8303 進(jìn)風(fēng)巷綜合防治水技術(shù)措施應(yīng)用分析

閆 靜

（山西省新景礦煤業(yè)有限責(zé)任公司， 山西 陽泉 045000）

1 8303 進(jìn)風(fēng)巷概述

8303 進(jìn)風(fēng)巷位于525 水平，工作面標(biāo)高468～514 m，埋藏深度為445～530 m。施工巷道位于佛洼8號(hào)煤采區(qū)東部，東為8302 采空區(qū)，南為太舊高速保護(hù)煤柱，西為8304 工作面（未掘），北為采區(qū)大巷。本工作面上覆3 號(hào)煤層7205、7203 工作面已采，上下其余煤層均未開采。

8303 進(jìn)風(fēng)巷掘進(jìn)煤層為8 號(hào)煤層，平均厚度為平均厚度為2.0 m，施工區(qū)域煤層傾角在3°～11°范圍，煤層之上為泥巖直接頂，厚度11.05 m，灰黑色，厚層狀，致密、性脆，中夾薄層細(xì)砂巖。

8303 進(jìn)風(fēng)巷巷設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為1 300 m，巷道設(shè)計(jì)斷面規(guī)格為寬×高=4.5 m×3.5 m，施工巷道采用全斷面一次機(jī)掘施工，截止目前巷道已掘進(jìn)230 m。

8303 進(jìn)風(fēng)巷掘進(jìn)至210 m 處巷道頂板出現(xiàn)局部淋水現(xiàn)象，平均涌水量為3.5 m3/h，隨著巷道開拓延伸，受開挖應(yīng)力及頂板淋水影響，巷道掘進(jìn)至219 m 處時(shí)頂板破碎嚴(yán)重，出現(xiàn)局部冒落現(xiàn)象，且頂板涌水量加大，巷道掘進(jìn)至230 m 處時(shí)平均涌水量達(dá)4.7 m3/h，不僅制約著巷道掘進(jìn)效率，而且嚴(yán)重威脅著巷道施工安全。

2 水文地質(zhì)條件分析

2.1 地表水

8303 進(jìn)風(fēng)巷對(duì)應(yīng)地表處無河流、湖泊且地表無大的裂隙、地溝等，且晉城地區(qū)全年雨季集中在6月—8 月份，全年平均降水量不足400 mL，雨季短降水量少，地表水對(duì)巷道掘進(jìn)影響小。

2.2 含水層水

1）頂板。根據(jù)新景礦地測(cè)部提供資料顯示，8303進(jìn)風(fēng)巷上覆巖層含有K8 砂巖裂隙含水層組；砂巖為細(xì)、中粒，成分以長(zhǎng)石、石英為主，富水性較弱，據(jù)五—2 孔抽水資料，其滲透系數(shù)K=0.001 73 m／d，單位涌水量q=0.000 45 L/（s·m）。K8 砂巖含水層將對(duì)井田內(nèi)開采(特別是西部、西北部)造成影響，由于含水層富水性差，而且透水性又不好，故而這種影響在初期開采影響是不大的，在開采到一定深度后，由于放頂垮落造成的大量的裂隙，使其透水性增強(qiáng)后，這種影響將會(huì)增大。

2）底板。8303 進(jìn)風(fēng)巷底板主要以石灰?guī)r、泥灰?guī)r混合巖溶裂隙含水層為主，平均涌水量0.865 L/（s·m），滲透系數(shù)1.284 m/d，由于該含水層水位標(biāo)高位+795～+797 m，而8303 進(jìn)風(fēng)巷水位標(biāo)高為+838 m，高于含水層，所以巷道掘進(jìn)過程底板含水層對(duì)巷道掘進(jìn)影響小[1，2]。

2.3 其他水源

1）小窯水。8303 進(jìn)風(fēng)巷周邊無小窯，8303 進(jìn)風(fēng)巷掘進(jìn)期間不受小窯（老空）水影響。

2）四鄰關(guān)系。8303 進(jìn)風(fēng)巷北為實(shí)體煤，東與8302 采空區(qū)巷相鄰，間距為210 m，且巷道無積水，8303 進(jìn)風(fēng)巷掘進(jìn)期間不受四鄰水害影響

