水质分析与水量监测在水体下采煤中的应用.pdf

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1、2013年第7期中州煤炭总第211期水质分析与水量监测在水体下采煤中的应用卢欢，孙晓艳(河南理工大学安全科学与工程学院，河南焦作454000)摘要：以余吾煤业矿井为例，采用水质分析和水量监测法对开采工作面顶板水和涌出水量进行连续监测，以判断开采过程中水是否进入到工作面。监测结果表明：整个回采过程中，工作面顶板水与地表水各参量浓度存在较大差别，且工作面涌水量基本处在20m／h的平衡位置，可以确定导水裂隙带发育高度没有进入弯曲下沉带之中，两者之间没有导通，煤炭资源能够安全采出。关键词：水质分析；水体下采煤；煤

2、矿“两带”检测中图分类号：TD823．83文献标志码：B文章编号：1003—0506(2013)07—0046—02随着我国经济快速发展，经过几十年的大规模采，顶板为复合顶板。在S1202工作面上方有一绛开采，煤炭资源的进一步开采越来越困难，无水体、河，为季节性河流，其流量为0．37～5．06m／s。压无建筑物影响的煤炭资源逐渐匮乏，“三下”(水体煤量约6．3Mt。根据采后覆岩导水裂隙带发育高下、铁路下、建筑物下)开采势在必行。因此，研究度，设计采用117m的防水煤柱。具体防水煤柱设水体下安全开采对我国的

3、煤炭发展具有重要战略意计如图1所示。义¨。。但是，我国学者对于设防沙或防水煤柱后的试采研究还不太系统。在此方面，刘晓丽等利用数值模拟对井田水体下开采过程进行了渗流模拟，并对涌水量进行了预测。张杰等利用相似模拟材料对水体下煤矿的开采进行了渗流实验模拟，以上学者采用实验模拟为主要手段对水体下试采进行研究，模拟开采过程中地表水体的变化情况，而实验室与现场实际情况条件相差较大，因而，不能准确得出开采后水体能否进入开采工作面，而利用水质图1防水安全煤岩柱分析并结合水量监测则能够准确把握开采过程中水1．2试验设备的实

4、际变化情况，可对水体下煤炭资源的安全开采(1)水质分析。水质分析采用SQ．SD65型智能提供数据保障。多参数水质分析仪，其具有操作简便、精度高的特本文以余吾煤矿为试验矿井，结合水量监测法点，且能形成回归拟合曲线，无须手动制作曲线。和水质分析法对设置了放水煤柱后的工作面进行开(2)水量监测。水量监测采用DMF．1-6．C型井采监测，通过数据对比可明确得出开采过程中水是下用流量计，可直接对流体进行测量，其精度高，应否能进入到工作面。用范围广，操作方便，运行可靠，稳定维修率低。1工程概况及监测设备2开采水监测1

5、．1工程概况余吾煤业矿井设计生产能力6Mt／a，主采的3采用水质分析法和水量监测法研究煤炭开采后号煤层平均厚6．15m。采用综合机械化放顶煤开地表水是否进入开采工作面。水质分析法是通过测定地表水与工作面顶板水中各离子含量是否相等或相近，判断地表水是否进入工作面。收稿日期：2013—02一O42．1水质分析法作者简介：卢欢(1985一)，男，河南安阳人，河南理工大学在读研究生，研究方向为煤矿安全。S1202工作面自2011年9月进行回采，2012年·46·2013年第7期卢欢，等：水质分析与水量监测在水体下

6、采煤中的应用总第211期注：所取水样均无色无味。有渗到工作面，说明煤炭被采出后，覆岩导水裂隙带发育高度少于保护煤柱的高度。2．2水量监测法利用DMF-6—6．C型井下用流量计对整个回采过程中水量进行监测，工作面涌水量的变化特征能够间接反映覆岩导水裂隙带发育高度是否进入了弯曲下沉带，因此得出其涌水量一回采距离直观图如图3所示。通过观察图3中涌水量的变化情况可以发现，在回采过程中涌水量变化小，基本可以确定导水裂隙带发育高度没有进入弯曲下沉带之中，两者之间没有形成通道。453O咖15苗辉0图2离子含量曲线图3工

7、作面涌水量在整个回采过程中，地表水与工作面顶板水中离子含量变化情况见表2。3结语表2离子浓度对比表mg／L(1)水质连续监测、水量全程监测对整个回采过程起到了良好的安全补充作用，同时也丰富了水体下煤炭试采的监测研究手段。(2)水质连续监测、水量全程监测为水体下试采提供了可靠数据，工作面的试采(下转第49页)通过分析上述数据可得，开采过程中地表水没·47．