| 标题 | 门克庆煤矿3102综采工作面水害防治技术 |
| 范文 | 和发新 赵辉 摘 要： 基于门克庆煤矿3102综采工作面涌水量大、矿压显现明显的开采技术条件，分析了顶板砂岩水带来的后果及其治理难点，介绍了回采期间采取的多项水害治理措施，同时针对矿压大致使排水路径单一、排水效率不够高的现状，提出了下一步向相邻采空区疏水、增加排水路径的治理建议，为深埋近水平煤层强矿压开采条件下综采工作面防治水工作积累了宝贵的现场实践经验。 关健词： 综采工作面;水害治理;强矿压;安全开采 中天合创门克庆煤矿是一座位于呼吉尔特矿区中部的千万吨级大型现代化矿井，矿井主要开采侏罗系延安组煤层，其埋深普遍大于600m，上覆地层为侏罗系直罗组、安定组及白垩系地层。矿井地质构造简单，断裂构造较少，垂向导水构造不甚发育，含水层间水力联系较弱，但是由于其特殊的陆相沉积背景、多相变层叠的覆岩结构和错综复杂的地下水径流系统，导致矿井水文地质类型为复杂。矿井水害类型为顶板水源型，即煤层顶板上存在强富水砂岩层。长壁开采工艺下，顶板垮落后形成的导水裂隙带发育高度波及至砂岩含水层时，裂隙水导入工作面，将给工作面安全生产带来极大的安全隱患。 1 工作面概况 1.1 开采技术条件 11-3102综采工作面布置在11采区3-1煤层南翼，东侧为3103工作面（未采），西侧为3101首采面（已采完），煤柱宽度35m，南侧临近井田边界，北侧为3-1煤开拓大巷。3102工作面面长300m，采高4.75m，工作面埋深平均692m，沿煤层底板回采，采用长壁后退式一次采全高综合机械化采煤法，全部垮落法管理顶板。直接顶为平均厚度4.7m的粉砂岩，老顶为平均厚度18.5m的细砂岩。工作面投产至今为-2°俯采，架前最大涌水量约300m3/h，正常涌水量约240m3/h，机头底板标高大于机尾4～12m，架前水自流向机尾。 1.2 水文地质概况 据地勘资料及水文补勘资料，3-1煤顶板直接充水水源为2-2中煤底至3-1煤顶之间中粒、细粒砂岩含水层（顶板上30～50m范围），属于弱富水性。3#煤顶板间接充水水源同为2#煤顶板直接充水水源，即侏罗系直罗组底部中、粗粒砂岩含水层，大部分区域为中等富水性，局部区域为弱富水性。 2 水害后果 顶板砂岩水往往以静储量的形式赋存于不同级别、不同规模的裂隙内，是影响生产效率与成本的重要因素。回采期间，大量涌水进入刮板输送机，形成水煤，水煤引起原煤含水量上升、降低煤质，增加原煤运输系统的负荷，容易造成皮带打滑跑偏，进入煤仓后甚至引起窜仓，还会造成落煤转载点文明卫生差，进而影响整个生产系统的正常运行。因此，一旦排水管理不当，极易造成工作面停产，甚至造成淹面事故。 3 工作面水害治理技术及应用 3.1 优化面内排水系统 （1）排水管路及设备。架前铺设四趟Φ159mm排水软管，全部向机头方向排水，排水能力约480m3/h，为最大涌水量的1.6倍。同时，布置BQS100-70-37/N型排沙潜水泵16台（8用、8备），每台水泵排水能力约100m3/h，每趟管路配合4台水泵（2用、2备），通常每趟管路开2台水泵，不得多开，防止“顶牛”。 （2）供电系统。采用双回路供电，交叉均匀全覆盖布置;一路电源来自设备列车500kVA移变、另一路来自主辅联巷630kVA移变，确保供电系统稳定可靠。 （3）排水点设计。工作面机头高于机尾，架前水自流向机尾，但机尾受矿压影响排水不畅，积水蓄存在机尾，容易淹没机尾电机和减速器，引发机电事故。解决办法：机尾160～175#段抬底防淹设备，中下部110～160#架破底300～500mm形成人为低洼点，布置6台水泵，起到机尾截流的作用，减少向机尾流入量，减轻机尾排水压力。 （4）排水路径。3102工作面架前排水软管→主辅联巷临时水仓→辅运巷排水管→井底主水仓。 3.2 完善顺槽排水系统 （1）排水能力估算。