根據(jù)水文地質(zhì)情況及相鄰工作面采掘分析，8303 進(jìn)風(fēng)巷工作面涌水水源主要為K8 砂巖裂隙含水層，砂巖含水層水主要通過施工錨桿、錨索眼及巖層裂隙導(dǎo)水進(jìn)入工作面。預(yù)計(jì)掘進(jìn)期間工作面平均涌水量達(dá)7 m3/h，最大涌水量達(dá)15 m3/h[3]。

3 綜合防治水技術(shù)措施

3.1 防治水設(shè)備選擇

8303 進(jìn)風(fēng)巷物探選用YCS512 型瞬變電磁儀或YCS40 型瞬變電磁儀進(jìn)行探測(cè)；超前鉆探時(shí)采用型號(hào)為ZY-1150 鉆機(jī)配套長(zhǎng)度為1.2 m，直徑為63 mm鉆桿以及直徑為75 mm 鉆頭聯(lián)合進(jìn)行鉆孔施工。

3.2 瞬變電磁法物探設(shè)計(jì)

1）瞬變電探測(cè)設(shè)計(jì)深度為100 m，允許掘進(jìn)70 m，預(yù)留30 m 超前距可作為閉合管理區(qū)（重疊區(qū)），在本次物探范圍內(nèi)掘進(jìn)至70 m 后，銜接下次物探，即每次探測(cè)100 m 掘進(jìn)70 m，依次循環(huán)探測(cè)。

2）瞬變電磁法探測(cè)測(cè)點(diǎn)布置于順槽巷道迎頭，發(fā)射、接收線框沿巷道前方頂?shù)装逡?0°仰俯角布置。發(fā)射線框采用1.5 m×1.5 m 矩形回線。物探時(shí)主要從水平和垂直方向進(jìn)行探測(cè)，水平方向主要探測(cè)巷道水平兩側(cè)及前方含水層，垂直方向主要探測(cè)巷道頂?shù)装逡约扒胺胶畬印?/p>

3）工作面仰角及俯角30°方向從左到右分別依次布置11 個(gè)測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)成扇形布置，測(cè)點(diǎn)間夾角為5°，兩幫測(cè)點(diǎn)與巷幫夾角為50°，如圖1 所示；為了提高物探效果，物探時(shí)必須實(shí)現(xiàn)物探循環(huán)閉合。

圖1 瞬變電磁法探測(cè)測(cè)點(diǎn)布置平、剖面示意圖

3.3 超前鉆探設(shè)計(jì)

3.3.1 鉆孔布置參數(shù)

8303 進(jìn)風(fēng)巷掘進(jìn)期間工作面布設(shè)3 個(gè)探孔，探孔呈扇形布置于巷道中，一個(gè)中心眼，二個(gè)外斜眼，編號(hào)為1 號(hào)、2 號(hào)、3 號(hào)。其中1 號(hào)、2 號(hào)、3 號(hào)探孔布置間距為1.0 m，距底板1.5 m 處，傾角為10°，終孔位置位于。超前鉆探距離為100 m，允許掘進(jìn)70 m，留設(shè)30 m 超前距，超前距與幫距相同，如圖2 所示。

圖2 8303 進(jìn)風(fēng)巷探水鉆孔平面布置示意圖

3.3.2 孔口管安裝

由于頂板含水層預(yù)計(jì)水壓為0.5MPa，根據(jù)根據(jù)《煤礦防治水細(xì)則》第四十八條規(guī)定，水壓大于0.1 MPa時(shí)探水鉆孔必須安裝孔口套管。

1）首先對(duì)仰斜鉆孔進(jìn)行擴(kuò)孔施工，擴(kuò)孔直徑為120 mm，由于8303 進(jìn)風(fēng)巷直接頂主要為砂質(zhì)泥巖，鉆孔擴(kuò)孔終孔位置位于頂板穩(wěn)定巖層內(nèi)即可，所以確定封孔長(zhǎng)度為11 m。擴(kuò)孔后對(duì)鉆孔內(nèi)安裝四節(jié)長(zhǎng)度為3.0 m，直徑為89 mm 地質(zhì)鋼管，管與管之間絲扣式連接[4,5]。

