董建文

（山西大同煤礦集團(tuán)麻家梁煤業(yè)有限責(zé)任公司， 山西 朔州 036002）

引言

麻家梁礦位于山西省朔州市東南約15 km處，由同煤集團(tuán)和浙江能源集團(tuán)共同興辦，井田面積104.3 km2，設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量為1 046.57 Mt，服務(wù)年限104 a，礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為12 Mt/a。當(dāng)前由于小煤礦的侵采和礦井的超強(qiáng)度開發(fā)，對(duì)于回收大巷、工廣、階段煤柱及部分放頂煤回收不凈的煤炭資源，經(jīng)常受到采空及老巷積水的威脅，用常規(guī)的探水鉆機(jī)探放水，工序繁多，占用有效的掘進(jìn)作業(yè)時(shí)間，相比較而言，用巖石電鉆探放采空及老巷積水有著省時(shí)、省力，施工環(huán)節(jié)少、方便易操作等優(yōu)點(diǎn)。目前該礦對(duì)小水量、小水壓積水的探放普遍采用，本文主要對(duì)該礦14203膠帶巷探放14204采空區(qū)積水的實(shí)踐情況進(jìn)行應(yīng)用研究。

1 巖石電鉆的主要參數(shù)

型號(hào)：KHYB75CL（1A）型，防爆，功率 3 kW，重量45kg?？稍谥械扔矌r（f=4-7）上鉆眼，推動(dòng)力10kN，鏈條推進(jìn)，巖石中鉆孔直徑3 545 mm，孔深8 m；煤層中鉆孔直徑最大可至75 mm，孔深50 m。

2 工程概況

麻家梁礦14203掘進(jìn)工作面，位于己二采區(qū)，東距14203輔運(yùn)廢巷5 m，西距14204工作面采空區(qū)及輔運(yùn)空巷7 m。14203工作面，傾向長(zhǎng)181.50 m，走向2 861 m，儲(chǔ)量671萬t。14203膠帶巷掘進(jìn)至640 m時(shí)將巷道標(biāo)高低于向鄰14204工作面采空區(qū)底板標(biāo)高，預(yù)計(jì)14204工作面采空區(qū)會(huì)有積水存在，積水量3 000 m3左右。如果掘進(jìn)中不提前放水，工作面下山掘進(jìn)將頂水作業(yè)，積水沖破7 m煤柱后，水流將淹沒巷道迎頭100 m范圍。施工人員、設(shè)備無法撤出，后果將不堪設(shè)想，考慮到該處積水壓力小、水量小，又沒有補(bǔ)充水源，決定應(yīng)用巖石電鉆探放該老空積水。

3 實(shí)踐應(yīng)用方案及步驟

1）14203膠帶掘進(jìn)至低于采空區(qū)積水標(biāo)高1～1.5 m時(shí)停止掘進(jìn)。在適當(dāng)位置施工水泵窩，水泵窩深度不超過1.5 m，規(guī)格為4×4×1.5 m，周邊錨網(wǎng)支護(hù)，安裝水泵，完善排水管路，并進(jìn)行排水試驗(yàn)[1]。

2）根據(jù)14204采面回采時(shí)的涌水量資料、老巷與采空區(qū)的聯(lián)系情況預(yù)測(cè)積水區(qū)范圍、標(biāo)高及積水量，根據(jù)迎頭標(biāo)高和煤柱間距進(jìn)行鉆孔設(shè)計(jì)，使透點(diǎn)位于采空區(qū)積水面以下，以便順利放出積水，防止堵孔，并確定打鉆的位置、角度、鉆孔深度等。

3）制定完善的安全技術(shù)措施和施工組織措施，并組織有關(guān)技術(shù)人員和有關(guān)單位進(jìn)行會(huì)審，向所有參加施工的人員進(jìn)行貫徹，要求其掌握安全技術(shù)措施的內(nèi)容并簽字，有關(guān)組織及現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人也要進(jìn)行簽字，明確責(zé)任，確保施工安全[2]。

4）進(jìn)行探放水作業(yè)之前，首先對(duì)工作地點(diǎn)的支架進(jìn)行加固，幫頂剎實(shí)背牢，撐木齊全；其次進(jìn)行穩(wěn)設(shè)巖石電鉆工作，根據(jù)設(shè)計(jì)位置用方木搭設(shè)操作臺(tái)；然后把巖石電鉆牢固地捆在操作臺(tái)上并用搶杠及壓杠與巷道頂幫加固，檢查供水管路及水壓。

