淺析小窯破壞區(qū)探放水施工設(shè)計(jì)探討

淺析小窯破壞區(qū)探放水施工設(shè)計(jì)探討摘要：為保證3202回風(fēng)順槽安全快速掘進(jìn)，避免小窯破壞區(qū)積水對(duì)巷道掘進(jìn)造成影響，決定對(duì)巷道246~360m段小窯破壞區(qū)采取超前探放水施工設(shè)計(jì)，并對(duì)巷道過(guò)小窯破壞區(qū)頂板采取注漿加固以及架設(shè)矩形工字鋼棚聯(lián)合支護(hù)。通過(guò)實(shí)際應(yīng)用效果來(lái)看，采取探放水施工設(shè)計(jì)后，避免了老空水對(duì)巷道掘進(jìn)的影響，保證了巷道掘進(jìn)安全，取得了顯著應(yīng)用成效。關(guān)鍵詞：巷道;老空水;探放水施工;支護(hù)技術(shù)13203回風(fēng)順槽概述晉能控股煤業(yè)集團(tuán)四侯煤礦3203回風(fēng)順槽掘進(jìn)工作面位于礦井二采區(qū)，沿煤層底板由北向南施工，巷道底板標(biāo)高+749～+762m。工作面開口點(diǎn)（北側(cè)）連接二采區(qū)運(yùn)輸巷，東側(cè)為3203綜采放頂煤設(shè)計(jì)工作面，西側(cè)為3202進(jìn)風(fēng)順槽，南側(cè)為原澤成小窯破壞區(qū)。3203回風(fēng)順槽設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為685m，斷面規(guī)格為寬×高=5.0m×2.8m，巷道掘進(jìn)煤層為3號(hào)煤層，煤層平均厚度為4.8m，平均傾角為3°，煤層頂?shù)装鍘r性如表1所示。根據(jù)相鄰工作面實(shí)際揭露資料及區(qū)域內(nèi)勘察資料分析，3203回風(fēng)順槽掘進(jìn)工作面為單斜構(gòu)造，傾角約2°~13°，地質(zhì)構(gòu)造中等。巷道掘進(jìn)至246~360m段為小窯破壞區(qū)，探測(cè)到小窯破壞區(qū)超前10m，回縮東幫1.5m，實(shí)體煤段為矩形斷面，凈寬3.5m，凈高2.8m；遇小窯破壞區(qū)采用梯形斷面，頂凈寬3.1m、底凈寬3.9m，凈高2.8m。為了保證巷道安全快速掘進(jìn)，避免巷道掘進(jìn)期間出現(xiàn)透水事故，決定對(duì)巷道在過(guò)小窯破壞區(qū)前進(jìn)行超前鉆探，并對(duì)巷道過(guò)小窯區(qū)采取聯(lián)合支護(hù)技術(shù)。2小窯區(qū)超前鉆探技術(shù)2.1探水設(shè)備型號(hào)2.1.1鉆機(jī)型號(hào)參數(shù)3203回風(fēng)順槽采用ZDY-1900型全液壓坑道鉆機(jī)進(jìn)行探水鉆孔施工，鉆機(jī)為全液壓動(dòng)力頭式結(jié)構(gòu)，主要由主機(jī)、泵站、操作臺(tái)三大部分組成，該鉆機(jī)具有解體性好、拆遷方便、擺布靈活等優(yōu)點(diǎn)，且回轉(zhuǎn)器為通孔結(jié)構(gòu)，鉆桿長(zhǎng)度不受鉆機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸的限制。該鉆機(jī)具體技術(shù)參數(shù)如表2所示。2.1.2封孔設(shè)備主要采用FKJW-173/2.0兩堵一注封孔器，封孔器封孔長(zhǎng)度為0.5m。此外還包含高壓注水泵，長(zhǎng)度為3.0m、直徑為108mm的孔口管若干根以及直徑為130mm的合金鋼擴(kuò)孔鉆頭等構(gòu)件。2.2鉆孔布置通過(guò)水文地質(zhì)資料發(fā)現(xiàn)：巷道掘進(jìn)至246~360m段時(shí)進(jìn)入小窯區(qū)，小窯區(qū)位于巷道進(jìn)向左側(cè)，距巷道中心21m。