挖掘。将流水经过的巷道处理干净，避免有材料的沉淀。在某处倾斜的巷道内，最好使用铁水沟，让巷道内的通风环境达到最佳。

4.2 钻探的安全措施

1)对附近地区进行出水检测，防止突然爆水的情况。如果发现打钻的地点和可能积水的地点离得很近，可能会造成探水失败。就要采取应对措施，在寻找一处地点进行探水。2)对可以安置电钻的地方进行排查，巷道内的稳固、通风条件是否达标，要确保钻机可以安全装置。3)钻机安装必须平稳牢固，安装好钻机接电时，要严格执行停送电制度，电缆吊挂要整齐。4)严格按设计标定钻孔方位、倾角，每班开钻前先检查立柱、孔口安全装置、周围支护和报警信号，如有问题，先处理后开钻。5)钻进中发现有毒气体喷出时，应在加强通风的同时，用黄泥、木塞封堵孔口。若无法处理，应立即停工，切断电源，撤人至新鲜风流巷道内。