特厚煤层综放面顶板离层水害防治

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  [摘 要]在我国现代能源生产过程中,煤矿资源具有极其重要的现实意义,必须对其加强控制,但是在具体生产过程中,综放面顶板离层通常会出现不同程度的水害,需要对其进行有效防治。本文分别从预测预报,离层水截流孔,采放高度,推进速度,疏导排放五个方面探究如何更为有效的防治离层水害,希望能够使相关工作人员在进行具体作业时具有更为全面的理论依据,为我国能源行业的进一步发展奠定坚实的基础。
  [关键词]特厚煤层;综放面顶板;离层水害
  中图分类号:TP213 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)10-0082-01
  引言
  国家经济的不断发展对我国能源行业提出了更高的要求,在进行煤矿开采过程中,进入特厚煤层之后,其综放面顶板之中的离层很容易出现水害现象,对相关工作人员具体作业带来了更高程度的挑战,需要采取有效措施对其进行合理防治,进一步保障工作人员生命财产安全。为了对其防治策略具有更为具体的认识,特此展开本次研究,希望能够使相关工作人员进行更为有效的水害防治。
  一、强化预测预报
  在离层积水出现涌突现象时,含水层水位下降频率会超过工作面,水位下降的速度和幅度与工作面来压之间存在密切联系,在水位下降速度和幅度增大过程中,工作面来压也随之更为强烈,在一定程度内提升压突水可能性,增大工程危险性。导致水位发生突变和顶板开压突水之间具有较高联动性的主要原因在于覆压破断。同时由于关键层结构出现失稳,滑落,破裂,导致采空层体积直接达到含水层,积水离层带由此产生[1]。离层积水在受到净水压力和覆岩断裂产生的冲击力作用,经过导水缝隙直接流入工作面,导致水位迅速下降,从而产生压架突水事故。合理应用含水层水位出现的不同变化和顶板来压突水之间存在的联动效应进行联合预测系统的合理构建,确保同时监控围岩异常,支架异常,工作面来压,覆岩破断距以及孔水位等。
  二、离层水截流孔
  离层水截流孔也可以称之为超前疏放孔,主要目的在于拦截覆岩含水层,为离层提供补给,使其离层所获取的补给量得到有效控制,进而确保离层水不会对下部采场造成很大程度的充水影响,对其危险性进行更为有效的控制。一般情况下,在进行工作面回采作业时,工作面受到离层水害威胁之前便需要进行离层水导流孔,离层水截流孔施工,同时,在开展疏水作业时,需要对其放水量进行严格记录[2]。与此同时,在进行开采作业时,通过进行导流孔的合理配置,还可以确保动态检测顶板离层积水现象,对其水量和水压进行不断观测,同时进行详细记录,直到完成采煤工作,工作难度较低,而且具有较高的防治效果。除此之外,离层水和工作面周期来压之间具有较为紧密的联系,基于此,需要尽量在所有大周期来压处进行离层水疏放孔的提前设置。在将其离层密闭性打破的同时,进行离层水的预先疏放,能够实现离层水害更为有效的预防。
  三、控制采放高度
  通过进行采煤层厚度的合理限制,能够确保煤层被开采之后导水裂缝带发育高度,避免煤层回采过程中,产生的导水裂缝带对已经实现发育的离层水造成直接影响,使其顶板离层出现水涌突水现象,进而使其充水影响得到有效控制。为了确保采放高度选择的合理性,必须对其煤层开采过程中导水裂缝带具有的高度和平板隔水层厚度进一步确定。在离层积水受到静水压作用时,会出现一定程度的涌突现象,同时离层下部岩层在受到离层水压和自身重力作用时,会出现一定程度的弯曲变形。其受力状况接近于采场底板岩层在底板承压水体作用下的力学作用。基于此,在评价底板突水概率时需要合理引入临界突水系数,以此为基础,实现顶板隔水层厚度的进一步确定。
  四、提升推进速度
  在确定采场覆岩内离层上位岩层时,顶板离层持续时间和煤层开采过程中工作速度呈现反比关系,也就是说,如果工作面具有更高的推进速度,则其离层积水可以得到更为有效的控制,或者是在进行回采作业时,离层出现水涌和突水现象的可能性较低[3]。换言之,可以在一定程度提升工作面推进速度,同时将其顶板离层积水时间和持续时间缩短,能够更为有效的控制顶板离层水出现充水的现象。与此同时,还需要确保工作面推进的匀速性,避免出现频繁停采。通过进行相关实验发现,在确定采高时,开采速度的不同会导致产生不同的离层积水体积,二者呈现正比关系。
  五、强化疏导排放
  在防治顶板离层水害过程中,需要进行矿井疏排水系统的合理设置,确保其畅通性和安全性,在进行开采之前需要确保全面清理,疏通和检修井下与井上的各个排水设施,确保管路,排水沟,泵房和水仓应用均能够最大程度满足运行需求。在进行开采作业时,需要确保中央泵房内进行检修工作之外的所有水泵均能够实现随时开机和运行,定期维修和管理排水设备,对其水泵和水仓进行定期清理,确保排水系统应用的有序性。需要最大程度保障工作面临时排水能力能够满足应用需求,确保在水涌出工作面时能够进行及时疏导和排放。与此同时,在进行疏放水工程建设过程中,需要确保完全适应采掘现状,构造条件以及工程围岩环境。而且,还需要确保疏放水工程削减水头高度,消耗进储量和疏放水量逐渐提升。在进行闸阀和止水套管安装作業时,需要确保进行可控疏放,需要尽量在靠近防护地段进行井下钻场作业,对其进行更为有效的安全保护[4]。同时在进行输水作业时,需要确保钻孔螺孔段穿过较多疏放目的层,疏水孔应该尽量实现全面覆盖。
  六、结束语
  总而言之,通过强化预测预报,离析水截流孔,控制采放高度,提升推进速度,强化疏导排放能够确保在进行煤层开采过程中,更为有效的防治综放面顶板之中离层出现的水害,确保相关工作人员在进行具体工作过程中,生命安全得到更高程度的保障,同时也使其工作效率得到有效提升,进而推进我国能源行业的发展,为国家经济的进一步发展奠定坚实的基础,使其在未来国际竞争中占据更高优势。
  参考文献
  [1]吕广罗,李文平,黄阳,等.综放开采煤层顶板离层积水涌突特征及防治关键技术研究[J].中国煤炭地质,2016,28(11):55-61.
  [2]王冠,崔宏磊,黄美涛.黄陇侏罗纪煤田特厚煤层综放开采顶板水害防治技术[J].煤矿安全,2018,49(5):95-98.
  [3]徐刚.顶板富含水特厚煤层综放开采压架成因与防治[J].煤炭科学技术,2016,44(4):1-5.
  [4]吕栋林.特厚煤层开采顶板离层与支护安全性评价研究[J].山东煤炭科技,2017(12):18-20.
  作者简介
  华照来(1986-)男,汉族,安徽潜山人,地质工程师,毕业于中国矿业大学,地质工程硕士研究生,主要从事煤矿地质防治水技术管理工作。
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