论文部分内容阅读
摘要：提高探放水技术、保证探放水设施的安全可靠，不但解决井下瓦斯带给生产威胁，为建设高产、高效矿井提供条件，而且能够创造巨大经济效益，我们通过对采空区探放水高位探放钻孔技术及钻孔防喷装置的研制与应用，针对复杂地质条件下探放空区积水及其防治取得很好的效果。
关键词： 断层、水害防治、地表水、灌浆
中图分类号：C39
我国煤矿多为井工开采，受地质条件和煤矿开采历史等客观因素的影响，我国煤矿水文地质条件极为复杂，无论是受水威胁的面积、类型，还是水害威胁的严重程度，都是世界罕见的。地表水、老空水、冲积层水、底板水等各种类型的水害样样俱全。各区域矿井均存在不同类型水害的威胁，随着煤矿采深的加大和大量小煤矿关闭后形成的积水，煤矿开采的水文地质条件越来越复杂，也使得水害治理难度越来越大。2010年3月1日，内蒙神华乌海能源有限公司骆驼山煤矿发生透水事故，31人被困，1人死亡。2010年3月28日，中煤集团山西临汾碟子沟项目部施工的王家岭矿发生透水事故，死亡38人。煤矿水害事故的频繁发生，给人民生命和国家财产造成了严重损失，煤矿水害已成为影响安全生产的重大问题之一。
我国煤矿水害虽然严重，但水灾事故的发生，也是可以预防和治理的。在党和政府的领导下，针对我国煤矿水文地质复杂和煤矿水害事故频发的实际情况，认真总结各方面教训、归纳提炼各地成功经验、组织专家广泛论证基础上，提出了煤矿水害防治“预测预报，有疑必探，先探后掘，先治后采”的十六字原则和“防、堵、疏、排、截”五项综合治理措施。“十六字”原则和“五项”措施，使我们对煤矿水害防治规律性认识的深化，在水害治理方面做了大量工作，取得了一定的成效，积累了比较丰富的经验。
龙煤矿业集团鹤岗分公司位于黑龙江省鹤岗市南部，随着煤矿采深的加大和大量小煤矿关闭后形成的积水，受老窑水严重威胁的数量较多，突水事故频频发生，加强采空区探放水工作的重要性呈显出来。提高探放水技术、保证探放水设施的安全可靠是我们控制水害的一项重要课题。通过三水平南21层三四区三段向采空区几次探放水的实践，我们取得很好的效果。
1、工作面概况
本工作面位于三水平南21层三四区三段， 西自三水平南21层三四区二段底分层机道，东至F13断层，北自切眼，南至三水平南21层三四区机轨道上山保护煤柱为界，工作面走向长275米，倾斜长62米。本工作面西部二段有两个采空区，南部由255队于2008年回采完毕，北部由综采一队1999年采完。由于21层属Ⅰ类发火煤层，发火期为10个月，采空区回采结束后全部进行灌浆。
2、探放水施工工艺
该区二段北部由综采一队1999年回采，共采出两个分层，采空区受采后灌浆影响，存在积水，预计积水量12000 m3，与三段轨道煤柱10米左右。三段回采时，与二段空区采透后，易造成溃水，需打钻进行探放水。
①工作面初次探放水
在三段轨道抽放窝子内布置1号钻孔，向二段机道底板施工。1号钻孔打透后，出水量约300 m3/小时，由于钻孔布置的透点在二段空区的底板，空区内出水后，采空区的浮煤将钻孔淤阻住，水无法放出。约6个小时后，钻孔内出水量逐渐减小后停止，钻孔出水量约2000m3 。由于孔口未加防突水装置，探水钻孔打透后，大量积水由钻孔涌出，将孔口冲坏，水量无法控制，险些造成重大事故。
②工作面二次探放水
经研究和对照有关资料，该空区内预计积水量还有10000m3以上。针对这一情况，提出了打高位钻孔的方法，在三段轨道抽放窝子内另布置2号钻孔，钻孔透点在二段空区顶板的冒落带内，在开孔孔口位置安装一个防喷装置可以控制放水，钻孔打透后，出水量约180m3/小时，利用防喷装置控制防水，接疏水管路将水排至大巷内，经46小时的连续控制放水，共放出积水约8000m3。
③工作面三次探放水
