掘进巷道遇含水层施工方法研究

赵弘云

【摘 要】矿井水灾害是地质灾害中的一种类型，在矿井挖掘过程中含水层对于施工影响是非常大的，一旦掘进时没有处理好含水层就容易发生突水事故，影响矿井通道的施工安全。本文主要对巷道掘进过程中遇到含水层的施工方法进行了探讨，以期能够有效降低含水层对矿井掘进的安全威胁，提升巷道施工效率。

【关键词】掘进巷道；含水层；施工方法

井下由于地质条件比较复杂，在进行巷道掘进过程中会遇到断层水或是裂隙水等安全威胁，需要施工队伍掌握一定的施工方法来对含水层进行处理，保证施工的安全性，提升施工效率，也能够减少矿井透水事故的发生，因而矿井施工单位应该加强对这方面施工技术的研究重视。

1 工程概况

本次施工中采用锚喷和钢筋砼联合支护方式，断面为1/5三心拱形，巷道净宽度4500mm，净高度在4300mm，净断面积为18.33m2，地质岩层分布为大理岩，原巷道规格为2.7m×2.6m，净断面积为6.73m2，老顶岩层为大理岩和节理相对发育破碎的大理岩。

2 巷道掘进的放水措施和探放水要求

在巷道掘进过程中需要提前采取相应的防水措施来保证施工的顺利，在施工过程中需要采取的防水措施主要包括以下三点：一是，提前进行水源调研工作。矿井施工单位需要在施工之前对矿井下的水源分布进行具体地探查，包括对水源的分布地区、含水量多少、矿井水文地质资料等等进行详细研究，并且对于之前旧有的生产区进行详细调研，出具详细确切的调研报告；二是，在施工过程中掌握透水前征兆，如果出现透水迹象就需要及时警惕可能发生透水事故，需要及时进行撤离，并采取相应措施进行处理。透水前征兆的表现有很多，比如巷道壁出现水珠、滴水等等，因而在施工过程中，施工人员需要格外注意这些征兆，并且及时做出反应来；三是，坚持施工过程中的探放水原则，坚决采取预测预报，出现疑点及时进行探查，先探查再掘进，先治理后施工的原则。

在巷道掘进施工过程中，为了保证施工的安全性和预防透水事故的发生，需要在施工过程中进行探放水，探放水操作需要进行一定的钻孔操作，具体的布置要求有以下几点：一是，在掘进过程中，施工人员选择探水钻孔时一定要严格按照相应的规定要求来进行钻孔布置，包括控制钻孔的密度、帮距以及超前距离等等，其中帮距是探水钻孔中心终点位置和外斜眼终点中间的距离，在实际施工过程中，帮距受到施工条件限制，施工人员可以通过岩石普氏系数来确定具体的大小数值；二是，在确定超前距时应该根据施工巷道的岩层厚度和水头压力等来进行确定。钻孔超前距是掘进重点和最浅钻眼之间的距离，在本次工程施工当中，巷道为全矿巷道，矿层厚度是在1.8～2.5m，水头压力是在2.5～3.0MPa之间的，综合两者的影响，最终可以确定本次工程当中的钻孔超前距确定在18m左右。

3 掘进巷道遇含水层的施工方法

3.1 双巷掘进交叉方法

当施工人员在巷道掘进过程中遇到工作面出现突水事故灾害威胁时，在施工方法上可以及时调整为双巷交叉掘进的方法，设置两条巷道，每隔40m的距离就在两个巷道中间建一条联络巷，联络巷平时可以进行运送施工材料或是施工人员的通道，在发生水灾时施工人员也能够及时躲进联络巷当中，减轻水灾对施工人员带来的安全影响。在施工过程中应该注意，两条巷道都需要进行探水，边探水边进行掘进施工，并且坚持交叉施工的原则，当一条巷道在进行掘进施工时另一条巷道进行探水施工，两边交叉进行施工，这样能够保证一边是安全的，以免同时施工两条巷道都出现透水事故，给施工人员带来更大的安全影响。

