掘进巷道地质探放水施工设计与安全措施

104 /矿业装备 MINING EQUIPMENT
掘进巷道地质探放水施工设计与安全措施
只有不断减少矿井水害事故发生的频率，才能保障采掘工作顺利进行。

但是矿井探放水的实际工作中仍然存在许多不可避免的问题，比如一些工程在施工时，探水施工的设计不符合国家规定的标准，盲目进行探水施工，钻孔布置工作有很大问题，其次，在施工工作完成后，没有完全消除水害隐患。

另外，一些施工单位的钻孔封孔工作质量较差，钻孔施工后没有及时进行封孔。

因此在放水时容易发生喷孔事故。

还有一些单位没有严格安全的防范措施。

在施工期间没有有效的安全措施，不仅会造成工作人员伤亡，而且还会减少机电设备的使用寿命。

因此在决定巷道掘进期间，采取合理有效的探放水工作的安全设施对探放水工作进行合理的施工设计。

1 工作实施的简要概述
该巷道位于煤田的北侧，其作为工作面的采空区，南部与西部北部作为实煤区，整个巷道设计长度在1 100 m 以上，巷道断面规格的宽和高分别为5 m 和3.6 m。

工作时每一层底板要进行
保障掘进巷道地质探放水能够安全工作，减少掘进巷道地质探放水工作的水害事故频率。

掘进巷到地质水探放水施工的设计工作就尤为重要。

一般的巷道地质探放水都要遵循科学合理的原则，做到预测预报，有掘必探。

相关工作人员要严格检查掘进巷道地质探放水的水构造和异常区，及时封闭不良钻孔，采用先进的治水管理技术，做好井下直流电法超前探工作，与地面物探和工作面钻探相结合。

在掘进开始前应该对掘进工作进行科学测量，探访顶板和周围积水，保证采取积极有效的安全措施，帮助减少向顶板及周围水患。

提高掘进巷道地质探放水的工作效率，保证工作取得良好效果。

□ 刘文鹏 晋能集团大同有限公司 山西大同 037000
平行挖掘，保证每一层的平均厚度在7 m 以内。

将泥岩和粗粒砂岩作为巷道的直接顶，主要以细砂岩掘进。

在电法勘探的工作结果中可以看出掘进范围的四周常有富水区域，顶板与砂岩裂隙中含有层水，这些都会影响到掘进工作，并且采空区存在积水量达560 m 3的低洼区域，因此采空区的积水对象对挖掘工作也造成了一定不利影响。

2 巷道探放水设计要求
在进行探放水工作时，合理科学的设计规划至关重要。

首先，要认真选取钻机及放水设备。

一般钻机放水设备选用功率为55 kW 的钻机进行钻孔。

钻杆的长度在1.5 m 左右直径为约为60 mm 并配有三翼钻头。

或者选择直径在150 mm，长度约为6 m 的扩孔钻头。

另外，探水钻孔布置的参数也十分重要。

巷道探水钻孔的设计长度约为90 m。

一般呈扇形进行布置，工作面迎头布置两排钻孔探水孔，每排5个周边孔主要探放积水，并控制好掘进和超前距的距离，保持巷道巷帮安全局在25 m 左右。

工作面迎头顶孔的设置应该和
巷道顶板具有一定间隔，钻孔与工作面应该成仰角布置。

钻孔的间距应该间隔在1 m以上，顶孔的间距保持1 m 左右为好，钻孔垂直工作面的布置也可以保持1 m的距离。

其次，确定好钻孔的长度。

在巷道开掘或实施探水钻孔工作时受到应力作用的影响，孔壁岩体内往往会出现破碎现象，从孔往里形成应力破坏区。

为了减少应力破坏的程度，钻孔在封孔综孔时，位置必须在应力平衡区以内。

在探水钻孔施工前，工作面距顶板必须有三个深度在15 m以上的试验钻孔。

在测量时必须记录好每个钻孔每米产生的烟屑量，做好记录工作。

在分析记录后发现，每米钻孔产生的煤屑量基本控制在3 m的范围内，随着深度的不断增加煤屑量逐渐降低，在更高的范围内每米钻孔的煤屑量趋于稳定。

由此可见在进行探水钻孔施工时，应力破坏区大约在3 m以内，超过这个距离应力破坏区会不断减弱，如果在6 m以外，那么就会进入到原岩应力平衡区内，所以为了减少封孔的长度，保证封孔工作取得良好效果。

