掘進巷道探放水施工設計

申鷗鵬

（山西煤炭運銷集團金達煤業(yè)有限公司，山西 呂梁 032300）

巷道掘進期間由于受鄰近采空區(qū)、上覆采空區(qū)以及含水層影響，出現(xiàn)圍巖淋水現(xiàn)象，巷道圍巖出現(xiàn)淋水后會軟化煤巖，使煤巖體抗載強度降低[1-3]，而且在水流侵入圍巖裂隙內，使裂隙擴張破壞[4]，造成圍巖破碎嚴重；同時當積水量及水壓大時，在水壓作用下，巷道與積水區(qū)形成涌水通道[5]，很容易造成透水事故，威脅著巷道施工安全，所以巷道掘進期間必須采取合理有效的防治水措施，消除四鄰水害隱患；本文以金達煤礦新二采區(qū)軌道巷圍巖研究對象，對巷道掘進期間提出了合理有效的探放水設計。

1 概述

1.1 巷道四鄰關系

晉能控股煤業(yè)集團金達煤業(yè)有限公司新二采區(qū)軌道巷東鄰礦界保安煤柱，東部為宜興井田規(guī)劃區(qū)，未進行開采，為實體煤層；西鄰南翼三條大巷；南鄰新二采區(qū)運輸巷（已掘進868m，中間留有保安煤柱35m）；北鄰新二采區(qū)回風規(guī)劃巷道。

1.2 巷道煤層特性

新二采區(qū)軌道巷所掘煤層屬石炭系上統(tǒng)太原組10#、11#煤層，前718m 段沿10#、11#煤層合并區(qū)底板掘進，718～1334m段沿11#煤層底板掘進，為實體煤層，煤層平均厚度6.35m，煤層頂底板巖性如表1 所示。10#、11#煤層以半亮型煤為主，底部多為暗淡型。半亮型煤呈條帶狀或線理結構，水平層理構造良好，并夾有線理狀絲碳及暗煤薄層。半亮型煤以亮煤為主，但暗煤和絲碳含量較多，以角質化和木質絲碳類物質較為突出。前718m 段沿10#、11#煤層合并區(qū)底板掘進，718～1334m 段沿11#煤層底板掘進，巷道性質為煤巷，設計長度為1334m。

表1 新二采區(qū)軌道巷煤層頂底板情況表

1.3 水文地質情況

依據2016年地面瞬變電磁探測及上覆9#煤層采掘情況測量的1m底板等高調查積水異常區(qū)DC9-3，根據等高線走勢標明積水范圍，預計積水面積19280m2、積水量5784m3，新二采區(qū)軌道巷水文地質類型為中等，地表上方無常年性河流通過。本掘進工作面正常涌水量為1.8m3/h，最大涌水量為3.0m3/h，放水時最大涌水量為20m3/h。

2 巷道探放水設計

2.1 鉆探設備

（1）探水鉆機型號：ZDY1900L；鉆桿規(guī)格：?50mm；鉆頭規(guī)格：?65mm；鉆桿數量：不少于設計要求。

（2）排放水設備兩臺,一臺使用（BQW-11kW的電泵）, 一臺備用（BQW-11kW 的電泵）,臨時水倉配置一臺BQW-11kW 電泵一臺，三寸排水管，將排水管連接到位，將水排入中央水倉。

2.2 正常掘進鉆探

根據煤礦防治水細則規(guī)定，始終堅持“預測預報、有掘（疑）必探、先探后掘、先治后采”的探放水原則，按照探掘分離管理規(guī)定，結合新二采區(qū)軌道巷地質條件、采掘部署等，新二采區(qū)軌道巷分3 段進行超前鉆探。

2.2.1 第一段鉆探

里程41～461m段，新二采區(qū)軌道巷沿合并層底板掘進，上覆9#層為工業(yè)廣場保安煤柱，為實體煤層。巷道右?guī)?～8m范圍內上覆9#層存在一條原二采區(qū)輔助回風巷，因此，上覆9#層只對該巷道進行探測。本區(qū)域內按鉆孔布置示意圖進行鉆探驗證，鉆孔呈扇形布置，保證超前距不小于30m、偏幫距不小于20m，布置鉆孔3個（編號為1、2、3），超前鉆孔沿煤層傾角布置。上覆9#層原二采區(qū)輔助巷每隔30m布置一組鉆孔進行鉆探驗證，布置鉆孔編號為4號孔。見表2。

