神东布尔台煤矿42106工作面探放水工程实施与分析

刘小雄

摘 要：分析了布尔台煤矿42106工作面上覆22煤采空区积水情况，计算了探放水钻孔的具体参数；提出了具体的施工技术要求以及施工安全技术措施，保障施工过程中安全；描述了探放水具体实施过程；对探放水的效果进行评价，总结了探放水施工应该注意的问题，为今后探放水工程提供依据。

关键词：布尔台煤矿；探放水设计；技术要求；探放水效果评价

中图分类号： TD745.22 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）29-191-2

0 概述

布尔台煤矿位于内蒙古自治区鄂尔多斯市境内，井田为一不规则的多边形，可采煤层10层，探明地质储量33亿吨，可采储量20亿吨。井田内含煤地层为侏罗系中下统延安组，其煤系的沉积基底为三叠系上统延长组[1]。

布尔台煤矿42106工作面是一盘区第6个工作面，工作面位于巴图塔六队西南部，巴图塔五队西北部，地表的东北部多被风积沙覆盖，风积沙呈新月形沙丘，构成风成地貌。工作面回采42煤，平均煤厚6.5m，工作面局部存在0.2m的夹矸，夹矸岩性为砂质泥岩。

工作面上部有22煤采空区。根据22煤煤层底板起伏及密闭返水情况，在采空区内有积水，积水范围及位置基本清楚。为保证工作面安全回采，需提前对上部22煤采空区积水进行疏放。钻探队承担此次探放水工作工程，具体目的和任务是：根据22煤工作面采空区底板起伏情况，在采空区低洼积水区域布置探放水钻孔，疏于采空区积水。

1 探放水设计方案

1.1 采空区积水情况估算

22煤采空区积水范围和积水面积的推算是根据22煤顺槽剖面数据和22煤综采面每隔50m测量一次综采剖面数据为依据，首先画出1m等高线，然后根据22煤当时回采时采空区涌水量的观测大致得出积水标高，最后根据采空区等高线和积水标高画出积水范围，计算出积水量，经估算，工作面上覆22煤采空区总积水面积约为26万㎡，总积水量约为9万m3。

1.2 工程布置及工程量

根据本次探放水工程的目的和任务，在顺槽设计探放水钻孔32个，由于实施探放水区域可能存在钻孔泄水量较大或疏放效果不佳等情况，需设计预留8个探放水钻孔，用于后期补充施工探放水。所有钻孔由巷道顶板向22煤采空区底板最低处施工。

根据资料和工程布置情况，工程量如下：

工程测量：井下定测钻孔32个

预计探放水钻孔工程量为32孔/3509m。

2 施工技术要求

严格按照设计孔位施工，施工顺序按孔号顺序由小到大施工。如需调整孔位及补充施工探放水钻孔，必须经地质组核实并同意后方可执行。探放水孔严格按设计开孔位置、仰角及方位角向上部采空区内施工。钻孔均由专用探放水钻机施工，探放水工程施工前，全面检修钻机，保证钻机处于良好的状态。各探放水钻孔开孔直径均为113mm，钻进11m，下89mm封口管10m，封孔管要固结牢固并防止漏水，封孔管外焊接铁托盘，托盘两侧各用锚索固定，完全满足固定封口管要求。套管口安装闸阀，套管上安装水压表和闸门，以收集放水时的水量、水压等资料。套管固结后，必须进行耐压试验，以不漏水、不松动为原则。安装完毕后以75mm孔径施工至终孔位置。钻孔钻进至采空区以孔口漏风、钻进无压力、钻杆不返水为准，要求继续钻进3m，防止采空区碎石堵塞钻孔。施工过程中施工人员随时用便携仪检测钻孔周围气体浓度，一旦发现浓度异常，立即停止施工，以防发生安全事故。施工完毕后，准备队负责在闸阀外安装“U”型管，防止采空区漏风。观测探放水孔水量变化，无水时关闭闸阀，在探放水钻孔水量大的情况下，应补打钻孔，保证采空区积水彻底放完。施工过程中必须严格按规定详细填写班报表，加强现场技术管理，根据实际情况及时调整角度，采用适当的压力、钻速保证将钻孔打通，及时疏放上覆22煤采空区积水，保证矿井安全生产。在施工现场附近安设专用电话或打钻人员配备小灵通，并保证随时与调度室联系，施工中如发现问题及时同各部门负责人联系。探放水钻孔打通后，如由于涌水量太大，排水设备如法满足排水要求时，准备队跟班队干负责关闭部分闸阀，待排水设施完善后再打开闸阀排水。如发现水压、水量突然增大、顶钻等异常现象时，必须立即停止钻进，不得拔出钻杆，要立即向调度室汇报。

