祁東煤礦新區(qū)巷道區(qū)域超前探查技術(shù)

摘 要：祁東煤礦Ⅱ三采區(qū)為新區(qū)，采區(qū)中部布置5條下山，施工時各巷道均需執(zhí)行鉆探超前循環(huán)探查。鑒于各巷道距離較近，首次實(shí)施了區(qū)域超前集中探查技術(shù)，通過在先掘巷道Ⅱ三采區(qū)進(jìn)風(fēng)斜井內(nèi)施工若干鉆場，設(shè)計(jì)水文鉆孔及煤層探查孔查明了相鄰4個新區(qū)巷道區(qū)域水文地質(zhì)條件及煤層賦存情況、瓦斯情況，掩護(hù)相鄰新區(qū)巷道實(shí)現(xiàn)安全、高效、連續(xù)進(jìn)尺，也為其它巷道超前變更設(shè)計(jì)提供了依據(jù)，顯著緩解了祁東礦掘進(jìn)接替緊張局面。

關(guān)鍵詞：新區(qū)巷道;區(qū)域超前探查;安全掘進(jìn)

1 引言

祁東煤礦存在陷落柱發(fā)育的復(fù)雜水文地質(zhì)環(huán)境，且隨著礦井由-600m向深部-800m進(jìn)行采掘活動，為杜絕巷道誤揭陷落柱或隱伏構(gòu)造導(dǎo)通底板灰?guī)r水造成淹井、淹面及人身傷害事故，底板灰?guī)r水害成為礦井現(xiàn)階段水害防治的重點(diǎn)[1，2]。為保證礦井安全生產(chǎn)，祁東煤礦Ⅱ三采區(qū)新區(qū)巷道掘進(jìn)過程中必須采取物探、鉆探超前探查前方及底板水文地質(zhì)條件及巷道層位，杜絕出現(xiàn)水害及瓦斯事故。如何在滿足上述各條巷道安全掘進(jìn)的情況下，快速、有效施工水文地質(zhì)鉆孔，減少停頭次數(shù)及影響時間，合理安排工期，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)，減小祁東礦掘進(jìn)接替緊張的局面，具有重要的意義[3-5]。

2 Ⅱ三采區(qū)概況

Ⅱ三采區(qū)位于井田東部，共有煤層10層，可采儲量1480萬噸，主要可采煤層為61、71、82煤。采區(qū)走向長約3019m、傾斜寬約948m，面積約2.6km2，回采標(biāo)高-600m ～800m。采掘過程中主要充水水源為頂板砂巖裂隙水?；?guī)r含水層距9煤底板120m，正常情況下，對巷道掘進(jìn)無安全威脅。

采區(qū)中部布置5條下山，其中Ⅱ三采區(qū)61煤回風(fēng)下山布置在61煤底板層位，Ⅱ三采區(qū)軌道下山布置在71煤底板、82煤頂板層位，Ⅱ三采區(qū)進(jìn)風(fēng)斜井西距Ⅱ三采區(qū)71煤回風(fēng)下山、Ⅱ三采區(qū)71煤運(yùn)輸下山、Ⅱ三采區(qū)軌道下山水平距離分別為55m、93m、130m。

3 區(qū)域超前探查技術(shù)

3.1 區(qū)域超前探查設(shè)計(jì)

Ⅱ三采區(qū)進(jìn)風(fēng)斜井超前其它巷道400m，通過在該巷道每隔130m施工的鉆場對其它4條新區(qū)巷道實(shí)施超前探查，探明各巷道前方及底板的水文地質(zhì)條件、71、82煤的位置及瓦斯賦存情況?，F(xiàn)以Ⅱ三采區(qū)進(jìn)風(fēng)斜井1#鉆場舉例說明。

在II三采區(qū)進(jìn)風(fēng)斜井L9點(diǎn)前33m施工1#鉆場，鉆場完成后按要求布置了排水系統(tǒng)，施工前按設(shè)計(jì)對各孔進(jìn)行了放線，采用ZDY-3200S鉆機(jī)施工。