工作人员应该根据应力破坏合理准确的确定好运巷探水钻孔与封孔的长度。

3 封孔工作的实施
在进行钻孔工作时，钻头扩孔的直径应该为1.5 cm。

扩孔深度保持为6 m，当钻孔钻进8 m时停止钻进。

并及时清理浮尘和煤灰，清理后安装好孔口管。

在探水钻孔工作时要在施工处打一个注浆孔，注浆孔的开口位置与探水钻孔要保持一定距离，注浆孔的直径约为3 cm，孔深约为6 m，在工作完成后，要及时用高压注浆泵将聚氨酯粘剂注入在孔中，等到在煤壁周围的浆液开始渗透时立即停止注入工作，并及时封堵钻孔。

在孔口管和孔壁的间隙处埋入注浆的小管，在其中填充膨胀水泥，让膨胀水泥和探水钻孔的孔口保持0.5 m的距离，之后马上采用速干剂水泥封堵住孔。

在探水钻孔固定完成之后大约两小时，要对孔口进行耐压实验，所谓耐压实验就是将孔口内部注入高压水进行测试看看孔口是否牢固，是否存在渗水的现象。

耐压实验一般进行一小时左右，如果孔口没有出现松动，也没有渗水说明风控工作合格，但如果出现上述情况则代表封孔工作应该重新处理。

4 探放水工作的安全处理措施
首先，在进行掘进工作钻孔施工前应该及时对钻场附近周围补打支护，将破碎顶板及相帮采用支设木柱棚架等方式及时进行加固工作。

同时也可以在钻场附近安装有害气体传感器以减少氮气及一氧化碳等有害气体的传播。

其次，在深度挖掘排水沟时，要确保排水沟的规格符合安全标准，也可以在巷道施工附近临时安装一个水池帮助完善排水设施，水池的容积应该能够保障巷道的放水和防水需求。

探放水钻孔的施工工作应该合理的设计钻孔的深度、角度、间距及数量位置，做好记录工作。

在终孔实施前，必须再次测量钻孔深度，而如果钻孔工作期间发现了松软、顶座和水压的压力过大、渗水的现象，那么必须停止钻孔施工工作。

及时测量钻孔的深度，严禁拔出钻杆的行为发生。

在发生事故时，应该第一时间及时向公司调度室人员进行汇报，采取有效措施应对事故灾害。

另外，在钻探过程中，应该配备专门的瓦斯员来检验有害气体，防止钻孔内出现有害气体喷出室外。

如果出现有害气体时，应该及时疏散在场工作人员，并加强常通风工作。

最后，在放水期间应该详细记录钻孔与中孔的位置，同样，放水量的水压与时间也要记录好，如果钻孔内喷高压水或水压过大，那么应该就在孔口位置及时安装防喷设备。

在钻孔放水工作完成后，应该及时对水沙泥浆进行全控封堵，记录好封堵过程的同时，可以在附近积水区域，放三个验证孔来减少积水带来的隐患，如果验证孔没有流水，则说明放水安全。

严格把握探放水的管理程序，保证正常工作的有效安全。

相关工作人员必须经过专业培训，必须熟悉工作场景的避灾路线。

在开工前确保安全检查。

在探放水过程中如果采掘工作面有挂红挂汗、雾气、顶板淋水加大等现象发生时，也应该停止工作，及时发出警报，撤出所有工作人员。

采取有效措施解决安全隐患。

5 结语
相关煤矿企业通过对掘进巷道地质探放水施工设计与安全措施的探讨，加强相关技术研究，将掘进巷道地质探放水的各个阶段结合起来，进行闭环式的管理模式，及时有效对接各个环节的工作，减少巷道探放水周围的积水量，从而减少安全隐患。

不仅提高巷道掘进的工作效率，同时也确保了掘进工作的安全实施，有利于节省工期，提高精准度，使巷道地质探放水工作达到良好的预期效果，同时也为其他煤矿巷道的挖掘探放水工作提供了借鉴的样本，有效提高煤矿企业的巷道探放水工作的工作质量。

〔刘文鹏（1989—），男，从事地测与防治水技术工作〕
2020.3 矿业装备 / 105。