摘要：工作面排水系统采用双回路供电，保证工作面排水能力；运输道施工排水巷，防止工作面涌水淹没转载机，保证工作面正常生产；工作面两道压风管路和注氮管路作为应急排水管路，以满足工作面排水能力要求。
关键词：应急供水管路；排水巷；涌水
0前言
百贯沟煤矿位于甘肃省平凉市崇信县赤城乡及黄花乡境内。矿井设计生产能力为0.6Mt/a。全井田划分为4个采区，一采区为首采区，已完成回采。近期主要回采二采区。二采区地质与水文地质条件复杂。一般认为综放开采条件下的煤层顶板导水裂隙带发较高。与缓倾斜煤层开采相比较，倾斜煤层采后的顶板导水裂隙带发育更高。在这种特定的地质与水文地质条件下采用综放采煤方法回采巨倾斜煤层，极有可能出现局部地段或者大部分区域煤层顶板导水裂隙带发育较高，充分波及志丹群含水层。基于二采区的现实条件，出现较大涌水的可能性较大，排水系统是确保工作面安全回采的关键。
一、预测2501工作面及二采区涌水量
1、解析法
采用承压转无压计算公式，如下：
其中：K——渗透系数，m/d；M——含水层厚度，m；H——疏降水头高度，m；R0——引用半径，m；——预测区折算半径，m；R——影响半径，m；h——潜水含水层水位，h=0m。
2501工作面形状为矩形，因此：
其中工作面宽度为100m，回采长度为545m，因此b/a的值约为0.1835，取值1.1101，179.00m
解析法预测2501工作面正常涌水量为189.44 m3/h。
2、比拟法
通过分析，一盘区各工作面涌水量均较小，工作面正常涌水量与工作面开采面积的无正相关性，即涌水量不随工作面回采面积的增大而增大。因此，本次比拟法预测时比拟因素不考虑工作面回采面积。与一盘区相比，二采区东翼煤层开采水文地质条件更为复杂，主要表现如下：一是二采区东翼煤层更厚，采用综放采煤方法的煤层采高更大；二是煤层倾角更大，顶板导水裂隙带发育高度更高；三是二采区东翼缺失直罗组，煤层与白垩系志丹群含水层间距更小，同样导水裂隙带高度情况下波及的含水层厚度更厚。
比拟法预测结果2501工作面平均涌水量101.52 m3/h。
3、综合分析
解析法预测的涌水量数值偏大，比拟法预测涌水量综合考虑了各方面因素，本次采用比拟法预测结果。因此，预测2501工作面正常涌水量为101.52 m3/h；依据经验，最大涌水量取为正常涌水量的1.5倍，为152.28m3/h。
以预测的2501工作面正常涌水量为基础，乘以安全系数N作为预测的二采区东翼正常涌水 当N取值1.3时，预测二采区正常涌水量为131.98 m3/h；最大涌水量取为正常涌水量的1.5倍，为197.97 m3/h。
二、设计实施排水系统
2501运输巷排水点1有BQS50-150/2-45/N排沙泵6台；排水点2 BQS50-300/3-90/N排沙泵5台和MD85-45*5多级泵1台；排水点3 BQS50-300/3-90/N排沙泵5台和MD85-45*5多级泵1台，其中所有排沙泵定流量为50 m3/h，多级泵定流量为85 m3/h，工作状态为3用3备。
两侧巷道各敷设4趟Φ108×8mm的焊接钢管排水管路。正常情况时，1趟供水，1趟排水，1趟注氮，1趟压风。应急排水时，可将压风、注氮管路作为排水利用，共有3趟排水管路。运输巷3趟排水管路，排至+933m水平车场，经副井水沟流至中央泵房。
根据防治水方案要求，2501工作面运输道需要敷设三趟排水管路，如果按照要求敷设，加上原有的1趟供水，1趟注氮，1趟压风，巷道内总共有6趟管路，不利于施工，其中两趟排水管路大部分时间闲置，造成材料浪费。公司将压风、注氮管路作为应急排水管路，在排水点处，压风、注氮管路同排水管路一样设置球阀，球阀两端连接好Φ108×8mm高压软管（两进一出）。既符合排水要求又节省材料。
