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[摘 要]通过多年产量-涌水量关系计算得出吨煤含水系数，以此做为计算采空区积水量的充水系数，再通过对采空区积水进行打钻探放，根据探放孔探放水量反算验证此充水系数并进行修正，就能比较准确的估算出采空区积水量。
[关键词]采空区 吨煤含水系数 充水系数
中图分类号：P618.11 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2014）30-0033-01
1 引言
近年以来，煤矿重特大水害事故、突水淹井、淹采区和重大未遂水害事故时有发生，直接威胁到矿井的安全生产，为遏制煤矿重特大水害事故发生，阳泉煤业（集团）有限责任公司二矿根据“有掘必探、有采必探、先探后掘、先探后采”的方针，落实“防、堵、疏、排、截”五位一体的综合防治水措施，取得了较好的防治水效果。
现根据二矿对80607工作面和80802工作面采空区积水的探放，分别计算出采空区的充水系数平均值，以此可准确的预测采空区积水量，对煤矿安全生产具有十分重要的实际指导意义。
2 概况
阳泉煤业（集团）有限责任公司二矿东距阳泉市约5km，井田东部为大阳泉井田，西部为西上庄井田，南部与五矿井田相邻，北部以石太铁路为界，隔桃河与三矿、四矿相望。井田走向长约7.8km，倾向长约7.7km，面积为60.0603km2，批准开采规模 ：810万t/a，开采深度为713.5m～463.3m。现开采煤层3#、8#、15#，3#、8#煤采用走向长壁后退式综合机械化开采，15#采用走向长壁后退式割底分层放顶煤一次采全高综合机械化工艺开采（简称综放），顶板采用全部垮落法管理。
根据《阳煤二矿水文类型划分报告》，二矿井田水文条件属中等型，但井田内小型断层较为发育，且多属于开放型，随开采深度的增加，矿井涌水量逐步增加。目前矿井正常涌水量为100m3/h，最大涌水量为l50m3/h。
二矿处理采空区积水的方法是对其进行打钻探放，通过探放孔，逐步疏干采空区积水，以达到疏放采空区积水的目的。但要准确地计算采空区的积水量，必须要计算出采空区充水系数，现通过探放水钻孔疏放80607工作面、81005工作面和80802工作面采空区的积水量来分别反算采空区充水系数。
3 采空区地质及水文地质情况
3.1 80607工作面地质及水文地质情况
80607工作面于2006年回采结束，工作面走向长964m，倾向长198m，煤层倾角3°～9°，平均煤厚6.44m，回采率为87%。采空区积水的补给来源为顶板岩层水，垂向补给。根据构造形态分析，80607工作面为一东北向西南倾伏的单斜构造，工作面回采结束后将形成一个范围较大的积水区。
3.2 81005工作面地质及水文地质情况
81005工作面于2011年回采结束，工作面走向长1480m，倾向长240m，煤层倾角3°～12°，平均煤厚6.62m，回采率为89%。采空区积水的补给来源为顶板岩层水，垂向补给。根据构造形态分析，81005工作面为一南向北倾伏的单斜构造，工作面回采结束后将形成一个范围较大的积水区。
3.3 80802工作面地质及水文地质情况
80802工作面于2012年回采结束，工作面走向长950m，倾向长210m，煤层倾角2°～10°，平均煤厚6.12m，回采率为88%。采空区积水的补给来源为顶板岩层水，垂向补给。根据构造形态分析，80802工作面为一东向西倾伏的单斜构造，工作面回采结束后将形成一个范围较大的积水区。
4 积水量计算
Q=S×M×ρ×Hcl×K Q——采空区积水量（m3） S——积水面积（m2） M——煤厚（m）
ρ——15#煤容重（T/m3） Hcl——回采率 K——充水系数（m3/T）
根据2003年至2012年产量-涌水量关系可以得出二矿年吨煤含水系数为0.08～0.15，平均值为0.11。为指导实际生产，取最大值0.15计算积水量。
5 探放水情况
5.1 80607工作面积水探放水情况
我矿于80605进风巷对80607工作面积水进行探放，探放孔终孔具体位置设置在80607工作面西南角标高最低处，以达到最佳探放水效果。探放孔标高为+459m，钻孔透孔时测压0.18MPa，可以确定积水水位为+477m，由此可以圈定积水面积为38670m2。将各项参数代入公式得：Q= S×M×ρ×Hcl×K=38650×6.44×1.41×0.87×0.15=45780