為超前探明巷道前方所處層位，如圖1所示共設(shè)計(jì)9個水文探查鉆孔，根據(jù)公式計(jì)算巷道底板留設(shè)的安全隔水層厚度為10.8m，本次水文探查鉆孔在下過II三采區(qū)回風(fēng)下山、II三采區(qū)軌道下山最近距離均大于18m，滿足計(jì)算需留設(shè)10.8m安全隔水層厚度的要求。本次探查控制II三采區(qū)軌道下山西幫側(cè)幫距為20m，9個探查孔施工范圍內(nèi)無大于30m直徑范圍的空白帶。該處共設(shè)計(jì)6個地質(zhì)探查孔，探明其它新區(qū)巷道頂板71、72煤的瓦斯情況等。

3.2施工質(zhì)量控制

3.2.1 地質(zhì)探查孔帶扶正器施工;

3.2.2 水文孔安裝防噴孔及反壓裝置;

3.2.3 水文孔及地質(zhì)孔施工結(jié)束后進(jìn)行測斜，不滿足要求需補(bǔ)孔;

3.2.4 安裝視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)過程全控制;

3.2.5 開孔、試壓等關(guān)鍵環(huán)節(jié)地質(zhì)人員現(xiàn)場監(jiān)督。

3.3 鉆孔施工效果分析

在 II三采區(qū)進(jìn)風(fēng)斜井共計(jì)施工了4次區(qū)域超前探查，其中水文鉆孔工程量5015m/35孔，地質(zhì)鉆孔工程量3200m/36孔，測斜33個鉆孔，超前探查范圍約500m。查明了4條新區(qū)巷道的水文地質(zhì)條件及煤層賦存情況。

Ⅱ三采區(qū)軌道下山及Ⅱ三采區(qū)71煤回風(fēng)下山已分別安全掘進(jìn)150m、300m。根據(jù)鉆探超前探查情況，針對施工坡度調(diào)整了Ⅱ三采區(qū)71煤回風(fēng)下山設(shè)計(jì)。之后通過物探探查，檢測到掘進(jìn)過程中均無水文地質(zhì)異常，進(jìn)一步驗(yàn)證了鉆探的準(zhǔn)確性。而且在施工過程中采用了錨索鉆機(jī)驗(yàn)證頂、底板煤層層位，與超前探查情況基本一致。

4 結(jié)論

通過實(shí)施區(qū)域集中超前探查，不僅減少了鉆探工程量，節(jié)省了施工成本，而且方便了鉆探期間的施工及安全管理，減少了傳統(tǒng)探查方式在各巷道分次施工時鉆機(jī)設(shè)備頻繁起拉吊運(yùn)等安全隱患，顯著提高了鉆探安全系數(shù)與效率。區(qū)域集中超前探查不僅查清了各巷道頂、底板煤層層位及瓦斯賦存情況，也對兩側(cè)底板及各巷道前方水文地質(zhì)情況進(jìn)行了超前控制，為巷道超前變更設(shè)計(jì)提供了依據(jù)，實(shí)現(xiàn)了已掘新區(qū)巷道的安全高效、生產(chǎn)，顯著緩解了祁東礦掘進(jìn)接替緊張局面。

參考文獻(xiàn)：

[1]沈玉旭，康天合，楊永康.深孔預(yù)裂爆破堅(jiān)硬頂板提高初采采出率的研究[J].煤礦安全，2021， 52（02）：188-193.

[2]梁向輝.聚能定向預(yù)裂爆破切頂卸壓在堅(jiān)硬頂板綜放工作面的應(yīng)用[J].山東煤炭科技，2021， 39（01）：85-87.

[3]何文帥，黨輝，梁思哲，李磊.薄煤層“110工法”成巷質(zhì)量影響因素分析[J].陜西煤炭，2021，40（01）：68-72.

[4]李豐廷.億欣煤業(yè)堅(jiān)硬頂板預(yù)裂爆破切頂留巷技術(shù)與試驗(yàn)[J].煤，2021，30（01）：70-71.

[5]申虎威.井下巷道頂板礦壓控制及協(xié)同綜采技術(shù)研究[J].機(jī)械管理開發(fā)，2020，35（11）：201-203.

作者簡介：

楊勇（出生年月1982年1月），男，漢，籍貫：皖濉溪縣，學(xué)歷：本科，職稱：工程師，研究方向：地質(zhì)防治水

（安徽恒源煤電股份有限公司祁東煤礦，安徽 宿州 234000）