掘進(jìn)巷道地質(zhì)探放水施工設(shè)計應(yīng)用分析

閆晨鵬

（山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)陽城四侯煤業(yè)有限公司，山西 晉城048100）

采掘工作面探放水施工是煤礦預(yù)防水害事故發(fā)生的一項重要技術(shù)措施，探放水施工可明確積水區(qū)位置、技術(shù)水壓、積水量等。但是在實際煤礦生產(chǎn)過程中，由于煤礦對探放水施工重視力度不夠以及防治水專業(yè)隊伍建設(shè)不完善、設(shè)備投入不足等，導(dǎo)致探放水施工存在很多問題，如探放水施工設(shè)計不合理、鉆孔封孔不合格、安全技術(shù)措施不到位等，影響著探放水施工效率，威脅著巷道安全掘進(jìn)，所以合理的探放水設(shè)計以及相應(yīng)的安全技術(shù)措施，對煤礦防治水工作具有重要意義。本文以山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)陽城四侯煤業(yè)有限公司（全文簡稱四侯煤礦）為例，對巷道掘進(jìn)期間提出了合理有效的安全探放水施工設(shè)計及安全技術(shù)措施，力求保證巷道安全掘進(jìn)，消除水害隱患。

1 概述

四侯煤礦3201運(yùn)輸順槽掘進(jìn)工作面開口點位于原第二探巷開口處南幫1 m處（幫至幫），開口方位角194°48′3″，施工長度1 125 m；巷道為矩形斷面，毛寬4.0 m，毛高3.2 m，沿煤層底板布置。施工至65 m處時，需以104°57′29″的方位角施工3201運(yùn)輸順槽回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷，與二采區(qū)回風(fēng)巷貫通，長度32 m；巷道為矩形斷面，凈寬3.2 m，凈高2.7 m。

車輛拖回店里后，卻發(fā)現(xiàn)發(fā)動機(jī)無法啟動，點火鑰匙置于2擋啟動時，啟動機(jī)沒有反應(yīng)，多功能儀表盤上依次出現(xiàn)“主動制動輔助系統(tǒng)功能范圍受限”、“低壓續(xù)跑指示器停止運(yùn)作”、“ESP停止運(yùn)作”、“駐車制動器參見用戶手冊”等一系列報警。

巷道掘進(jìn)煤層為3號煤層，煤層厚1.65～5.05 m，平均厚4.55 m，含0～3層矸石，矸石厚0.53 m，煤層為為光亮型煤，似金屬光澤，條帶狀結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，階梯狀、貝殼狀斷口，條痕灰黑色，外生裂隙發(fā)育。偽頂為細(xì)砂巖，厚1.10 m，直接頂為砂質(zhì)泥巖，厚6.05 m，老頂為粉砂巖，厚7.67 m，直接底砂質(zhì)泥巖，厚3.67 m，老底為砂巖，厚3.65 m。

根據(jù)水文地質(zhì)資料顯示，工作面煤層頂板距K8砂巖含水層約25 m，工作面在掘進(jìn)過程中可能會受到頂板裂隙水的影響，巷道掘進(jìn)至140 m處頂板第一次出現(xiàn)淋水現(xiàn)象，最大淋水量為2.9 m3/h，巷道掘進(jìn)至270 m處揭露一條F3斷層，在斷層帶處頂板淋水量加大，最大淋水量為4.4 m3/h，為了保證巷道掘進(jìn)安全，決定對巷道采取探放水施工。

4）在進(jìn)行鉆孔施工時必須有專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行現(xiàn)場指導(dǎo)，鉆孔深度、角度、直徑、鉆孔數(shù)量等參數(shù)必須符合探放水專項施工設(shè)計要求。在鉆機(jī)期間應(yīng)對鉆孔內(nèi)巖層變化進(jìn)行記錄，準(zhǔn)確測量鉆孔深度。

2 巷道探放水施工設(shè)計

2.1 探水設(shè)備選擇

3）在安裝鉆機(jī)前需對安裝鉆機(jī)地點進(jìn)行起底硬化，保證鉆機(jī)安裝牢固可靠，鉆機(jī)在鉆孔施工時需對鉆機(jī)進(jìn)行固定。

