導(dǎo)語：掘進(jìn)巷道探放水施工設(shè)計(jì)安全技術(shù)研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：為了保證巷道安全快速掘進(jìn)，避免巷道掘進(jìn)期間發(fā)生透水事故，山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)華陽煤業(yè)有限公司通過技術(shù)研究，決定對(duì)15102回風(fēng)順槽掘進(jìn)期間采取合理有效的探放水施工設(shè)計(jì)。對(duì)15102回風(fēng)順槽掘進(jìn)期間采取的探放水施工設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析，并提出了若干項(xiàng)安全技術(shù)措施。實(shí)際應(yīng)用效果表明，施工巷道的探放水施工消除了巷道水害影響，取得了顯著應(yīng)用成效。

關(guān)鍵詞：煤礦；掘進(jìn)巷道；探放水施工設(shè)計(jì)；安全技術(shù)措施

探放水施工是巷道掘進(jìn)消除水害的重要技術(shù)手段，它具有施工工藝簡單、便于操作、效果好等優(yōu)點(diǎn)。巷道掘進(jìn)期間可通過探放水施工明確巷道四鄰積水區(qū)位置、積水范圍、積水量等[1]，從而避免水害事故發(fā)生。本文以華陽煤礦的15102回風(fēng)順槽為例進(jìn)行探討。為了保證巷道安全快速掘進(jìn)，防止巷道掘進(jìn)期間水害事故發(fā)生，決定在巷道掘進(jìn)期間采取合理有效的探放水施工設(shè)計(jì)及安全技術(shù)措施，進(jìn)一步提高煤礦探放水施工效率，保證探放水施工安全。

1工作面概述

15102回風(fēng)順槽位于一采區(qū)西部，西側(cè)距離15101運(yùn)輸順槽15m，南臨15#煤軌道大巷，北側(cè)為井田邊界線，東側(cè)為15102回采工作面。巷道掘進(jìn)至530m處進(jìn)入原常莊煤礦15#煤層舊巷警戒線內(nèi)。原常莊煤礦15#煤層舊巷位于15102回風(fēng)順槽東側(cè)，15102回風(fēng)順槽距離原常莊煤礦15#煤層舊巷92.5m。15102回風(fēng)順槽布置在15#煤層中，水平標(biāo)高+657～+660m，沿頂板破底掘進(jìn)，巷道設(shè)計(jì)長度1113m，工程量為15359.4m3，預(yù)計(jì)巷道平均坡度為-1°～2°，巷道斷面規(guī)格為寬×高=4.5m×4.0m。巷道煤層為15#煤層，平均厚度4.0m，煤層夾矸0～2層，分上下2層，均為局部區(qū)域賦存，上層為0～0.15m的薄夾矸，下層為0～0.6m的夾矸，下層夾矸對(duì)煤質(zhì)有一定影響。另外根據(jù)已掘兩順槽及切眼揭露斷層、坑透成果綜合分析得出，工作面內(nèi)斷層及坑透異常區(qū)會(huì)增加煤的灰分，對(duì)煤質(zhì)有一定影響。華陽煤礦地測科提供的工作面水文地質(zhì)資料顯示，15102回風(fēng)順槽掘進(jìn)范圍內(nèi)上方有9#煤層采空區(qū)，可能有部分老空積水，為15#煤層的主要充水來源，基本為沿裂隙滲出。根據(jù)水的滲透系數(shù)和回采采動(dòng)影響范圍，預(yù)計(jì)回采時(shí)會(huì)有一定量的頂板裂隙水，對(duì)巷道掘進(jìn)影響較大，為保證巷道安全快速掘進(jìn)，決定對(duì)巷道采取超前探放水施工。

215102回風(fēng)順槽探放水施工設(shè)計(jì)

