邻空掘巷老空区积水探放方案设计与实施

李平伟

摘要：本文结合平煤十矿己17-24100下分层掘进工作面，阐述了煤矿掘进工作面老空区积水探放的方案设计、设备设施的选用和使用、施工方法及安全技术要求和应急处理措施，为实现沿积水区安全掘进施工提供了有效的解决方案。

关键词：煤矿;掘进工作面;施工;探放水

中图分类号：TD745 文献标识码：A 文章编号：1672-9129（2020）08-0091-02

引言：探放水是煤矿掘进，特别是下分层掘进工作面施工过程中经常进行的一项灾害治理措施，其方案设计的科学性、施工管控措施的针对性、有效性，直接影响着探放水的效果，因此进行规范、合理的探放水设计，顺利的实现积水的探放，解除水患威胁，对实现煤矿的安全生产尤为重要。

1 工作面概况

己17-24100工作面位于平煤十矿-320水平己四采区西翼第四区段，南北相邻区段己17煤层均未开采，上覆己15.16-24100采空区、己15-24080采空区。己17-24100工作面沿己17煤层顶板施工，其上為厚3.4～5.6m的己15.16假顶;己17煤层底板为厚3～5m的砂质泥岩夹薄层细砂岩。经综合分析，己17-24100风巷掘进工作面主要水害为己15-24080采空区内的老空水。

积水区位于己15-24080机巷8034点处至8038点外37m，预计积水区长140m，宽0～31m，积水标高-623.8m，水头高度0～6.2m，积水面积2170m2，积水量1800m3左右，放水点预计最大水压0.06Mpa。

2 探放水工程设计

2.1物探。采用瞬变电磁超前物探，每次物探沿掘进方向有效距离按50m控制，保持超前距、巷帮均不小于20m，结合钻探结果无异常后方可允许向前施工30m。

2.2钻探。

（1）超前探水：巷道施工到积水区警戒线时必须执行超前探水措施，每循环布置两个钻孔，超前距不小于30m，并且钻孔终孔进入老空区长度不小于3m，进入积水区警戒线前或在允许施工距离内，若出现顶板淋滴水、巷帮煤壁潮湿等异常现象要提前进行探放水。积水区警戒线位置设计钻孔4个，编号为警11#、警12#、警21#、警22#孔，均设计在巷道顶板下2.0m处。

（2）探放水位置：分别在己17-24100风巷开口位置向里652m、664m、676m、687m、699m、711m、722m处，在正风巷开口向里647m处做水泵窝，长4.0m，宽4.0m，高2.6m，深度低于巷道底板1.5m，支护形式为梯形棚子。

（3）钻孔参数：共设计14个钻孔，编号为1-14，其中1-7号孔设计在顶板下1.5m处;8-14号孔设计在巷道顶板下2.0m。

2.3钻孔结构。警11#、警12#、警21#、警22#孔设计60m左右进入老空区，14个探放水钻孔均设计31m左右进入老空区，所有钻孔均进入老空后再钻进3m后方可停钻。

2.4孔口管安装及要求。

（1）每孔准备套管一根，套管长10.5m，套管Φ108mm，钻孔Φ75mm，套管外端安闸阀，以保证控制放水量。

2.5排水设备及线路。

（1）排水管路及排水路径：在探放水位置附近的水泵窝内安装2台水泵，水泵型号为100D-16×9，电机功率为37KW，单泵排水量为54m3/h，扬程大于50m。

（2）打钻出水后，老空水用4寸排水管路经水泵窝→己17-24100风巷→己17-24100风巷车场→己四轨道下山→己四水仓。

3 探放水工程施工及技术要求

3.1安装钻机。所有探放水钻孔均用ZDY-1400钻机进行施工，钻机稳定后，打立柱固定钻机并加固钻机附近棚子，以保证棚子和钻机牢固后，调整好钻机角度、方位，使其与设计方位一致，接通电源并试运转，保证钻机运转正常。

3.2开孔。所有探放水钻孔开孔前重新核定开孔方位及角度与设计完全一致后，用Φ50mm光面钻杆接Φ110mm钻头开孔。钻进至孔深10.5m停钻，拨出钻具，并把孔内的煤（岩）粉冲洗干净，准备下套管。

3.3固套管。

（1）每孔准备Φ108mm套管一根，破布5公斤，干海带2公斤，套管长10.5m。

（2）用干海带在套管上均匀缠一层，并在海带外再均匀缠一层破布，用大锤或钢梁把套管顺钻孔全部砸入煤体，并确定套管固定牢固。

3.4探水。套管固定牢固后，开始探放水，首先把4寸闸阀安装在套管法兰盘上，用Φ75mm无岩芯钻头接Φ50mm光面钻杆下入孔内开始钻进，把剩余煤柱打透。

3.5排水。在探放水孔出水后，经水沟流入附近水泵窝，利用水泵窝处两台水泵进行排水。

4 主要安全技术措施

4.1一般要求。

（1）所有探放水钻孔每次开孔前必须由地测部门专业人员现场给定钻孔方位及角度。

（2）每次施工前要并敲帮问顶，严防掉顶、片帮伤人和损坏设备。

（3）钻进前，必须将钻机固定好，钻机钻进过程中，严禁钻机左右摇晃，钻杆后严禁站人。

（4）探放水期间，钻机前方、后方不得站人，避免孔内喷渣或顶钻伤人。

（5）每次探放水打钻前，必须加固钻孔周围10米内的的支护，支护必须紧跟迎头。

（6）每次探放水前，将迎头20米内的机电设备必须转移至距探放水地点不低于15m外，以便退路畅通。

（7）探放水期间，要加强供电管理，配备专用电源，杜绝停电事故的发生，钻机和水泵电源开关必须各自独立。

（8）探放水或排水期间，每班配备一名泵工，一名机电工，坚持现场交接班。

（9）打钻出水后，应严格按水泵排水能力控制放水量，放水过程中如有堵孔情况发生，必须及时捅孔，继续放水。