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[摘 要]某矿16031采面是一个带压采面，最高水位为 + 91米，最低标高为-305.9米，承受水压力最高为4.01MPa，为充分确保回采期间不出现突水事故，本文仔细探讨了这一个采面的水文地质条件，在此基础上，选择诸多防治水策略，取得了不错的效果，在带压开采的情况下没有发生水灾事故。
[关键词]采面；水文地质；煤矿；突水事故
中图分类号：F403.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）23-0261-01
某矿主采煤层标高处于 0 ～ -730米范围内。底板主要是寒武系灰岩，其分布相对均匀，大约有7米左右的厚度，上距底板 8 米，属于直接充水层。寒武系灰岩裂隙岩溶发育，具有相对较强的富水性，属于间接充水层。对于16031采面来说，其最低标高为-305.9米，按照相关钻探数据显示，其最高水位为 +91米，承受水压力最高为4.01兆帕，这是一个带压采面。我们主要对该带压开采过程重如何防止突水灾害进行了探讨。以期为复杂水文地质条件下做好防治水提供帮助。
一、水文地质勘察及突水预测
（一）勘察
地面勘察：为了弄清楚某矿附近地质状况与赋水状况，对某矿进行勘探。发现某矿分布 5 m之上的断层，煤层顶底板岩层的岩溶发育或富水，为做好防范提供了基础数据。
掘进期间：通过各种物探仪器实施探测，弄清楚物探异常区，避免不安全生产和施工。16031风机两巷掘进期间也进行了探测，选择两种方法进行探测，井下物探1 小时，探测有效距离 60米，能够进尺 40 米，预留合适的超前距，此处留下20米。16020风机两巷总进尺2700米，超前物探与钻探分别实施了70和13次，钻探进尺2230米，要是不使用物探技术方法，那么机、风巷必须实施整个过程的钻探，在这种情况下，总进尺11900米，通过物探技术方法大幅降低钻探进尺，降低幅度达到9670米，少用了81天，同时确保了生产安全。
采面圈定期间：圈定之后，通过相关设备实施探测，了解内部结构。通过瞬变电磁等开支探测。清楚底板岩溶发育状况，隔水层有效厚度与隐伏含水构造等相关方面。同时根据直流电法所得到的数据，分析确定其中的突水危险区，然后，评定其底板构造与富水性。按照原来的方案，间隔五十米在16031采面巷道布设钻场1个，各钻场同时还布设疏水降压孔三个。各孔进尺为130米。按照物探得到的图形，机巷总共布设钻场18个，进尺为6090米，风巷总共布设了钻场12个，进尺为4000米。钻场数量降低了20个，且降低了钻探进尺7880米。
（二）突水预测
根据煤矿某井水情动态监控平台来实时进行观察，以便能够在第一时间内充分了解水位状况。矿井还配置了防治水信息平台，按照最新水位状况对采掘面划分区域，同时，测定了采煤区间底板岩石的相关参数，以充分确保突水预测数据可靠、精确。
主要通过2种不同的技术来预测突水状况，第一个是突水系统法，第二个是矿井防治水信息化系统。
通过测定将其中的易突水区域明确，提前了解安全隐患部位，以及主要的防范部位。按照预测结果，在最短时间内将结果公布，在采掘过程中始终遵循先探后掘的指导原则，坚决不留下一个安全盲点。
二、完善排水系统区域注浆改造
（二）优化排水系统项目
对于煤矿来说，为做好水害治理工作，必须要具有良好的排水系统，这属于开展该项工作的基础，因此，必须先优化排水系统，在此基础上，按照预计的涌水量大小，对采掘工作面的排水系统进行完善，安装上辅助设备，通过这种方式来迎合排水需求，确保整个排水系统没有障碍。
煤矿中央水仓：其容量大小为10931立方米，布置在 -248米位置，同时还具有五台水泵，四趟排水管路380毫米，其排正常与最大水能力分别为1100 和2000m3/ h。
