关于对原始采掘资料的反推分析_王晶.pdf

202311分析与检测73Modern Chemical Research当代化工研究关于对原始采掘资料的反推分析王 晶（晋能控股煤业集团地煤大同有限公司 山西 037000）摘要：煤矿开采过程中，井下水害一直是影响矿井安全生产的重要因素之一。随着近年来煤炭效益的驱使、煤矿开采规模的不断扩大、开采技术水平的飞速提升以及各区域煤炭资源的紧张等因素影响，各地煤矿也逐步开始进入井田内水文地质较复杂区域进行规模性开拓，其中受老空水水患影响尤为突出，特别是资源整合矿井各煤层被破坏严重的同时还无详实采掘资料，无形中老空及小窑积水治理就成为防治水管理的重中之重，即掌握了解各煤层水文地质条件是有效治理老空水患的关键。因此本文立足防治水专业理论与工作实践，通过局部钻探验证结果对某矿工作面上覆不完善采空区资料进行认真反推、分析、还原，为下一步工作面生产前精准探放提供可靠技术依据，有效解除水患，保障矿井安全生产。关键词：钻探；采空区；推断；可行性中图分类号：TD 文献标识码：ADOI：10.20087/ki.1672-8114.2023.11.022On the Analysis of the Back Analysis of the Original Excavation DataWang Jing(Dimei Datong Co.,Ltd.,Jinneng Holding Coal Industry Group,Shanxi,037000)Abstract：In the process of coal mining,underground water damage has always been one of the important factors affecting mine safety.With the driving of coal efficiency in recent years,the continuous expansion of coal mining scale,the rapid improvement of mining technology and the ten-sion of coal resources in various regions,coal mines in various places have gradually begun to enter the more complex hydrogeological areas in the well field for large-scale development,among which the impact of the old air water flood is particularly prominent,especially the resource integration mine coal seam is seriously damaged and there is no detailed mining data,the invisible old air and small kiln water accumulation treatment has be-come the top priority of water prevention and control.That is,mastering and understanding the hydrogeological conditions of each coal seam is the key to effectively controlling the old air flood.Based on the professional theory and work practice of water prevention and control,this paper careful-ly reverses,analyzes and restores the data of the goaf area covered with imperfection on the working surface of a mine through the local drilling ver-ification results,which provides a reliable technical basis for the accurate exploration and release before the production of the next working surface,effectively relieves the flood and ensures the safe production of the mine.Key words：drilling；mined-out area；inference；feasibility从2008年开始，随着山西省资源整合系列政策相继出台，我省煤炭企业兼并重组整合率先迈出实质性步伐，十多年来，这些资源整合矿井也相继正式投入建设与生产，但从安全角度来看，虽较过去矿井事故多发、百万吨死亡率居高不下的形势的确大为改观，但综合来看，近年来特别是资源整合矿井的水害事故尤为突出。追其事故发生的根本原因，主要还是整合矿井水文地质基础资料不清楚，由于资源整合矿井基本均是通过整合地方中、小煤矿而来，因管理人员的管理水平落后、不重视地质资料收集存档，造成地测防治水基础资料严重缺失，再加上当时重效益、轻管理的局面已是常态，因此整合后失真、缺失水文地质资料一定程度上成为安全生产的重大威胁、重大隐患。为有效防范水害事故发生，防止在水患治理过程中存在麻痹大意，本人将立足所积累防治水专业知识、地质实践经验、充分考虑整合矿井采掘时代背景和采掘方式、综合运用防治水钻探成果，以谨慎的态度对现有水文地质资料进行反推、追溯。