軟巖巷道沿空探放水施工工序改進(jìn)

石磊

（淮北礦業(yè)集團(tuán)祁南煤礦，安徽宿州 234000）

軟巖巷道沿空探放水施工工序改進(jìn)

石磊

（淮北礦業(yè)集團(tuán)祁南煤礦，安徽宿州 234000）

淮北礦業(yè)集團(tuán)祁南煤礦多為軟巖巷道，且礦水文地質(zhì)條件復(fù)雜，加之采面普遍采用沿空掘巷布置，而上區(qū)段老塘水水量較大，老塘水進(jìn)入掘進(jìn)迎頭，破壞支護(hù)，煤泥淤積，施工難度較大，進(jìn)度較慢，防治水工作難度加大。該礦針對沿空掘進(jìn)期間的安全問題進(jìn)行了探放水設(shè)計，并根據(jù)現(xiàn)場施工實際對沿空掘巷探放老空水技術(shù)工藝進(jìn)行改進(jìn)，減少了工人的勞動強(qiáng)度，提高探放水期間的安全性和綜掘單進(jìn)水平。這種探放水施工方法對于類似條件礦井，具有一定的借鑒意義。

軟巖巷道 沿空掘進(jìn) 探放水施工工序

以往，煤巷沿空探放水施工期間的施工工序是按照先施工到停頭位置，然后再施工探放水硐室后，再在硐室內(nèi)進(jìn)行探放水施工，但是在軟巖巷道內(nèi)，由于巷幫巖性較差，尤其是遇到泥巖時，容易造成片幫、掉頂現(xiàn)象，不利于探放水的安全施工，我單位在進(jìn)行沿空施工探放老塘水時把施工工序進(jìn)行調(diào)整，每輪在施工到位后，先加固放水位置的支架后直接在巷幫進(jìn)行放水，待探放結(jié)束后，此時再在放水位置進(jìn)行導(dǎo)通，依次進(jìn)行下一輪施工，提高了安全系數(shù)，減少了工人的勞動強(qiáng)度。

圖1 鉆孔布置平面示意圖

圖2 鉆孔布置剖面示意圖

1 工程概況

水文地質(zhì)情況。根據(jù)地質(zhì)提供的資料，施工工作面水文地質(zhì)條件復(fù)雜，主要受采空區(qū)積水威脅和上部四含水以及71煤層頂板砂巖裂隙水的影響。

施工巷道探水警戒線范圍及積水量的確定。老塘采空區(qū)內(nèi)積水長度約500m的巷道向采空區(qū)延展15～60m范圍內(nèi)一個近似長方形塊段存有積水，積水區(qū)標(biāo)高-383.5～-401.3，積水長度500m，水頭高度17.8m，積水面積約18900m2，根據(jù)采空區(qū)積水量計算公式：

Q=KMS/cosα

M取平均采高3.0m，K取0.4，則721采空區(qū)積水量約23000m3，動水補(bǔ)給量約2m3/h。

施工巷道沿上一區(qū)段采空區(qū)施工，與老塘機(jī)巷巷留設(shè)凈煤柱5m，在不進(jìn)行探放水的情況下上區(qū)段采空區(qū)積水有可能突破煤柱涌入該施工巷道，對安全威脅較大。需按照“預(yù)測預(yù)報、有疑必探，先探后掘、先治后采”的原則，采取防、堵、疏、截的綜合治理措施，進(jìn)行探放水工作。

2 探放水工程設(shè)計

2.1 程施工目的

查明上區(qū)段工作面采空區(qū)內(nèi)的積水和瓦斯富集情況，排放采空區(qū)內(nèi)的積水，確保巷道安全施工。

2.2 技術(shù)要求

2.2.1 鉆孔位置

（1）巷道施工至“f7”點前3.9m開始施工第一輪探放水鉆孔，以后根據(jù)煤層傾角，按照水頭高度不超過1.0米施工一輪鉆孔，共設(shè)計18輪鉆孔。⑵在每輪鉆孔施工前在巷道右?guī)褪┕ひ慌潘鲜遥ㄒ?guī)格：高×寬×深=2.0×2.0×2.5m），并在硐室內(nèi)施工一臨時水倉（規(guī)格：長×寬×深=1.5×1.2×1.0m），作為探放水排水水倉。

