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1　矿井概况
平煤集团公司高庄矿于1968年12月底投产,分两个水平开采戊、己煤层,一水平开采戊组煤层,设计生产能力0145Mt/a,于1991年报废。二水平开采己组煤,在一水平井筒基础上延深,开拓方式为立斜联合开拓,中央并列压入式通风,设计生产能力为0145Mt/a。
二水平共分四个生产采区,分别是己一上山采区,己一下山采区,己三采区和己四采区,其中己一上山采区,己一下山采区,己三采区己经停采,现主采区为己四采区,该采区正规采面基本回采完毕,采掘工作面为下分层。矿井大面积为采空区,来自顶板砂岩水,断层水,底板水及火成岩裂隙水,形成大面积采空区积水。
高庄矿存在水、火、瓦斯、煤尘、顶板等诸多的自然灾害中,水患问题是高庄矿采掘生产所面对的首要问题,现高庄矿所有采掘工程均为下分层开采,如何解决上分层采空区老空水对下分层开采的水害威胁,避免水害事故的发生,确保安全生产,为高庄矿在生产中要解决的头等大事,采空区积水是影响安全的水害因素,具有一定的静储量,水量大,并伴有大量的有害气体,一旦透水来势猛且破坏力极大,其经济损失是无法估算的。因此,了解矿水来源,制定水害防治措施,解放采空区积水下的呆滞煤炭资源,延长矿井服务年限是一项当务之急的工作。

2　采空区积水充水因素
（1）大面积采空区积水
在采动产生的矿山压力与地应力共同作用下,采动破坏加剧,破坏力加大,采动后产生顶板冒落带、裂隙带、沉降带和底板破坏带、完整岩层带、原始导高带。顶板砂岩裂隙水下渗到工作面。在采面局部地段,由于受构造影响,在地应力作用下,局部底板隔水层变薄,底板水涌出。己四采区于1994年开采,历时12年,其下山两翼工作面己基本采完(包括下分层)。为珍惜节约矿产资源,在布置下分层采面时将上分层的阶段煤柱全部套采,致使上下各采空区相互联通,而且在布置24052、24072、24092、24112、24152、24162工作面掘进期间均对上分层采空区进行过探放水,上述工作面除24092仍在开采外,其它工作面均己采完封闭,采空区积水又开始聚积,水位上升到一定标高后便开始沿采空区向下阶段渗透,当地下水寻找到自然通道后便由高向低畅通无阻的自然下泄,由此己四采区下部采空区大量积水,甚至向外自流,其涌水量约为40m3/h。
（2）火成岩边界裂隙水
1)己四采区地表均为厚层状的火成岩,由于火成岩岩性很脆,采掘时,破坏了地应力的平衡状态,随地应力的释放,导致裂隙张开。当下部煤层采空下沉时,煤层顶部厚达300多米的火成岩会因下沉而产生裂隙,将由下而上所有火成岩裂隙水连通下渗至采空区。
2)火成岩与沉积岩接触面边界水。由于岩浆活动时,侵入体对原岩层产生巨大的挤压撑开作用,当侵入的岩体温度逐渐降低时,原岩层冷缩出现开裂,从而形成大量张性裂隙,尤其在接触带裂隙极为发育,常形成密集的裂隙破碎带,这些裂隙一方面成为地下水活动的空间,另一方面也成为沟通邻近含水层的导水通道。加之矿山生产活动的开采卸压,在岩浆侵入体和围岩周围产生裂隙带,为水的贯通提供了条件。
（3）小窑老空水
己四采区范围内地方煤矿即永兴煤矿因采矿许可证到期,于2006年元月末被彻底关闭,据调查,该矿在生产期间每月排水电费高达16万元之多(因该矿无水文地质人员无法计算矿井涌水量),由于该矿在生产期间有多处于我矿四采区西翼24120、24140、24160等采空区联通,从而导致我矿己四采区西翼采空区积水量增大,积水位上升。直接威胁24120、24140、24160等采面密闭的安全。目前,根据24162风巷口及24160停采线附近观测情况:密闭及密闭口上部老空水顺24160采空外涌,两处涌水量观察约30m3/h。
通过以上综合分析,预计己四采区采空区积水约62万m3,此外有约100m3/h动水量补充。因此,需从管理和技术上采取措施,解决上分层采空区老空水对下分层开采的水害威胁,避免水害事故的发生,确保安全生产。

