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摘 要：以宁夏沙巴台煤矿采空区水害防治为例，阐述煤矿采空区水害防治技术，坚持“预测预报，有疑必探，先探后掘，先治后采” 水害防治十六字原则，一旦接近采空区即对其进行处理，防止因探水工作不到位而使采空区积水溃入工作面造成事故。
关键词：采空区;探放水;事故
1 宁夏沙巴台煤矿区开发情况
宁夏沙巴台煤矿区南北走向长约8km，东西倾向宽约2.26km，面积约18.08km2。由于历史原因，矿区内各煤层浅部露头先后经历不同时期的开发，从地表看各煤层中绝大部分废弃井筒、煤层探槽依然清晰可见，个别废弃井筒井口已被掩埋，整个矿区内各煤层浅部可以说是千疮百孔。进入90年代，煤炭资源开发开始受到政府部门重视，各煤矿的安全开采也受到安全生产管理部门的关注，矿区内的煤炭资源被纳入统一规划管理，各小煤矿企业也进入了正规生产的程序当中。矿区内五、七、九、十煤层自浅部露头至+1250m水平均已划归小煤矿开采。根据矿业权划分有9家小煤矿企业，经过多年的开采，在各煤层浅部已形成很多小窑采空区。
按照划定矿区范围批复文件，沙巴台煤矿批准开采+1550m—+800m水平之间的煤炭资源（扣除五、七、九、十层煤+1550m～+1250m之间的煤炭资源）。矿井设计采用斜井开拓方式，全井田采用单水平上、下山开拓方案。
2 采空区范围及其中积水情况
本矿井井田+1250m以上五、七、九、十煤层已批复给小煤矿开采，根据现生产矿井，浅部小煤矿现多已采至海拔+1350m～+1300m水平，局部地段以开采至+1250m水平。矿井浅部五、七、九、十煤层存在多出采空区，且采空区及老窑中均存在有不同程度的积水，补充勘探工作也未能对采空区范围进行准确的圈定，采空区范围及其中积水情况根据走访调查所取得，与实际情况可能存在差异。因此，采空区积水是影响矿井安全生产的主要水患，矿井建设前需进一步进行勘探，首先要采取必要的探放水措施，消除隐患，保证生产安全。
3 矿井采空区防治水措施的确定
3.1矿井开拓开采所采取的安全保证措施
3.1.1矿井开拓开采的预防措施
针对本矿井开拓、开采时的主要水患威胁，应以加强前兆观察、提前探放水为主，要认真贯彻执行“预测预报，有疑必探，先探后掘，先治后采” 水害防治十六字原则，落实“防、堵、疏、排、截”五项综合治理技术。在采掘工作之前，必须采用钻探方法查清水文地质条件，并进行上部探放水工作。
开拓、开采巷道布置在承压水的安全厚度范围之内，并远离含水层。
矿井建设和生产时的采掘工作，应有专门的防水作业规程，并制定发生水灾时应采取的治水措施和避灾路线。
3.1.2采空区防水煤柱的留设
①+1250m以上采空区煤柱留设
目前，各小煤矿企业均在进行资源整合技术改造，按照相关规范，设计留设的五、七、九、十煤层+1250m水平以上井田境界煤柱为20m。
②+1250m以下煤柱留设
在回避老窑进行采掘工作时，为保障安全，应留设一定的防水煤岩柱。按照《矿井水文地质规程》，纵向防水煤岩柱的留设规定为：①在水淹区或老窑积水区下掘进时，巷道与水体间的最小距离不得小于巷道高度的10倍;②在水淹区或老窑积水区下采煤时，防水煤岩柱的尺寸不小于导水裂隙带的最大高度与保护层厚度之和。
③区段煤柱留设
矿井上区段开采后将形成新的采空区，为保障上区段采空区积水涌入下区段，上下区段间暂留设20m宽的保护煤柱，实际宽度待测压后确定。
3.2井下探放水措施
3.2.1探水起点的确定
