基于煤层底板3D建模的富水工作面排水设防研究与工程实践

摘   要： 母杜柴登矿井井田302盘区第3工作面属于长距离单巷富水工作面，底板起伏形态明显，排水设防问题突出。结合地面钻孔资料，对近6 000 m长度工作面的涌水量进行预测;采用Surfur软件，建立工作面底板3D模型，对采空区水流向进行分析。根据煤层底板3D建模结果，合理布设回风顺槽、胶运顺槽排水系统，将排水管路、排水沟和水泵窝相互交叉衔接，分段逐级增加两顺槽排水能力。排水施工减少安装排水管路900 m，节省水窝布设9处，节约资金163万元。工程实践证明：高效实现了矿井水害排水设防，也带来了经济效益。

关键词： 富水工作面;采空区;煤层底板3D建模;工作面底板3D模型;排水设防

中图分类号：P641.47    文献标识码：B    文章编号：2095-8412 （2020） 04-090-08

工业技术创新 URL： http：//gyjs.cbpt.cnki.net    DOI： 10.14103/j.issn.2095-8412.2020.04.017

引言

鄂尔多斯盆地有丰富的煤炭资源，随着煤炭开采深度的增加，矿井冲击地压问题日益突出。主要表现在双巷工作面回采后预留巷道围岩压力大、变形快速、塌方风险增加、维护成本高等方面，对我公司矿井安全生产造成了巨大的威胁。从宏观方面看，制约了当地煤炭工业发展。

目前，矿井排水系统设计多集中在矿井整体能力建设，尤其是中央水仓、盘区水仓的排水系统建设方面，而关于回采工作面精细排水系统设计的研究却较少。徐雷等[1]根据疏放水数据，对开采用水量的变化情况进行了分析，确定了工作面的涌水量峰值，制定了相应的排水方案。王利峰[2]通过对综放工作面顶板及煤壁进行淋水引流、采用上下端头导水引流、对两巷排水系统进行改造施工等综合措施，开展了工作面排水系统优化。……