采面排水系统：16031采面总共具备水仓两个。一号水仓。处于16020机巷斜距大约1200米的位置，处在16031采面标高最低范围，其容量大小为310立方米，同时还安装了四台水泵，并且配置排水管路，具有220毫米排水管2趟，它的排水能力在510m3/ h以上，能够将水输送到第二个水仓，即二号水仓。16020机巷斜距大约748米的位置，其容量大小为215立方米，同时还安装了五台水泵，辅助以两趟排水管路，并且配备了排水管两趟，其正常排水能力在741 m3/ h以上，能够将水运输到-248米水平的中央水仓里面。
疏水钻孔：按照上文中在掘进过程中发现的低阻异常区，对掘进工作面实施相应措施，通过密集钻孔预疏压，例如16021采面掘进过程中布设钻场28个，同时还配置了疏水降压孔32个，排除速度达到128m3/ h。
疏水巷：发现底板富水区不明显，灰岩水隐蔽性强，分布无规律等方面的现状。按照提前获得探测数据、掘进过程中底板钻探出水状况，在这里，通过底板施工-7煤疏水巷，巷道总的长度为590米，通过巷道辅助以钻孔疏水的方法，疏放水速度达到180m3/ h，经过疏水之后，过去的疏水钻孔水量大幅降低，降低到29 m3/ h，取得不错的底板疏水效果，实现了既定的目的，为安全回采提供了保障。
（二）重点区域注浆改造
因这一个16031采面具有高水位异常区，所以，这里我们把16031采面主要分成2个不同的水文单元，各单元的注浆加固层位存在着一定的差异。
计算底板采动破坏带深度：通过大量的测定数据与研究发现，破坏深度这一个指标和底板的抗破坏能力、工作面受到的压力等因素存在着一定的联系。根据公式求解，此处取整数为 17米为结果。
确定隔水层厚度等参数：第一，确定高水位隔水层厚度。按照煤矿水文地质勘探数据，采面切眼周围寒武纪灰岩处于 91米水平，16021 采面标高最低是-305.9米，其承受水压力最高为4.01兆帕。根据突水系数求解方法：Ts = P/（ M -Cp） ，依公式来求解安全回采过程中需要的隔水层厚度大小，高水位范围底板厚度应当处于84米以上时，才可以确保回采期间免于底板水的干扰。第二，确定正常水文单元隔水层厚度。在一个环节是按照煤矿水文地质勘探所得到的数据进行，正常段最高能够承压为0.74 兆帕。根据突水系数求解的式子（与上面的式子相同） ，同样来求解安全隔水层厚度，正常区域底板加固厚度超过31米以上时，在这种情况下，才可以确保回采期间免于底板水的负面作用。第三，确定扩散半径。相关研究指出，浆液扩散半径和与岩溶发育状况、裂隙水平存在着联系，缝宽小于5毫米时，水泥浆有效半径R大小为2米，当缝宽处于5-30毫米范围内时，R大小为4米，而当缝宽超过 30毫米时，那么R大小超过6米。按照16031采面钻探状况与邻近矿井注浆经验，且兼顾到浆液配比浓度，确定16031采面底板注浆加固R大小为25米。第四，确定注浆加固层位，为确保16031采面回采过程中的生产安全，只是对钻孔超过3 m3/ h 实施注浆封堵，高水位单元改造深度进入寒灰 40 m，钻孔深超过90米。
钻场及钻孔结构：第一，只布置高水位区域。按照掘进过程中所获得的数据对钻场进行设计，其位置确定在低阻异常区域。主要配备4个，各钻场配置钻孔三个，总共存在十二个，总共进尺长度达到1030米。第二，注浆孔结构。一级孔径直径小于150 毫米，布设145毫米直径的套管，然后到达煤底板，将其封闭二十四小时，对其开展耐压试验，这个过程中压力≥ 40 kg/cm2，至少保持三十分钟。二级的直径为112毫米，达到 L7 灰岩顶板，然后布设107毫米套管，将其封闭二十四小时，对其开展耐压试验，这个过程中压力≥ 40 kg/cm2，至少保持三十分钟。三级的直径为91毫米一直至终孔，达到寒灰42米。
浆液配比及結束注浆标准：水泥和水混合形成加固浆液。注浆过程中，当处于最高限压，进浆量< 60 L/min，保持约25分钟，这样就可以完成注浆。然后需要检查注浆效果，首先，通过物探方式进行检查，其次通过钻探方式进行检查。
三、结束语
综上所述，按照煤矿长期以来积累的防治水经验，该矿引入各种设备，构建起完善的系统。采面回采前，按照上级的指导意见，不断优化防治水措施，同时全程监控，随时解决其中发现的问题，以确保生产安全。回采过程中，煤矿有关部门积极协作，严格按照措施工作，切实强化监控，确保涌水量处于较低的水平，采面实现了安全回采。
