掘进巷道地质探放水施工设计应用分析

闫晨鹏

（山西煤炭运销集团阳城四侯煤业有限公司，山西 晋城048100）

采掘工作面探放水施工是煤矿预防水害事故发生的一项重要技术措施，探放水施工可明确积水区位置、技术水压、积水量等。但是在实际煤矿生产过程中，由于煤矿对探放水施工重视力度不够以及防治水专业队伍建设不完善、设备投入不足等，导致探放水施工存在很多问题，如探放水施工设计不合理、钻孔封孔不合格、安全技术措施不到位等，影响着探放水施工效率，威胁着巷道安全掘进，所以合理的探放水设计以及相应的安全技术措施，对煤矿防治水工作具有重要意义。本文以山西煤炭运销集团阳城四侯煤业有限公司（全文简称四侯煤矿）为例，对巷道掘进期间提出了合理有效的安全探放水施工设计及安全技术措施，力求保证巷道安全掘进，消除水害隐患。

1 概述

四侯煤矿3201运输顺槽掘进工作面开口点位于原第二探巷开口处南帮1 m处（帮至帮），开口方位角194°48′3″，施工长度1 125 m；巷道为矩形断面，毛宽4.0 m，毛高3.2 m，沿煤层底板布置。施工至65 m处时，需以104°57′29″的方位角施工3201运输顺槽回风联络巷，与二采区回风巷贯通，长度32 m；巷道为矩形断面，净宽3.2 m，净高2.7 m。

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巷道掘进煤层为3号煤层，煤层厚1.65～5.05 m，平均厚4.55 m，含0～3层矸石，矸石厚0.53 m，煤层为为光亮型煤，似金属光泽，条带状结构，层状构造，阶梯状、贝壳状断口，条痕灰黑色，外生裂隙发育。伪顶为细砂岩，厚1.10 m，直接顶为砂质泥岩，厚6.05 m，老顶为粉砂岩，厚7.67 m，直接底砂质泥岩，厚3.67 m，老底为砂岩，厚3.65 m。

根据水文地质资料显示，工作面煤层顶板距K8砂岩含水层约25 m，工作面在掘进过程中可能会受到顶板裂隙水的影响，巷道掘进至140 m处顶板第一次出现淋水现象，最大淋水量为2.9 m3/h，巷道掘进至270 m处揭露一条F3断层，在断层带处顶板淋水量加大，最大淋水量为4.4 m3/h，为了保证巷道掘进安全，决定对巷道采取探放水施工。

4）在进行钻孔施工时必须有专业的技术人员进行现场指导，钻孔深度、角度、直径、钻孔数量等参数必须符合探放水专项施工设计要求。在钻机期间应对钻孔内岩层变化进行记录，准确测量钻孔深度。

2 巷道探放水施工设计

2.1 探水设备选择

3）在安装钻机前需对安装钻机地点进行起底硬化，保证钻机安装牢固可靠，钻机在钻孔施工时需对钻机进行固定。

2.2 钻孔布置及封孔工艺

1）工作面迎头煤壁共计布置两排探水钻孔，第一排三个（1号、2号、3号），钻孔间距为1.5 m，钻孔距顶板间距为1.5 m，钻孔深度为100 m，直径为75 mm，钻孔仰角为10°，其中1号、2号钻孔与巷帮夹角为30°，如图1所示。

图1 3201运输顺槽探水钻孔平面布置示意图

7）法兰盘与排水主管路进行连接，在放水时通过压力表观察放水水压，钻孔放水完成后应对钻孔进行封孔处理。

3）导向钻孔直径为75 mm，为了防止钻孔在放水时水压对孔口煤壁产生冲击破坏作用，需对钻孔进行扩孔并安装孔口管，钻孔扩孔深度为10 m，扩孔钻头直径为130 mm。

5）在探放水施工过程中发现煤壁松软、片帮、水压异常、顶钻等现象时，必须立即停止钻机，但不得拔出钻孔，立即向调度室进行汇报，并采取相应安全技术措施；当积水区水压大于1.0 MPa时，采用反压法进行钻进，并对钻机安装防喷保护装置。

