摘 要：文章闡述了利民煤礦探放井田邊界老空水所采取的技術(shù)措施，介紹了探放水過(guò)程中所采用新技術(shù)、新設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)及取得的經(jīng)濟(jì)效益，為同類(lèi)條件下煤礦探放水工作提供了很好的借鑒經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：老空水；新技術(shù)；探水設(shè)計(jì)

1 探放水工程概述

內(nèi)蒙古利民煤焦有限責(zé)任公司煤礦（下簡(jiǎn)稱(chēng)利民煤礦）位于內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市鄂托克旗境內(nèi)，主采山西組9煤和太原組16煤。按照采掘計(jì)劃，本年度擬掘進(jìn)09115工作面。該工作面位于井田北部邊界，與多個(gè)小煤窯相鄰。周邊小煤窯與利民煤礦同采9煤，現(xiàn)已全部關(guān)閉，由于小煤礦開(kāi)采時(shí)間較長(zhǎng)，又缺乏準(zhǔn)確詳細(xì)的測(cè)量資料，停產(chǎn)后采空區(qū)可能存有大量積水。根據(jù)以往地面電法勘探資料，09115工作面周邊存在異常富水區(qū)域。為防止老空突水，需對(duì)該工作面富水異常區(qū)進(jìn)行探放。為此，利民煤礦對(duì)09115工作面回風(fēng)順槽外小窯老空水編制了探放水設(shè)計(jì)，并投入了先進(jìn)的技術(shù)手段和裝備進(jìn)行探水施工，最終取得了較滿意的成果，解除了邊界外老空水對(duì)工作面開(kāi)采的威脅。

圖1 利民煤礦9煤瞬變電磁勘探成果圖

2 探放水設(shè)計(jì)

本次施工采用ZDY6000LD長(zhǎng)距離定向鉆機(jī)，根據(jù)鉆機(jī)特性設(shè)計(jì)在回風(fēng)順槽內(nèi)布設(shè)2個(gè)探水點(diǎn)，1#探水點(diǎn)布置在現(xiàn)09115回風(fēng)順槽平巷內(nèi)50m處；2#探水點(diǎn)布置在新09115回風(fēng)順槽內(nèi)630m處。每個(gè)探水鉆場(chǎng)布置3個(gè)走向長(zhǎng)鉆孔，分別為1#、2#和2-1#，單個(gè)鉆孔長(zhǎng)度750m，鉆孔布設(shè)見(jiàn)圖。

1#孔布置在距現(xiàn)順槽左幫20m處，2#孔主孔布置距順槽左幫70m，2-1#分支孔布置在順槽左幫55m。為不影響回風(fēng)順槽掘進(jìn)，探放水鉆孔孔需單獨(dú)施工鉆窩。為保證探放水垂向上無(wú)盲區(qū)，2#孔及2-1#孔分別沿煤層底、頂板布設(shè)，距煤層底、頂板間距為0.5m。1#、2#探水孔施工完畢后，在距開(kāi)孔約660m處開(kāi)始以25°角導(dǎo)斜鉆至相交，以確保探放區(qū)域內(nèi)無(wú)盲區(qū)。

1#探水點(diǎn)施工完畢后，確保無(wú)老窯水威脅后，掘進(jìn)施工至630m處，再布設(shè)2#探水點(diǎn)進(jìn)行探水工作。2#探水點(diǎn)探放至09115工作面切眼，探水方案與1#探水點(diǎn)相同。

經(jīng)探放得出利民煤礦09115工作面回風(fēng)順槽向北70m范圍內(nèi)無(wú)老空，礦井邊界防水煤柱也由原來(lái)的70m降為50m，增加了工作面可采量，避免了資源浪費(fèi)。

3 此次探放水工程的創(chuàng)新點(diǎn)

3.1 孔口管材質(zhì)的選取

按照《煤礦防治水規(guī)定》要求，在水壓位于1-2MPa時(shí)，孔口管的長(zhǎng)度為10m。以往煤礦的探放水工作均選用無(wú)縫鋼管，材料笨重，價(jià)位高，且探水工程結(jié)束后必須將其拔出后才能夠進(jìn)行掘進(jìn)作業(yè)。為了解決常規(guī)孔口管的弊端，利民煤礦專(zhuān)門(mén)定做了一批PVC材質(zhì)的孔口管。與鋼制管材相比，PVC材質(zhì)的孔口管既能達(dá)到設(shè)計(jì)壓力的要求，又具有輕便、價(jià)格低的優(yōu)點(diǎn)。尤其重要的是探水結(jié)束后，遺留的孔口管不影響綜掘機(jī)作業(yè)，為巷道掘進(jìn)節(jié)省了時(shí)間。