作者简介：田永晖；出生年月：1985年10月；性别：男；民族：汉族；籍贯：河南省永城市；学历：本科；毕业院校：中国矿业大学 ？地质工程专业；就职单位：河南神火兴隆矿业有限责任公司；职称：助理工程师；邮编：461000。
[关键词]采面；水文地质；煤矿；突水事故
中图分类号：F403.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）23-0261-01
某矿主采煤层标高处于 0 ～ -730米范围内。底板主要是寒武系灰岩，其分布相对均匀，大约有7米左右的厚度，上距底板 8 米，属于直接充水层。寒武系灰岩裂隙岩溶发育，具有相对较强的富水性，属于间接充水层。对于16031采面来说，其最低标高为-305.9米，按照相关钻探数据显示，其最高水位为 +91米，承受水压力最高为4.01兆帕，这是一个带压采面。我们主要对该带压开采过程重如何防止突水灾害进行了探讨。以期为复杂水文地质条件下做好防治水提供帮助。
一、水文地质勘察及突水预测
（一）勘察
地面勘察：为了弄清楚某矿附近地质状况与赋水状况，对某矿进行勘探。发现某矿分布 5 m之上的断层，煤层顶底板岩层的岩溶发育或富水，为做好防范提供了基础数据。
掘进期间：通过各种物探仪器实施探测，弄清楚物探异常区，避免不安全生产和施工。16031风机两巷掘进期间也进行了探测，选择两种方法进行探测，井下物探1 小时，探测有效距离 60米，能够进尺 40 米，预留合适的超前距，此处留下20米。16020风机两巷总进尺2700米，超前物探与钻探分别实施了70和13次，钻探进尺2230米，要是不使用物探技术方法，那么机、风巷必须实施整个过程的钻探，在这种情况下，总进尺11900米，通过物探技术方法大幅降低钻探进尺，降低幅度达到9670米，少用了81天，同时确保了生产安全。
采面圈定期间：圈定之后，通过相关设备实施探测，了解内部结构。通过瞬变电磁等开支探测。清楚底板岩溶发育状况，隔水层有效厚度与隐伏含水构造等相关方面。同时根据直流电法所得到的数据，分析确定其中的突水危险区，然后，评定其底板构造与富水性。按照原来的方案，间隔五十米在16031采面巷道布设钻场1个，各钻场同时还布设疏水降压孔三个。各孔进尺为130米。按照物探得到的图形，机巷总共布设钻场18个，进尺为6090米，风巷总共布设了钻场12个，进尺为4000米。钻场数量降低了20个，且降低了钻探进尺7880米。
（二）突水预测
根据煤矿某井水情动态监控平台来实时进行观察，以便能够在第一时间内充分了解水位状况。矿井还配置了防治水信息平台，按照最新水位状况对采掘面划分区域，同时，测定了采煤区间底板岩石的相关参数，以充分确保突水预测数据可靠、精确。
主要通过2种不同的技术来预测突水状况，第一个是突水系统法，第二个是矿井防治水信息化系统。
通过测定将其中的易突水区域明确，提前了解安全隐患部位，以及主要的防范部位。按照预测结果，在最短时间内将结果公布，在采掘过程中始终遵循先探后掘的指导原则，坚决不留下一个安全盲点。
二、完善排水系统区域注浆改造
（二）优化排水系统项目
对于煤矿来说，为做好水害治理工作，必须要具有良好的排水系统，这属于开展该项工作的基础，因此，必须先优化排水系统，在此基础上，按照预计的涌水量大小，对采掘工作面的排水系统进行完善，安装上辅助设备，通过这种方式来迎合排水需求，确保整个排水系统没有障碍。
煤矿中央水仓：其容量大小为10931立方米，布置在 -248米位置，同时还具有五台水泵，四趟排水管路380毫米，其排正常与最大水能力分别为1100 和2000m3/ h。
采面排水系统：16031采面总共具备水仓两个。一号水仓。处于16020机巷斜距大约1200米的位置，处在16031采面标高最低范围，其容量大小为310立方米，同时还安装了四台水泵，并且配置排水管路，具有220毫米排水管2趟，它的排水能力在510m3/ h以上，能够将水输送到第二个水仓，即二号水仓。16020机巷斜距大约748米的位置，其容量大小为215立方米，同时还安装了五台水泵，辅助以两趟排水管路，并且配备了排水管两趟，其正常排水能力在741 m3/ h以上，能够将水运输到-248米水平的中央水仓里面。
