趙弘云

【摘 要】礦井水災(zāi)害是地質(zhì)災(zāi)害中的一種類型，在礦井挖掘過程中含水層對于施工影響是非常大的，一旦掘進(jìn)時(shí)沒有處理好含水層就容易發(fā)生突水事故，影響礦井通道的施工安全。本文主要對巷道掘進(jìn)過程中遇到含水層的施工方法進(jìn)行了探討，以期能夠有效降低含水層對礦井掘進(jìn)的安全威脅，提升巷道施工效率。

【關(guān)鍵詞】掘進(jìn)巷道；含水層；施工方法

井下由于地質(zhì)條件比較復(fù)雜，在進(jìn)行巷道掘進(jìn)過程中會遇到斷層水或是裂隙水等安全威脅，需要施工隊(duì)伍掌握一定的施工方法來對含水層進(jìn)行處理，保證施工的安全性，提升施工效率，也能夠減少礦井透水事故的發(fā)生，因而礦井施工單位應(yīng)該加強(qiáng)對這方面施工技術(shù)的研究重視。

1 工程概況

本次施工中采用錨噴和鋼筋砼聯(lián)合支護(hù)方式，斷面為1/5三心拱形，巷道凈寬度4500mm，凈高度在4300mm，凈斷面積為18.33m2，地質(zhì)巖層分布為大理巖，原巷道規(guī)格為2.7m×2.6m，凈斷面積為6.73m2，老頂巖層為大理巖和節(jié)理相對發(fā)育破碎的大理巖。

2 巷道掘進(jìn)的放水措施和探放水要求

在巷道掘進(jìn)過程中需要提前采取相應(yīng)的防水措施來保證施工的順利，在施工過程中需要采取的防水措施主要包括以下三點(diǎn)：一是，提前進(jìn)行水源調(diào)研工作。礦井施工單位需要在施工之前對礦井下的水源分布進(jìn)行具體地探查，包括對水源的分布地區(qū)、含水量多少、礦井水文地質(zhì)資料等等進(jìn)行詳細(xì)研究，并且對于之前舊有的生產(chǎn)區(qū)進(jìn)行詳細(xì)調(diào)研，出具詳細(xì)確切的調(diào)研報(bào)告；二是，在施工過程中掌握透水前征兆，如果出現(xiàn)透水跡象就需要及時(shí)警惕可能發(fā)生透水事故，需要及時(shí)進(jìn)行撤離，并采取相應(yīng)措施進(jìn)行處理。透水前征兆的表現(xiàn)有很多，比如巷道壁出現(xiàn)水珠、滴水等等，因而在施工過程中，施工人員需要格外注意這些征兆，并且及時(shí)做出反應(yīng)來；三是，堅(jiān)持施工過程中的探放水原則，堅(jiān)決采取預(yù)測預(yù)報(bào)，出現(xiàn)疑點(diǎn)及時(shí)進(jìn)行探查，先探查再掘進(jìn)，先治理后施工的原則。

在巷道掘進(jìn)施工過程中，為了保證施工的安全性和預(yù)防透水事故的發(fā)生，需要在施工過程中進(jìn)行探放水，探放水操作需要進(jìn)行一定的鉆孔操作，具體的布置要求有以下幾點(diǎn)：一是，在掘進(jìn)過程中，施工人員選擇探水鉆孔時(shí)一定要嚴(yán)格按照相應(yīng)的規(guī)定要求來進(jìn)行鉆孔布置，包括控制鉆孔的密度、幫距以及超前距離等等，其中幫距是探水鉆孔中心終點(diǎn)位置和外斜眼終點(diǎn)中間的距離，在實(shí)際施工過程中，幫距受到施工條件限制，施工人員可以通過巖石普氏系數(shù)來確定具體的大小數(shù)值；二是，在確定超前距時(shí)應(yīng)該根據(jù)施工巷道的巖層厚度和水頭壓力等來進(jìn)行確定。鉆孔超前距是掘進(jìn)重點(diǎn)和最淺鉆眼之間的距離，在本次工程施工當(dāng)中，巷道為全礦巷道，礦層厚度是在1.8～2.5m，水頭壓力是在2.5～3.0MPa之間的，綜合兩者的影響，最終可以確定本次工程當(dāng)中的鉆孔超前距確定在18m左右。

3 掘進(jìn)巷道遇含水層的施工方法

3.1 雙巷掘進(jìn)交叉方法

當(dāng)施工人員在巷道掘進(jìn)過程中遇到工作面出現(xiàn)突水事故災(zāi)害威脅時(shí)，在施工方法上可以及時(shí)調(diào)整為雙巷交叉掘進(jìn)的方法，設(shè)置兩條巷道，每隔40m的距離就在兩個(gè)巷道中間建一條聯(lián)絡(luò)巷，聯(lián)絡(luò)巷平時(shí)可以進(jìn)行運(yùn)送施工材料或是施工人員的通道，在發(fā)生水災(zāi)時(shí)施工人員也能夠及時(shí)躲進(jìn)聯(lián)絡(luò)巷當(dāng)中，減輕水災(zāi)對施工人員帶來的安全影響。在施工過程中應(yīng)該注意，兩條巷道都需要進(jìn)行探水，邊探水邊進(jìn)行掘進(jìn)施工，并且堅(jiān)持交叉施工的原則，當(dāng)一條巷道在進(jìn)行掘進(jìn)施工時(shí)另一條巷道進(jìn)行探水施工，兩邊交叉進(jìn)行施工，這樣能夠保證一邊是安全的，以免同時(shí)施工兩條巷道都出現(xiàn)透水事故，給施工人員帶來更大的安全影響。