探放水工程由2011年6月22日开始，6月24日钻进26.4m透空，透空时水量16m3/h，放水至2011年8月29日结束，累计探放积水34160m3。将最终的累计放水量代入原公式，验证充水系数K，得出：K=Q/S×M×ρ×Hcl=34160/38650×6.44×1.41×0.87≈0.11
5.2 81005工作面积水探放水情况
我矿于81006回风巷对81005工作面积水进行探放，探放孔终孔具体位置设置在81005工作面北部标高最低处，以达到最佳探放水效果。探放孔标高为+462m，钻孔透孔时测压0.13MPa，可以确定积水水位为+475m，由此可以圈定积水面积为15890m2。将各项参数代入公式得：Q= S×M×ρ×Hcl×K=15890×6.62×1.41×0.89×0.15=19801
探放水工程由2013年1月20日开始，1月22日钻进37m透空，透空时水量24m3/h，放水至2013年3月15日结束，累计探放积水17963m3。将最终的累计放水量代入原公式，验证充水系数K，得出：K=Q/S×M×ρ×Hcl=17963/19801×6.62×1.41×0.89≈0.11
5.3 80802工作面积水探放水情况
我矿于80803回风巷对80802工作面积水进行探放，探放孔终孔具体位置设置在80802工作面进风巷中部标高最低处，以达到最佳探放水效果。探放孔标高为+403m，钻孔透孔时测压0.11MPa，可以确定积水水位为+414m，由此可以圈定积水面积为13994m2。将各项参数代入公式得：Q= S×M×ρ×Hcl×K=13994×6.12×1.41×0.88×0.15=15940
探放水工程由2013年10月16日开始，10月18日钻进35.0m透空，透空时水量15m3/h，放水至2013年12月20日结束，累计探放积水13424m3。将最终的累计放水量代入原公式，验证充水系数K，得出：K=Q/S×M×ρ×Hcl=13424/15940×6.12×1.41×0.889≈0.11
6 结论
根据以上定量分析计算，可以看出用吨煤含水系数平均值0.11计算采空区积水量更加准确。由此可以得出二矿采空区充水系数为0.11，即为采空区充水系数。
应用此值可以直接准确计算采空区积水量的大小，大大提高了预测矿井采空积水量的准确性，具有重要的现实指导意义。公式中所用数值均为二矿多年实际生产数值，因此得出的采空区充水系数0.11只适用于二矿。
[关键词]采空区 吨煤含水系数 充水系数
中图分类号：P618.11 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2014）30-0033-01
1 引言
近年以来，煤矿重特大水害事故、突水淹井、淹采区和重大未遂水害事故时有发生，直接威胁到矿井的安全生产，为遏制煤矿重特大水害事故发生，阳泉煤业（集团）有限责任公司二矿根据“有掘必探、有采必探、先探后掘、先探后采”的方针，落实“防、堵、疏、排、截”五位一体的综合防治水措施，取得了较好的防治水效果。
现根据二矿对80607工作面和80802工作面采空区积水的探放，分别计算出采空区的充水系数平均值，以此可准确的预测采空区积水量，对煤矿安全生产具有十分重要的实际指导意义。
2 概况
阳泉煤业（集团）有限责任公司二矿东距阳泉市约5km，井田东部为大阳泉井田，西部为西上庄井田，南部与五矿井田相邻，北部以石太铁路为界，隔桃河与三矿、四矿相望。井田走向长约7.8km，倾向长约7.7km，面积为60.0603km2，批准开采规模 ：810万t/a，开采深度为713.5m～463.3m。现开采煤层3#、8#、15#，3#、8#煤采用走向长壁后退式综合机械化开采，15#采用走向长壁后退式割底分层放顶煤一次采全高综合机械化工艺开采（简称综放），顶板采用全部垮落法管理。
根据《阳煤二矿水文类型划分报告》，二矿井田水文条件属中等型，但井田内小型断层较为发育，且多属于开放型，随开采深度的增加，矿井涌水量逐步增加。目前矿井正常涌水量为100m3/h，最大涌水量为l50m3/h。
二矿处理采空区积水的方法是对其进行打钻探放，通过探放孔，逐步疏干采空区积水，以达到疏放采空区积水的目的。但要准确地计算采空区的积水量，必须要计算出采空区充水系数，现通过探放水钻孔疏放80607工作面、81005工作面和80802工作面采空区的积水量来分别反算采空区充水系数。
3 采空区地质及水文地质情况
3.1 80607工作面地质及水文地质情况