2）孔口管安裝后及時(shí)采用P042.5 水泥與專用外摻劑配比為1.5∶1.0 混合液進(jìn)行封孔處理，注漿壓力為1.4 MPa，注漿凝固時(shí)間不得低于2 h，注漿后在封孔管外露端安裝法蘭盤及閘式閥門，法蘭盤采用兩根錨桿進(jìn)行固定，如圖3 所示。

圖3 8303 進(jìn)風(fēng)巷探水鉆孔封孔剖面示意圖

3）孔口管注漿固結(jié)完后48 h，做耐壓試驗(yàn)。用Φ65 mm 鉆頭掃孔超過原孔深0.5 m，然后采用高壓膠管連接注漿泵向鉆孔內(nèi)高壓注水，注水壓力不低于4 MPa，注水耐壓試驗(yàn)不低于30 min。耐壓試驗(yàn)期間應(yīng)嚴(yán)格觀察孔口管四周煤體滲水情況，發(fā)現(xiàn)孔口管竄動(dòng)、煤體滲水時(shí)必須重新封孔。

3.4 安全注意事項(xiàng)

1）鉆機(jī)安裝必須平穩(wěn)牢固，不得隨意擺動(dòng)。在每鉆進(jìn)1 h 左右對(duì)鉆機(jī)底座、油量、牢固性等進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)問題停機(jī)處理

2）在鉆孔施工時(shí)第一個(gè)孔退鉆完成后，鉆機(jī)調(diào)整方位施工第二個(gè)孔時(shí)，必須將電源閉鎖后，才能松開液壓支柱移動(dòng)鉆機(jī)；方位調(diào)整準(zhǔn)確后，將液壓支柱打?qū)崱⒋蚶慰?，方可啟?dòng)電源進(jìn)行施工。

3）在鉆孔施工過程中應(yīng)定期對(duì)鉆機(jī)表面、變速箱油、泵站郵箱液壓油溫度進(jìn)行檢查，若鉆機(jī)表面溫度＞45 ℃，變速箱油溫度＞40 ℃，泵站郵箱液壓油溫度＞50 ℃時(shí)，必須立即停機(jī)冷卻。

4）鉆孔在施工期間，發(fā)現(xiàn)煤體破碎、鉆孔塌孔嚴(yán)重、鉆進(jìn)壓力大以及有噴鉆現(xiàn)象時(shí)，必須立即停止鉆機(jī)，詳細(xì)記錄鉆機(jī)深度，立即向礦調(diào)度室匯報(bào)，同時(shí)在鉆孔周邊施工校驗(yàn)孔，查明原因。

5）開鉆時(shí)要有專職瓦檢員在場(chǎng)監(jiān)測(cè)瓦斯及一氧化碳等有毒有害氣體；打鉆期間，必須在鉆機(jī)上方懸掛數(shù)瓦，鉆機(jī)司機(jī)必須隨身攜帶數(shù)瓦，瓦斯?jié)舛热邕_(dá)到0.5%或鉆孔中發(fā)現(xiàn)其他有害氣體時(shí)，應(yīng)立即停止鉆進(jìn)，切斷電源，撤出鉆場(chǎng)及附近所有施工人員。

4 結(jié)語

新景礦地質(zhì)測(cè)量部針對(duì)8303 進(jìn)風(fēng)巷前期掘進(jìn)過程中巷道出現(xiàn)涌水現(xiàn)象，分析了主要充水水源，并采取合理有效的防治水技術(shù)措施，取得了顯著成效。

1）通過對(duì)施工巷道瞬變電磁法物探后，明確了上覆巖層積水分布范圍，主要分布在施工巷道357～484 m 段、730～811 m 段、940～987 m 段，積水面積達(dá)1.27 萬m2，共計(jì)積水量達(dá)5 766 m3。

2）巷道在掘進(jìn)過程中共計(jì)施工27 個(gè)探水鉆孔，其中12 個(gè)為濕孔、15 個(gè)為干孔，共計(jì)放水量為5 721 m3，探放水施工后在后期掘進(jìn)過程中頂板未出現(xiàn)淋水現(xiàn)象，基本消除了上覆巖層積水隱患，保證了巷道安全掘進(jìn)。