西河煤業地質異常區探孔方案設計

李 水 利

(澤州縣國土資源局，山西 晉城 048026)

西河煤業地質異常區探孔方案設計

李 水 利

(澤州縣國土資源局，山西 晉城 048026)

根據西河煤業采掘銜接需要，對掘進面前方地質異常區進行探孔設計，并結合巷道斷面尺寸，闡述了探孔的施工措施及注意事項，為巷道掘進提供了準確的數據，節省了巷道工程量，消除了安全隱患。

礦井，地質異常區，斷層，鉆孔布置

0 引言

礦井批準開采3號，15號煤層，井田面積為10.463 7 km2，核準生產能力0.60 Mt/年。井田開拓方式：斜井開拓。礦井用兩水平開拓，一水平標高+614.000 m，開采3號煤層；二水平標高+540.000 m，開采15號煤層。

現開采3號煤層，位于山西組中下部，煤層厚度3.06 m～5.02 m，平均4.23 m，穩定可采。煤層結構簡單，夾0層～2層夾矸。3號煤直接頂板多為粉砂巖、泥巖，直接頂下常有0.1 m～0.2 m的炭質泥巖及灰色泥巖偽頂，老頂為灰色細粒砂巖、泥巖互層。底板一般為泥巖、粉砂巖。3號煤屬結構簡單～較簡單、全區穩定可采的厚煤層。井田內中東及中西部邊界處局部剝蝕。

一采區南運輸、回風大巷開拓延伸沿煤層頂板掘進，煤層賦存穩定，產狀均勻，掘進過程中揭露F2斷層等地質異常區，其直接充水含水層為山西組及下石盒子組砂巖含水層，據區域資料顯示，富水性弱，井下涌水量為13 m3/h～17 m3/h，奧灰水位位于3號煤層之下，不會構成煤層底板突水危險，受水害威脅較小。

1 掘進面概況

掘進工作面揭露斷層之前，煤層穩定，產狀均勻，局部節理發育，傾角1°～4°，無構造、陷落柱等。向前掘進200 m時發現地質構造區，揭露的F2斷層，位于井田中部，根據相鄰礦井西溝煤礦實際開掘情況推測該斷層走向近東西，傾向南，斷層傾角70°，落差5 m，斷距5.3 m，斷層性質為不導水的正斷層。井田內延伸長度約1 100 m，由146號、2126號鉆孔控制，地表未出露。根據對延伸巷道迎頭的測量，煤層底板標高595.975，預測相對盤煤層底板標高在600 m～602 m之間。對工作面掘進影響較大，需布置鉆孔進行探測，根據探測結果及時改變巷道掘進方向和斷面尺寸，變更支護參數。

2 探孔設計方案

一采區南運輸巷向南延伸期間，距離3108下分層進風順槽交叉點32 m處發現F2正斷層。一采區南運輸巷需過斷層向前延伸，探放水鉆孔布置參數如表1所示。

表1 鉆孔布置參數

探測結果如下：1號孔方位180°，仰角28°，鉆探49 m見煤，57 m見巖。2號孔方位180°，仰角15°，鉆探53 m全巖。3號孔方位180°，仰角45°，鉆探33 m見煤，36 m見空，37.5 m見巖。4號孔方位165°，仰角28°，鉆探51 m見空后由少量出水，共出水約100 m3，繼續鉆進至61 m見巖。5號孔方位150°，仰角28°，鉆探44 m見空，有水，現已放出約280 m3水，未放完。6號孔方位145°，仰角20°，鉆探51 m見煤，56 m見巖。7號孔方位135°，仰角25°，鉆探47 m見煤，52 m見巖，53 m處停鉆。8號孔方位210°，仰角23°，鉆探52 m見空，58 m見巖(如圖1所示)。