2.2 鉆孔布置及封孔工藝

1）工作面迎頭煤壁共計布置兩排探水鉆孔，第一排三個（1號、2號、3號），鉆孔間距為1.5 m，鉆孔距頂板間距為1.5 m，鉆孔深度為100 m，直徑為75 mm，鉆孔仰角為10°，其中1號、2號鉆孔與巷幫夾角為30°，如圖1所示。

圖1 3201運(yùn)輸順槽探水鉆孔平面布置示意圖

7）法蘭盤與排水主管路進(jìn)行連接，在放水時通過壓力表觀察放水水壓，鉆孔放水完成后應(yīng)對鉆孔進(jìn)行封孔處理。

3）導(dǎo)向鉆孔直徑為75 mm，為了防止鉆孔在放水時水壓對孔口煤壁產(chǎn)生沖擊破壞作用，需對鉆孔進(jìn)行擴(kuò)孔并安裝孔口管，鉆孔擴(kuò)孔深度為10 m，擴(kuò)孔鉆頭直徑為130 mm。

5）在探放水施工過程中發(fā)現(xiàn)煤壁松軟、片幫、水壓異常、頂鉆等現(xiàn)象時，必須立即停止鉆機(jī)，但不得拔出鉆孔，立即向調(diào)度室進(jìn)行匯報，并采取相應(yīng)安全技術(shù)措施；當(dāng)積水區(qū)水壓大于1.0 MPa時，采用反壓法進(jìn)行鉆進(jìn)，并對鉆機(jī)安裝防噴保護(hù)裝置。

6）鉆孔孔口管安裝完成后，在孔口管外露端安裝法蘭盤、壓力表，并采用兩根錨索將其與煤壁進(jìn)行固定。

2）第二排鉆孔布置2個（4號、5號），鉆孔深度為100 m，直徑為75 mm，鉆孔垂直煤壁布置，第二排鉆孔與第一排鉆孔間距為1.0 m。

2）探放水水施工前需對鉆場附近煤壁及頂板進(jìn)行加固，頂板可采用支設(shè)密集木柱進(jìn)行加固，木柱支設(shè)間距為0.5 m，木柱與工作面煤壁間距為1.0 m；對于不穩(wěn)定易片幫煤壁可采用玻璃鋼錨桿加固或注漿加固。

第三，女性正、負(fù)面角色的劃分并非遵循傳統(tǒng)的價值判斷，完全以作者主觀判斷為準(zhǔn)(未必忠貞的婦女總是正面角色)，結(jié)局也并非傳統(tǒng)意義上的“好人有好報”(不忠貞的婦女通過運(yùn)用自身智慧最終如愿以償)。

3 安全技術(shù)措施

1）為了保證巷道掘進(jìn)探放水施工安全，在巷道每隔100 m需施工一個臨時水倉，水倉容積不得低于50 m3，在盤區(qū)需布置一個永久水倉，水倉容積不得低于80 m3，每個水倉內(nèi)必須配套排水設(shè)施。

這可能有兩個原因引起：一是受2012年9月以來的“奶荒”，即原奶緊張，成本急速上升，導(dǎo)致奶價急劇上升，液體乳收入增速放緩；二是2012年6月伊利股份深陷“質(zhì)量門”，伊利股份公司產(chǎn)品被曝汞超標(biāo)，該股出現(xiàn)“一”字跌停，同時公司將相關(guān)奶粉全部召回，質(zhì)量問題傷害了消費者情感，消費者信任下降，導(dǎo)致銷量下滑影響收入減少。

3201運(yùn)輸順槽主要采用ZTY1450型專用電動液壓鉆機(jī)，配套直徑為55 mm，長度為1.5 m中空鉆桿，以及配套直徑為75 mm導(dǎo)向鉆頭、直徑為130 mm擴(kuò)孔鉆頭聯(lián)合進(jìn)行鉆孔施工。

