西河煤业地质异常区探孔方案设计

李 水 利

(泽州县国土资源局，山西 晋城 048026)

西河煤业地质异常区探孔方案设计

李 水 利

(泽州县国土资源局，山西 晋城 048026)

根据西河煤业采掘衔接需要，对掘进面前方地质异常区进行探孔设计，并结合巷道断面尺寸，阐述了探孔的施工措施及注意事项，为巷道掘进提供了准确的数据，节省了巷道工程量，消除了安全隐患。

矿井，地质异常区，断层，钻孔布置

0 引言

矿井批准开采3号，15号煤层，井田面积为10.463 7 km2，核准生产能力0.60 Mt/年。井田开拓方式：斜井开拓。矿井用两水平开拓，一水平标高+614.000 m，开采3号煤层；二水平标高+540.000 m，开采15号煤层。

现开采3号煤层，位于山西组中下部，煤层厚度3.06 m～5.02 m，平均4.23 m，稳定可采。煤层结构简单，夹0层～2层夹矸。3号煤直接顶板多为粉砂岩、泥岩，直接顶下常有0.1 m～0.2 m的炭质泥岩及灰色泥岩伪顶，老顶为灰色细粒砂岩、泥岩互层。底板一般为泥岩、粉砂岩。3号煤属结构简单～较简单、全区稳定可采的厚煤层。井田内中东及中西部边界处局部剥蚀。

一采区南运输、回风大巷开拓延伸沿煤层顶板掘进，煤层赋存稳定，产状均匀，掘进过程中揭露F2断层等地质异常区，其直接充水含水层为山西组及下石盒子组砂岩含水层，据区域资料显示，富水性弱，井下涌水量为13 m3/h～17 m3/h，奥灰水位位于3号煤层之下，不会构成煤层底板突水危险，受水害威胁较小。

1 掘进面概况

掘进工作面揭露断层之前，煤层稳定，产状均匀，局部节理发育，倾角1°～4°，无构造、陷落柱等。向前掘进200 m时发现地质构造区，揭露的F2断层，位于井田中部，根据相邻矿井西沟煤矿实际开掘情况推测该断层走向近东西，倾向南，断层倾角70°，落差5 m，断距5.3 m，断层性质为不导水的正断层。井田内延伸长度约1 100 m，由146号、2126号钻孔控制，地表未出露。根据对延伸巷道迎头的测量，煤层底板标高595.975，预测相对盘煤层底板标高在600 m～602 m之间。对工作面掘进影响较大，需布置钻孔进行探测，根据探测结果及时改变巷道掘进方向和断面尺寸，变更支护参数。

2 探孔设计方案

一采区南运输巷向南延伸期间，距离3108下分层进风顺槽交叉点32 m处发现F2正断层。一采区南运输巷需过断层向前延伸，探放水钻孔布置参数如表1所示。

表1 钻孔布置参数

探测结果如下：1号孔方位180°，仰角28°，钻探49 m见煤，57 m见岩。2号孔方位180°，仰角15°，钻探53 m全岩。3号孔方位180°，仰角45°，钻探33 m见煤，36 m见空，37.5 m见岩。4号孔方位165°，仰角28°，钻探51 m见空后由少量出水，共出水约100 m3，继续钻进至61 m见岩。5号孔方位150°，仰角28°，钻探44 m见空，有水，现已放出约280 m3水，未放完。6号孔方位145°，仰角20°，钻探51 m见煤，56 m见岩。7号孔方位135°，仰角25°，钻探47 m见煤，52 m见岩，53 m处停钻。8号孔方位210°，仰角23°，钻探52 m见空，58 m见岩(如图1所示)。