3.2 单巷超前探水法

这种施工方法和交叉施工的相似之处在于也是两条巷道进行掘进施工，不同的是，当施工时含水层如果是位于巷道上侧时可以采用此施工方法，上侧施工掘进的工作面可以超过下侧掘进施工的工作面15m以上，25m以下，下侧的掘进位置要控制在上侧探水钻孔的范围之内，这样才能有效避开上侧的含水层，并对含水层进行有效监控，减少透水事故的发生。

3.3 水平巷道和斜巷道施工方法

在巷道掘进施工过程中不是一直都是水平的直线，也会存在斜向的巷道，在对水平巷道和斜巷道同时进行施工时，为了有效防止斜巷道在向前掘进过程中发生透水事故，降低斜巷道的施工威胁，可以采用水平巷道和斜巷道配合施工方法，也就是在水平巷道进行掘进施工的过程中，由技术人员对斜巷道施工进行探水，并且将斜巷道施工控制在水平巷道的探水范围之内，从而保证斜巷道施工是在水平巷道掘进施工的控制范围之内，有效提升斜巷道施工的安全性。

3.4 钻孔放水法

在本次工程施工当中，巷道在掘进时遇含水量较大的含水层时，在掘进工作面距含水层40～50m时，在距地板0.5m处以10°仰角垂直工作面布置3～5个直径为150mm的探放水孔，并在孔口安装套管，利用探水钻孔进行放水，待含水层形成降水斗时继续在已疏干的煤岩层中掘进，这种施工方法不仅施工简单， 降低了工作面透水的危险性，而且加快了掘进速度。

3.5 注浆加固堵水

在断层影响下，矿井下的矿岩体虽然本身具备一定的强度，但其对抗周围岩石变形的能力明显下降，需要通过人为外力来增强或改善岩体的力学性能，增强岩体内的粘接力和摩擦力，从而使断层中比较破碎的岩层能够固结起来，减少透水事故的发生，保证断层顶板区域的施工安全。因而在巷道掘进施工当中向岩体浇注一定的浆体来改变岩体性状也是比较常见的施工方法。而注浆的渗透半径需要根据巷道施工工程中岩体的裂隙密度、开度、迂曲度、浆液本身的胶凝时间、运动黏度和注浆时间、压力来进行综合确定，依据相应的扩散半径公式来计算相应的渗透半径。然后根据注浆压力、时间和裂隙发育程度和渗透性等因子来计算注浆量的多少，根据计算出来的结果来进行注浆操作。在注浆施工过程中要注意先进行支护然后再实施注浆操作，以便保证注浆施工的安全性。在注浆时进行掘进，每次注浆加固一定的范围就向前掘进一定的区域，要注意向前掘进的距离要小于注浆加固范围，这样才能保证掘进施工在注浆加固控制范围之内，从而有效保证巷道掘进施工的安全性。如果在施工过程中出现溶洞水或是断层水等构造水时，掘进施工根本无法通过，这时就要根据井下地质结构和地质构造分布来更改巷道的掘进路线，将含水层避开，从而有效保证巷道施工的顺利。

4 结语

矿井建设生产过程中，井下水害对于矿井施工的安全威胁是很大的，如果不加以处理则有可能发生较大的透水事故，因而为了有效避免透水事故的发生，施工单位应该给予含水层施工以足够的重视，并且通过采取放水措施和科学施工方法来进行施工处理，以便有效提升我国矿井建设生产的安全性，推动矿山开采事业的健康发展。

【参考文献】

[1]马建鹏.分析掘进巷道探放水的重要性和必要性[J].时代报告：学术版，2016，5（2）：274-274.

[2]张国华.掘进巷道过采空区围岩应力演化规律数值模拟[J].黑龙江科技大学学报，2015，6（5）：463-468.

[3]胡文义，杨再高.掘进巷道风速对粉尘流场影响规律的数值模拟研究[J].化工矿物与加工，2016，45（1）：36-38.

[4]张牧，孟辉.深部工作面掘进巷道前方疑似陷落柱综合物探研究[J].能源技术与管理，2015，40（5）：1-3.

[5]李磊.掘进巷道过含水断层水害防治技术研究[J].技术与市场，2015，22（7）：212-213.

[责任编辑：王伟平]