掘進(jìn)巷道超前探放水施工設(shè)計

呂谷威

（晉能控股煤業(yè)集團惠陽煤礦，山西 晉城 048100）

晉能控股煤業(yè)集團惠陽煤礦15111運輸順槽掘進(jìn)工作面位于井田一采區(qū)的東南部，西部為15111工作面，東部為15113工作面，南部為實體煤，北部為東輔運大巷。

15111運輸順槽設(shè)計長度為1 340 m，巷道設(shè)計斷面規(guī)格為寬×高=4.2 m×2.8 m，巷道掘進(jìn)煤層為15號層，煤層厚度約1.3~3.6 m，平均厚度約1.86 m，部分發(fā)育0~1層夾矸，矸厚0.10~0.35 m，結(jié)構(gòu)簡單。老頂為K2灰?guī)r，直接頂為黑色泥巖，底板為泥巖，老底為灰?guī)r。煤層的物理性質(zhì)：黑色，條帶狀，亮煤為主，夾帶狀鏡煤，呈條帶狀結(jié)構(gòu)和層狀構(gòu)造，煤層比較穩(wěn)定。1511運輸順槽采用綜合機械化掘進(jìn)工藝，截至目前巷道已掘進(jìn)650 m。

由于15111運輸順槽上覆為K2灰?guī)r含水層，與巷道頂板層間距為25~32 m，受巷道采動影響，巷道頂板裂隙發(fā)育，從而產(chǎn)生涌水通道，導(dǎo)致巷道掘進(jìn)前期頂板出現(xiàn)淋水現(xiàn)象，最大淋水量達(dá)4.5 m3/h，嚴(yán)重威脅著巷道安全快速掘進(jìn)。

1 巷道探放水施工設(shè)計

為了降低上覆含水層對巷道掘進(jìn)影響，惠陽煤礦決定對巷道采取探放水施工設(shè)計。

1.1 探水設(shè)備

1）15111運輸順槽主要采用ZLJ650型鉆機進(jìn)行探水鉆孔施工，該鉆機配套長度為1.5 m，直徑為63 mm的中空鉆桿，直徑為75 mm的導(dǎo)向鉆頭以及直徑為128 mm的擴孔鉆頭。

2）鉆孔封孔時主要采用每根長度為3.0 m，直徑為108 mm的PVC孔口管；注漿主要采用ZBQ型氣動注漿泵，注漿材料采用聚氨酯化學(xué)材料。

1.2 鉆孔布置參數(shù)

1）15111運輸順槽巷道掘進(jìn)期間對工作面迎頭共計布置5個探水鉆孔（1#、2#、3#、4#、5#），鉆孔布置在距頂板1.5 m處煤壁上，每排鉆孔成一字型布置，鉆孔間距為1.0 m。

2）探水鉆孔深度為100 m，鉆孔直徑為75 mm，所有鉆孔以20°仰角布置，其中1#鉆孔水平角為0°，2#、4#鉆孔水平角為6°，3#、5#鉆孔水平角為12°，如圖1所示。

圖1 15111運輸順槽探水鉆孔布置平剖面示意圖

1.3 鉆孔封孔工藝

1）鉆孔深度達(dá)10 m后停止繼續(xù)鉆進(jìn)，并及時更換采用直徑為128 mm的擴孔鉆頭進(jìn)行擴孔施工，擴孔深度為10 m，擴孔后鉆孔直徑為130 mm，擴孔時應(yīng)保證擴孔孔壁完好，擴孔完成后對孔內(nèi)煤屑及時進(jìn)行清理。

2）鉆孔擴孔完成后在擴孔段安裝四根孔口管，在孔口管兩端處分別安裝一個環(huán)形封孔器，在孔口管外露端分別安裝壓力表、閥門，如圖2所示。若煤壁片幫嚴(yán)重時可采用錨桿將孔口管閥門等固定在煤壁上。

圖2 15111運輸順槽探水鉆孔封孔平面示意圖（mm）

3）孔口管安裝后在孔口管與孔壁之間插入一根長度為4.0 m，直徑為12 mm的注漿軟管，注漿軟管外露端與ZBQ型氣動注漿泵連接并進(jìn)行注漿施工，注漿時注漿壓力為1.5 MPa。

2 安全技術(shù)措施

1）在探放水前必須對鉆場圍巖進(jìn)行加強支護，為了防止水壓沖擊作用導(dǎo)致頂板垮落，在工作面迎頭支設(shè)兩排單體液壓支柱，每排4根單體柱，排距為1.5 m，間距為1.2 m，第一排單體柱支設(shè)在距工作面迎頭0.5 m處，單體柱支設(shè)后必須保證與頂?shù)装褰佑|嚴(yán)實。

2）為了防止巷道出現(xiàn)涌水事故，探放水施工前需在距工作面30 m處施工一個臨時水倉，水倉有效容積為20 m3，在水倉內(nèi)安裝一臺45 kW的臥式潛水泵，并采用管路與采區(qū)水倉連接。

3）探水鉆孔在施工期間必須由專職的探放水技術(shù)人員進(jìn)行現(xiàn)場指導(dǎo)，鉆場內(nèi)鉆孔布置數(shù)量、鉆孔方位角、深度、傾角等技術(shù)參數(shù)必須符合探放水設(shè)計要求，鉆孔施工過程中應(yīng)詳細(xì)記錄鉆孔內(nèi)巖性變化情況。

4）由于15111運輸順槽上覆含水層水壓達(dá)1.2MPa，所以為了保證探放水過程的安全性，探水鉆孔孔口處必須安裝卸壓裝置、控制閥門以及鉆桿逆止閥等安全設(shè)施。

5）在鉆孔施工過程中若發(fā)現(xiàn)鉆進(jìn)煤體松軟、頂鉆等現(xiàn)象時，必須立即停止鉆進(jìn)但不得拔出鉆桿，并向調(diào)度室及時進(jìn)行匯報，采取合理有效的措施后方可繼續(xù)鉆進(jìn)，在放水過程中若出現(xiàn)水壓加大現(xiàn)象，必須在孔口處安裝防噴裝置。

6）在鉆孔施工、探放水施工期間必須安排專職的瓦斯檢測人員對鉆場及鉆孔內(nèi)有害氣體進(jìn)行檢查，若放水期間發(fā)現(xiàn)有害氣體異常時，必須立即停止施工，將鉆場附近所有人員撤出上風(fēng)口處，并通知通風(fēng)區(qū)采取有效措施排除有害氣體。

3 結(jié)語

截止目前15111運輸順槽已掘進(jìn)到位，15111運輸順槽在后期掘進(jìn)過程中共計施工6個探水鉆場，30個探水鉆孔，其中有19個為濕孔，11個為干孔，共計放水量為3 277 m3。在巷道探放水施工后的掘進(jìn)過程中，頂板最大淋水量控制在1.04 m3/h，解決了上覆含水層水患影響，保證了巷道安全快速掘進(jìn)，取得了顯著應(yīng)用成效。