小窑破坏区探放水施工设计探讨

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摘要：为保证3202回风顺槽安全快速掘进，避免小窑破坏区积水对巷道掘进造成影响，决定对巷道246~360m段小窑破坏区采取超前探放水施工设计，并对巷道过小窑破坏区顶板采取注浆加固以及架设矩形工字钢棚联合支护。通过实际应用效果来看，采取探放水施工设计后，避免了老空水对巷道掘进的影响，保证了巷道掘进安全，取得了显著应用成效。

关键词：巷道;老空水;探放水施工;支护技术

13203回风顺槽概述

晋能控股煤业集团四侯煤矿3203回风顺槽掘进工作面位于矿井二采区，沿煤层底板由北向南施工，巷道底板标高+749～+762m。工作面开口点（北侧）连接二采区运输巷，东侧为3203综采放顶煤设计工作面，西侧为3202进风顺槽，南侧为原泽成小窑破坏区。3203回风顺槽设计长度为685m，断面规格为宽×高=5.0m×2.8m，巷道掘进煤层为3号煤层，煤层平均厚度为4.8m，平均倾角为3°，煤层顶底板岩性如表1所示。根据相邻工作面实际揭露资料及区域内勘察资料分析，3203回风顺槽掘进工作面为单斜构造，倾角约2°~13°，地质构造中等。巷道掘进至246~360m段为小窑破坏区，探测到小窑破坏区超前10m，回缩东帮1.5m，实体煤段为矩形断面，净宽3.5m，净高2.8m；遇小窑破坏区采用梯形断面，顶净宽3.1m、底净宽3.9m，净高2.8m。为了保证巷道安全快速掘进，避免巷道掘进期间出现透水事故，决定对巷道在过小窑破坏区前进行超前钻探，并对巷道过小窑区采取联合支护技术。

2小窑区超前钻探技术

2.1探水设备型号

2.1.1钻机型号参数3203回风顺槽采用ZDY-1900型全液压坑道钻机进行探水钻孔施工，钻机为全液压动力头式结构，主要由主机、泵站、操作台三大部分组成，该钻机具有解体性好、拆迁方便、摆布灵活等优点，且回转器为通孔结构，钻杆长度不受钻机结构尺寸的限制。该钻机具体技术参数如表2所示。2.1.2封孔设备主要采用FKJW-173/2.0两堵一注封孔器，封孔器封孔长度为0.5m。此外还包含高压注水泵，长度为3.0m、直径为108mm的孔口管若干根以及直径为130mm的合金钢扩孔钻头等构件。

2.2钻孔布置

通过水文地质资料发现：巷道掘进至246~360m段时进入小窑区，小窑区位于巷道进向左侧，距巷道中心21m。所以当巷道掘进至180m处时，对巷道迎头布置3个探水钻孔，钻孔编号为1号、2号、3号，所有钻孔仰俯角为0°，钻孔深度为100m，钻孔直径为75mm，其中钻孔布置在距顶板1.0m处迎头煤壁上，钻孔布置间距为1.0m。其中1号钻孔距巷道左帮间距为0.5m，1号钻孔水平角为30°，2号钻孔水平角为15°，3号钻孔水平角为0°，具体如图1所示。2.3钻孔封孔工艺1）由于小窑区位于巷道进向左侧，巷道在掘进过程中，煤体会受应力影响，出现破碎现象，通过钻孔实测，钻孔在前12m范围内煤体破碎严重，局部出现塌孔现象，12m后钻孔成孔率高，钻孔壁岩体稳定，所以决定对钻孔前12m范围内进行封孔处理。2）首先对钻孔前12m段进行扩孔处理，扩孔采用直径为130mm的合金钢钻头进行施工，扩孔到位后及时对钻孔内煤泥进行清理。3）钻孔扩孔到位后，向钻孔内安装孔口管，共计安装4根，孔口管之间采用丝扣进行固定连接，在孔口管顶端及底端安装1个环形封孔器，然后将封孔器注水管与高压水泵连接，对封孔器注水打压，当封孔器完全膨胀且封堵孔口后，停止注水打压。4）封孔器安装后，对两个封孔器之间的环形封堵空间进行注浆施工，注浆液采用水玻璃与水泥混合浆液，注浆压力控制在1.5MPa范围内。