2501运输道排水采用两路供电，一路来自采区变电所4号高压防爆开关，在2501运输道1130米处安装1台1250kVA变压器，作为排水主电源；另一路来自采区变电所7号高压防爆开关，在2501运输道1130米处安装1台1250kVA变压器，作为2501运输道2号及工作面水仓排水备用电源，1号水仓备用电源来自采区变电所1号变压器，压来自9号高压防爆开关。
正常状况下，2501运输道排水点1采用1台BQS50-150/2-45/N排沙泵排水，流量为50 m3/h，由排水管路排至排水点2；排水2采用1台BQS50-300/3-90/N排沙泵排水，流量为50 m3/h，由排水管路排至排水点3；排水3采用1台BQS50-300/3-90/N排沙泵排水，流量为50 m3/h，由排水管路排至933车场，经副井水沟流至中央泵房。
为了防止2501工作面出水时，水量过大，在距离2501切眼15米位置，2501运输道侧施工2501排水巷。排水巷总长度58米，巷道宽度为3米，高度2.6米。排水巷与运输道通过5个联络巷相连。
三、2501工作面出水及处理
2501工作面于2017年7月6日开始回采， 2017年8月8日2501运输道回采至42米处，材料道回采至45米处；中班22点左右，2501工作面顶板初次来压，并出现顶板涌水，刚开始涌水量约80m3/h，2小时后为涌水量约100m3/h，4小时后达到最大水量约120m3/h，涌水集中在2501排水巷中，水量不断上涨。
顶板来压后，综采工区跟班干部陈长江立刻向工区及矿调度汇报现场情况，调度员接到报告后立即通知、调度室主任、矿值班组成员及各专业负责人员、公司值班领导，公司值班领导、调度室主任及各专业负责人立刻到调度会议室集合，了解情况，根据灾害预防处理计划要求，立刻通知当班通风工区瓦斯检查员路易华，停止933车场2501运输道压风管路，将压风管路和注氮管路变更为排水管路，打开排水闸阀；然后通知综采工区跟班干部将2台备用BQS50-150/2-45/N排沙泵分别连接到压风管路和注氮管路上并启动，1号排水点总额定流量达到150 m3/h；然后通知机电工区排水点2岗位司机李如生，关闭压风管路和注氮管路闸阀，打开排水闸阀，并将备用1台BQS50-300/3-90/N排沙泵和1台MD85-45*5多级泵分别连接到压风管路和注氮管路上并启动，2号排水点总额定流量达到185 m3/h；然后通知机电工区排水点3岗位司机化庆良，关闭压风管路和注氮管路闸阀，打开排水闸阀，并将备用1台BQS50-300/3-90/N排沙泵和1台MD85-45*5多级泵分别连接到压风管路和注氮管路上并启动，3号排水点总额定流量达到185 m3/h。
应急措施实施后，2501排水巷水量明显下降，8月9日3点排到最低水位。由于涌水始终未淹没工作面转载机机尾，工作面涌水未影响矿井正常生产。截止8月10日，涌水量衰减至60 m3/h，至今涌水量保持在30 m3/h，现采用在转载机机尾挖水沟作为1号排水点。
四、 结束语
2501工作面8月8日从中班22点出水，最大水量约120m3/h，整个处理工作按照灾害预防处理计划有序进行，既安全的处理了顶板涌水又保证了工作面的正常生产。通过2501工作面顶板涌水处理，既验证2501工作面涌水量预计的正确性，2501工作面防治水工程的可行性，又验证了压风、注氮管路作为应急供水管路的创新性，施工排水巷防止淹面的必要性。
参考文献：
[1]赵全福.中国煤矿防治水技术经验[M].徐州：煤炭工业出版社,1997.
[2]孙尚云，井下水文钻孔施工及突水治理工程实践[J]. 煤炭技术,2007（12）.
作者简介：路亚楠（1987年出生），男，河北邢台市人，助理工程师职称，本科学历，就职于甘肃省平凉市崇信县百贯沟煤业有限公司
论文作者:路亚楠, 张新加,王宁
论文发表刊物:《科技新时代》2018年8期
论文发表时间:2018/10/22
标签：工作面论文; 水量论文; 管路论文; 采区论文; 风管论文; 煤层论文; 顶板论文; 《科技新时代》2018年8期论文;