2.2.2 鉆孔參數(shù)

每輪設(shè)計兩組鉆孔，每組3個孔均開口于巷道右?guī)统噬刃尾贾茫谝唤M鉆孔開孔于巷道頂板下1.8m，第二組鉆孔開口于巷道頂板下2.5m，其中1#孔垂直于巷道右?guī)停?#、3#孔與1#孔夾角15°呈扇形布置，鉆孔仰角0～15°，深度不少于8m，以打透采空區(qū)為準(zhǔn)（圖1、2）。

2.2.3 施工要求

（1）每個鉆孔打透采空區(qū)后要來回疏孔，如鉆孔有出水現(xiàn)象，要求現(xiàn)場施工人員根據(jù)水壓及數(shù)量大小適當(dāng)增加鉆孔數(shù)量（必須在地測部門專業(yè)人員現(xiàn)場指導(dǎo)下增加鉆孔數(shù)量）。

（2）施工單位加強(qiáng)打鉆附近支架的支護(hù)工作，確保打鉆及排水工作全順利進(jìn)行。

（3）為防老塘瓦斯沿孔涌出，在每輪鉆孔放水結(jié)束后，施工單位必須用炮泥對鉆孔進(jìn)行封孔，封孔長度不小于3m。

2.2.4 泄水巷施工

（1）為確保積水排凈，根據(jù)煤層傾角，按照水頭高度5.0米施工一條泄水巷（共設(shè)計施工3條泄水巷）與采空區(qū)連通泄水。

（2）泄水巷施工結(jié)束后要求打封閉；標(biāo)高最低點的泄水巷施工結(jié)束后，要求在封閉時底部埋設(shè)3趟4寸管路與采空區(qū)連通做泄水用，并在管口一端焊鐵篦子，確保管路能正常排水（所用彎頭、管路等材料由通風(fēng)區(qū)負(fù)責(zé)提供）。

（3）泄水巷內(nèi)留設(shè)排水能力為25m3/h電泵一臺，與主排水管路相連。

2.2.5 排水要求

迎頭排水硐室的臨時水倉安設(shè)排水能力為50m3/h四臺（兩臺備用），敷設(shè)一趟4寸排水管路并跟進(jìn)排水，雙回路供電，以確保打鉆出水后，水能夠及時排出。

3 設(shè)計變更

（1）每輪進(jìn)尺施工到位后停頭加固迎頭4m范圍的支架。

（2）直接在巷道內(nèi)施工沉淀池從巷幫施工鉆孔進(jìn)行排放水。

（3）待探放介紹后再施工硐室并與老塘導(dǎo)通進(jìn)行效果檢驗，確保安全后再進(jìn)行下一輪施工。

4 探放前的準(zhǔn)備工作

（1）掘進(jìn)巷道施工單位為探放水實施單位的責(zé)任主體，嚴(yán)格執(zhí)行預(yù)測預(yù)報、探放、效果檢驗、綜合防護(hù)的四位一體無壓探放水措施。在接到地測部門下發(fā)的允許進(jìn)尺單的情況下，方可恢復(fù)進(jìn)尺，嚴(yán)禁超尺，確保安全施工。

（2）對現(xiàn)施工的巷道（軟巖沿空掘進(jìn)）供電系統(tǒng)進(jìn)行改造，確保雙回路供電（一路1140V，一路660V）排水系統(tǒng)正常排水。

（3）每輪掘進(jìn)之停頭位置后，排水管路延至迎頭，雙回路排水電泵挪至水倉內(nèi)并確保正常運轉(zhuǎn)后，聯(lián)系地測科進(jìn)行探放及排水施工。