辅运巷：敷设一趟Φ325mm排水管路，排水能力约470m3/h;另一趟Φ159mm排水管路，排水能力约120m3/h;合计排水能力约590m3/h。主运巷：敷设一趟Φ159mm排水管路，排水能力为120m3/h。主运巷排水最终汇入辅运巷，因此，主辅运巷排水能力就是辅运巷两趟排水管路的排水能力，总排水能力约590m3/h。 （2）临时水仓中转排水。每个主辅联巷设置一个30m×4m×1.5m（长×宽×高）临时水仓，预留1.5m宽的行人道，面内四趟排水软管各两趟依次排至相邻的临时水仓，每个水仓内安设4台BQS200-70-90/N型排沙潜水泵4台（2用、2备），通过水仓沉淀后，排至3102辅运巷排水管，最终至井底主水仓。 （3）主运巷排水：主运巷内散水通过泵窝收集，每个泵窝布置2台BQS100-70-37/N型排沙潜水泵（1用、1备），将积水排至最近的主辅联巷临时水仓，然后进入辅运巷排水系统。 3.3 强化生产期间排水管理 ①割煤前，刮板输送机设置低速空转，将溜槽内的部分积水拉出，落至转载机头排水点，转载机头设置专人排水、维护水泵。 ②由机尾向机头割煤时，刮板输送机设置低速，尽量降低水煤通过溜槽观察孔进入架前的冲刷量，减少煤泥淤积至架前对拉架的影响。 ③低洼点安排专人排水，水泵放置在溜槽内;煤机距集中低洼排水点50m前，提前将水泵从溜槽内挪移至支架大脚前;煤机通过低洼点时，尽量快速通过，防止积水过深淹没煤机引起机电故障;通过低洼点后，及时将水泵吊移至溜槽内。 ④由于架前水大、煤泥淤积较多，低洼点处支架生拉硬推容易造成推移杆销轴断裂，处理故障影响生产时间长。因此，拉架时用好抬底油缸和侧护板先活动支架，降低淤泥沉积对支架的吸附力，坚持分次慢拉、带压擦顶、单架顺序拉架的原则，降低机械故障对生产的影响。 ⑤低洼点煤泥淤积量大，推移刮板输送机时采用分段推溜，每推一段，开动一下刮板输送机，再进行下一段推移，解决刮板输送机由于水煤粘着力影响，压死、吸住等推动受阻的问题。 ⑥引流集中排水、降淤减阻，在起坡段90-100#架设置挡水煤钢板，在溜槽上气割引水孔，配合编织袋内装好的煤泥拦坝，将生产期间架前水煤引流至溜槽内，降低支架大脚前淤积量，便于正常的拉架，减缓对正常生产的影响。 3.4 做好日常排水管理 ①加强对排水设施的检修和维护，确保每台水泵能够正常使用，双回路电源供电系统稳定，排水管路出现破损时及时更换，水泵底座滤网经常清理防止堵塞。 ②转载机机头用编织袋装煤泥打两道水坝，内侧水坝用于沉淀煤泥，内外侧水坝中间放置水泵抽排转载点处的积水。 ③主运皮带巷低洼点设置水泵窝，及时清理水泵窝内的煤泥，加强检修，保证低洼处排水点的排水能力，防止淹没设备列车造成机电事故。 ④做好涌水量预测预报，分析周期来压与涌水量的关系，重视周期来压期间排水管理，配齐充足的排水设备、管路，预防水害事故的发生。 3.5 应用效果分析 采取治理措施后，架前煤泥淤积量大幅减少，因煤泥淤积导致的机械故障率得到有效降低，架前积水排出效率得到有效提高。和之前相比，支架推移头销子破断率得到有效降低，由之前每天更换1～2根，降低为3天更换1根;影响时间由每天2～8h，降低为每3天影响2～4h，为工作面正常出煤创造了良好的条件。 4 结论 （1）3102综采工作面涌水量的内因是煤层顶板上方存在富水性好的顶板砂岩水;影响排水效率的主要因素是顶板砂岩水的疏放不够充分和强矿压导致的排水路径单一。 （2）防治水工作是一项系统工程，应科学设计排水系统、合理布置排水点、确保排水能力满足要求;要利用好、维护好现有的排水设施，加强生产过程排水管理，合理组织生产，重视周期来压期间排水，多措并举才是提高排水效率的关键。 |
| 随便看 |
|
科学优质学术资源、百科知识分享平台，免费提供知识科普、生活经验分享、中外学术论文、各类范文、学术文献、教学资料、学术期刊、会议、报纸、杂志、工具书等各类资源检索、在线阅读和软件app下载服务。