掘進巷道超前探放水施工設計

呂谷威

（晉能控股煤業集團惠陽煤礦，山西 晉城 048100）

晉能控股煤業集團惠陽煤礦15111運輸順槽掘進工作面位于井田一采區的東南部，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運輸順槽設計長度為1 340 m，巷道設計斷面規格為寬×高=4.2 m×2.8 m，巷道掘進煤層為15號層，煤層厚度約1.3~3.6 m，平均厚度約1.86 m，部分發育0~1層夾矸，矸厚0.10~0.35 m，結構簡單。老頂為K2灰巖，直接頂為黑色泥巖，底板為泥巖，老底為灰巖。煤層的物理性質：黑色，條帶狀，亮煤為主，夾帶狀鏡煤，呈條帶狀結構和層狀構造，煤層比較穩定。1511運輸順槽采用綜合機械化掘進工藝，截至目前巷道已掘進650 m。

由于15111運輸順槽上覆為K2灰巖含水層，與巷道頂板層間距為25~32 m，受巷道采動影響，巷道頂板裂隙發育，從而產生涌水通道，導致巷道掘進前期頂板出現淋水現象，最大淋水量達4.5 m3/h，嚴重威脅著巷道安全快速掘進。

1 巷道探放水施工設計

為了降低上覆含水層對巷道掘進影響，惠陽煤礦決定對巷道采取探放水施工設計。

1.1 探水設備

1）15111運輸順槽主要采用ZLJ650型鉆機進行探水鉆孔施工，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材料。

1.2 鉆孔布置參數

1）15111運輸順槽巷道掘進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10 m后停止繼續鉆進，并及時更換采用直徑為128 mm的擴孔鉆頭進行擴孔施工，擴孔深度為10 m，擴孔后鉆孔直徑為130 mm，擴孔時應保證擴孔孔壁完好，擴孔完成后對孔內煤屑及時進行清理。

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行注漿施工，注漿時注漿壓力為1.5 MPa。

2 安全技術措施

1）在探放水前必須對鉆場圍巖進行加強支護，為了防止水壓沖擊作用導致頂板垮落，在工作面迎頭支設兩排單體液壓支柱，每排4根單體柱，排距為1.5 m，間距為1.2 m，第一排單體柱支設在距工作面迎頭0.5 m處，單體柱支設后必須保證與頂底板接觸嚴實。

2）為了防止巷道出現涌水事故，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，在水倉內安裝一臺45 kW的臥式潛水泵，并采用管路與采區水倉連接。

3）探水鉆孔在施工期間必須由專職的探放水技術人員進行現場指導，鉆場內鉆孔布置數量、鉆孔方位角、深度、傾角等技術參數必須符合探放水設計要求，鉆孔施工過程中應詳細記錄鉆孔內巖性變化情況。

4）由于15111運輸順槽上覆含水層水壓達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施。

5）在鉆孔施工過程中若發現鉆進煤體松軟、頂鉆等現象時，必須立即停止鉆進但不得拔出鉆桿，并向調度室及時進行匯報，采取合理有效的措施后方可繼續鉆進，在放水過程中若出現水壓加大現象，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有害氣體進行檢查，若放水期間發現有害氣體異常時，必須立即停止施工，將鉆場附近所有人員撤出上風口處，并通知通風區采取有效措施排除有害氣體。

3 結語

截止目前15111運輸順槽已掘進到位，15111運輸順槽在后期掘進過程中共計施工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，取得了顯著應用成效。