在高速公路橋梁施工伸縮縫結(jié)構(gòu)處理的前期，施工技術(shù)部門要結(jié)合施工圖紙和具體操作流程進(jìn)行系統(tǒng)化技術(shù)交底，并且要對伸縮縫異行邊緣的順直程度以及平整度等進(jìn)行統(tǒng)籌分析，關(guān)注縫隙之間的間隙結(jié)構(gòu)，從而提升施工流程的基本效果。最重要的是，在施工過程中，技術(shù)部門要對機(jī)器進(jìn)行集中篩查，合理提升設(shè)備配備的完整性，也為公路橋梁質(zhì)量管理優(yōu)質(zhì)性奠定基礎(chǔ)。

4）鉆孔擴(kuò)孔后最鉆孔內(nèi)安裝直徑為108 mm孔口管，每節(jié)孔口管長度為1.0 m，孔口管之間采用絲扣式連接，在孔口管與鉆孔壁之間采用水泥砂漿進(jìn)行封孔處理。

加強(qiáng)水利工程管理是水管單位的責(zé)任和義務(wù)，水管單位必須樹立管理意識，著力完善管理體制。具體來說內(nèi)部管理應(yīng)從以下幾方面加強(qiáng)，首先加強(qiáng)工程管理制度化與規(guī)范化，同時關(guān)注組織管理建設(shè)，積極組織管理人員參加培訓(xùn)；其次，從市場經(jīng)營角度來看，樹立起與利益相關(guān)者競爭的意識，促進(jìn)單位文化建設(shè)，創(chuàng)造出可以發(fā)揮出人的主觀能動性的環(huán)境，將工程管理的理論與實踐有效結(jié)合到一起。

6）為了確保探放水施工安全，必須對每個鉆孔安裝牢固可靠的孔口管、控制閥門以及鉆桿逆止閥等保護(hù)裝置。

7）在放水過程中應(yīng)在鉆場安裝瓦斯、一氧化碳等監(jiān)控系統(tǒng)，每班安排專職瓦斯監(jiān)測工對鉆場瓦斯等有害氣體進(jìn)行檢測，一旦發(fā)現(xiàn)異常必須立即撤人，并采取合理有效技術(shù)措施排除施工地點有害氣體。

8）在放水過程中全程應(yīng)安排專人記錄單孔放水量、放水水壓，當(dāng)鉆孔放水完成后應(yīng)對鉆孔采用水泥砂漿、海帶等進(jìn)行封孔處理，封孔長度不得低于10 m，封孔后對鉆孔進(jìn)行標(biāo)記，每天觀察鉆孔淋水量并進(jìn)行記錄。

在設(shè)計課堂活動時，教師應(yīng)走出“小組討論”“成果展示”等形式，為學(xué)生創(chuàng)建基于問題、基于項目、基于任務(wù)的“情景化”活動。課堂活動的形式與內(nèi)容與現(xiàn)實脫節(jié)是不能吸引學(xué)生的關(guān)鍵因素?！爱?dāng)處于真實情景中時，學(xué)習(xí)者需要整體考慮所有現(xiàn)實情況，而不僅僅是關(guān)注某個正在學(xué)習(xí)的概念?！盵10]更加接近生活的情景，更加現(xiàn)實的問題，能夠激發(fā)學(xué)習(xí)者的興趣并鼓勵其調(diào)動所有注意力全身心地投入到相應(yīng)的活動中。教師在此環(huán)節(jié)為學(xué)生創(chuàng)造獨特而愉悅的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，同時也能加強(qiáng)教師的“職業(yè)認(rèn)同感”。

4 結(jié)語

截止2019年8月21日3201運(yùn)輸順槽已掘進(jìn)到位，巷道在后期掘進(jìn)中共計施工9個鉆場，45個探水鉆孔，其中頂板鉆孔27個，迎頭垂直鉆孔18個，在探放水施工過程中迎頭所有鉆孔（18個）為干孔，頂板鉆孔15個為濕孔，12個為干孔，共計放水量為1 242 m3，巷道采取探放水施工后在掘進(jìn)期間頂板最大淋水量為1.14 m3/h，對巷道掘進(jìn)影響不大，基本消除了頂板水害隱患，保證了巷道安全快速掘進(jìn)，取得了顯著應(yīng)用成效。