2.1探放水鉆孔設(shè)施。15102回風(fēng)順槽探放水鉆孔主要采用KHYD-75型礦用煤（巖）電動(dòng)鉆機(jī)進(jìn)行施工，電機(jī)功率為45kW，鉆孔直徑為63mm，每根鉆桿長度為1.5m，導(dǎo)向鉆頭為直徑75mm的三翼合金鉆頭，擴(kuò)孔鉆頭為直徑130mm三翼合金鉆頭[2]。2.2探放水鉆孔布置設(shè)計(jì)。a)根據(jù)巷道四鄰水文地質(zhì)情況，決定對(duì)巷道每個(gè)鉆場布置2排探放水鉆孔，上排4個(gè)（1#，2#，3#，4#），下排3個(gè)（5#，6#，7#），鉆孔深度70m，所有鉆孔成扇形布置。b)所有鉆孔深度為70m，1#～4#鉆孔為頂板鉆孔，鉆孔施工在距頂板1.5m處的煤壁上，相鄰2個(gè)鉆孔間距0.8m，鉆孔與煤壁夾角78°，其中1#和2#2個(gè)鉆孔與巷幫夾角為0°，3#和4#2個(gè)鉆孔與巷幫夾角為13°，如圖1所示。c)5#，6#，7#3個(gè)鉆孔為工作面迎頭鉆孔，與第一排鉆孔排距為0.5m，相鄰2個(gè)鉆孔之間距離為0.8m，所有鉆孔垂直煤壁布置，其中5#，7#鉆孔與巷幫夾角為8°。d)15102回風(fēng)順槽掘進(jìn)期間超前鉆探允許掘進(jìn)距離為40m，超前距離為30m，兩幫安全控制距離為16m（見圖2），在允許掘進(jìn)距離范圍內(nèi)鉆孔橫剖面上間距為3.0m。2.3鉆孔封孔技術(shù)。由于15102回風(fēng)巷掘進(jìn)煤層為15#煤層，煤層穩(wěn)定性差易破碎，需對(duì)鉆孔進(jìn)行封孔施工。a)通過對(duì)煤層施工檢驗(yàn)孔發(fā)現(xiàn)，鉆孔往里10m范圍內(nèi)分別形成應(yīng)力破壞區(qū)、應(yīng)力破壞減弱區(qū)、原巖應(yīng)力平衡區(qū)，在應(yīng)力破壞區(qū)和應(yīng)力破壞減弱區(qū)范圍內(nèi)煤體松軟且裂隙發(fā)育，在此區(qū)域內(nèi)需安裝孔口管并進(jìn)行封孔處理，因此決定封孔長度為10m。b)首先采用導(dǎo)向鉆頭（直徑為75mm）進(jìn)行開孔施工，當(dāng)鉆孔施工深度達(dá)10.5m時(shí)及時(shí)停止鉆進(jìn)，并更換擴(kuò)孔鉆頭（直徑130mm）進(jìn)行擴(kuò)孔施工，擴(kuò)孔深度為10m，擴(kuò)孔后鉆孔直徑為130mm。c)鉆孔擴(kuò)孔后在擴(kuò)孔段安裝3根孔口管，每節(jié)孔口管長度為3.5m，直徑為112mm，孔口管對(duì)接安裝后采用專用注漿泵對(duì)孔口管與孔壁之間間隙填充聚氨酯漿液，注漿壓力為1.5MPa。