80607工作面于2006年回采结束，工作面走向长964m，倾向长198m，煤层倾角3°～9°，平均煤厚6.44m，回采率为87%。采空区积水的补给来源为顶板岩层水，垂向补给。根据构造形态分析，80607工作面为一东北向西南倾伏的单斜构造，工作面回采结束后将形成一个范围较大的积水区。
3.2 81005工作面地质及水文地质情况
81005工作面于2011年回采结束，工作面走向长1480m，倾向长240m，煤层倾角3°～12°，平均煤厚6.62m，回采率为89%。采空区积水的补给来源为顶板岩层水，垂向补给。根据构造形态分析，81005工作面为一南向北倾伏的单斜构造，工作面回采结束后将形成一个范围较大的积水区。
3.3 80802工作面地质及水文地质情况
80802工作面于2012年回采结束，工作面走向长950m，倾向长210m，煤层倾角2°～10°，平均煤厚6.12m，回采率为88%。采空区积水的补给来源为顶板岩层水，垂向补给。根据构造形态分析，80802工作面为一东向西倾伏的单斜构造，工作面回采结束后将形成一个范围较大的积水区。
4 积水量计算
Q=S×M×ρ×Hcl×K Q——采空区积水量（m3） S——积水面积（m2） M——煤厚（m）
ρ——15#煤容重（T/m3） Hcl——回采率 K——充水系数（m3/T）
根据2003年至2012年产量-涌水量关系可以得出二矿年吨煤含水系数为0.08～0.15，平均值为0.11。为指导实际生产，取最大值0.15计算积水量。
5 探放水情况
5.1 80607工作面积水探放水情况
我矿于80605进风巷对80607工作面积水进行探放，探放孔终孔具体位置设置在80607工作面西南角标高最低处，以达到最佳探放水效果。探放孔标高为+459m，钻孔透孔时测压0.18MPa，可以确定积水水位为+477m，由此可以圈定积水面积为38670m2。将各项参数代入公式得：Q= S×M×ρ×Hcl×K=38650×6.44×1.41×0.87×0.15=45780
探放水工程由2011年6月22日开始，6月24日钻进26.4m透空，透空时水量16m3/h，放水至2011年8月29日结束，累计探放积水34160m3。将最终的累计放水量代入原公式，验证充水系数K，得出：K=Q/S×M×ρ×Hcl=34160/38650×6.44×1.41×0.87≈0.11
5.2 81005工作面积水探放水情况
我矿于81006回风巷对81005工作面积水进行探放，探放孔终孔具体位置设置在81005工作面北部标高最低处，以达到最佳探放水效果。探放孔标高为+462m，钻孔透孔时测压0.13MPa，可以确定积水水位为+475m，由此可以圈定积水面积为15890m2。将各项参数代入公式得：Q= S×M×ρ×Hcl×K=15890×6.62×1.41×0.89×0.15=19801
探放水工程由2013年1月20日开始，1月22日钻进37m透空，透空时水量24m3/h，放水至2013年3月15日结束，累计探放积水17963m3。将最终的累计放水量代入原公式，验证充水系数K，得出：K=Q/S×M×ρ×Hcl=17963/19801×6.62×1.41×0.89≈0.11
5.3 80802工作面积水探放水情况
我矿于80803回风巷对80802工作面积水进行探放，探放孔终孔具体位置设置在80802工作面进风巷中部标高最低处，以达到最佳探放水效果。探放孔标高为+403m，钻孔透孔时测压0.11MPa，可以确定积水水位为+414m，由此可以圈定积水面积为13994m2。将各项参数代入公式得：Q= S×M×ρ×Hcl×K=13994×6.12×1.41×0.88×0.15=15940
探放水工程由2013年10月16日开始，10月18日钻进35.0m透空，透空时水量15m3/h，放水至2013年12月20日结束，累计探放积水13424m3。将最终的累计放水量代入原公式，验证充水系数K，得出：K=Q/S×M×ρ×Hcl=13424/15940×6.12×1.41×0.889≈0.11
6 结论
根据以上定量分析计算，可以看出用吨煤含水系数平均值0.11计算采空区积水量更加准确。由此可以得出二矿采空区充水系数为0.11，即为采空区充水系数。
应用此值可以直接准确计算采空区积水量的大小，大大提高了预测矿井采空积水量的准确性，具有重要的现实指导意义。公式中所用数值均为二矿多年实际生产数值，因此得出的采空区充水系数0.11只适用于二矿。