为了确保采掘工作和人身安全、防止误穿积水区，将水淹区的积水范围、水位标高、积水量等资料填绘在采掘工程图上，经过分析画出三条界线：
积水线：积水边界线（小窑采空区范围）即为积水线，其深部界线应根据小窑或老空的最深下山划定。
探水线：根据积水区的位置、范围、地质及水文地质条件及其资料可靠程度、采空区和巷道受矿山压力破坏情况等因素确定。具体有如下规定：
①对采掘工作造成的老空、老巷、硐室等积水区，如边界确定，水文地质条件清楚，水压不超过10kPa时，探放线至积水区的最小距离：煤层中不得小于30m，岩层中不得小于20m。
②对虽有图纸资料，但不能确定积水区边界位置的积水区，探水线至推断积水区边界的最小距离不得小于60m。
③对有图纸资料的小窑，探水线至积水区边界的最小距离不得小于60m;对没有图纸资料可查的小窑，必须坚持有疑必探，先探后掘的原则，防止发生透水事故。
④掘进巷道附近有断层或陷落柱时，探水线至最大摆动范围预计煤柱线时的最小距离不得小于60m。
3.2.2探放水设备选择
①探放水设备选择的依据
本矿井存在的水害主要是井田范围内浅部老空积水及随着开采深度的增加可能出现的地质构造带来的水患等。
②探放水设备型号及数量
根据本矿井水灾分析结果，选择如下探水设备二套：
探水钻机型号 KHYD-90
最大钻进深度 120m
钻孔直径 55～90mm
电动机功率 5.5kw 3.2.3探放水时的安全措施
根据确定的可采煤层开采顺序，本矿井五煤层先进行开采，然后开采七煤层，因此，开采时存在以下两个方面的探放水工作。
①倾斜煤层平巷探放水钻孔布置
对煤层平巷实施探放水工作，沿煤层走向每隔60m进行一次探放水工作，每次掘进允许距离为60m，60m后重新布置一组探放水钻孔，进行探放水工作，每次探放水工作结束后方可允许掘进60m，依次循环进行探放水和掘进，每次设三个钻孔呈扇形布置，钻孔数量可根据钻孔涌水量大小进行调整。
②煤层间探放水钻孔布置
对上部煤层采空区实施探放水工作，沿煤层走向每隔30m进行一次探放水工作，每次至少设钻孔2个，钻孔与顶板间的法线夹角为15°，钻孔数量可根据钻孔涌水量大小进行调整，钻孔呈扇形布置。
3.3 辅助探放水措施
针对本矿井采空区积水情况，辅助探放水措施分别采用直流电法和瞬变电磁法。直流电法主要对掘进工作面进行超前探;采用瞬变电磁法对井田的富水情况进行勘探，Ⅰ期探测面积约0.71km2，Ⅱ期探测面积约1.3km2。
探放水情况：根据小窑调查资料及瞬变电磁勘探结果，对一采区主斜井、副斜井、斜风井三条井筒施工层位上方的九层煤的采空区进行了探放水工作。共施工探放水钻孔1085米，排出水量132119.7 m3。目前，井下正在施工首采面回风水槽，已通过顺槽钻孔已放水23856 m3，截止目前，矿井在施工建设过程中未发生任何突水危险情况。
4 结论
煤矿老采空区水害破坏性大，一旦发生，后果往往很严重，故各煤矿企业应给以足够重视。由于矿区内老窑多缺乏各种资料，导致部分老窑分布及积水状况不明，由此给老窑水的防治带来很大困难。因而做好老窑的排查工作成了防治积水的关键。为此需做好矿井水文地质补充调查和掘进时进行探放水两项工作，在进行水文地质补充调查时，应尽可能多地摸清老窑分布状况及积水情况，做好记录，并在相应的图件上标示清楚，为矿井生产提供依据。井巷掘进过程中，坚持“有疑必探 ”“先探后掘”的原则，一旦接近老窑即对其进行处理，防止因探水工作不到位而使老窑水溃入工作面造成事故。
参考文献：
[1]魏可忠，矿井水文地质，1991