表2 巷道41～461m段鉆孔參數表

2.2.2 第二段鉆探

里程461～821m 段，新二采區(qū)軌道巷沿合并層底板掘進，巷道左幫上覆9#層為采空區(qū)，右?guī)?～8m范圍內上覆9#層存在一條原二采區(qū)輔助回風巷，其層間距為7～14m。鉆孔呈扇形布置，保證超前距不小于30m、偏幫距不小于20m，本煤層布置鉆孔3個（編號為1、2、3），上覆9#煤采空區(qū)布置鉆孔2 個（編號為4、5），鉆孔以打到采空區(qū)為準。見表3。

表3 巷道461～821m段鉆孔參數表

2.2.3 第三段鉆探

里程821～1334m 段，新二采區(qū)軌道巷沿11#煤層底板掘進，上覆10#層為實體煤層，上覆9#層為采空區(qū)，其層間距為7～14m。鉆孔呈扇形布置，保證超前距不小于30m、偏幫距不小于20m，本煤層布置鉆孔3個（編號為1、2、3），上覆9#煤采空區(qū)布置鉆孔3 個，其中2 個短探（編號為4、5），1個長探（編號為6），鉆孔以打到采空區(qū)為準。見表4。

表4 巷道821～1334m段鉆孔參數表

3 探放水注意事項

（1）鉆機安裝要求：嚴格按照設計的鉆孔方位角調整好鉆機方位，并將鉆車機身調平，利用點柱將鉆車固定牢靠，然后按照設計傾角調整好鉆機傾角，固定好鉆車立柱，保證鉆孔方位角、傾角準確。鉆孔角度、位置調整好后，施工中及每個班接班后應檢查點柱是否牢固，校驗鉆孔方位角、傾角是否變化，發(fā)現(xiàn)偏差應及時予以調整。

（2）鉆進中正確判定層位，做好巖性、氣體的描述和記錄工作。各項原始記錄要及時、準確、清楚、完整；終孔丈量鉆具，并做詳細記錄，超差要合理平差。如遇到煤層的向斜、背斜等構造或者遇到巖層，鉆孔深度達不到設計孔深時，超前距始終不得小于30m。

（3）如果物探有異常時，依據物探分析結果及采掘工程平面圖1m 底板等高線分析結果，在正常鉆探的基礎上補充對異常區(qū)的鉆探驗證，在物探異常區(qū)等高線最低點進行探放水鉆孔布置，進行單孔設計。

（4）通過9#煤采掘情況及超前鉆探成果分析，工作面前方會遇陷落柱時，在工作面正中按順槽方向打一鉆孔，盡量一次性穿透陷落柱，然后在兩邊再布置兩個鉆孔（保證偏幫距不小于20m），探明該陷落柱導水情況。如終孔未能穿透陷落柱時，保證超前距不小于30m 的前提下進行掘進，當掘進到位時再按探正常循環(huán)設計進行鉆探。

（5）鉆車在鉆孔過程中，當鉆桿之間采用螺紋連接時，動力頭嚴禁反轉，只有在加接或拆卸鉆桿時，夾持器夾住鉆桿后才可反轉。當鉆桿之間采用四方扣傳遞轉矩，并用U 型銷連接時，在卡鉆、抱鉆時動力頭才可反轉。

（6）打通9#煤采空區(qū)的鉆孔在無水害時，瓦斯員檢測瓦斯后，必須立即組織隊組對相應的鉆孔采用棉紗、水泥等封孔材料進行封堵，保證無有害氣體泄漏；在鉆孔有水害時，按設計要求排完積水、瓦斯檢測完成后，組織立即封堵。

4 結束語

山西煤炭運銷集團金達煤業(yè)有限公司通過對新二采區(qū)軌道巷上覆9#煤層采空區(qū)積水采取合理有效探放水措施后，探水鉆孔共計放水量為5775m3，基本消除了上覆9#采空區(qū)積水隱患，巷道在后期掘進過程中，頂板最大淋水量為0.7m3/h，對巷道掘進影響小，達到了水害隱患治理的目的，取得了顯著應用成效。