5 探放水施工

備用泵（兩臺）距迎頭不超過100m，備用泵變頭要連接好，確保能直接使用。壞泵及時更換，確保備用泵的數(shù)量。

探放水期間每班要安排2名人員進(jìn)行探放水工作，探放水人員必須熟悉供電系統(tǒng)和泵的性能，能夠熟練操作開關(guān)或更換泵。在排水正常的情況下，若鉆孔出水量較小或堵塞，探放水人員要及時補(bǔ)打和疏放探放水鉆孔，并及時清理水倉淤煤，確保正常排水。嚴(yán)禁將水流入巷道，把巷道做為水倉排水，水倉容積不小于3m3。每班排水情況要及時認(rèn)真記錄兵向相關(guān)單位匯報。

電泵復(fù)合線不低于20m；為防止水大造成開關(guān)進(jìn)水，可把電泵開關(guān)懸吊固定吊在巷幫。

探放水的安全管理：

（1）施工要求：1）地測部門控制距離，到達(dá)打鉆位置及時與本單位聯(lián)系。2）在施工每組鉆孔時，先施工距底板高的一組鉆孔，后施工距底板小的一組。3）探放水期間若鉆孔出水量較大，需將采空區(qū)內(nèi)的積水排盡方可繼續(xù)施工下個鉆孔。4）每個鉆孔打透采空區(qū)后要來回疏孔，如鉆孔有出水現(xiàn)象，要求現(xiàn)場施工人員根據(jù)水壓及水量大小適當(dāng)進(jìn)行疏孔或封堵；在出現(xiàn)鉆孔無水或水量減小并正常疏孔的情況時，在地測部門專業(yè)人員指導(dǎo)下可增加鉆孔數(shù)量進(jìn)行排放水施工。5）鉆孔施工結(jié)束后，由地測科等有關(guān)單位人員確認(rèn)無水后，施工單位根據(jù)地測科允許施工距離進(jìn)尺，進(jìn)尺到位后通知施工單位打鉆人員進(jìn)行下一輪探放水工作。

（2）探放水施工：1）采用德國手持FIV型鉆機(jī)，φ42mm鉆徑；鉆孔采用風(fēng)鉆配合騰馬鉆桿施工，騰馬鉆桿每根長1m，依次加長，最終孔深8～10m。若采空區(qū)煤層較硬，風(fēng)動鉆機(jī)無法滿足探放水需要，則使用TXU-75型礦用隔爆鉆機(jī)。2）施工人員進(jìn)入作業(yè)現(xiàn)場以后，首先對周圍的環(huán)境及頂板支護(hù)情況、排水管路是否通暢進(jìn)行確認(rèn)，確保無隱患后方可施工。鉆孔施工期間安設(shè)專人進(jìn)行排水工作，并監(jiān)測水量，以便及時撤出人員。3）鉆場及附近5米范圍內(nèi)必須加強(qiáng)支護(hù)，防止片幫漏頂傷人，保證巷道后路暢通。4）每輪探放水施工前為防止迎頭煤壁片幫傷人，迎頭必須正規(guī)使用與斷面相符的礦加工的金屬防片幫網(wǎng)。防片幫網(wǎng)采用梁式固定骨架網(wǎng)，防片幫設(shè)施必須生根牢固（骨架上有固定在前探梁前端的固定裝置）。其尺寸必須與巷道斷面相匹配，且安裝時距頂板不大于100mm、兩幫不大于200mm的間隙，距底板不大于0.8m，防片幫網(wǎng)上部應(yīng)緊貼最迎頭的棚梁、下部應(yīng)緊貼煤（巖）壁。下山施工時，固定在前探梁上的底座必須與前探梁進(jìn)行固定，防止下滑。5）若斷面山墻巖性差易超前片幫，可能會造成超前抽冒，探放水施工前需對迎頭山墻煤巖斷面采取掛網(wǎng)打錨桿封閉，防止超前片幫。6）探放老空水前，地測單位要分析查明老空水體的空間位置、積水量和水壓，探放水時，必須撤出探放水點以下部位受水害威脅區(qū)域內(nèi)的所有人員；探放水孔必須打中老空水體，并要監(jiān)視放水全過程，核對放水量，直到老空水放完為止；鉆孔接近老空，預(yù)計可能有瓦斯或其他有害氣體涌出時，必須有瓦斯檢查工現(xiàn)場跟班，檢查空氣成分。如果瓦斯或其他有害氣體濃度超過規(guī)程規(guī)定時，必須立即停止鉆進(jìn)，切斷電源，撤出人員，并報告礦調(diào)度室，及時處理。7）鉆孔施工過程中如果發(fā)現(xiàn)煤巖松軟、片幫、來壓或鉆孔中的水壓、水量突然增大，以及有頂鉆、卡鉆等異狀時，必須停止鉆進(jìn)，但不得拔出鉆桿，現(xiàn)場負(fù)責(zé)人員及施工人員應(yīng)立即向礦調(diào)度及相關(guān)部門匯報，并派人監(jiān)測水情。如發(fā)現(xiàn)情況危急時，必須立即撤出受水威脅地區(qū)的人員，然后采取措施進(jìn)行處理。