6）钻孔孔口管安装完成后，在孔口管外露端安装法兰盘、压力表，并采用两根锚索将其与煤壁进行固定。

2）第二排钻孔布置2个（4号、5号），钻孔深度为100 m，直径为75 mm，钻孔垂直煤壁布置，第二排钻孔与第一排钻孔间距为1.0 m。

2）探放水水施工前需对钻场附近煤壁及顶板进行加固，顶板可采用支设密集木柱进行加固，木柱支设间距为0.5 m，木柱与工作面煤壁间距为1.0 m；对于不稳定易片帮煤壁可采用玻璃钢锚杆加固或注浆加固。

第三，女性正、负面角色的划分并非遵循传统的价值判断，完全以作者主观判断为准(未必忠贞的妇女总是正面角色)，结局也并非传统意义上的“好人有好报”(不忠贞的妇女通过运用自身智慧最终如愿以偿)。

3 安全技术措施

1）为了保证巷道掘进探放水施工安全，在巷道每隔100 m需施工一个临时水仓，水仓容积不得低于50 m3，在盘区需布置一个永久水仓，水仓容积不得低于80 m3，每个水仓内必须配套排水设施。

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3201运输顺槽主要采用ZTY1450型专用电动液压钻机，配套直径为55 mm，长度为1.5 m中空钻杆，以及配套直径为75 mm导向钻头、直径为130 mm扩孔钻头联合进行钻孔施工。

在高速公路桥梁施工伸缩缝结构处理的前期，施工技术部门要结合施工图纸和具体操作流程进行系统化技术交底，并且要对伸缩缝异行边缘的顺直程度以及平整度等进行统筹分析，关注缝隙之间的间隙结构，从而提升施工流程的基本效果。最重要的是，在施工过程中，技术部门要对机器进行集中筛查，合理提升设备配备的完整性，也为公路桥梁质量管理优质性奠定基础。

4）钻孔扩孔后最钻孔内安装直径为108 mm孔口管，每节孔口管长度为1.0 m，孔口管之间采用丝扣式连接，在孔口管与钻孔壁之间采用水泥砂浆进行封孔处理。

加强水利工程管理是水管单位的责任和义务，水管单位必须树立管理意识，着力完善管理体制。具体来说内部管理应从以下几方面加强，首先加强工程管理制度化与规范化，同时关注组织管理建设，积极组织管理人员参加培训；其次，从市场经营角度来看，树立起与利益相关者竞争的意识，促进单位文化建设，创造出可以发挥出人的主观能动性的环境，将工程管理的理论与实践有效结合到一起。

6）为了确保探放水施工安全，必须对每个钻孔安装牢固可靠的孔口管、控制阀门以及钻杆逆止阀等保护装置。

7）在放水过程中应在钻场安装瓦斯、一氧化碳等监控系统，每班安排专职瓦斯监测工对钻场瓦斯等有害气体进行检测，一旦发现异常必须立即撤人，并采取合理有效技术措施排除施工地点有害气体。

8）在放水过程中全程应安排专人记录单孔放水量、放水水压，当钻孔放水完成后应对钻孔采用水泥砂浆、海带等进行封孔处理，封孔长度不得低于10 m，封孔后对钻孔进行标记，每天观察钻孔淋水量并进行记录。

在设计课堂活动时，教师应走出“小组讨论”“成果展示”等形式，为学生创建基于问题、基于项目、基于任务的“情景化”活动。课堂活动的形式与内容与现实脱节是不能吸引学生的关键因素。“当处于真实情景中时，学习者需要整体考虑所有现实情况，而不仅仅是关注某个正在学习的概念。”[10]更加接近生活的情景，更加现实的问题，能够激发学习者的兴趣并鼓励其调动所有注意力全身心地投入到相应的活动中。教师在此环节为学生创造独特而愉悦的学习经历，同时也能加强教师的“职业认同感”。

4 结语

截止2019年8月21日3201运输顺槽已掘进到位，巷道在后期掘进中共计施工9个钻场，45个探水钻孔，其中顶板钻孔27个，迎头垂直钻孔18个，在探放水施工过程中迎头所有钻孔（18个）为干孔，顶板钻孔15个为湿孔，12个为干孔，共计放水量为1 242 m3，巷道采取探放水施工后在掘进期间顶板最大淋水量为1.14 m3/h，对巷道掘进影响不大，基本消除了顶板水害隐患，保证了巷道安全快速掘进，取得了显著应用成效。