5）先用Φ35 mm小鉆頭按設(shè)計(jì)及安全技術(shù)措施的要求打鉆孔。根據(jù)安全技術(shù)措施的要求，瓦檢員要現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)護(hù)，并將瓦斯報(bào)警探頭置于作業(yè)地點(diǎn)以外3 m處。鉆進(jìn)7 m時(shí)聞到H2S氣味，經(jīng)檢測(cè)在規(guī)程允許范圍內(nèi)，而且鉆孔里的回水量也明顯增大，繼續(xù)鉆進(jìn)1 m后，停止鉆進(jìn)，拔出鉆桿，測(cè)量出水量，為20 m3/h，鉆機(jī)不撤，以便堵孔時(shí)投孔。

6）放水40 h后，水量明顯變小，用Φ70 mm大鉆頭擴(kuò)孔，水量增大不明顯，又在附近位置重新施工鉆孔，看水量大小，水量仍然小于5 m3/h，說明探放水成功，掘進(jìn)工作面可以繼續(xù)掘進(jìn)。利用該方法，2017年以來該礦成功在14203膠帶巷、14106輔運(yùn)巷探放了老空積水，沒有發(fā)生掘進(jìn)工作面突水事故，效果較好[3]。

4 巖石電鉆探放水實(shí)踐中的注意事項(xiàng)

1）整個(gè)探放水過程要有設(shè)計(jì)，有相應(yīng)的安全技術(shù)措施和組織措施，并有業(yè)務(wù)保安部門督促各項(xiàng)要求和措施的落實(shí)。根據(jù)頂板含水狀況、斷層導(dǎo)水、后期注水、補(bǔ)充水源等情況預(yù)測(cè)積水范圍、水量、水壓等，如水壓及水量較大，應(yīng)使用專用探放水鉆機(jī)進(jìn)行放水。

2）合理確定探放水保護(hù)煤柱。在確定保護(hù)煤柱時(shí)要充分考慮老空及老巷片幫垮落及破碎煤巖體部分，同時(shí)在掘進(jìn)中要密切關(guān)注掘進(jìn)工作面有無透水預(yù)兆，如煤壁變潮、滲水等，如有以上預(yù)兆應(yīng)立即停止掘進(jìn)，及時(shí)向有關(guān)部門匯報(bào)，采取針對(duì)性措施，確保安全。做到按措施要求及時(shí)停止掘進(jìn)，確保操作人員的安全[4]。

3）探放水前，必須施工好水泵窩，水泵窩不能施工在采煤工作面?zhèn)?，并考慮探放出的積水直接流入水泵窩，必要時(shí)可采用引水溝將水引進(jìn)水泵窩。如果是上山掘進(jìn)需要打好水壩，防止水順巷道而下。必須完善排水設(shè)施和管路，并進(jìn)行抽水試驗(yàn)，確保探放出的積水能及時(shí)抽走。

4）鉆機(jī)穩(wěn)設(shè)要牢固，打鉆過程中經(jīng)常校對(duì)鉆架角度，以防在鉆進(jìn)過程中操作臺(tái)松動(dòng)。必須使用操作按鈕控制電鉆的開啟和停止。在探放水過程中，必須加強(qiáng)局部通風(fēng)的管理，風(fēng)筒出風(fēng)口符合作業(yè)規(guī)程的規(guī)定，防止局部有害氣體積聚，及時(shí)吹散從鉆孔中溢出的有害氣體。多次探放，切忌“一勞永逸”，如在距預(yù)測(cè)積水區(qū)水位標(biāo)高1 m以下時(shí)沒有探出水，說明水壓、水量較小，但不能掉以輕心，可在距預(yù)測(cè)積水區(qū)水位標(biāo)高2～2.5 m時(shí)再探一次，確保掘進(jìn)的安全[5]。

5 經(jīng)驗(yàn)與體會(huì)

1）使用巖石電鉆探放水是執(zhí)行《規(guī)程》“堅(jiān)持有疑必探，先探后掘的探放水原則”的重要措施之一。使用巖石電鉆在掘進(jìn)中探放局部積水由于鉆孔較小，出水量小，即使出水后有意外情況時(shí)（水泵不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)、停電等）也可以實(shí)施堵孔，所以容易控制，安全可靠。

2）如果出水量較小，可以實(shí)施擴(kuò)孔，或者補(bǔ)打鉆孔，增大水量，在保證安全的前提下，縮短放水時(shí)間。

3）和用大鉆機(jī)（下套管實(shí)施控制放水）相比，在小水壓、小水量情況下，使用巖石電鉆不需要施工鉆窩、下套管，施工準(zhǔn)備工作簡(jiǎn)單，省去了套管膨脹、試壓的工序，節(jié)約探放水時(shí)間；且?guī)r石電鉆體積小、重量輕，搬運(yùn)便捷，穩(wěn)設(shè)方便。

4）利用巖石電鉆在掘進(jìn)工作面探煤層厚度、傾向、頂?shù)装迤露燃皵鄬拥惹闆r下可得到廣泛應(yīng)用。