锚杆机在矿井防治水工程中的应用

时世东　刘永先　陆球渊　杨永金

摘要：通过具体实例介绍了锚杆机在煤矿防治水工程中应用效果，以及在应用过程中如何有效地选择技术参数，为以后遇到类似的防治水问题提供了科学有效地探放水方案。

关键词：锚杆机探放水老空区积水

0引言

在煤矿开采过程中，井下探放水是矿井防治水工作的一项重要内容。采取什么样的探放水方案既可以达到预期的防治水效果，同时又能节省人力、材力，这是比较重要的。本文以庞庄煤矿张小楼井94107溜子道探放74107老空水为例，来探讨锚杆机在煤矿探放水方案选择上的技术特点。

1概况

庞庄煤矿张小楼井94107工作面为综采面，走向长430m，倾向长160m，标高为-940.6—1025.8m，自切眼向外296m回采过程中将推上山，采后老塘内易积水。74107工作面于2006年12月回采结束，与其倾斜上方已开采的74105工作面情况十分相似，在74107材料道掘进过程中曾对74105采空区积水进行探放，根据74105采空区积水范围类比确定74107老空区积水范围，预计自切眼向外190m范围老空区有积水，预计积水量5000m³，切眼处积水最深24m，积水面标高-991m，积水区位于94107工作面溜子道正上方偏下，此处7、9煤揭发间距35—40m，煤层倾角22°，9煤直接项板为中细粒砂岩，9煤采动后导水裂隙高度最大可达40m，根据94107工作面采动后岩移塌陷角计算出94107面采动后所波及到的74107老空区范围，此范围内的74107老空区积水对94107工作面的回采有严重威胁，因此必须对74107老空区积水进行探放。94107工作面与74107老空区平面位置关系见图1。

2施工过程

根据探放水设计方案，在94107溜子道10点处(切眼下头)47°仰角垂直溜子道向深部用锚杆机探放74107老空水。施工过程中要根据钻孔岩性的变化改变钻进速度，当岩性为砂岩砂岩时可以适当加快钻进速度，因为在砂岩中钻进钻头出水眼不容易被堵：当岩性较软，特别是有泥岩夹层时一定要放慢钻进速度，因为孔内事故(常发生钻头出水眼被堵)常常在此岩段发生，而当岩性变为软岩时，在给锚杆机同样压力的情况下，此时的进尺速度明显加快，这时好多情况下并不是真正钻进去的，而是“顶”进去的，极易造成钻头出水眼被堵，所以此时一定要把速度放慢，最好的效果是采取“蜻蜒点水式”的钻进，钻进几公分后把钻杆缩回，观察钻头是否出水，确认正常出水后再继续向前钻进，往返多次，顺利钻过软岩。

3几点技术关键

3.1施工前一定要对钻孔最大出水量进行预计，单孔出水量可采用以下公式进行计算：q=CA(2gh)1/2=(式中：C—流量系数，取值06—0.62；A—放水孔有效断面(m2)；g—重力加速度98m/s²；h—老空区内水柱高度(m))。由于h随积水放出而不断降低，钻孔水量也有所减少，h值通常取实际水头高度的40—50％，以求得整个放水过程中的平均流量，但一定要对刚开始时出现的最大水量有个预计，此时h值取最大水头高度，以便安装与之相适应的排水系统。

3.2要对施工地点做一个综合柱状，对钻进过程中岩性变化有个大致的了解，便于钻进期间改变钻进工艺，防止发生孔内事故。

3.3锚杆机最好使用新锚杆机，新钻杆，有利于上下钻。由于钻进距离较长，防水密封圈磨损厉害，需要及时更换密封圈。

3.4锚杆机操作手要熟练掌握锚杆机性能，根据孔内岩性的变化随时改变钻进工艺。

4效果

本次探放水工程共放出水量近1000m³，把94107工作面采动影响范围内74107老空区积水全部放完。钻孔深度49.6m，使用锚杆机钻孔对以后有类似的探放水工程完全可以借鉴此方法。通过实验证明此方法探放水效果很好，与钻机探放水比较，节省了大量的人力和物力。若用钻机探放，工作量为：下钻机一个班；安装钻机、钻机搭火4小时；49.6m(多数为砂岩)钻深至少要三个班；钻机甩火、装车打上井要一个半班。如果使用钻机至少需要4个人6个班才能完成该项工程。若使用锚杆机只需要三个人一个班就可已完成。可见使用锚杆机计可以节省大量的人力、物力，有缩短了施工时间，效果十分明显，具直很好的推广利用价值。