3　防治水害的具体措施
根据以上对高庄矿水文地质条件全面系统分析与评估,针对高庄矿己四采区水害问题,高庄矿计划在下部布置己16-17-24172掘进工作面,其目的是:①可以解放24172这块受水害威胁的呆滞煤量,增加储量,延长矿井寿命,并总结经验,探索矿井后期防治水途径;②对下一步成功回收己四采区大巷煤柱打下良好基础,基本上解除水害对回收大巷煤柱的威胁,使工作超前运转。广大工程技术人员集思广义,群策群力,充分论证,制定出探放水设计。建立健全煤矿防治水责任和工作体系,成立专门的防治水机构,明确责任,任务量化。各业务科室相互配合,各司其职,行使职能。针对分析结果,制定出相应的防治措施。
1)矿总工程师组织相关业务科室及其各基层单位对中央水仓及泵房,己四采区水仓及泵房全面细致的检查,对水泵的额定功率进行验校,对排水管路进行检修,对水仓开泵人员及变电所人员加强教育,对其讲明当前排水工作的重要性及紧迫性,增加其责任感。使其全力以赴投入工作。对水仓及时进行清仓、维修、保证其储水量。
2)相关业务科室(开拓科、调度室、安检科、通风科、机电科)深入井下,到施工工作面进行安全检查,行使职能,齐抓共管,共同努力,消除安全隐患,确保安全生产。
3)对24120、24140、24162等采面的风机巷密闭加强观测,在24162风巷口设一水窝,作永久排水点,铺设排水管路4寸一趟,(排水能力50m3/h以上,扬程不低于40m的水泵)排至四采区水仓口,作到专管专用。
4)对排水管路重新规化,合理使用,使其资源配置最优。
5)确保24172掘进工作面的排水设备及设施,符合设计要求,机巷铺设4寸管路2趟,切眼铺设4寸管路2趟,作到专管专用,敷设至己四采区水仓口,每个排水点工作水泵(排水能力50m3/h以上,扬程不低于45m的水泵)各三台,二台工作,一台备用。
6)地质测量科依据《煤矿安全规程》《煤矿防治水工作条例》《矿井水文地质规程》等规程规定,坚持“预测预报,有疑必探,先探后掘,先治后采”的防治水原则,深入井下查看工作面情况,分析可能会出现的各种水患问题,及时发出水患预报,用于指导生产。
7)施工队在生产前贯彻安全生产技术措施,并严格考核,作业人员熟悉透水征兆,避灾路线,在掘进过程中必须坚持“预测预报,有疑必探,先探后掘,先治后采”的防治水原则。加强水文观测,发现异常情况及时汇报。
8)编写重大水灾事故应急预案及其演练。在探放水工程前,举行一次演练,使在其作业人员按规定避灾路线,井然有序,有条不紊,忙而不乱撤离。
9)开钻前,由开拓科、安检科,机电科、施工队、地测科、通风科到施工现场组织现场验收,对施工队施工钻场的工程质量,泵窝、钻窝、水泵排水量及台数,排水管路规格及趟数必须符合设计要求,并对水泵排水量实地测定,达到设计要求,钻探前所有设备必须先作试运转,保证排水系统完善,运转正常。
10)由施工队抽调责任心强的水泵司机集中培训,培训合格后上岗,对工作面排水点每班每个排水点二名水泵司机,并且有一名跟班干部,指挥协调排水工作中出现的各种问题。每个排水点串联一部电话,定期汇报水情。
经过采取以上措施,各部门大力协作,全体人员齐心协力,使24172回采工作面在3个月的时间内安全有效地完成了排水。顺利地、保质保量地使工程贯通,确保了安全,为回收大巷煤柱奠定了基础,缓解了接替紧张的局面,为高庄矿在煤炭资源严重枯竭,收尾阶段,职工稳定,企业稳定,奠定了物质基础。

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