向二段机道底板施工3号钻孔，将2号钻孔没有放出的积水放净。在开孔位置安装一个防喷装置可以控制放水，钻孔打透后，出水量约160m3/小时，利用防喷装置控制防水，接疏水管路将水排至大巷内，经8小时的连续控制放水后出水量逐渐减小至停止，共放出积水约1500m3。
3、高位钻孔探放水的原理及防喷装置的应用
①高位钻孔的应用原理：通过初次的钻孔出水情况，钻孔透点布置在采空区的底板上，浮货和空区的矸石经水带动，极易将钻孔封堵、淤严，造成积水无法放出。将钻孔角度抬高，透点布置在采空区顶板的冒落岩石内，钻孔入口的岩石受上部重压影响，不能活动，给钻孔口形成了一个“筛子”，从而保证了钻孔口的畅通，积水通过冒落岩石进入钻孔，将积水顺利放出。
②防喷装置应用
以往，打钻探放采空区积水，采用先开钻孔、下套管，再在套管外安装阀门的方法钻进。当采空区内水压大时，钻孔钻透后，出水量过大，从孔壁往外喷水，无法将钻杆退出或退钻杆过程中无法控制水量，造成巷道冲毁或巷道水封。针对这一问题，我矿技术人员经过反复的研究、试验，研制出了一套防喷装置，通过在该区的使用取得成功，并形成一套探放水施工方案，在我矿其它采区进行了推广、应用。其应用原理：
⑴先用133cm有岩钻头按设计方位、角度开孔、安装套管并封孔；
⑵在套管外安装阀门1（全部打开），将4寸三通接在发门上，再在三通外口接防喷装置，三通的下口接阀门2并打开，打钻时，钻孔内钻粉与水从阀门2排出；
⑶将带有94cm钻头的钻杆穿入防喷装置与套管内后，将防喷装置内缠好盘根；
⑷用配套螺丝紧固防喷装置，用来挤压盘根增加密封性；
⑸开钻正常钻进至透点出水后，关闭阀门2，钻孔内不在出水；
⑹正常退钻，将钻杆与钻头全部退至阀门1外后，关闭阀门1，卸下阀门外所有装置，将预先设号的疏水管路接在阀门1上，打开阀门1将水引出排出。
4、结束语
通过该面的探放水实践，将高位钻孔与防喷装置在全矿推广，现已在我矿成功探放水7次，今后将在集团分公司继续推广应用，对今后有的煤矿采空区探放水工作有一定的指导意义，避免突水事故发生。
【作者简介】：陈显华，男，1987年11月出生，学历大学，毕业于黑龙江科技学院，现任龙煤鹤岗分公司兴安煤矿通风区副区长。
关键词： 断层、水害防治、地表水、灌浆
中图分类号：C39
我国煤矿多为井工开采，受地质条件和煤矿开采历史等客观因素的影响，我国煤矿水文地质条件极为复杂，无论是受水威胁的面积、类型，还是水害威胁的严重程度，都是世界罕见的。地表水、老空水、冲积层水、底板水等各种类型的水害样样俱全。各区域矿井均存在不同类型水害的威胁，随着煤矿采深的加大和大量小煤矿关闭后形成的积水，煤矿开采的水文地质条件越来越复杂，也使得水害治理难度越来越大。2010年3月1日，内蒙神华乌海能源有限公司骆驼山煤矿发生透水事故，31人被困，1人死亡。2010年3月28日，中煤集团山西临汾碟子沟项目部施工的王家岭矿发生透水事故，死亡38人。煤矿水害事故的频繁发生，给人民生命和国家财产造成了严重损失，煤矿水害已成为影响安全生产的重大问题之一。
我国煤矿水害虽然严重，但水灾事故的发生，也是可以预防和治理的。在党和政府的领导下，针对我国煤矿水文地质复杂和煤矿水害事故频发的实际情况，认真总结各方面教训、归纳提炼各地成功经验、组织专家广泛论证基础上，提出了煤矿水害防治“预测预报，有疑必探，先探后掘，先治后采”的十六字原则和“防、堵、疏、排、截”五项综合治理措施。“十六字”原则和“五项”措施，使我们对煤矿水害防治规律性认识的深化，在水害治理方面做了大量工作，取得了一定的成效，积累了比较丰富的经验。
龙煤矿业集团鹤岗分公司位于黑龙江省鹤岗市南部，随着煤矿采深的加大和大量小煤矿关闭后形成的积水，受老窑水严重威胁的数量较多，突水事故频频发生，加强采空区探放水工作的重要性呈显出来。提高探放水技术、保证探放水设施的安全可靠是我们控制水害的一项重要课题。通过三水平南21层三四区三段向采空区几次探放水的实践，我们取得很好的效果。
