15#层406盘区上覆采空积水探放方案研究
15#层406盘区上覆采空积水
探放方案研究
单位：煤峪口矿地测科
姓名：谭志喜武元瑞杜江日期：2012年02月
一、项目背景
按照煤峪口矿2012年生产衔接，准备开拓15#层406盘区盘区系统巷，15#层406盘区上覆3#、9#、11#、12#层和14#层开采已结束多年，为顺利开采15#层，同时满足同忻矿生产接替需要，加快15#层406开采步伐。按照“有掘必探，有采必探”提前对上覆采空区积水进行探放。提前为总体布局提供良好的条件，介于此，着手分析研究15#层406盘区的采空区积水探放方案。
二、研究内容
（一）上覆煤层开采情况
1、该区上覆404、406盘区14-2#已于70-80年代开采,煤层厚度1.58-3.35米。采煤方法：大部工作面为倾斜长壁后退式只有北东部4个工作面为刀柱仓房开采。东北部原北坡井区14-2#层未采，煤层厚度
1.97-3.44米。
2、该区上覆12#406、404盘区70年代至80年代初已采。煤层
厚度：0.45-5.06米。东部为不开采边界线。
3、该区上覆11#402、404盘区60年代至70年代开采。煤层厚
度：3.4-5.96米。采煤方法为刀柱仓房开采，406盘区70年代后期开采，采煤方法倾斜长壁后退式开采。
4、该区上覆9#406、404盘区50-60年代开采，煤层厚度：0.9-1.45 米。
5、该区上覆3#402盘区煤层厚度2.5米左右，约50-60年代开
采，采煤方法为刀柱仓房开采。406、404盘区为无煤区。
6、该区上覆4#、8#、10#煤层为无煤区或不开采区域。
（二）上覆煤层积水情况
各煤层积水情况（详见附图15#层上覆煤层积水图），层间距：地面--3#层平均195米，3#层--9#层平均85米，9#层--11#层16.71—60.21米，平均32.29米；11#层--14-2#层8.55—65.93米，平均30.39米；14-2#层—15#层10.13—15.19米，平均11.68米。
各煤层积水主要集中在15#层盘区中、东部（煤峪口向斜轴附近），上覆采空区积水共为194.8万m3。,东面以底斜坑断层为界（底斜坑断层以东采空区积水不考虑），北面以可采边界为界。其中15#层可采边界内积水共为148.4万m3。3#层积水量43.2万m3（可采边界内28.8万m3）、9#层积水量11万m3（可采边界内3.7万m3）、11#积水量74.0万m3（可采边界内49.3万m3）、14#层积水量66.6万m3。
（三）制定探放水方案
1、方案一、地面--3#层层间距平均195米，3#层--9#层层间距平均85米，9#--15#层间距平均81.43米，因为3#、9#、11#这三层距15#层距离较远，不适宜用井下探放。考虑从盘区东部地面打大孔径钻孔进行抽放，从地面打抽水钻孔直接通3#、9#、11#层积水区低洼处，通过地面泵房直接将采空区积水抽到地面进行排放。
对于12#、14#层采空积水，在开拓盘区轨道巷时施工盘区水仓及泵房，从地面打排水钻孔1与轨道巷水仓相通，盘区巷道随掘进先探后掘，通过施工井下探放水孔将上覆采空区积水放下，放下的采空水通过临时水泵及排水管路与盘区水仓相连接，通过排水钻孔排往地面。
排水路线：盘区巷道工作面—临时水泵—排水管路—盘区水仓—排水钻孔—地面。
方案一中提及钻孔列表
2、方案二、3#、9#、11#三层采空积水仍沿用方案一从地面进行抽放。12#、14#采空积水采用直通式放水法，从地面布置钻孔，穿过12#、14#积水区与下部15#层巷道贯通放水。在900大巷1240米处301绕道里施工水仓泵房，同时在对应水仓的地面施工排水孔2，随后在301绕道（因此处距离12#、14#积水区最低处路线最短）里施工两条专用放水巷，掘至12#、14#积水区下部，再从地面往15#层专用放水巷里施工放水孔1。将12#、14#层积水放下后通过管路连接至301水仓，排往地面。
排水路线：专用放水巷—排水管路—301绕道水仓—排水钻孔2—地面。
方案二中提及钻孔列表
3、无论使用方案一或方案二，都应考虑排水路线。我矿900大巷现有的排水能力是早期根据年产量设计，排水能力已达到上限，每天只能再多增加400—500立方米。而15#层406盘区上覆积水，仅14#层就有66.6万立方米，按每天排1000立方米计算，也需要两年才能排完，根本满足不了同忻矿生产接替需要。这就需要加快排水速度，只能通过地面打钻孔排放。一方面能加快排水速度，另一方面缓解900大巷排水负担，只有这样才能满足同忻矿生产接替需要，加快15#层406盘区开采步伐。
4、经过分析对比，首先考虑到积水区下方没有系统，15#层盘区系统巷尚未开掘，加上层间距较大，从井下放水困难，达不到放水目的；地面--3#层层间距平均195米，3#层--9#层层间距平均85米，9#--15#层间距平均81.43米，因为3#、9#、11#这三层距15#层距离较远，不适宜用井下探放。所有考虑从盘区东部和14#层地面打大孔径钻孔进行抽放，从地面打抽水钻孔直接通3#、9#、11#、14#层积水区低洼处，用深井泵与排水管连接，从孔口一直下到积水区以下，直接将采空区积水抽到地面进行排放。
其次，考虑到排水路线。我矿900大巷现有的排水能力是早期根据年产量设计，排水能力已达到上限，每天只能再多增加400—500立方米。而15#层406盘区上覆积水，仅14#层就有66.6万立方米，按每天排1000立方米计算，也需要两年才能排完，根本满足不了同忻矿生产接替需要。这就需要加快排水速度，只能通过地面打钻孔排放。一方面能加快排水速度，另一方面缓解900大巷排水负担，只有这样才能满足同忻矿生产
接替需要，加快15#层406盘区开采步伐。
通过以上两方面分析，决定全部由地面施工抽水孔。
5、钻孔设计遵循原则：
（1）406盘区东部3#、9#、11#三层积水范围有重叠，根据11#层煤层底板等高线，预计施工抽水钻孔4个，放水钻孔选在能穿透三层积水区的位置，打在11#层积水区内。目的就是为了能将三层积水一起抽放。
14#层积水区位于15#层可采范围内的面积居多，另外在14#层采空积水区布设抽水钻孔5个，专门针对14#层采空积水进行抽放。
（2）放水钻孔的平面位置要穿过积水区内的空区，不能打在煤柱上，否则钻孔报废。
（3）在能达到最佳放水的同时，地面选择平坦的地形，要易于修路、稳装钻机。
放水钻孔列表
14#层放水钻孔列表
三、效益分析
如果该方案能够顺利实施，不仅能够解放我矿15#层406盘区受水害威胁的煤炭270万吨，同时可以为同忻矿的生产接替，提前做好超前预防工作，真正做到了一举两得。光是解放受水害威胁的煤炭一项就创造经济效益1000多万元。
四、推广应用前景及存在的问题
采用大口径钻孔直接从地面抽放采空区积水，曾在同煤集团四老沟矿、老白洞矿采用过，而且取得了良好的经济效益，抽放了采空积水。为开采采空积水下层煤层创造了良好的条件。提高了煤炭资源的回收，促进矿井经济效益的良性循环，这种好的方法和经验值得我们借鉴。相信我矿也会取得良好的效益，此方法值得在集团公司推广。