錨桿機在礦井防治水工程中的應用

摘要：通過具體實例介紹了錨桿機在煤礦防治水工程中應用效果，以及在應用過程中如何有效地選擇技術參數，為以后遇到類似的防治水問題提供了科學有效地探放水方案。

關鍵詞：錨桿機 探放水 老空區積水

0 引言

在煤礦開采過程中，井下探放水是礦井防治水工作的一項重要內容。采取什么樣的探放水方案既可以達到預期的防治水效果，同時又能節省人力、材力，這是比較重要的。本文以龐莊煤礦張小樓井94107溜子道探放74107老空水為例，來探討錨桿機在煤礦探放水方案選擇上的技術特點。

1 概況

龐莊煤礦張小樓井94107工作面為綜采面，走向長430m，傾向長160m，標高為-940.6—1025.8m，自切眼向外296m回采過程中將推上山，采后老塘內易積水。74107工作面于2006年12月回采結束，與其傾斜上方已開采的74105工作面情況十分相似，在74107材料道掘進過程中曾對74105采空區積水進行探放，根據74105采空區積水范圍類比確定74107老空區積水范圍，預計自切眼向外190m范圍老空區有積水，預計積水量5000m³，切眼處積水最深24m，積水面標高-991m，積水區位于94107工作面溜子道正上方偏下，此處7、9煤揭發間距35—40m，煤層傾角22°，9煤直接項板為中細粒砂巖，9煤采動后導水裂隙高度最大可達40m，根據94107工作面采動后巖移塌陷角計算出94107面采動后所波及到的74107老空區范圍，此范圍內的74107老空區積水對94107工作面的回采有嚴重威脅，因此必須對74107老空區積水進行探放。94107工作面與74107老空區平面位置關系見圖1。

2 施工過程

根據探放水設計方案，在94107溜子道10點處(切眼下頭)47°仰角垂直溜子道向深部用錨桿機探放74107老空水。施工過程中要根據鉆孔巖性的變化改變鉆進速度，當巖性為砂巖砂巖時可以適當加快鉆進速度，因為在砂巖中鉆進鉆頭出水眼不容易被堵：當巖性較軟，特別是有泥巖夾層時一定要放慢鉆進速度，因為孔內事故(常發生鉆頭出水眼被堵)常常在此巖段發生，而當巖性變為軟巖時，在給錨桿機同樣壓力的情況下，此時的進尺速度明顯加快，這時好多情況下并不是真正鉆進去的，而是“頂”進去的，極易造成鉆頭出水眼被堵，所以此時一定要把速度放慢，最好的效果是采取“蜻蜒點水式”的鉆進，鉆進幾公分后把鉆桿縮回，觀察鉆頭是否出水，確認正常出水后再繼續向前鉆進，往返多次，順利鉆過軟巖。

3 幾點技術關鍵

3.1施工前一定要對鉆孔最大出水量進行預計，單孔出水量可采用以下公式進行計算：q=CA(2gh)1/2=(式中：C—流量系數，取值06—0.62；A—放水孔有效斷面(m2)；g—重力加速度98m/s²；h—老空區內水柱高度(m))。由于h隨積水放出而不斷降低，鉆孔水量也有所減少，h值通常取實際水頭高度的40—50％，以求得整個放水過程中的平均流量，但一定要對剛開始時出現的最大水量有個預計，此時h值取最大水頭高度，以便安裝與之相適應的排水系統。

3.2要對施工地點做一個綜合柱狀，對鉆進過程中巖性變化有個大致的了解，便于鉆進期間改變鉆進工藝，防止發生孔內事故。

3.3錨桿機最好使用新錨桿機，新鉆桿，有利于上下鉆。由于鉆進距離較長，防水密封圈磨損厲害，需要及時更換密封圈。

3.4錨桿機操作手要熟練掌握錨桿機性能，根據孔內巖性的變化隨時改變鉆進工藝。

4 效果

本次探放水工程共放出水量近1000m³，把94107工作面采動影響范圍內74107老空區積水全部放完。鉆孔深度49.6m，使用錨桿機鉆孔對以后有類似的探放水工程完全可以借鑒此方法。通過實驗證明此方法探放水效果很好，與鉆機探放水比較，節省了大量的人力和物力。若用鉆機探放，工作量為：下鉆機一個班；安裝鉆機、鉆機搭火4小時；49.6m(多數為砂巖)鉆深至少要三個班；鉆機甩火、裝車打上井要一個半班。如果使用鉆機至少需要4個人6個班才能完成該項工程。若使用錨桿機只需要三個人一個班就可已完成。可見使用錨桿機計可以節省大量的人力、物力，有縮短了施工時間，效果十分明顯，具直很好的推廣利用價值。