（3）打鉆人員應(yīng)了解突水預(yù)兆：迎頭頂板、煤壁、兩幫滴淋水變化情況，如掛紅、掛汗、空氣變冷、產(chǎn)生霧氣、有水叫聲、頂板淋水明顯加大、頂板來壓、底鼓并產(chǎn)生裂隙、伴有水涌出、迎頭煤巖壁涌水、壓力水流、水色發(fā)渾、有臭味等現(xiàn)象，必須立即停止施工，及時向礦有關(guān)單位及礦領(lǐng)導(dǎo)匯報，并采取措施處理。

6 結(jié)語

為防止井下老塘水災(zāi)事故，必須根據(jù)巷道的不同巖性、不同的施工地點及工藝采取相應(yīng)的探放方式，且實際生產(chǎn)中，要根據(jù)巷道的圍巖狀況及時修正探放參數(shù)，技術(shù)上制訂切實可行的安全措施，嚴(yán)格按技術(shù)措施執(zhí)行，除此之外，還應(yīng)考慮人的素質(zhì)的培養(yǎng)及管理的加強(qiáng)，對基層管理干部和作業(yè)人員要定時進(jìn)行安全技術(shù)培訓(xùn)，提高人的素質(zhì)。因此，在掘進(jìn)探放水工作面中，做好安全管理，并且應(yīng)用適當(dāng)?shù)陌踩夹g(shù)措施，就能夠很好地防止事故的發(fā)生，從而使探放水及掘進(jìn)工作穩(wěn)定安全進(jìn)行，保證安全生產(chǎn)。

［1］姚慶漢，余開清.地質(zhì)條件與開采安全.2002年.

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Qi nan coal mine， huaibei mining industry group， more for soft rock tunnel excavation and ore complicated hydrogeological conditions，combined with the roadway driving along goaf mining face generally used to decorate， and section old pond water water amount is larger， the old pond water into the head-on， the support， the coal deposition， construction difficulty bigger， progress is slow， water prevention and control work harder.Safety problems during the mine for tunneling along the drain design， and according to the actual site construction roadway driving along goaf of out put old empty water technology was improved， reducing the labor intensity of workers， improve the security and comprehensive tunneling single during drain into the level.This mine drain construction method for similar conditions， has a certain

ignificance.

Soft rock roadways；Drifting along；Drain construction process

石磊（1980—），男，安徽宿州人，助理工程師，淮北礦業(yè)集團(tuán)祁南煤礦。歷任技術(shù)員，主管技術(shù)員，綜掘三區(qū)副區(qū)長。