3探放水施工安全技術(shù)措施的應(yīng)用

a)探放水施工前必須對(duì)工作面煤壁及附近頂板進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)，對(duì)片幫不穩(wěn)定煤壁可施工玻璃鋼錨桿進(jìn)行加固，若破碎嚴(yán)重時(shí)可采用聚氨酯、馬麗散等注漿加固；對(duì)于鉆場頂板可支設(shè)木柱進(jìn)行加固，木柱距煤壁間距為2.0m，木柱支設(shè)間距為0.5m，木柱支設(shè)時(shí)必須保證兩端與頂?shù)装褰佑|嚴(yán)實(shí)[3]。b)探放水施工前在鉆場附近50m范圍內(nèi)施工1個(gè)臨時(shí)水倉，水倉容積為40m3，水倉內(nèi)安裝2臺(tái)排水泵，水泵功率為37kW，排水管路與采區(qū)水倉相連；巷道掘進(jìn)長度不足200m時(shí)，施工排水溝與采區(qū)水倉相連。c)探水鉆孔施工時(shí)必須由專業(yè)探放水技術(shù)人員進(jìn)行現(xiàn)場指導(dǎo)，按照探放水施工設(shè)計(jì)準(zhǔn)確施工鉆孔深度、角度、數(shù)量等技術(shù)參數(shù)，并根據(jù)水文地質(zhì)資料確定積水區(qū)水壓大小。d)鉆機(jī)安裝前必須對(duì)鉆機(jī)安裝地點(diǎn)進(jìn)行起底硬化，起底深度為0.3m，澆筑強(qiáng)度為C30，鉆機(jī)安裝必須牢固可靠，鉆機(jī)底座與底板采用4根地錨進(jìn)行固定，鉆機(jī)安裝、拆卸時(shí)必須辦理停電手續(xù)[4]。e)為保證探放水施工安全，積水水壓大于1MPa時(shí)必須在鉆孔孔口處安裝止逆閥、泄壓閥及控制閥門等。f)鉆孔必須安裝孔口管，孔口管長度不得小于9m，孔口管安裝必須牢固可靠；在鉆孔施工過程中若發(fā)現(xiàn)煤壁松軟、鉆孔塌孔嚴(yán)重及頂鉆現(xiàn)象，則必須立即停止鉆進(jìn)但不得拔出鉆桿，并及時(shí)向調(diào)度室、地測科匯報(bào)，采取合理有效的技術(shù)措施；在鉆進(jìn)時(shí)若水壓較大，則應(yīng)采用反壓的方法進(jìn)行鉆孔鉆進(jìn)。g)在鉆孔施工期間應(yīng)實(shí)時(shí)掌握鉆孔煤巖層變化情況，特別是鉆孔穿層時(shí)應(yīng)準(zhǔn)確記錄煤巖層厚度，鉆孔每鉆進(jìn)10m，準(zhǔn)確測量鉆孔深度，鉆孔鉆進(jìn)到位后觀察終孔位置巖性及鉆孔是否出現(xiàn)流水現(xiàn)象。h)在鉆場附近必須安裝瓦斯傳感器、一氧化碳傳感器等氣體傳感器，鉆孔施工期間應(yīng)安排1名專職的瓦斯檢測工對(duì)鉆場附近氣體進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，當(dāng)鉆孔鉆進(jìn)期間發(fā)現(xiàn)瓦斯、CO超限現(xiàn)象時(shí)必須立即撤人[5]，并通知通風(fēng)區(qū)加強(qiáng)鉆場通風(fēng)，鉆場內(nèi)有害氣體濃度降低至設(shè)計(jì)值后方可繼續(xù)施工。i)探放水鉆孔施工至積水區(qū)后在放水過程中應(yīng)詳細(xì)記錄水壓變化情況、水質(zhì)、水溫及水量等，放水期間應(yīng)控制鉆孔流量。鉆孔探放水施工完成后應(yīng)對(duì)鉆孔采用水泥砂漿進(jìn)行封孔處理，封孔深度不得小于5m，封孔后每班應(yīng)安排專人對(duì)鉆孔滲水、氣體濃度進(jìn)行檢測。

4結(jié)語

截至2019年7月8日，15102回風(fēng)順槽已掘進(jìn)到位，巷道掘進(jìn)期間共計(jì)施工15個(gè)鉆場，布置75個(gè)鉆孔，其中頂板鉆孔45個(gè)，迎頭鉆孔30個(gè)，探放水施工過程中共計(jì)出現(xiàn)23個(gè)濕孔，分別位于巷道里程650～760m段及巷道里程970～104m段，共計(jì)放水量為2311m3；15102回風(fēng)順槽通過探放水施工后，巷道在后期掘進(jìn)中未出現(xiàn)頂板淋水、涌水等現(xiàn)象，基本消除了上覆9#煤層采空區(qū)積水隱患，保證了巷道安全快速掘進(jìn)，取得了顯著應(yīng)用成效。

參考文獻(xiàn)：

［1］王強(qiáng).掘進(jìn)巷道頂板裂隙水探放水施工設(shè)計(jì)［J］.煤礦現(xiàn)代化，2020(4)：18-19.

［2］呂振繪.掘進(jìn)巷道探放水施工工藝研究［J］.山西能源學(xué)院學(xué)報(bào)，2020(3)：26-28.

［3］連洪全.安順煤礦采空區(qū)探放水方案設(shè)計(jì)與實(shí)踐［J］.現(xiàn)代礦業(yè)，2020(6)：179-181.

［4］劉新成.小溝煤礦定向探放水設(shè)計(jì)與應(yīng)用［J］.山東煤炭科技，2020(2)：131-134.

［5］梁青青.兩側(cè)采空區(qū)巷道探放水工程設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究［J］.當(dāng)代化工研究，2019(4)：81-82.

作者:原亮亮 單位:山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)華陽煤業(yè)有限公司