潘晉飛

（晉能控股煤業(yè)集團掌石溝煤礦，山西高平 048400）

巷道在掘進期間受采動影響，破壞了圍巖力學(xué)結(jié)構(gòu)及巖體裂隙分布，導(dǎo)致巷道圍巖產(chǎn)生圍巖松動圈，隨著采動影響加大圍巖松動圈范圍擴大以及裂隙擴張破壞加聚，導(dǎo)致巷道圍巖裂隙與巷道四鄰裂隙帶導(dǎo)水層貫通，從而造成工作面涌水現(xiàn)象，所以巷道在掘進過程中采取合理有效的探放水設(shè)計[1]，對巷道安全掘進，避免巷道透水事故發(fā)生具有重要意義；本文以掌石溝煤礦15102回風(fēng)順槽為例，為了解決上覆裂隙含水層積水隱患，決定對巷道采取合理有效的探放水施工設(shè)計。

1 概述

15102回風(fēng)順槽工作面位于井田西部，東部為實體煤；西部為15101采空區(qū)；南部與采區(qū)三條大巷相連；北部相距114m為礦井邊界

15102回風(fēng)順槽設(shè)計長度為1450m，巷道為矩形斷面，斷面規(guī)格為寬×高=4.5m×3.5m，巷道掘進煤層為15#煤層，平均厚度為4.03m，巷道沿15#煤層底板進行掘進，截止目前巷道已掘進450m。

15#煤層直接頂主要以炭質(zhì)泥巖為主，平均厚度為4.5m，基本頂主要以粉砂巖為主，平均厚度為10.7m，15102回風(fēng)順槽直接充水含水層為山西組砂巖裂隙含水層，15102回風(fēng)順槽在前期掘進過程中平均涌水量達14m3/h，導(dǎo)致巷道掘進效率低，頂板在長期淋水情況下出現(xiàn)軟化現(xiàn)象，局部頂板永久支護失效，威脅著巷道掘進安全。

2 巷道探放水設(shè)計

2.1 鉆孔布置要求

（1）鉆孔在水平面積豎直面上成扇形布置，鉆孔超前距不得低于30m，兩幫控制距離不得低于10m。

（2）由于15102回風(fēng)順槽掘進期間主要探訪上覆裂隙水，鉆孔為仰斜鉆孔，在探放水施工前必須對鉆孔進行有效的封孔處理，封孔長度必須符合實際探放水要求[2]。

（3）鉆孔終孔位置必須完全滲入積水區(qū)，滲入積水區(qū)高度在1.0～3.0m處，所有鉆孔終孔位置豎直面上間距不得大于6.0m，水平面上不得大于5.0m。

2.2 鉆孔布置參數(shù)

（1）根據(jù)鉆探發(fā)現(xiàn)，15102 回風(fēng)順槽上覆裂隙水區(qū)分散性大，與巷道頂板垂直最大距離為26m，所以設(shè)計探水鉆孔深度為90m，鉆孔仰角為20°，鉆孔終孔位置位于積水區(qū)2.5m處。

（2）由于15102回風(fēng)順槽四鄰關(guān)系明確，巷道掘進期間不受同一水平采空區(qū)、老空水等水害影響，所以只需對上覆頂板布置探水鉆孔即可，共計布置5個探水鉆孔，探水鉆孔編號為1#、2#、3#、4#、5#，所有鉆孔布置在巷道掘進迎頭，距巷道頂板間距為1.5m，鉆孔間距為1.0m。

（3）其中1#鉆孔施工在巷道中部，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°，其中3#、5#鉆孔為幫部鉆孔，控制幫距為18m，如圖1所示。

2.3 鉆孔孔口安全裝置安裝

為了保證后期探放水施工安全，探水鉆孔施工完后對鉆孔孔口處分別安裝孔口管、卸壓裝置、控水閥門等安裝裝置，如水壓較大時必須安裝鉆桿逆止閥[3]。

（1）孔口管安裝：①鉆孔孔口管安裝深度為12m，安裝孔口管段鉆孔應(yīng)進行擴孔處理，擴孔后鉆孔直徑為130mm，并將擴孔段內(nèi)煤屑清理干凈；②鉆孔擴孔完成后對鉆孔內(nèi)安裝長度為3.5m，直徑為108mm孔口管，底部孔口管必須與擴孔底部擠壓嚴(yán)實；③孔口管安裝后對孔口管與鉆孔壁之間間隙填充水泥砂漿，待水泥砂漿凝固后進行掃孔施工，掃孔深度應(yīng)超過孔口管長度0.3m；④鉆孔掃孔完成后，對鉆孔進行注水耐壓試驗，注水壓力應(yīng)大于積水壓力，注水時間不得低于30min。

