劉小雄

摘 要：分析了布爾臺煤礦42106工作面上覆22煤采空區(qū)積水情況，計算了探放水鉆孔的具體參數(shù)；提出了具體的施工技術(shù)要求以及施工安全技術(shù)措施，保障施工過程中安全；描述了探放水具體實施過程；對探放水的效果進行評價，總結(jié)了探放水施工應該注意的問題，為今后探放水工程提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：布爾臺煤礦；探放水設(shè)計；技術(shù)要求；探放水效果評價

中圖分類號： TD745.22 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）29-191-2

0 概述

布爾臺煤礦位于內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市境內(nèi)，井田為一不規(guī)則的多邊形，可采煤層10層，探明地質(zhì)儲量33億噸，可采儲量20億噸。井田內(nèi)含煤地層為侏羅系中下統(tǒng)延安組，其煤系的沉積基底為三疊系上統(tǒng)延長組[1]。

布爾臺煤礦42106工作面是一盤區(qū)第6個工作面，工作面位于巴圖塔六隊西南部，巴圖塔五隊西北部，地表的東北部多被風積沙覆蓋，風積沙呈新月形沙丘，構(gòu)成風成地貌。工作面回采42煤，平均煤厚6.5m，工作面局部存在0.2m的夾矸，夾矸巖性為砂質(zhì)泥巖。

工作面上部有22煤采空區(qū)。根據(jù)22煤煤層底板起伏及密閉返水情況，在采空區(qū)內(nèi)有積水，積水范圍及位置基本清楚。為保證工作面安全回采，需提前對上部22煤采空區(qū)積水進行疏放。鉆探隊承擔此次探放水工作工程，具體目的和任務是：根據(jù)22煤工作面采空區(qū)底板起伏情況，在采空區(qū)低洼積水區(qū)域布置探放水鉆孔，疏于采空區(qū)積水。

1 探放水設(shè)計方案

1.1 采空區(qū)積水情況估算

22煤采空區(qū)積水范圍和積水面積的推算是根據(jù)22煤順槽剖面數(shù)據(jù)和22煤綜采面每隔50m測量一次綜采剖面數(shù)據(jù)為依據(jù)，首先畫出1m等高線，然后根據(jù)22煤當時回采時采空區(qū)涌水量的觀測大致得出積水標高，最后根據(jù)采空區(qū)等高線和積水標高畫出積水范圍，計算出積水量，經(jīng)估算，工作面上覆22煤采空區(qū)總積水面積約為26萬㎡，總積水量約為9萬m3。

1.2 工程布置及工程量

根據(jù)本次探放水工程的目的和任務，在順槽設(shè)計探放水鉆孔32個，由于實施探放水區(qū)域可能存在鉆孔泄水量較大或疏放效果不佳等情況，需設(shè)計預留8個探放水鉆孔，用于后期補充施工探放水。所有鉆孔由巷道頂板向22煤采空區(qū)底板最低處施工。

根據(jù)資料和工程布置情況，工程量如下：

工程測量：井下定測鉆孔32個

預計探放水鉆孔工程量為32孔/3509m。

2 施工技術(shù)要求

嚴格按照設(shè)計孔位施工，施工順序按孔號順序由小到大施工。如需調(diào)整孔位及補充施工探放水鉆孔，必須經(jīng)地質(zhì)組核實并同意后方可執(zhí)行。探放水孔嚴格按設(shè)計開孔位置、仰角及方位角向上部采空區(qū)內(nèi)施工。鉆孔均由專用探放水鉆機施工，探放水工程施工前，全面檢修鉆機，保證鉆機處于良好的狀態(tài)。各探放水鉆孔開孔直徑均為113mm，鉆進11m，下89mm封口管10m，封孔管要固結(jié)牢固并防止漏水，封孔管外焊接鐵托盤，托盤兩側(cè)各用錨索固定，完全滿足固定封口管要求。套管口安裝閘閥，套管上安裝水壓表和閘門，以收集放水時的水量、水壓等資料。套管固結(jié)后，必須進行耐壓試驗，以不漏水、不松動為原則。安裝完畢后以75mm孔徑施工至終孔位置。鉆孔鉆進至采空區(qū)以孔口漏風、鉆進無壓力、鉆桿不返水為準，要求繼續(xù)鉆進3m，防止采空區(qū)碎石堵塞鉆孔。施工過程中施工人員隨時用便攜儀檢測鉆孔周圍氣體濃度，一旦發(fā)現(xiàn)濃度異常，立即停止施工，以防發(fā)生安全事故。施工完畢后，準備隊負責在閘閥外安裝“U”型管，防止采空區(qū)漏風。觀測探放水孔水量變化，無水時關(guān)閉閘閥，在探放水鉆孔水量大的情況下，應補打鉆孔，保證采空區(qū)積水徹底放完。施工過程中必須嚴格按規(guī)定詳細填寫班報表，加強現(xiàn)場技術(shù)管理，根據(jù)實際情況及時調(diào)整角度，采用適當?shù)膲毫Α@速保證將鉆孔打通，及時疏放上覆22煤采空區(qū)積水，保證礦井安全生產(chǎn)。在施工現(xiàn)場附近安設(shè)專用電話或打鉆人員配備小靈通，并保證隨時與調(diào)度室聯(lián)系，施工中如發(fā)現(xiàn)問題及時同各部門負責人聯(lián)系。探放水鉆孔打通后，如由于涌水量太大，排水設(shè)備如法滿足排水要求時，準備隊跟班隊干負責關(guān)閉部分閘閥，待排水設(shè)施完善后再打開閘閥排水。如發(fā)現(xiàn)水壓、水量突然增大、頂鉆等異常現(xiàn)象時，必須立即停止鉆進，不得拔出鉆桿，要立即向調(diào)度室匯報。

