采准巷道开挖中的超前探水设计及问题对策探讨

张龙

摘 要：本次研究主要是针对铜绿山矿I2 号矿体的两条采准巷道的开挖过程进行分析探究。该工程中常常出现涌水涌泥的情况，这就需要加强超前探水方面的预警机制，对开挖过程中出现的断层、破碎带、民采空区进行安全措施上的防护，对巷道内的含水含泥情况进行统计分析，以减少该作业的淹井隐患为初衷，提高工程的安全性和经济性。

关键词：超前探水；巷道开挖；探水钻孔；安全性

近几年，矿井安全问题成为社会关注的焦点事件，水害问题威胁着矿山作业的进程，属于重大事故之一。矿井的涌水涌泥问题主要是指在井巷作业的过程中，含水层受到断层、裂隙等地质因素的影响，继而出现突水事故。在事先缺乏准备的情况下，对井底相关操作人员的人身安全造成了危害。本文将结合铜绿山矿I2 号矿体，对采准巷道开挖过程中的超前探水设计进行分析，力求得到较好的操作方案。

1 工程概况

铜绿山矿I2 号矿体位于湖北省大冶市，是矽卡岩-高中温热液矿床的一种。其矿体主要存在于岩浆岩与三叠系接触带的含云母透辉石矽卡岩之中。通过对矿体的初步研究，我们判定采准巷道所在的岩层具有较高的含水率，整体强度不高，属于较差的岩层。在以往开采的过程中由于缺乏整体性认识，使部分巷道受到了严重的损害，且没有进行养护工作。而I2 号矿体的断层部位较宽，暂未探明填充物，即可能含有水、泥。因此，断层将对巷道开采的安全性造成極大的干扰。同时，该矿山受到了民采的长期影响，可能有民采空区。当民采空区含有水、泥时，极容易引发淹井灾害。此外，相关资料表明I2 号矿体围岩有大理石，即可能存在溶洞。故，在开采过程中需要采用边探边挖掘的形式，并针对岩性的特质采取不同的支护手段。

2 采准巷道开挖中的超前探水

2.1 超前探水适用范围

明确超前探水的使用领域和范围是一项基础工作。在地下开采的相关工程中，通常会面临在高水位下施工的情况，这就需要我们进行超前探水，即针对突水地段使用超前钻孔探水，能够体现先探后掘的施工原则，保证矿井作业的安全性。I2 号矿体的采准巷道附近发现了导水的破碎带，且存在滴水问题，与此同时，在进一步的探究中发现-185m处疑似出现底鼓现象，情况较为复杂。

2.2 超前探水钻孔的选择

就目前情况而言，南坑的积水面积较大，且水面标高为-112m，断层位置的标高为-206m。因此，我们得知斜井和断层的交汇位置可能为最大水压处。相对的，在-246m处，巷道和断层也发生了交汇，且最大水压为12.94×105Pa。根据行业的相关规定，选用中深钻孔进行超前探水作业能够为采准巷道开挖提供安全上的保证。

2.3 超前探水参数

采准巷道的纵向断层面上可分为4个段落，每段7.5m。我们假定需要打4个钻孔，每个钻孔都分布在分段点上，即可以实现巷道周围8m内不会出现径度大于7.5m的积水区，从而保证的井底作业的安全性。其探水钻孔参数如表1所示。此外，钻孔的口径应该根据实际情况来决定，且受到积水量和水压的影响。常用的范围在45～75m之间，且最大不会超过90m。在需要取心采样的时候，可以适当的放宽口径大小。

2.4 探放水施工步骤

超前探水设计能够为矿井工程中出现的涌水事件提供可靠的技术支持。首先，我们要确定在断层结构中是否含有水体，且断层与水体之间是否存在着直接的水力联系。当我们判断断层属于导水层时，需要进行超前探水的相关试验，并在此基础上进行巷道的开挖工作。此外，在穿过矽卡岩和破碎带时，我们必须进行全断面的支护，着重关注矿工在开采巷道时的底板弧形，尽可能地避免底鼓现象。最后，我们还要加强对地表溶洞和民采空区的探明。与此同时，要对矿体的边界进行核查。

针对铜绿山矿I2 号矿体的采准巷道开挖工程，我们需要使用中深孔沿着巷道的方向进行探水试验，随后再使用浅孔对近范围内加密。当加密孔完成后且没有出现漏水异常时，可以对巷道进行下一步的挖开作业。由于该矿山的巷道为斜井、岩层的含水率较高，且斜井离南坑底板的位置较近，针对该类特殊情况，我们认为钻孔方向应为仰角大约16°左右的位置，且炮孔的底孔应该高出孔口2.7m左右。但是由于难度系数较大，会对永久矿柱带来一定程度的损害。

2.5 探水可能结果及其相关应急措施

一方面，我们要分析断层的含水问题。在超前探水的过程中，一旦打到断层部位就会有水从钻孔周围流出。在放水的一段时间里，若水压并未下降，我们则认定为断层含水。针对这一具体问题，我们应立即停止开采工作，值得注意的是：为了防止大面积的涌水涌泥淹没工作面，我们要提高工作的速度，利用好先进的设备和科学技术集中的处理穿水钻孔问题。反之，水压下降，则判定为暂时安全，可以继续开采井下作业。

另一方面，当我们遇到民采空区，并通过超前探水技术认定其内部含水时，我们应该进行放水处理，进一步判断含水的容量情况，在确保该地区安全后方可进行下一步操作。

3 结束语

通过上述实验，我们认为超前探水技术在采准巷道的开挖作业中具有重要意义，能够对矿井工作人员提供安全保障，减少淹井隐患。本文结合了铜绿山铜铁Ⅰ2号矿体的实际案例，针对具体问题提出了相应的解决措施，对超前探水操作方面进行了简单的介绍。此外，该作业能够提高采准巷道开挖的执行速度，具有较好的经济效益和现实意义，值得推广。

参考文献

[1]王方汉，曹为勤，张文如.无间柱阶梯式连续回采分层充填采矿法试验研究[J].采矿技术，2008，8（4）：4-6.

[2]张国中.矿井水灾防治中探水与透水事故处理的几个问题[J].煤炭技术，2002，21（8）：35-36.

（作者单位：开滦钱家营矿业分公司）