趙慧國

（大同煤礦集團軒崗煤電有限責任公司梨園河煤礦，山西 原平 034000 ）

1 礦井基本情況

1.1 工程概況

梨園河煤礦隸屬于大同煤礦集團軒崗煤電有限責任公司，當前礦區(qū)面積23.7556km2，生產規(guī)模180萬t/年，批準開采礦種為2#～6#煤層，準采標高1880～820m。煤礦距北同蒲鐵路南部軒崗火車站9 km，距寧武站15km，且有公路相接。井田地處云中山北端，為桑干河與陽武河分水嶺，屬剝蝕斷塊的低山中山區(qū)，區(qū)內地形復雜，溝谷縱橫發(fā)育，地形總體北高南低。本區(qū)處于永定河水系桑干河支流與子牙河水系滹沱河支流的分水嶺，區(qū)內無較大的河流，主要發(fā)育一些沖溝，地下水補給來源于大氣降水，溝谷中僅在春季積雪融化和夏秋兩季雨后有短期地表徑流，經觀測地表徑流的流量一般為0.08L/s，其余季節(jié)基本干枯。

1.2 工作面水文地質情況

51103進風巷掘進工作面屬于511區(qū)，其四鄰關系為：東部為工業(yè)廣場煤柱，南部為斜井煤柱，西部為511軌道上山，北部為51103回風巷。該工作面設計掘進方位為a=90°，設計全長928m，跟5#煤底板沿煤層走向掘進。相應地面無村莊及地面建筑，地形為基巖覆蓋，溝壑發(fā)育，地面標高為1746～1679m，工作面預計標高1464～1449m，蓋山厚度約230～282m。

1.3 水害分析

（1）小窯采空區(qū)積水。根據《大同煤礦集團軒崗煤電有限責任公司梨園河煤礦生產補充勘探報告》、《大同煤礦集團軒崗煤電有限責任公司梨園河煤礦礦井水文地質類型劃分報告》，現生產區(qū)水文地質條件簡單，井田內無大的地表水體，井田內的關閉小窯均位于井田最北部，離現采掘活動區(qū)2200 m以上，小窯水不會對采掘產生影響。

（2）奧陶系巖溶承壓水。梨園河礦奧灰水水位標高為1080～1130m，僅井田南部部分為帶壓開采區(qū)，現工作面位于井田中北部，預計最低標高為1464m，高于奧灰水水位標高，經計算T＜0.06 MPa/m，不存在承壓水。因此奧灰?guī)r溶水對工作面掘進無影響。

（3）采空區(qū)積水。51103進風巷掘進工作面屬于511區(qū)，其四鄰關系為：東部為工業(yè)廣場煤柱，南部為斜井煤柱，西部為511軌道上山，北部為51103回風巷。無采空區(qū)，所以工作面掘進不受采空區(qū)積水威脅。

（4）頂、底板含水層水。5#煤層位于太原組中部，頂板主要含水層為砂巖裂隙水，底板含水層為太原組砂巖裂隙水。我礦所有掘進工作面至今還未出現過頂底板含水層水及裂隙水突水現象，只是在遇見斷層時有少量滴水，在遇見7.0m以上的斷層時滴水量最大為1.0～1.5m3/h。針對以上水患分析，51103進風巷掘進時主要進行“有掘必探”超前探。

2 超前鉆探鉆孔布置及主要參數設計

2.1 超前鉆探設備選定

本次選用ZL-750型煤礦用履帶式全液壓坑道鉆機，由鎮(zhèn)江安達煤礦專用設備有限公司生產。其主要技術參數為：鉆進深度200m；終孔直徑Φ75mm；鉆桿規(guī)格Φ50 mm；鉆孔傾角0～±90；輸出轉速80/180 r/min；輸出扭矩1250/580N?m；給進能力60kN；起拔能力45kN；給進行程850mm；爬坡能力20；接地比壓＜0.06MPa；電機功率22kW；主機外形 尺寸3050×1300×2210mm；整機重量（不含鉆具）約2800 kg。

2.2 超前鉆探設計

采用礦井瞬變電磁儀YCS256對掘進巷道進行超前探查，勘探裝置類型采用重疊回線組合裝置，工作面掘進過程中，每70m利用交接班時間在巷道迎頭左方、前方、右方呈扇形布置進行探測，預計探測13站。

物探施工結束后，采用ZL-750型鉆機對物探結果進行驗證，確保掘進前方無水害威脅。結合水害分析，巷道沿底掘進，針對實際情況，物探無異?！坝芯虮靥健痹O計4個鉆孔。鉆探驗證孔按超前30m留設安全距離，1#孔沿掘進方向水平鉆進，2#孔沿掘進方向鉆進見頂，3#孔朝左手幫鉆進，4#孔朝右手幫鉆進。因煤層發(fā)生變化或地質構造影響，導致向頂板施工的鉆孔未達到設計孔深，如探入巖石1m時停止探鉆。如遇低洼處或斷層構造有淋水水量加大處，進行補打一站。