3 施工要求及措施

3.1 设备选型

根据巷道断面特征，采用ZYW-1200钻机；钻杆采用：φ50 mm；钻头：φ65 mm。

3.2 钻孔原始资料编录

疏放水钻孔均需将钻场号，孔号，方位角，倾角，开孔孔径，套管规格、长度，固管压力，岩层变化，岩性，初出水深度、出水量、水压以及终孔层位、深度等准确记录在案。

3.3 探孔安全注意事项

1)钻机安装及其附属设备必须符合要求，各转动、传动部分要有合格的防护罩，施工时严禁将工具和其他物品放在钻机、油泵、电机上。

2)加强钻场附近的巷道支护，发现危岩、活石等不安全因素及时处理，避免发生冒顶和片帮事故。

3)严格按照设计方位角及倾角施工。由矿地测科指定专人使用全站仪标定钻孔方位，使用地质罗盘标定钻孔倾角。安装钻进定位时，必须严格按照工程技术人员标定的孔位及角度进行施工，严禁擅自改动。孔位允许误差不大于50 mm，角度允许误差不大于1°。

4)钻探司机每次开机时都要仔细观察四周，只有确保钻杆及卡瓦头上没有任何工具，其他人员都避开时，才能开动钻机。

5)钻机要由专职钻探司机进行操作。严禁打干钻，开泵送水确认返水后，方可钻进。钻进时操作人员不准离开钻机，并做到“三看”“两听”“一及时”。每班钻探工不得少于3人，钻探人员要求衣着整齐、利索，袖口、衣襟要扎紧，防止缠到钻杆上伤人。

6)钻孔施工时，需撤出工作地点所有无关人员，钻探工要密切注意孔内变化情况，发现异常要立即采取措施，防止突水事故发生。

4 断层探孔结果

根据钻探情况可知：现一采区南运输巷迎头煤层底板标高为596 m，过断层后前方区域内(长60 m，宽60 m)煤层底板标高为626 m，断层断距约为30 m，在南运输巷迎头前方25 m，高程613 m处出现坚硬岩层，过断层后煤层厚度为4 m～5 m，过断层后前方煤层延南运输巷方向走向北南，地势基本平缓，倾向西高东低，煤层东西坡度为5°～6°。根据146号地质钻孔见煤标高推断前方煤层呈上山趋势。

综上可知，F2断层落差30 m，倾角70°，位于井田中部，走向近东西向，为正断层，对工作面掘进影响较大。

5 结语

一采区大巷分为南运输、南回风巷，原设计断面为矩形断面，南运输巷毛断面：宽5.2 m，高3.6 m；净断面：宽5.0 m，高3.5 m；南回风巷毛断面：宽4.2 m，高3.1 m；净断面：宽4.0 m，高3.0 m。巷道延伸穿越断层后，以15°仰角向前掘进，穿过3号煤层底板后进入3号煤层后恢复水平掘进，继续掘进煤层巷道，考虑到南运输、南回风巷为采区巷道，服务时间较长，根据钻孔柱状图可知，巷道掘进期间会相继穿过深灰色石岩、灰黑色泥岩、遂石灰岩、细砂岩、粉砂岩和3号煤层底板黑色泥岩，穿过底板岩层较多，层位间岩性赋存不稳定，尤其是3号煤层底板岩层为黑色泥岩，局部相变为粉砂岩，遇水膨胀，易发生底鼓，因此穿层岩巷巷道断面更改为半圆拱形巷道，半圆拱形断面对围岩变化适应性较好，受力较均匀，有利于巷道施工掘进安全，穿过3号煤层底板后进入3号煤层后恢复水平掘进，继续掘进煤层巷道。

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The exploratory hole scheme design of geological abnormal area of Xihe coal industry

Li Shuili

(ZezhouCountyLandResourcesBureau,Jincheng048026,China)

According to the mining cohesion needs of Xihe coal industry, this paper made exploratory hole design before coalface geological anomaly area, and combining with the roadway section size, elaborated the construction measures and attention of exploratory hole, provided accurate data for tunnel excavation, saved the roadway engineering quantity, eliminated the security risks.

mine, geological anomaly area, fault, well location

1009-6825(2017)01-0082-02

2016-10-27

李水利(1975- )，男，工程师

P641

A