2.1 勞動組織安排

①探放。采用兩班作業(yè)，每天早班和中班施工，每班安排施工人員3名，跟班副隊和安全員各1名。②排水。礦地質(zhì)組在每個鉆孔通孔前一天通知機電隊將要貫通鉆孔的位置，預計的涌水量，要求機電隊提前在鉆孔附近低洼處安設(shè)好水泵，每班安排機電隊排水人員現(xiàn)場跟班。③探放水組織機構(gòu)。成立以礦井總工程為組長，地質(zhì)組組長、生產(chǎn)辦主任、機電辦主任、安全辦主任、機電隊隊長為成員的探放水小組，全面開展本次探放水工作，指揮部設(shè)在調(diào)度室，隨時保持和井下的聯(lián)系。

2.2 探放水工程施工

①準備工作：施工人員熟悉鉆機操作技能，加強鉆場附近巷道的排查，存在片幫的及時處理，準備好敲幫問頂?shù)墓ぞ?；清理巷道衛(wèi)生和水溝內(nèi)浮煤；在施工地點安設(shè)專用電話，隨時保持暢通；測量技術(shù)人員要標定探放水位置，并由探放水負責人員一同在現(xiàn)場，共同確定鉆孔方位、個數(shù)、鉆進深度，并貫徹在所有施工人員；規(guī)定撤人的避災路線等安全措施，并貫徹在所有施工人員。②探放水過程：本次探放水施工從2016年1月開始，鉆孔根據(jù)位置的方便性從在順槽交替施工，歷時5個月，本次探放水設(shè)計鉆孔32個，由于部分區(qū)域存在鉆桿偏移未打通補充施工3個鉆孔，由于部分初始涌水量較大很快水量變小堵孔的區(qū)域補充施工5個鉆孔，總共施工鉆孔40個，累計鉆進進尺4480m，所有鉆孔質(zhì)量滿足設(shè)計要求。

3 探放水效果總結(jié)

本項探放水工程，歷時5個半月，累計施工鉆孔40個，累計疏放水量15萬m3，有效疏放了工作面上覆采空區(qū)積水，由于前期測量資料齊全完善，后期施工過程中反復分析研究，在未打通的鉆孔附近均補充施工探放水，確保上覆采空區(qū)所有的低洼處均進行有效探放，不存在盲區(qū)。局部區(qū)域存在初始涌水量很大，之后很快變小的情況，可能存在堵孔的現(xiàn)象，這些區(qū)域全部進行了補充探放水，實踐證明確實存在堵孔現(xiàn)象，后期補充探放水孔均驗證了這一點。

4 結(jié)束語

探放水設(shè)計是通過對工作面所有技術(shù)資料的分析，提出具體實施探放水的所有要求，是探放水施工前必不可少的工作，也是探放水達到目的的有力保障。通過對工作面探放水資料的分析，筆者認為，探放水最重要最核心的內(nèi)容是調(diào)查清楚采空區(qū)積水區(qū)的范圍，估算積水量。以及施工過程中對鉆孔涌水情況的分析，防止鉆孔擁堵。在今后探放水過程中要注意以下事項：①測量人員要加強回采工作面剖面測量，綜采工作面每隔50m必須測量一次剖面，遇煤層起伏較大區(qū)域加密測量，為探放水設(shè)計提供基本的測量資料，這也是調(diào)查清楚采空區(qū)積水的前提和保障。②煤礦防治水技術(shù)人員要定期對采空區(qū)密閉前出水情況進行觀測，對出水口的水量和水壓進行觀測和記錄，為調(diào)查采空區(qū)積水情況提供最直接的依據(jù)。③煤礦防治水管理人員和技術(shù)人員要通過已經(jīng)實施的探放水工程經(jīng)驗，對通過前期相關(guān)資料來估算采空區(qū)積水范圍和積水量的準確性進行分析評估，逐步提高準確性，優(yōu)化探放水設(shè)計。④對施工人員操作技能作專門的培訓，待熟練后方可上崗操作。并對設(shè)備在鉆孔施工過程中可能出現(xiàn)的故障作詳細的分析，確保探放水工作順利進行。⑤探放水施工過程中，要安排技術(shù)員和安全員現(xiàn)場跟班，記錄現(xiàn)場施工的具體資料，及時指導探放水過程中的各種安全和技術(shù)問題，現(xiàn)場跟班人員必須熟知探放水設(shè)計方案和安全技術(shù)措施，使工程嚴格按設(shè)計進行施工。⑥防治水技術(shù)人員和管理人員要認真分析探放水鉆孔的涌水量變化情況和水量疏放情況，結(jié)合預計的采空區(qū)積水量，確保每一處積水量疏放徹底，如存在初始涌水量很大又很快變小的鉆孔，可以充分地懷疑堵孔現(xiàn)象，必須進行捅孔或旁邊補打探放水孔，保證采空區(qū)積水的疏放效果。

參 考 文 獻

[1] 劉東林，張志敏，高振源，等.內(nèi)蒙古自治區(qū)東勝煤田布爾臺井田煤炭勘探報告[J].內(nèi)蒙古自治區(qū)煤田地質(zhì)局117勘探隊，2006，6.

[2] 王大為.含春煤礦探放水工程實施與分析[J].能源與環(huán)境，2014（4）.