（2）在探放水施工前必須準(zhǔn)確掌握積水區(qū)水量、水壓等，并在孔口管上安裝卸壓裝置、控水閥門等，當(dāng)積水區(qū)水壓大于1.0MPa時必須安裝防噴逆止閥。若水壓大于2.0MPa，且鉆孔需永久保留時必須對鉆孔安裝雙水門。

3 探放水施工技術(shù)要求

3.1 鉆探前技術(shù)要求

（1）鉆場應(yīng)布置在頂板穩(wěn)定，在且附近10m范圍內(nèi)無任何地質(zhì)構(gòu)造，鉆場確定后必須對鉆場頂板、巷幫進行加強支護，保證鉆場附近圍巖穩(wěn)定性不受鉆孔施工以及放水施工影響。

（2）鉆孔施工前應(yīng)由礦測量部門現(xiàn)場給定鉆孔位置，施工隊組必須安排專職的技術(shù)人員深入現(xiàn)場，明確鉆孔布置數(shù)量、鉆孔傾角、鉆孔深度等。

（3）鉆機安裝前需對鉆場底板進行硬化，保證鉆機安裝牢固，鉆機采用“一車四錨”固定方式，鉆機采用專用供電方式，在進行鉆孔前必須對鉆機進行正反轉(zhuǎn)試驗。

（4）對鉆場附近施工排水溝以及臨時水倉，確保工作面放水后能夠正常排水，在水倉內(nèi)安裝兩臺45kW潛水泵且保證水泵運轉(zhuǎn)正常[4]。

3.2 探放水施工技術(shù)要求

（1）在鉆孔施工時應(yīng)準(zhǔn)確掌握煤巖層厚度以及換層位置，鉆孔每鉆進10m必須準(zhǔn)確測量一次鉆孔深度，終孔前再進行一次測量。

（2）鉆孔在施工過程中若發(fā)現(xiàn)煤壁片幫、頂鉆、塌孔或水量、水壓突然增大時，必須立即停止鉆進，記錄鉆孔鉆進位置、煤巖層情況，并立即向礦調(diào)度室匯報，及時采取有效技術(shù)措施。

（3）在探放水施工時應(yīng)安排專職的瓦檢員對鉆孔及其附近有害氣體檢測，若發(fā)現(xiàn)鉆場瓦斯、一氧化碳超標(biāo)時，必須立即停止鉆進，撤出工作面作業(yè)人員，并對鉆場采取通風(fēng)措施，排除有害氣體。

（4）在鉆孔施工過程中若出現(xiàn)鉆孔內(nèi)高壓噴水時，必須采用反壓鉆進方式，并制定孔口管突出的措施，具體措施如下：①對鉆場煤壁施工錨桿、錨索進行加固，并在鉆場處支設(shè)一排木柱進行頂板加強支護；②對鉆場施工一排注漿鉆孔，鉆孔深度為3.0m，每排3個，鉆孔施工完后對鉆孔高壓注入馬麗散，對破碎煤壁進行粘接。

（5）探水鉆孔過斷層帶時且鉆孔內(nèi)有積水時，必須進行放水試驗，若孔內(nèi)無水時必須對鉆孔進行壓水試驗，檢測斷層帶處巖層隔水性能，注水壓力必須大于斷層巖體所能承受的壓力[5]。

4 結(jié)論

截止2019 年12 月17 日15102 回風(fēng)順槽已掘進到位，巷道掘進至450m 處時進行探放水施工，巷道后期掘進中布置了11 個鉆場，共計布置鉆孔55 個，鉆孔施工總長度為4950m，通過后期掘進現(xiàn)場觀察發(fā)現(xiàn)，55個鉆孔中有24 個為濕孔，31 個為干孔，其中位于710～970m段鉆孔放水量最大，共計放水量為2488m3；15102回風(fēng)順槽探放水施工后巷道在掘進時頂板淋水量明顯減小，淋水量不足1.5m3/h，基本消除了上覆裂隙水患，保證了巷道安全掘進，巷道掘進速度由前期的4.1m/d提高至8.4m/d，取得了顯著應(yīng)用成效。