[2]郭启文， 煤矿重大水害快速治理技术，2005
作者简介：
张满社（1980—），男，陕西周至人，2004年毕业于中国矿业大学采矿工程专业，工程师，从事矿井设计、地质环境治理及研究工作。
关键词：采空区;探放水;事故
1 宁夏沙巴台煤矿区开发情况
宁夏沙巴台煤矿区南北走向长约8km，东西倾向宽约2.26km，面积约18.08km2。由于历史原因，矿区内各煤层浅部露头先后经历不同时期的开发，从地表看各煤层中绝大部分废弃井筒、煤层探槽依然清晰可见，个别废弃井筒井口已被掩埋，整个矿区内各煤层浅部可以说是千疮百孔。进入90年代，煤炭资源开发开始受到政府部门重视，各煤矿的安全开采也受到安全生产管理部门的关注，矿区内的煤炭资源被纳入统一规划管理，各小煤矿企业也进入了正规生产的程序当中。矿区内五、七、九、十煤层自浅部露头至+1250m水平均已划归小煤矿开采。根据矿业权划分有9家小煤矿企业，经过多年的开采，在各煤层浅部已形成很多小窑采空区。
按照划定矿区范围批复文件，沙巴台煤矿批准开采+1550m—+800m水平之间的煤炭资源（扣除五、七、九、十层煤+1550m～+1250m之间的煤炭资源）。矿井设计采用斜井开拓方式，全井田采用单水平上、下山开拓方案。
2 采空区范围及其中积水情况
本矿井井田+1250m以上五、七、九、十煤层已批复给小煤矿开采，根据现生产矿井，浅部小煤矿现多已采至海拔+1350m～+1300m水平，局部地段以开采至+1250m水平。矿井浅部五、七、九、十煤层存在多出采空区，且采空区及老窑中均存在有不同程度的积水，补充勘探工作也未能对采空区范围进行准确的圈定，采空区范围及其中积水情况根据走访调查所取得，与实际情况可能存在差异。因此，采空区积水是影响矿井安全生产的主要水患，矿井建设前需进一步进行勘探，首先要采取必要的探放水措施，消除隐患，保证生产安全。
3 矿井采空区防治水措施的确定
3.1矿井开拓开采所采取的安全保证措施
3.1.1矿井开拓开采的预防措施
针对本矿井开拓、开采时的主要水患威胁，应以加强前兆观察、提前探放水为主，要认真贯彻执行“预测预报，有疑必探，先探后掘，先治后采” 水害防治十六字原则，落实“防、堵、疏、排、截”五项综合治理技术。在采掘工作之前，必须采用钻探方法查清水文地质条件，并进行上部探放水工作。
开拓、开采巷道布置在承压水的安全厚度范围之内，并远离含水层。
矿井建设和生产时的采掘工作，应有专门的防水作业规程，并制定发生水灾时应采取的治水措施和避灾路线。
3.1.2采空区防水煤柱的留设
①+1250m以上采空区煤柱留设
目前，各小煤矿企业均在进行资源整合技术改造，按照相关规范，设计留设的五、七、九、十煤层+1250m水平以上井田境界煤柱为20m。
②+1250m以下煤柱留设
在回避老窑进行采掘工作时，为保障安全，应留设一定的防水煤岩柱。按照《矿井水文地质规程》，纵向防水煤岩柱的留设规定为：①在水淹区或老窑积水区下掘进时，巷道与水体间的最小距离不得小于巷道高度的10倍;②在水淹区或老窑积水区下采煤时，防水煤岩柱的尺寸不小于导水裂隙带的最大高度与保护层厚度之和。
③区段煤柱留设
矿井上区段开采后将形成新的采空区，为保障上区段采空区积水涌入下区段，上下区段间暂留设20m宽的保护煤柱，实际宽度待测压后确定。
3.2井下探放水措施
3.2.1探水起点的确定
为了确保采掘工作和人身安全、防止误穿积水区，将水淹区的积水范围、水位标高、积水量等资料填绘在采掘工程图上，经过分析画出三条界线：
积水线：积水边界线（小窑采空区范围）即为积水线，其深部界线应根据小窑或老空的最深下山划定。