3 施工要求及措施

3.1 設備選型

根據巷道斷面特征，采用ZYW-1200鉆機；鉆桿采用：φ50 mm；鉆頭：φ65 mm。

3.2 鉆孔原始資料編錄

疏放水鉆孔均需將鉆場號，孔號，方位角，傾角，開孔孔徑，套管規格、長度，固管壓力，巖層變化，巖性，初出水深度、出水量、水壓以及終孔層位、深度等準確記錄在案。

3.3 探孔安全注意事項

1)鉆機安裝及其附屬設備必須符合要求，各轉動、傳動部分要有合格的防護罩，施工時嚴禁將工具和其他物品放在鉆機、油泵、電機上。

2)加強鉆場附近的巷道支護，發現危巖、活石等不安全因素及時處理，避免發生冒頂和片幫事故。

3)嚴格按照設計方位角及傾角施工。由礦地測科指定專人使用全站儀標定鉆孔方位，使用地質羅盤標定鉆孔傾角。安裝鉆進定位時，必須嚴格按照工程技術人員標定的孔位及角度進行施工，嚴禁擅自改動。孔位允許誤差不大于50 mm，角度允許誤差不大于1°。

4)鉆探司機每次開機時都要仔細觀察四周，只有確保鉆桿及卡瓦頭上沒有任何工具，其他人員都避開時，才能開動鉆機。

5)鉆機要由專職鉆探司機進行操作。嚴禁打干鉆，開泵送水確認返水后，方可鉆進。鉆進時操作人員不準離開鉆機，并做到“三看”“兩聽”“一及時”。每班鉆探工不得少于3人，鉆探人員要求衣著整齊、利索，袖口、衣襟要扎緊，防止纏到鉆桿上傷人。

6)鉆孔施工時，需撤出工作地點所有無關人員，鉆探工要密切注意孔內變化情況，發現異常要立即采取措施，防止突水事故發生。

4 斷層探孔結果

根據鉆探情況可知：現一采區南運輸巷迎頭煤層底板標高為596 m，過斷層后前方區域內(長60 m，寬60 m)煤層底板標高為626 m，斷層斷距約為30 m，在南運輸巷迎頭前方25 m，高程613 m處出現堅硬巖層，過斷層后煤層厚度為4 m～5 m，過斷層后前方煤層延南運輸巷方向走向北南，地勢基本平緩，傾向西高東低，煤層東西坡度為5°～6°。根據146號地質鉆孔見煤標高推斷前方煤層呈上山趨勢。

綜上可知，F2斷層落差30 m，傾角70°，位于井田中部，走向近東西向，為正斷層，對工作面掘進影響較大。

5 結語

一采區大巷分為南運輸、南回風巷，原設計斷面為矩形斷面，南運輸巷毛斷面：寬5.2 m，高3.6 m；凈斷面：寬5.0 m，高3.5 m；南回風巷毛斷面：寬4.2 m，高3.1 m；凈斷面：寬4.0 m，高3.0 m。巷道延伸穿越斷層后，以15°仰角向前掘進，穿過3號煤層底板后進入3號煤層后恢復水平掘進，繼續掘進煤層巷道，考慮到南運輸、南回風巷為采區巷道，服務時間較長，根據鉆孔柱狀圖可知，巷道掘進期間會相繼穿過深灰色石巖、灰黑色泥巖、遂石灰巖、細砂巖、粉砂巖和3號煤層底板黑色泥巖，穿過底板巖層較多，層位間巖性賦存不穩定，尤其是3號煤層底板巖層為黑色泥巖，局部相變為粉砂巖，遇水膨脹，易發生底鼓，因此穿層巖巷巷道斷面更改為半圓拱形巷道，半圓拱形斷面對圍巖變化適應性較好，受力較均勻，有利于巷道施工掘進安全，穿過3號煤層底板后進入3號煤層后恢復水平掘進，繼續掘進煤層巷道。

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The exploratory hole scheme design of geological abnormal area of Xihe coal industry

Li Shuili

(ZezhouCountyLandResourcesBureau,Jincheng048026,China)

According to the mining cohesion needs of Xihe coal industry, this paper made exploratory hole design before coalface geological anomaly area, and combining with the roadway section size, elaborated the construction measures and attention of exploratory hole, provided accurate data for tunnel excavation, saved the roadway engineering quantity, eliminated the security risks.

mine, geological anomaly area, fault, well location

1009-6825(2017)01-0082-02

2016-10-27

李水利(1975- )，男，工程師

P641

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