錨桿機(jī)在礦井防治水工程中的應(yīng)用

時(shí)世東　劉永先　陸球淵　楊永金

摘要：通過具體實(shí)例介紹了錨桿機(jī)在煤礦防治水工程中應(yīng)用效果，以及在應(yīng)用過程中如何有效地選擇技術(shù)參數(shù)，為以后遇到類似的防治水問題提供了科學(xué)有效地探放水方案。

關(guān)鍵詞：錨桿機(jī)探放水老空區(qū)積水

0引言

在煤礦開采過程中，井下探放水是礦井防治水工作的一項(xiàng)重要內(nèi)容。采取什么樣的探放水方案既可以達(dá)到預(yù)期的防治水效果，同時(shí)又能節(jié)省人力、材力，這是比較重要的。本文以龐莊煤礦張小樓井94107溜子道探放74107老空水為例，來探討錨桿機(jī)在煤礦探放水方案選擇上的技術(shù)特點(diǎn)。

1概況

龐莊煤礦張小樓井94107工作面為綜采面，走向長(zhǎng)430m，傾向長(zhǎng)160m，標(biāo)高為-940.6—1025.8m，自切眼向外296m回采過程中將推上山，采后老塘內(nèi)易積水。74107工作面于2006年12月回采結(jié)束，與其傾斜上方已開采的74105工作面情況十分相似，在74107材料道掘進(jìn)過程中曾對(duì)74105采空區(qū)積水進(jìn)行探放，根據(jù)74105采空區(qū)積水范圍類比確定74107老空區(qū)積水范圍，預(yù)計(jì)自切眼向外190m范圍老空區(qū)有積水，預(yù)計(jì)積水量5000m³，切眼處積水最深24m，積水面標(biāo)高-991m，積水區(qū)位于94107工作面溜子道正上方偏下，此處7、9煤揭發(fā)間距35—40m，煤層傾角22°，9煤直接項(xiàng)板為中細(xì)粒砂巖，9煤采動(dòng)后導(dǎo)水裂隙高度最大可達(dá)40m，根據(jù)94107工作面采動(dòng)后巖移塌陷角計(jì)算出94107面采動(dòng)后所波及到的74107老空區(qū)范圍，此范圍內(nèi)的74107老空區(qū)積水對(duì)94107工作面的回采有嚴(yán)重威脅，因此必須對(duì)74107老空區(qū)積水進(jìn)行探放。94107工作面與74107老空區(qū)平面位置關(guān)系見圖1。

2施工過程

根據(jù)探放水設(shè)計(jì)方案，在94107溜子道10點(diǎn)處(切眼下頭)47°仰角垂直溜子道向深部用錨桿機(jī)探放74107老空水。施工過程中要根據(jù)鉆孔巖性的變化改變鉆進(jìn)速度，當(dāng)巖性為砂巖砂巖時(shí)可以適當(dāng)加快鉆進(jìn)速度，因?yàn)樵谏皫r中鉆進(jìn)鉆頭出水眼不容易被堵：當(dāng)巖性較軟，特別是有泥巖夾層時(shí)一定要放慢鉆進(jìn)速度，因?yàn)榭變?nèi)事故(常發(fā)生鉆頭出水眼被堵)常常在此巖段發(fā)生，而當(dāng)巖性變?yōu)檐泿r時(shí)，在給錨桿機(jī)同樣壓力的情況下，此時(shí)的進(jìn)尺速度明顯加快，這時(shí)好多情況下并不是真正鉆進(jìn)去的，而是“頂”進(jìn)去的，極易造成鉆頭出水眼被堵，所以此時(shí)一定要把速度放慢，最好的效果是采取“蜻蜒點(diǎn)水式”的鉆進(jìn)，鉆進(jìn)幾公分后把鉆桿縮回，觀察鉆頭是否出水，確認(rèn)正常出水后再繼續(xù)向前鉆進(jìn)，往返多次，順利鉆過軟巖。

3幾點(diǎn)技術(shù)關(guān)鍵

3.1施工前一定要對(duì)鉆孔最大出水量進(jìn)行預(yù)計(jì)，單孔出水量可采用以下公式進(jìn)行計(jì)算：q=CA(2gh)1/2=(式中：C—流量系數(shù)，取值06—0.62；A—放水孔有效斷面(m2)；g—重力加速度98m/s²；h—老空區(qū)內(nèi)水柱高度(m))。由于h隨積水放出而不斷降低，鉆孔水量也有所減少，h值通常取實(shí)際水頭高度的40—50％，以求得整個(gè)放水過程中的平均流量，但一定要對(duì)剛開始時(shí)出現(xiàn)的最大水量有個(gè)預(yù)計(jì)，此時(shí)h值取最大水頭高度，以便安裝與之相適應(yīng)的排水系統(tǒng)。

3.2要對(duì)施工地點(diǎn)做一個(gè)綜合柱狀，對(duì)鉆進(jìn)過程中巖性變化有個(gè)大致的了解，便于鉆進(jìn)期間改變鉆進(jìn)工藝，防止發(fā)生孔內(nèi)事故。

3.3錨桿機(jī)最好使用新錨桿機(jī)，新鉆桿，有利于上下鉆。由于鉆進(jìn)距離較長(zhǎng)，防水密封圈磨損厲害，需要及時(shí)更換密封圈。

3.4錨桿機(jī)操作手要熟練掌握錨桿機(jī)性能，根據(jù)孔內(nèi)巖性的變化隨時(shí)改變鉆進(jìn)工藝。

4效果

本次探放水工程共放出水量近1000m³，把94107工作面采動(dòng)影響范圍內(nèi)74107老空區(qū)積水全部放完。鉆孔深度49.6m，使用錨桿機(jī)鉆孔對(duì)以后有類似的探放水工程完全可以借鑒此方法。通過實(shí)驗(yàn)證明此方法探放水效果很好，與鉆機(jī)探放水比較，節(jié)省了大量的人力和物力。若用鉆機(jī)探放，工作量為：下鉆機(jī)一個(gè)班；安裝鉆機(jī)、鉆機(jī)搭火4小時(shí)；49.6m(多數(shù)為砂巖)鉆深至少要三個(gè)班；鉆機(jī)甩火、裝車打上井要一個(gè)半班。如果使用鉆機(jī)至少需要4個(gè)人6個(gè)班才能完成該項(xiàng)工程。若使用錨桿機(jī)只需要三個(gè)人一個(gè)班就可已完成?？梢娛褂缅^桿機(jī)計(jì)可以節(jié)省大量的人力、物力，有縮短了施工時(shí)間，效果十分明顯，具直很好的推廣利用價(jià)值。