探水线：根据积水区的位置、范围、地质及水文地质条件及其资料可靠程度、采空区和巷道受矿山压力破坏情况等因素确定。具体有如下规定：
①对采掘工作造成的老空、老巷、硐室等积水区，如边界确定，水文地质条件清楚，水压不超过10kPa时，探放线至积水区的最小距离：煤层中不得小于30m，岩层中不得小于20m。
②对虽有图纸资料，但不能确定积水区边界位置的积水区，探水线至推断积水区边界的最小距离不得小于60m。
③对有图纸资料的小窑，探水线至积水区边界的最小距离不得小于60m;对没有图纸资料可查的小窑，必须坚持有疑必探，先探后掘的原则，防止发生透水事故。
④掘进巷道附近有断层或陷落柱时，探水线至最大摆动范围预计煤柱线时的最小距离不得小于60m。
3.2.2探放水设备选择
①探放水设备选择的依据
本矿井存在的水害主要是井田范围内浅部老空积水及随着开采深度的增加可能出现的地质构造带来的水患等。
②探放水设备型号及数量
根据本矿井水灾分析结果，选择如下探水设备二套：
探水钻机型号 KHYD-90
最大钻进深度 120m
钻孔直径 55～90mm
电动机功率 5.5kw 3.2.3探放水时的安全措施
根据确定的可采煤层开采顺序，本矿井五煤层先进行开采，然后开采七煤层，因此，开采时存在以下两个方面的探放水工作。
①倾斜煤层平巷探放水钻孔布置
对煤层平巷实施探放水工作，沿煤层走向每隔60m进行一次探放水工作，每次掘进允许距离为60m，60m后重新布置一组探放水钻孔，进行探放水工作，每次探放水工作结束后方可允许掘进60m，依次循环进行探放水和掘进，每次设三个钻孔呈扇形布置，钻孔数量可根据钻孔涌水量大小进行调整。
②煤层间探放水钻孔布置
对上部煤层采空区实施探放水工作，沿煤层走向每隔30m进行一次探放水工作，每次至少设钻孔2个，钻孔与顶板间的法线夹角为15°，钻孔数量可根据钻孔涌水量大小进行调整，钻孔呈扇形布置。
3.3 辅助探放水措施
针对本矿井采空区积水情况，辅助探放水措施分别采用直流电法和瞬变电磁法。直流电法主要对掘进工作面进行超前探;采用瞬变电磁法对井田的富水情况进行勘探，Ⅰ期探测面积约0.71km2，Ⅱ期探测面积约1.3km2。
探放水情况：根据小窑调查资料及瞬变电磁勘探结果，对一采区主斜井、副斜井、斜风井三条井筒施工层位上方的九层煤的采空区进行了探放水工作。共施工探放水钻孔1085米，排出水量132119.7 m3。目前，井下正在施工首采面回风水槽，已通过顺槽钻孔已放水23856 m3，截止目前，矿井在施工建设过程中未发生任何突水危险情况。
4 结论
煤矿老采空区水害破坏性大，一旦发生，后果往往很严重，故各煤矿企业应给以足够重视。由于矿区内老窑多缺乏各种资料，导致部分老窑分布及积水状况不明，由此给老窑水的防治带来很大困难。因而做好老窑的排查工作成了防治积水的关键。为此需做好矿井水文地质补充调查和掘进时进行探放水两项工作，在进行水文地质补充调查时，应尽可能多地摸清老窑分布状况及积水情况，做好记录，并在相应的图件上标示清楚，为矿井生产提供依据。井巷掘进过程中，坚持“有疑必探 ”“先探后掘”的原则，一旦接近老窑即对其进行处理，防止因探水工作不到位而使老窑水溃入工作面造成事故。
参考文献：
[1]魏可忠，矿井水文地质，1991
[2]郭启文， 煤矿重大水害快速治理技术，2005
作者简介：
张满社（1980—），男，陕西周至人，2004年毕业于中国矿业大学采矿工程专业，工程师，从事矿井设计、地质环境治理及研究工作。