表1 鉆孔設計參數一覽表

鉆孔設計傾角只做參考，δ表示為巷道傾角，實際布置鉆孔傾角時，根據煤層實際傾角決定。物探結果有異常時，針對異常范圍位置另行補充鉆孔設計。

第一站鉆場位置的確定及鉆場、水倉要求。工作面開口先掘進?；亍⑿腥?、皮帶、軌道措施巷，且四條上山在掘進時已進行了“有掘必探”，水文地質條件清楚，無需二次進行鉆探。因此51103進風巷第一站鉆探位置定在車場與511軌道巷貫通后5m進行。鉆場布置在巷道前進方向左手幫（2.5×2.5×3m），右手幫為臨時水倉（2.5×2.5×5 m）。

2.3 物探安全措施

（1）下井前需要充分了解井下作業(yè)地點的安全情況，確保物探工作順利進行。（2）施工隊組要停止掘進、打眼，抽干工作面積水，清理巷道底部浮煤，全力配合物探工作。（3）物探人員要細心操作，并密切注意儀器顯示的數據情況。發(fā)現異常必須及時采取有效措施進行處理。（4）物探工作進行過程中，要由通風瓦檢員現場全程檢查瓦斯情況，由安檢員負責檢查工作面頂板支護情況。（5）在物探過程中如存在安全隱患，必須及時停止作業(yè)，等待處理完畢繼續(xù)作業(yè)。（6）工作面瓦斯?jié)舛冗_到1%，嚴禁施工。

3 鉆探安全措施的研究

鉆探工作開始之前，所有參與51103進風巷掘進的人員及鉆探人員學習《煤礦安全規(guī)程》、《井下鉆探操作規(guī)程》及51103進風巷“有掘必探”設計方案。具體的安全措施如下：

（1）每站開鉆前由機電隊架設4寸排水管路及排水能力不小于60～80 m3/h的水泵2臺（1臺使用，1臺備用），從臨時水倉內至511軌道大巷排水溝，聯合試運轉后，確保鉆探時能安全使用。（2）51103進風巷在超前鉆探時，施工隊必須把巷道清理平整，不得有浮煤，雜物等。（3）每站開鉆前施工隊必須將排水溝挖好并保證排水。鉆機安裝必須平穩(wěn)，牢固，打好防止鉆機移動的戧壓杠。（4）確定超前探孔位置時，鉆探隊在開鉆前必須按照測量人員提供的實際鉆孔方位、傾角進行鉆探。鉆探隊必須按設計方案施工，不得擅自修改設計，如確實要減少或增加孔數時必須經地測副總批準，總工同意后方可，巷道掘進時掘進隊必須根據下發(fā)的51103進風巷停止（允許）掘進通知單執(zhí)行。（5）在鉆探的過程中，操作人員必須密切注意孔內煤粉的濕潤程度，如發(fā)現孔內水壓有變化等異常情況時，應立即停鉆但不得拔出鉆具，立即斷電撤人后匯報調度室并采取相應措施，待恢復正常后，方可鉆進。（6）每班鉆進記錄必須清楚，準確掌握進尺，不得弄虛作假。每班打鉆情況要及時匯報地測科及調度室，并做好記錄。鉆探隊在卸鉆桿時，必須停止鉆機，采用人工卸鉆桿。（7）在超前鉆探時，如鉆孔出水量超過單孔出水量時（25m3/h），由當班安監(jiān)員、跟班隊長組織立即撤人并通知該區(qū)域受威脅的人員撤離并匯報調度室。

4 現場排水系統(tǒng)及避災措施

避災路線。1號線：51103進風巷→511軌道上山→5#集中軌道巷→副斜井→地面；2號線：51103進風巷→511軌道上山→5#集中軌道巷→主斜井→地面。

排水路線。51103進風巷臨時水倉（BQS/150/50/45水泵Φ108×6 mm排水管）→511軌道巷（水溝）→5#集中軌道巷（水溝）→主斜井井底臨時水倉（4臺100D45×7型排水泵，3臺使用1臺備用）→主斜井（Φ108×6 mm排水管）→地面。

通訊方式：在每個探水點安置專用電話，可隨時與井下各施工地點及調度室聯系。

5 實際應用效果評價

梨園河煤礦51103進風巷在進行開采前，采用鉆孔超前探測技術對該巷道水的分布進行了相應的探測。在實踐施工過程中如探測工藝不規(guī)范或沒有做好涌水事故的防范措施，就會發(fā)生相應的水害事故，危害到工人的生命安全和財產安全。本文以梨園河煤礦51103進風巷為研究對象，對超前鉆探鉆孔位置的設計、排水系統(tǒng)及避災措施進行了闡述，對于該煤礦的水害防治具有很強的指導意義，有效地降低了梨園河煤礦突水安全事故的發(fā)生幾率。