3小窑破坏区联合支护技术

由于3203回风顺槽掘进至246m处进入小窑破坏区，两巷之间间距为21m，受应力影响，巷道在246~360m段围岩破碎严重，预紧顶板及巷帮出现严重破碎现象。因此需对该区域进行加强支护。

3.1注浆加固

3203回风顺槽掘进至240m处时，开始对巷道进行注浆加固，注浆加固区主要为巷道进向左侧煤壁与顶板之间三角煤柱区域。1）采用手持式钻机对巷道施工注浆钻孔，巷道迎头共计施工3个注浆钻孔，钻孔编号为1号、2号、3号，其中1号、2号钻孔为帮孔，3号为顶孔，钻孔深度为5.0m，直径为45mm。2）1号钻孔施工在距顶板1.5m、距左帮0.5m处，钻孔仰角为0°，向左偏角为30°；2号钻孔施工在距顶板0.8m处，钻孔仰角为45°，向左偏角为30°；3号钻孔施工在距顶板0.5m、距左手帮1.0m处，钻孔仰角及水平角为0°。3）所有钻孔施工完后，对钻孔内安装注浆软管，注浆软管与注浆泵进行连接，然后进行注浆施工，马丽散与催化剂以1∶1的质量配比混合注浆，注浆压力为2.0MPa。

3.2梯形棚施工

由于3203回风顺槽掘进至小窑破坏区后，巷道变为梯形，巷道上断面宽度为3.5m，下断面宽度为4.0m，巷道宽度为2.8m，所以决定对巷道小窑破坏区架设密集梯形钢棚支护。梯形棚主要采用工字钢以及U29型钢焊制而成，顶梁为11号工字钢梁，顶梁长度为2.8m，宽度为0.11m，顶梁两端各安装1个卡缆固定孔；棚腿长度为3.2m，棚腿采用U29型钢焊制而成，棚腿与顶梁之间采用卡缆进行固定。为了提高钢棚安装稳定性，决定对钢棚棚腿安装底座，底座采用长度及宽度均为0.5m的钢板焊制而成。梯形钢棚安装时先安装棚腿，棚腿安装在稳定底板上，棚腿安装后采用螺母将棚腿进行固定，最后安装顶梁，梯形棚安装间距为1.0m，梯形棚安装到位后，必须保证顶梁与顶板接触严实。具体联合支护技术情况如图2所示。

4结语

巷道掘进期间，必须对四邻水害进行排除，只有这样才能保证巷道安全快速掘进。四侯煤矿对3203回风顺槽过小窑破坏区时，采取了合理有效的探放水措施，从实际应用效果来看，巷道施工探水钻孔共计放水1244m3，巷道在后期掘进过程中未出现淋水现象；对巷道过小窑破坏区期间采取联合支护技术后，巷道在后期掘进过程中未出现煤壁片帮、顶板破碎现象，有效保证巷道安全快速掘进，取得了显著应用成效。

参考文献

[1]赵玉锐.邻近采空区探放水施工技术应用[J].煤炭与化工，2021（9）：55-57.

[2]李士辉.9106综采工作面上覆采空区探放水施工技术应用[J].能源与节能，2021（7）：56-59.

[3]张洁.掘进巷道小煤柱采空区探放水施工设计[J].煤矿现代化，2020（3）：162-163.

[4]连洪全.安顺煤矿采空区探放水方案设计与实践[J].现代矿业，2020（6）：179-181.

[5]郝秀生.煤矿采空区探放水技术[J].矿业装备，2018（3）：44-47.

[6]朱永胜.采空区探放水钻孔施工技术[J].山西焦煤科技，2018（10）：44-47.

作者：吕鹏鹏 单位：晋能控股煤业集团四侯煤矿