2.1 劳动组织安排

①探放。采用两班作业，每天早班和中班施工，每班安排施工人员3名，跟班副队和安全员各1名。②排水。矿地质组在每个钻孔通孔前一天通知机电队将要贯通钻孔的位置，预计的涌水量，要求机电队提前在钻孔附近低洼处安设好水泵，每班安排机电队排水人员现场跟班。③探放水组织机构。成立以矿井总工程为组长，地质组组长、生产办主任、机电办主任、安全办主任、机电队队长为成员的探放水小组，全面开展本次探放水工作，指挥部设在调度室，随时保持和井下的联系。

2.2 探放水工程施工

①准备工作：施工人员熟悉钻机操作技能，加强钻场附近巷道的排查，存在片帮的及时处理，准备好敲帮问顶的工具；清理巷道卫生和水沟内浮煤；在施工地点安设专用电话，随时保持畅通；测量技术人员要标定探放水位置，并由探放水负责人员一同在现场，共同确定钻孔方位、个数、钻进深度，并贯彻在所有施工人员；规定撤人的避灾路线等安全措施，并贯彻在所有施工人员。②探放水过程：本次探放水施工从2016年1月开始，钻孔根据位置的方便性从在顺槽交替施工，历时5个月，本次探放水设计钻孔32个，由于部分区域存在钻杆偏移未打通补充施工3个钻孔，由于部分初始涌水量较大很快水量变小堵孔的区域补充施工5个钻孔，总共施工钻孔40个，累计钻进进尺4480m，所有钻孔质量满足设计要求。

3 探放水效果总结

本项探放水工程，历时5个半月，累计施工钻孔40个，累计疏放水量15万m3，有效疏放了工作面上覆采空区积水，由于前期测量资料齐全完善，后期施工过程中反复分析研究，在未打通的钻孔附近均补充施工探放水，确保上覆采空区所有的低洼处均进行有效探放，不存在盲区。局部区域存在初始涌水量很大，之后很快变小的情况，可能存在堵孔的现象，这些区域全部进行了补充探放水，实践证明确实存在堵孔现象，后期补充探放水孔均验证了这一点。

4 结束语

探放水设计是通过对工作面所有技术资料的分析，提出具体实施探放水的所有要求，是探放水施工前必不可少的工作，也是探放水达到目的的有力保障。通过对工作面探放水资料的分析，笔者认为，探放水最重要最核心的内容是调查清楚采空区积水区的范围，估算积水量。以及施工过程中对钻孔涌水情况的分析，防止钻孔拥堵。在今后探放水过程中要注意以下事项：①测量人员要加强回采工作面剖面测量，综采工作面每隔50m必须测量一次剖面，遇煤层起伏较大区域加密测量，为探放水设计提供基本的测量资料，这也是调查清楚采空区积水的前提和保障。②煤矿防治水技术人员要定期对采空区密闭前出水情况进行观测，对出水口的水量和水压进行观测和记录，为调查采空区积水情况提供最直接的依据。③煤矿防治水管理人员和技术人员要通过已经实施的探放水工程经验，对通过前期相关资料来估算采空区积水范围和积水量的准确性进行分析评估，逐步提高准确性，优化探放水设计。④对施工人员操作技能作专门的培训，待熟练后方可上岗操作。并对设备在钻孔施工过程中可能出现的故障作详细的分析，确保探放水工作顺利进行。⑤探放水施工过程中，要安排技术员和安全员现场跟班，记录现场施工的具体资料，及时指导探放水过程中的各种安全和技术问题，现场跟班人员必须熟知探放水设计方案和安全技术措施，使工程严格按设计进行施工。⑥防治水技术人员和管理人员要认真分析探放水钻孔的涌水量变化情况和水量疏放情况，结合预计的采空区积水量，确保每一处积水量疏放彻底，如存在初始涌水量很大又很快变小的钻孔，可以充分地怀疑堵孔现象，必须进行捅孔或旁边补打探放水孔，保证采空区积水的疏放效果。

参 考 文 献

[1] 刘东林，张志敏，高振源，等.内蒙古自治区东胜煤田布尔台井田煤炭勘探报告[J].内蒙古自治区煤田地质局117勘探队，2006，6.

[2] 王大为.含春煤矿探放水工程实施与分析[J].能源与环境，2014（4）.