3.2 探水設(shè)備的配備

本次探放水鉆機(jī)選用型號(hào)為ZDY6000LD長(zhǎng)距離定向鉆機(jī)。該鉆機(jī)具有自行式、低鉆速、大轉(zhuǎn)矩、鉆探距離長(zhǎng)的特點(diǎn)，且該鉆機(jī)可采用孔底動(dòng)力機(jī)具鉆進(jìn)定向孔。探放水鉆孔施工過(guò)程中可利用該鉆機(jī)特點(diǎn)施工長(zhǎng)距離鉆孔，還可在鉆探工程中通過(guò)調(diào)節(jié)鉆孔軌跡使得不同探放水孔相交使得探放水區(qū)域內(nèi)無(wú)盲區(qū)。相比傳統(tǒng)的短鉆孔扇形布置方式避免了頻繁開(kāi)孔，減少了工程量，提高了安全性。

3.3 綜合技術(shù)的應(yīng)用

此次探水工程采用了物探、鉆探、化探等綜合探查手段，取得了很好的成果。物探探查出富水異常區(qū)為探放水鉆探施工提供了靶區(qū)，化探為出水水源判定提供了依據(jù)。

4 新技術(shù)、設(shè)備的運(yùn)用的效果

4.1 減少了工期

普通鉆機(jī)施工時(shí)只能夠鉆進(jìn)直孔，若前方煤層賦存條件變化大，鉆頭就會(huì)進(jìn)入煤層頂、底板達(dá)不到設(shè)計(jì)要求而需重新開(kāi)鉆孔，增加施工時(shí)間、材料費(fèi)及人工費(fèi)。而定向鉆機(jī)鉆頭進(jìn)入煤層頂、底板時(shí)，可以進(jìn)行靈活調(diào)節(jié)鉆孔角度，保證鉆孔可以始終設(shè)計(jì)要求鉆進(jìn)。

若采用普通鉆機(jī)施工，09115回風(fēng)順槽平巷段需施工鉆場(chǎng)27個(gè)，每個(gè)鉆場(chǎng)約需6天，全部施工完畢共需施工162天（不包括遇到異常情況時(shí)需要增加施工時(shí)間）。而使用長(zhǎng)距離定向鉆機(jī)，預(yù)計(jì)施工工期40天，可以節(jié)省鉆探時(shí)間120天。

4.2 節(jié)省材料、人工費(fèi)，創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益

使用普通鉆機(jī)，09115工作面回風(fēng)順槽內(nèi)需設(shè)立27個(gè)鉆場(chǎng)，施工鉆孔99個(gè)，需要止水套管99根，注漿水泥27噸，合計(jì)材料費(fèi)約9萬(wàn)元（不包括重新開(kāi)孔和注漿的材料費(fèi)）。而使用長(zhǎng)距離定向鉆機(jī)，開(kāi)孔只需要施工2個(gè)鉆場(chǎng)，使用4根止水套管，大大節(jié)省了探放水所需材料費(fèi)，同時(shí)也減少施工鉆孔人工費(fèi)用21.6萬(wàn)元，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

4.3 避免探放水盲區(qū)，增強(qiáng)了安全可靠性

按《煤礦防治水規(guī)定》，探放老空水鉆孔終孔位置需滿足平距3m的要求，用普通鉆機(jī)能力很難達(dá)到此要求，且因老窯內(nèi)的巷道布置極不規(guī)則，用普通鉆機(jī)施工難免遺留盲區(qū)。而采用定向鉆機(jī)施工可改變鉆孔軌跡，將探水鉆孔在巷道外布置成封閉四邊形，使得探放區(qū)域不存在探放水盲區(qū)，大大增強(qiáng)了探放水可靠性。

5 結(jié)束語(yǔ)

5.1 利民煤礦探放水工程運(yùn)用了物探手段圈定了09115工作面回風(fēng)順槽周?chē)熬锿饫峡諈^(qū)內(nèi)的積水范圍，采用國(guó)內(nèi)先進(jìn)ZDY6000LD長(zhǎng)距離定向鉆機(jī)進(jìn)行探水施工提高了施工進(jìn)度，確保了探放水可靠性。

5.2 通過(guò)探放水工程施工，查明了09115工作面回風(fēng)順槽外70m范圍內(nèi)無(wú)老空，為邊界放水煤柱留設(shè)提供了依據(jù)，原來(lái)的70m降為50m，增加了工作面可采量，避免了資源浪費(fèi)。

5.3 本次使用新工藝、新設(shè)備材料進(jìn)行探放水，相對(duì)以往探放方法節(jié)省施工時(shí)間120天，同時(shí)大大節(jié)省了材料費(fèi)和人工費(fèi)。本次探放水取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，也為同類(lèi)條件下老空水探放提供了很好的借鑒經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]煤礦防治水規(guī)定[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2009.

[2]煤礦防治水綜合技術(shù)手冊(cè)[M].長(zhǎng)春：吉林音像出版社，2003.

作者簡(jiǎn)介：樊海軍（1982-），男，助理工程師，內(nèi)蒙古烏海人，畢業(yè)于華北科技學(xué)院，現(xiàn)主要從事礦井防治水、地質(zhì)勘探工作。