3.2 單巷超前探水法

這種施工方法和交叉施工的相似之處在于也是兩條巷道進(jìn)行掘進(jìn)施工，不同的是，當(dāng)施工時(shí)含水層如果是位于巷道上側(cè)時(shí)可以采用此施工方法，上側(cè)施工掘進(jìn)的工作面可以超過下側(cè)掘進(jìn)施工的工作面15m以上，25m以下，下側(cè)的掘進(jìn)位置要控制在上側(cè)探水鉆孔的范圍之內(nèi)，這樣才能有效避開上側(cè)的含水層，并對含水層進(jìn)行有效監(jiān)控，減少透水事故的發(fā)生。

3.3 水平巷道和斜巷道施工方法

在巷道掘進(jìn)施工過程中不是一直都是水平的直線，也會存在斜向的巷道，在對水平巷道和斜巷道同時(shí)進(jìn)行施工時(shí)，為了有效防止斜巷道在向前掘進(jìn)過程中發(fā)生透水事故，降低斜巷道的施工威脅，可以采用水平巷道和斜巷道配合施工方法，也就是在水平巷道進(jìn)行掘進(jìn)施工的過程中，由技術(shù)人員對斜巷道施工進(jìn)行探水，并且將斜巷道施工控制在水平巷道的探水范圍之內(nèi)，從而保證斜巷道施工是在水平巷道掘進(jìn)施工的控制范圍之內(nèi)，有效提升斜巷道施工的安全性。

3.4 鉆孔放水法

在本次工程施工當(dāng)中，巷道在掘進(jìn)時(shí)遇含水量較大的含水層時(shí)，在掘進(jìn)工作面距含水層40～50m時(shí)，在距地板0.5m處以10°仰角垂直工作面布置3～5個(gè)直徑為150mm的探放水孔，并在孔口安裝套管，利用探水鉆孔進(jìn)行放水，待含水層形成降水斗時(shí)繼續(xù)在已疏干的煤巖層中掘進(jìn)，這種施工方法不僅施工簡單， 降低了工作面透水的危險(xiǎn)性，而且加快了掘進(jìn)速度。

3.5 注漿加固堵水

在斷層影響下，礦井下的礦巖體雖然本身具備一定的強(qiáng)度，但其對抗周圍巖石變形的能力明顯下降，需要通過人為外力來增強(qiáng)或改善巖體的力學(xué)性能，增強(qiáng)巖體內(nèi)的粘接力和摩擦力，從而使斷層中比較破碎的巖層能夠固結(jié)起來，減少透水事故的發(fā)生，保證斷層頂板區(qū)域的施工安全。因而在巷道掘進(jìn)施工當(dāng)中向巖體澆注一定的漿體來改變巖體性狀也是比較常見的施工方法。而注漿的滲透半徑需要根據(jù)巷道施工工程中巖體的裂隙密度、開度、迂曲度、漿液本身的膠凝時(shí)間、運(yùn)動(dòng)黏度和注漿時(shí)間、壓力來進(jìn)行綜合確定，依據(jù)相應(yīng)的擴(kuò)散半徑公式來計(jì)算相應(yīng)的滲透半徑。然后根據(jù)注漿壓力、時(shí)間和裂隙發(fā)育程度和滲透性等因子來計(jì)算注漿量的多少，根據(jù)計(jì)算出來的結(jié)果來進(jìn)行注漿操作。在注漿施工過程中要注意先進(jìn)行支護(hù)然后再實(shí)施注漿操作，以便保證注漿施工的安全性。在注漿時(shí)進(jìn)行掘進(jìn)，每次注漿加固一定的范圍就向前掘進(jìn)一定的區(qū)域，要注意向前掘進(jìn)的距離要小于注漿加固范圍，這樣才能保證掘進(jìn)施工在注漿加固控制范圍之內(nèi)，從而有效保證巷道掘進(jìn)施工的安全性。如果在施工過程中出現(xiàn)溶洞水或是斷層水等構(gòu)造水時(shí)，掘進(jìn)施工根本無法通過，這時(shí)就要根據(jù)井下地質(zhì)結(jié)構(gòu)和地質(zhì)構(gòu)造分布來更改巷道的掘進(jìn)路線，將含水層避開，從而有效保證巷道施工的順利。

4 結(jié)語

礦井建設(shè)生產(chǎn)過程中，井下水害對于礦井施工的安全威脅是很大的，如果不加以處理則有可能發(fā)生較大的透水事故，因而為了有效避免透水事故的發(fā)生，施工單位應(yīng)該給予含水層施工以足夠的重視，并且通過采取放水措施和科學(xué)施工方法來進(jìn)行施工處理，以便有效提升我國礦井建設(shè)生產(chǎn)的安全性，推動(dòng)礦山開采事業(yè)的健康發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

[1]馬建鵬.分析掘進(jìn)巷道探放水的重要性和必要性[J].時(shí)代報(bào)告：學(xué)術(shù)版，2016，5（2）：274-274.

[2]張國華.掘進(jìn)巷道過采空區(qū)圍巖應(yīng)力演化規(guī)律數(shù)值模擬[J].黑龍江科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2015，6（5）：463-468.

[3]胡文義，楊再高.掘進(jìn)巷道風(fēng)速對粉塵流場影響規(guī)律的數(shù)值模擬研究[J].化工礦物與加工，2016，45（1）：36-38.

[4]張牧，孟輝.深部工作面掘進(jìn)巷道前方疑似陷落柱綜合物探研究[J].能源技術(shù)與管理，2015，40（5）：1-3.

[5]李磊.掘進(jìn)巷道過含水?dāng)鄬铀Ψ乐渭夹g(shù)研究[J].技術(shù)與市場，2015，22（7）：212-213.

[責(zé)任編輯：王偉平]