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摘要：為了保證巷道安全快速掘進，避免巷道掘進期間發生透水事故，山西煤炭運銷集團華陽煤業有限公司通過技術研究，決定對15102回風順槽掘進期間采取合理有效的探放水施工設計。對15102回風順槽掘進期間采取的探放水施工設計進行了分析，并提出了若干項安全技術措施。實際應用效果表明，施工巷道的探放水施工消除了巷道水害影響，取得了顯著應用成效。

關鍵詞：煤礦；掘進巷道；探放水施工設計；安全技術措施

探放水施工是巷道掘進消除水害的重要技術手段，它具有施工工藝簡單、便于操作、效果好等優點。巷道掘進期間可通過探放水施工明確巷道四鄰積水區位置、積水范圍、積水量等[1]，從而避免水害事故發生。本文以華陽煤礦的15102回風順槽為例進行探討。為了保證巷道安全快速掘進，防止巷道掘進期間水害事故發生，決定在巷道掘進期間采取合理有效的探放水施工設計及安全技術措施，進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回風順槽位于一采區西部，西側距離15101運輸順槽15m，南臨15#煤軌道大巷，北側為井田邊界線，東側為15102回采工作面。巷道掘進至530m處進入原常莊煤礦15#煤層舊巷警戒線內。原常莊煤礦15#煤層舊巷位于15102回風順槽東側，15102回風順槽距離原常莊煤礦15#煤層舊巷92.5m。15102回風順槽布置在15#煤層中，水平標高+657～+660m，沿頂板破底掘進，巷道設計長度1113m，工程量為15359.4m3，預計巷道平均坡度為-1°～2°，巷道斷面規格為寬×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，下層夾矸對煤質有一定影響。另外根據已掘兩順槽及切眼揭露斷層、坑透成果綜合分析得出，工作面內斷層及坑透異常區會增加煤的灰分，對煤質有一定影響。華陽煤礦地測科提供的工作面水文地質資料顯示，15102回風順槽掘進范圍內上方有9#煤層采空區，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。根據水的滲透系數和回采采動影響范圍，預計回采時會有一定量的頂板裂隙水，對巷道掘進影響較大，為保證巷道安全快速掘進，決定對巷道采取超前探放水施工。

215102回風順槽探放水施工設計

2.1探放水鉆孔設施。15102回風順槽探放水鉆孔主要采用KHYD-75型礦用煤（巖）電動鉆機進行施工，電機功率為45kW，鉆孔直徑為63mm，每根鉆桿長度為1.5m，導向鉆頭為直徑75mm的三翼合金鉆頭，擴孔鉆頭為直徑130mm三翼合金鉆頭[2]。2.2探放水鉆孔布置設計。a)根據巷道四鄰水文地質情況，決定對巷道每個鉆場布置2排探放水鉆孔，上排4個（1#，2#，3#，4#），下排3個（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個鉆孔間距0.8m，鉆孔與煤壁夾角78°，其中1#和2#2個鉆孔與巷幫夾角為0°，3#和4#2個鉆孔與巷幫夾角為13°，如圖1所示。c)5#，6#，7#3個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回風順槽掘進期間超前鉆探允許掘進距離為40m，超前距離為30m，兩幫安全控制距離為16m（見圖2），在允許掘進距離范圍內鉆孔橫剖面上間距為3.0m。2.3鉆孔封孔技術。由于15102回風巷掘進煤層為15#煤層，煤層穩定性差易破碎，需對鉆孔進行封孔施工。a)通過對煤層施工檢驗孔發現，鉆孔往里10m范圍內分別形成應力破壞區、應力破壞減弱區、原巖應力平衡區，在應力破壞區和應力破壞減弱區范圍內煤體松軟且裂隙發育，在此區域內需安裝孔口管并進行封孔處理，因此決定封孔長度為10m。b)首先采用導向鉆頭（直徑為75mm）進行開孔施工，當鉆孔施工深度達10.5m時及時停止鉆進，并更換擴孔鉆頭（直徑130mm）進行擴孔施工，擴孔深度為10m，擴孔后鉆孔直徑為130mm。c)鉆孔擴孔后在擴孔段安裝3根孔口管，每節孔口管長度為3.5m，直徑為112mm，孔口管對接安裝后采用專用注漿泵對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措施的應用

a)探放水施工前必須對工作面煤壁及附近頂板進行加強支護，對片幫不穩定煤壁可施工玻璃鋼錨桿進行加固，若破碎嚴重時可采用聚氨酯、馬麗散等注漿加固；對于鉆場頂板可支設木柱進行加固，木柱距煤壁間距為2.0m，木柱支設間距為0.5m，木柱支設時必須保證兩端與頂底板接觸嚴實[3]。b)探放水施工前在鉆場附近50m范圍內施工1個臨時水倉，水倉容積為40m3，水倉內安裝2臺排水泵，水泵功率為37kW，排水管路與采區水倉相連；巷道掘進長度不足200m時，施工排水溝與采區水倉相連。c)探水鉆孔施工時必須由專業探放水技術人員進行現場指導，按照探放水施工設計準確施工鉆孔深度、角度、數量等技術參數，并根據水文地質資料確定積水區水壓大小。d)鉆機安裝前必須對鉆機安裝地點進行起底硬化，起底深度為0.3m，澆筑強度為C30，鉆機安裝必須牢固可靠，鉆機底座與底板采用4根地錨進行固定，鉆機安裝、拆卸時必須辦理停電手續[4]。e)為保證探放水施工安全，積水水壓大于1MPa時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現煤壁松軟、鉆孔塌孔嚴重及頂鉆現象，則必須立即停止鉆進但不得拔出鉆桿，并及時向調度室、地測科匯報，采取合理有效的技術措施；在鉆進時若水壓較大，則應采用反壓的方法進行鉆孔鉆進。g)在鉆孔施工期間應實時掌握鉆孔煤巖層變化情況，特別是鉆孔穿層時應準確記錄煤巖層厚度，鉆孔每鉆進10m，準確測量鉆孔深度，鉆孔鉆進到位后觀察終孔位置巖性及鉆孔是否出現流水現象。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，鉆孔施工期間應安排1名專職的瓦斯檢測工對鉆場附近氣體進行實時監測，當鉆孔鉆進期間發現瓦斯、CO超限現象時必須立即撤人[5]，并通知通風區加強鉆場通風，鉆場內有害氣體濃度降低至設計值后方可繼續施工。i)探放水鉆孔施工至積水區后在放水過程中應詳細記錄水壓變化情況、水質、水溫及水量等，放水期間應控制鉆孔流量。鉆孔探放水施工完成后應對鉆孔采用水泥砂漿進行封孔處理，封孔深度不得小于5m，封孔后每班應安排專人對鉆孔滲水、氣體濃度進行檢測。

4結語

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

參考文獻：

［1］王強.掘進巷道頂板裂隙水探放水施工設計［J］.煤礦現代化，2020(4)：18-19.

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

［3］連洪全.安順煤礦采空區探放水方案設計與實踐［J］.現代礦業，2020(6)：179-181.

［4］劉新成.小溝煤礦定向探放水設計與應用［J］.山東煤炭科技，2020(2)：131-134.

［5］梁青青.兩側采空區巷道探放水工程設計與應用研究［J］.當代化工研究，2019(4)：81-82.

作者:原亮亮 單位:山西煤炭運銷集團華陽煤業有限公司