疏水钻孔：按照上文中在掘进过程中发现的低阻异常区，对掘进工作面实施相应措施，通过密集钻孔预疏压，例如16021采面掘进过程中布设钻场28个，同时还配置了疏水降压孔32个，排除速度达到128m3/ h。
疏水巷：发现底板富水区不明显，灰岩水隐蔽性强，分布无规律等方面的现状。按照提前获得探测数据、掘进过程中底板钻探出水状况，在这里，通过底板施工-7煤疏水巷，巷道总的长度为590米，通过巷道辅助以钻孔疏水的方法，疏放水速度达到180m3/ h，经过疏水之后，过去的疏水钻孔水量大幅降低，降低到29 m3/ h，取得不错的底板疏水效果，实现了既定的目的，为安全回采提供了保障。
（二）重点区域注浆改造
因这一个16031采面具有高水位异常区，所以，这里我们把16031采面主要分成2个不同的水文单元，各单元的注浆加固层位存在着一定的差异。
计算底板采动破坏带深度：通过大量的测定数据与研究发现，破坏深度这一个指标和底板的抗破坏能力、工作面受到的压力等因素存在着一定的联系。根据公式求解，此处取整数为 17米为结果。
确定隔水层厚度等参数：第一，确定高水位隔水层厚度。按照煤矿水文地质勘探数据，采面切眼周围寒武纪灰岩处于 91米水平，16021 采面标高最低是-305.9米，其承受水压力最高为4.01兆帕。根据突水系数求解方法：Ts = P/（ M -Cp） ，依公式来求解安全回采过程中需要的隔水层厚度大小，高水位范围底板厚度应当处于84米以上时，才可以确保回采期间免于底板水的干扰。第二，确定正常水文单元隔水层厚度。在一个环节是按照煤矿水文地质勘探所得到的数据进行，正常段最高能够承压为0.74 兆帕。根据突水系数求解的式子（与上面的式子相同） ，同样来求解安全隔水层厚度，正常区域底板加固厚度超过31米以上时，在这种情况下，才可以确保回采期间免于底板水的负面作用。第三，确定扩散半径。相关研究指出，浆液扩散半径和与岩溶发育状况、裂隙水平存在着联系，缝宽小于5毫米时，水泥浆有效半径R大小为2米，当缝宽处于5-30毫米范围内时，R大小为4米，而当缝宽超过 30毫米时，那么R大小超过6米。按照16031采面钻探状况与邻近矿井注浆经验，且兼顾到浆液配比浓度，确定16031采面底板注浆加固R大小为25米。第四，确定注浆加固层位，为确保16031采面回采过程中的生产安全，只是对钻孔超过3 m3/ h 实施注浆封堵，高水位单元改造深度进入寒灰 40 m，钻孔深超过90米。
钻场及钻孔结构：第一，只布置高水位区域。按照掘进过程中所获得的数据对钻场进行设计，其位置确定在低阻异常区域。主要配备4个，各钻场配置钻孔三个，总共存在十二个，总共进尺长度达到1030米。第二，注浆孔结构。一级孔径直径小于150 毫米，布设145毫米直径的套管，然后到达煤底板，将其封闭二十四小时，对其开展耐压试验，这个过程中压力≥ 40 kg/cm2，至少保持三十分钟。二级的直径为112毫米，达到 L7 灰岩顶板，然后布设107毫米套管，将其封闭二十四小时，对其开展耐压试验，这个过程中压力≥ 40 kg/cm2，至少保持三十分钟。三级的直径为91毫米一直至终孔，达到寒灰42米。
浆液配比及結束注浆标准：水泥和水混合形成加固浆液。注浆过程中，当处于最高限压，进浆量< 60 L/min，保持约25分钟，这样就可以完成注浆。然后需要检查注浆效果，首先，通过物探方式进行检查，其次通过钻探方式进行检查。
三、结束语
综上所述，按照煤矿长期以来积累的防治水经验，该矿引入各种设备，构建起完善的系统。采面回采前，按照上级的指导意见，不断优化防治水措施，同时全程监控，随时解决其中发现的问题，以确保生产安全。回采过程中，煤矿有关部门积极协作，严格按照措施工作，切实强化监控，确保涌水量处于较低的水平，采面实现了安全回采。
作者简介：田永晖；出生年月：1985年10月；性别：男；民族：汉族；籍贯：河南省永城市；学历：本科；毕业院校：中国矿业大学 ？地质工程专业；就职单位：河南神火兴隆矿业有限责任公司；职称：助理工程师；邮编：461000。