煤矿老采空区水害防治技术分析.pdf

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1、煤炭科技2008年第4期38COALSCIENCE＆TECHNOLOGYMAGAZINENo．42008文章编号：1008－3731（2008）04－0038－04实用技术煤矿老采空区水害防治技术分析轩大洋，许家林（中国矿业大学矿业工程学院，江苏徐州221116)摘要：从采空区积水形成与井田开拓在时间上的先后关系出发，将老采空区分为井田开拓前已存在的老窑和矿井正常回采时形成的采空区。通过采空区上覆岩层的“三带”理论，分析了水体下采煤时采空区积水形成的原因。针对不同类型的老采空区，分析了防治积水的关键点

2、和措施。关键词：老窑；采空区；积水；防治中图分类号：TD745文献标识码：B我国矿井水文地质类型复杂多样，受地表水体老窑和本矿正常回采形成的采空区。及地下富含水层威胁的煤矿较多，防治水任务艰1.1老窑巨。煤矿老采空区水害具有突发性强、水量大、来势指在本矿井开拓前已存在的煤层采空区或由猛、破坏性大且有腐蚀性等特点［1］于涌水量过大等原因而停采已久的老井或巷道。其，对矿井采掘工作面人员及安全生产构成极大威胁，轻则使工作面、主要特征是：因缺乏相应的地质、开拓图件等资料，采区停产，重则可能导致开采水平甚至全矿

3、井被造成老窑分布状况及积水情况不明；空间形状不规淹。资料显示［2］则；多数废弃已久，积水量大，且酸性很强；限于小，从2000至2003年，全国小型煤矿共发生8起特大水害事故，其中老采空区水害有5煤窑的开采技术，老窑多数位于井田浅部，易与地起，占62.5%。如2003年7月13日，河南省登封市表水体或松散层水体发生联系。白坪煤窑沟村东风煤矿“7·13”特大透水事故，造成1.2本矿井正常回采形成的采空区21人死亡，其直接原因即为老采空区出水。2005采面正常推进后形成的采空区。其主要特征年，广东大兴煤矿特

4、大透水事故造成123人死亡，是：分布情况明确，能在矿井充水性图上直接反映；直接原因就是防水煤柱失稳造成老采空区突水。空间形状多数为规则的薄板状长方体；可位于井田2007年3月15日，河南鹤煤集团下属中泰矿业公浅部或深部。司33051下巷掘进头发生突水事故，造成5人死2老采空区积水的原因亡，直接原因为相邻的3303采面老巷出水。煤矿开采的主要作业环节为开掘井巷和回采1积水老采空区分类煤层，在此过程中必然形成一定的地下空间。同时由于历史原因，同一井田可能先后经历不同时由于采掘工程不可避免地要接近、揭露某些

5、含水层期的开发，如我国多处井田在早期均遭受过小煤窑（体），因此当这些作业场所处于含水层（体）的水位的掘采。由此导致在建矿之前，井田范围内已存在以下而承受一定的静水压力时，水就会失去原有的一些老采空区、老巷。而矿井进入生产阶段后，正常平衡条件而涌入井巷或采场［3］。待采动过后一定时回采时也形成新的采空区。因此，对生产矿井而言，间，就形成了老采空区积水。按采空区形成与矿井开拓在时间上的先后关系，将煤层开采后，工作面采空区上覆岩层将产生移其井田范围内的采空区分为两类：开拓前已存在的动、破坏。按岩层破坏后岩块

6、的块度、排列方式、连基金项目：国家重点基础研究发展计划（973）项目（2007CB209400）2008年第4期轩大洋等：煤矿老采空区水害防治技术分析39续性及透水透泥砂能力等，可将其分为三带：自下而掘活动中根据实际情况、按照一定原则对老窑积水上依次为冒落带、裂缝带、弯曲带（见图1）［4］进行处理，大体上有留煤岩柱回避和主动疏干两种。大量观测及生产实践表明，弯曲带岩层基本不具有导水性，方法。选择的依据主要是老窑是否位于采掘工程影且一般情况下还可作为水体下采煤时的保护层。而响范围内。裂缝带与冒落带岩层由

7、于具有大量裂隙或破碎成3.1.1留煤岩柱回避块，当其联通上覆含水层时，易成为水体下渗的良好鉴于老窑水及其涌出或突出时的特点，为了防通道。故常把此两带合称为导水裂隙带。治其积水，应尽可能地在有关井巷设计、施工和工作面回采时采取回避和限制措施，使其少受或不受采掘影响，保持自身水力平衡，以免老窑水涌入采面或井巷。这对于降低矿井排水费用，保障安全生产具有重要意义。特别是当老窑积水和其他水体有水力联系时，尤其要避免采掘活动对其造成影响，防止两者沟通后较大的动静储量水一并释放，给矿井排水带A———煤壁支撑影响区；

8、B———离层区；C———重新压实区；Ⅰ———来巨大压力，威胁人员安全及正常生产。冒落带；Ⅱ———裂缝带；Ⅲ———弯曲带在回避老窑进行采掘工作时，为保障安全，应留图1煤矿开采覆岩形成的三带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在水淹区或老窑积当煤层开采后形成的导水裂隙带波及甚至进入水区下掘进时，巷道与水体间的最小距离不得小于上覆含水层（体）时，就可能使水体向下流入采空区巷道高度的10倍；②在水淹区或老窑积水区下采煤而使