通过研究对比分析，逐渐形成一套比较完整的采掘资料，为下一步的水患治理方向、设计优化、探测准确度提供可靠的技术依据。1.推断分析原则依据某矿5-1#层8116工作面探测上覆4-2#层的钻探成果数据，结合4-2#层采煤工艺特点，对目前收集不完善的4-2#层采掘资料进行分析、补充、还原。2.资料分析的目的通过对原有资料的分析、补充、还原进一步完善矿方所掌握的地测资料；优化邻近8118工作面探放水设计，增强8118工作面探放上覆4-2#层采空区的针对性和方向性；有效提高了钻探对隐患解除的针对性，切实增强工作面安全保障；节省8118工作面探放水作业效率、物力、人力及工程费用。3.案例背景某矿5-1#层8116工作面为确保安全生产，在工作面形成后对上覆4-2#层采空区进行加强探放（上覆202311分析与检测74Modern Chemical Research当代化工研究4-2#层为原资源整合前所采，其采掘资料不完善），层间距约30m，该面施工上覆探水孔共42个，其中10个探通采空区并无水无有害气体。5-1#层8118工作面位于8116面北部且相邻，上覆同样存在4-2#层采空区，采掘资料不完善。具体情况可见探后5-1#层与4-2#层间对照图1。4.分析过程由于5-1#层与上覆4-2#层层间距较薄约30m，再加之钻孔的倾角基本都在50左右，属于（较高角度探放），可以确定钻探施工过程中钻杆的偏斜概率不会太大，总体认为本次钻探的可靠性较高，终孔位置比较准确。对8116工作面探测上覆4-2#层的钻探结果进行平距反算，确定下42个钻孔的终孔位置并填绘在图中，见探后成果图2所示。结合4-2#层采掘资料，再对照10个探空钻孔成果可以看出，1#、2#、3#孔的终孔位置与资料中旧巷方位较一致，4#、5#、6#、7#、8#、9#孔的终孔位置都在旧巷中，那么我们首先可以证明，该矿所收集的4-2#层采掘资料是比较准确的，可靠度较高，只是不完善。5116巷多数探顶孔未探通采空巷道，可以推断为是由于钻杆的小幅度偏斜，恰巧探至空巷边缘外的煤柱上。接下来本案例重点思考的问题是如何根据现有资料对不完善采掘资料进行补充完善。根据钻孔的探通情况，4#、5#、6#、7#、8#、9#孔不用考虑，终孔位置就在空巷中，1#、2#、3#孔对应位置的空巷由于方位的一致性认为可以继续延伸补充，但能否反方向一直延伸到东运输巷处，这段距离约300m，整合前的小窑是否有这么长的巷道是第一疑问；其二，唯独切眼巷位置处10#孔有一定的特殊性，临近钻孔为什么全部探至上覆实体煤，是第二疑问。再次对照4-2#层图纸进行分析发现：（1）原小窑盘区系统一般都是双巷布置，由运输巷和回风巷完成采煤过程中运料、提煤和通风任务；（2）图中东回风巷和东运输巷往南又存在两条近平行于东运输巷和东回风巷的巷道。为此，我们使用比例尺测量得出两个数据：相邻盘区间系统巷的布设间距约60m左右，盘区运输巷与回风巷的间距约20m。通过上述两个数据，利用比例尺对图中A巷和B巷均向南继续延伸60m（图中A巷和B巷只显示20m），延伸至60m处向东西方位试画一条C巷，延图1 层间对照图图2 探后成果图202311分析与检测75Modern Chemical Research当代化工研究伸至80m处同样向东西方位试画一条D巷，试画之后，发现D巷恰巧与之前10#孔探通位置距离极近，比较吻合，再加之过去小窑掘进巷道的方位测量沿线工作都是使用罗盘确定而非全站仪，所以D巷与C巷很难达到平行（图中E巷和F巷也能证明），须将D巷稍作偏移，与10#孔终孔位置相交。D巷的出现，不仅有效解释清楚了10#孔特殊性的原因，也符合2116巷大部分孔未探孔的现状，所以，认为对D巷推测是比较合理的；再结合图中采煤、掘进的工艺特点，都是短距离开拓，所以认为1#、2#、3#孔对应旧巷及E巷已开口的旧巷不能延伸至东运输巷，最多延伸至D巷位置。根据图中东部有一条落差48m的大型推断断层存在，由于早年小窑开采技术的水平限制和追求快速见效的目的，C巷、D巷、E巷、F巷、J巷、K巷、M巷、N巷 完全不可能强过断层开采，所以C巷、D巷、E巷、F巷、J巷、K巷、M巷、N巷只能推断延伸至断层处。本案例通过分析后，按照分析步骤对4-2#层采掘资料进行进一步补充，具体分析成果见图3。5.对补充后资料的利用本次对该矿4-2#层局部采掘资料的补充完善，直接目的就是为优化相邻8118工作面探放水设计，增强设计的针对性。下面对照图3，接着对8118面顶部探放做进一步指导性要求。通过8118面测点和等高线值来看，大体可以得出8118工作面中间位置高，两边位置低，2118巷比5118巷高程低的地势特征，因为相邻煤层间的地势特征较一致，所以8118工作面对应上覆4-2#层的区域地势特征也近似于8118面地势特征。上覆系统巷探测：通过图3，不难发现2118巷对应上覆是4-2#层C巷，同时C巷也是对应区域内地势较低处，再加之盘区系统巷间，密闭墙都在联络巷间布设，系统巷具有“一路畅通”性，一旦有积水，都是整体。所以C巷是重点探放对象，并且要尽量高角度垂直探放，2118巷开口处和末端处必须布设钻孔。5118巷布设钻孔时，同一钻场位置应分别设计两个角度，并且终孔位置的平距能探测住J巷和K巷。上覆掘进巷探测：在K巷、I巷及C巷间由于没有其他采掘资料可以利用，所以图中没有补充旧巷采空区，为了安全起见，仍然得布设相应探顶孔。根据图中显示，旧巷与旧巷间的煤柱是1215m，所以在2118和5118布设时，钻孔间距须保持在1215m左右；8118切眼巷重点探放M巷、N巷即可。6.结语资源整合矿井由于固有特殊性，地测防治水管理必然面临较大的挑战，但我们必须正视困难、积极应对、杜绝麻痹大意，必须充分利用物探、钻探、化探等多种手段对原有残缺水文地质资料进行认真分析、追溯、补充，严格按照“探清、查明、验准、放净”的四步法原则治理小窑采空水患，这样才能从一定程度上杜绝水害事故，才能使防治水管理水平上升到一个新的台阶。同时也希望资源整合矿井注重在人、财、