1、工作面概况
本工作面位于三水平南21层三四区三段， 西自三水平南21层三四区二段底分层机道，东至F13断层，北自切眼，南至三水平南21层三四区机轨道上山保护煤柱为界，工作面走向长275米，倾斜长62米。本工作面西部二段有两个采空区，南部由255队于2008年回采完毕，北部由综采一队1999年采完。由于21层属Ⅰ类发火煤层，发火期为10个月，采空区回采结束后全部进行灌浆。
2、探放水施工工艺
该区二段北部由综采一队1999年回采，共采出两个分层，采空区受采后灌浆影响，存在积水，预计积水量12000 m3，与三段轨道煤柱10米左右。三段回采时，与二段空区采透后，易造成溃水，需打钻进行探放水。
①工作面初次探放水
在三段轨道抽放窝子内布置1号钻孔，向二段机道底板施工。1号钻孔打透后，出水量约300 m3/小时，由于钻孔布置的透点在二段空区的底板，空区内出水后，采空区的浮煤将钻孔淤阻住，水无法放出。约6个小时后，钻孔内出水量逐渐减小后停止，钻孔出水量约2000m3 。由于孔口未加防突水装置，探水钻孔打透后，大量积水由钻孔涌出，将孔口冲坏，水量无法控制，险些造成重大事故。
②工作面二次探放水
经研究和对照有关资料，该空区内预计积水量还有10000m3以上。针对这一情况，提出了打高位钻孔的方法，在三段轨道抽放窝子内另布置2号钻孔，钻孔透点在二段空区顶板的冒落带内，在开孔孔口位置安装一个防喷装置可以控制放水，钻孔打透后，出水量约180m3/小时，利用防喷装置控制防水，接疏水管路将水排至大巷内，经46小时的连续控制放水，共放出积水约8000m3。
③工作面三次探放水
向二段机道底板施工3号钻孔，将2号钻孔没有放出的积水放净。在开孔位置安装一个防喷装置可以控制放水，钻孔打透后，出水量约160m3/小时，利用防喷装置控制防水，接疏水管路将水排至大巷内，经8小时的连续控制放水后出水量逐渐减小至停止，共放出积水约1500m3。
3、高位钻孔探放水的原理及防喷装置的应用
①高位钻孔的应用原理：通过初次的钻孔出水情况，钻孔透点布置在采空区的底板上，浮货和空区的矸石经水带动，极易将钻孔封堵、淤严，造成积水无法放出。将钻孔角度抬高，透点布置在采空区顶板的冒落岩石内，钻孔入口的岩石受上部重压影响，不能活动，给钻孔口形成了一个“筛子”，从而保证了钻孔口的畅通，积水通过冒落岩石进入钻孔，将积水顺利放出。
②防喷装置应用
以往，打钻探放采空区积水，采用先开钻孔、下套管，再在套管外安装阀门的方法钻进。当采空区内水压大时，钻孔钻透后，出水量过大，从孔壁往外喷水，无法将钻杆退出或退钻杆过程中无法控制水量，造成巷道冲毁或巷道水封。针对这一问题，我矿技术人员经过反复的研究、试验，研制出了一套防喷装置，通过在该区的使用取得成功，并形成一套探放水施工方案，在我矿其它采区进行了推广、应用。其应用原理：
⑴先用133cm有岩钻头按设计方位、角度开孔、安装套管并封孔；
⑵在套管外安装阀门1（全部打开），将4寸三通接在发门上，再在三通外口接防喷装置，三通的下口接阀门2并打开，打钻时，钻孔内钻粉与水从阀门2排出；
⑶将带有94cm钻头的钻杆穿入防喷装置与套管内后，将防喷装置内缠好盘根；
⑷用配套螺丝紧固防喷装置，用来挤压盘根增加密封性；
⑸开钻正常钻进至透点出水后，关闭阀门2，钻孔内不在出水；
⑹正常退钻，将钻杆与钻头全部退至阀门1外后，关闭阀门1，卸下阀门外所有装置，将预先设号的疏水管路接在阀门1上，打开阀门1将水引出排出。
4、结束语
通过该面的探放水实践，将高位钻孔与防喷装置在全矿推广，现已在我矿成功探放水7次，今后将在集团分公司继续推广应用，对今后有的煤矿采空区探放水工作有一定的指导意义，避免突水事故发生。
【作者简介】：陈显华，男，1987年11月出生，学历大学，毕业于黑龙江科技学院，现任龙煤鹤岗分公司兴安煤矿通风区副区长。