所以當(dāng)巷道掘進(jìn)至180m處時(shí)，對(duì)巷道迎頭布置3個(gè)探水鉆孔，鉆孔編號(hào)為1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)，所有鉆孔仰俯角為0°，鉆孔深度為100m，鉆孔直徑為75mm，其中鉆孔布置在距頂板1.0m處迎頭煤壁上，鉆孔布置間距為1.0m。其中1號(hào)鉆孔距巷道左幫間距為0.5m，1號(hào)鉆孔水平角為30°，2號(hào)鉆孔水平角為15°，3號(hào)鉆孔水平角為0°，具體如圖1所示。2.3鉆孔封孔工藝1）由于小窯區(qū)位于巷道進(jìn)向左側(cè)，巷道在掘進(jìn)過(guò)程中，煤體會(huì)受應(yīng)力影響，出現(xiàn)破碎現(xiàn)象，通過(guò)鉆孔實(shí)測(cè)，鉆孔在前12m范圍內(nèi)煤體破碎嚴(yán)重，局部出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象，12m后鉆孔成孔率高，鉆孔壁巖體穩(wěn)定，所以決定對(duì)鉆孔前12m范圍內(nèi)進(jìn)行封孔處理。2）首先對(duì)鉆孔前12m段進(jìn)行擴(kuò)孔處理，擴(kuò)孔采用直徑為130mm的合金鋼鉆頭進(jìn)行施工，擴(kuò)孔到位后及時(shí)對(duì)鉆孔內(nèi)煤泥進(jìn)行清理。3）鉆孔擴(kuò)孔到位后，向鉆孔內(nèi)安裝孔口管，共計(jì)安裝4根，孔口管之間采用絲扣進(jìn)行固定連接，在孔口管頂端及底端安裝1個(gè)環(huán)形封孔器，然后將封孔器注水管與高壓水泵連接，對(duì)封孔器注水打壓，當(dāng)封孔器完全膨脹且封堵孔口后，停止注水打壓。4）封孔器安裝后，對(duì)兩個(gè)封孔器之間的環(huán)形封堵空間進(jìn)行注漿施工，注漿液采用水玻璃與水泥混合漿液，注漿壓力控制在1.5MPa范圍內(nèi)。3小窯破壞區(qū)聯(lián)合支護(hù)技術(shù)由于3203回風(fēng)順槽掘進(jìn)至246m處進(jìn)入小窯破壞區(qū)，兩巷之間間距為21m，受應(yīng)力影響，巷道在246~360m段圍巖破碎嚴(yán)重，預(yù)緊頂板及巷幫出現(xiàn)嚴(yán)重破碎現(xiàn)象。因此需對(duì)該區(qū)域進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)。3.1注漿加固3203回風(fēng)順槽掘進(jìn)至240m處時(shí)，開始對(duì)巷道進(jìn)行注漿加固，注漿加固區(qū)主要為巷道進(jìn)向左側(cè)煤壁與頂板之間三角煤柱區(qū)域。1）采用手持式鉆機(jī)對(duì)巷道施工注漿鉆孔，巷道迎頭共計(jì)施工3個(gè)注漿鉆孔，鉆孔編號(hào)為1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)，其中1號(hào)、2號(hào)鉆孔為幫孔，3號(hào)為頂孔，鉆孔深度為5.0m，直徑為45mm。2）1號(hào)鉆孔施工在距頂板1.5m、距左幫0.5m處，鉆孔仰角為0°，向左偏角為30°；2號(hào)鉆孔施工在距頂板0.8m處，鉆孔仰角為45°，向左偏角為30°；3號(hào)鉆孔施工在距頂板0.5m、距左手幫1.0m處，鉆孔仰角及水平角為0°。3）所有鉆孔施工完后，對(duì)鉆孔內(nèi)安裝注漿軟管，注漿軟管與注漿泵進(jìn)行連接，然后進(jìn)行注漿施工，馬麗散與催化劑以1∶1的質(zhì)量配比混合注漿，注漿壓力為2.0MPa。3.2梯形棚施工由于3203回風(fēng)順槽掘進(jìn)至小窯破壞區(qū)后，巷道變?yōu)樘菪?，巷道上斷面寬度?.5m，下斷面寬度為4.0m，巷道寬度為2.8m，所以決定對(duì)巷道小窯破壞區(qū)架設(shè)密集梯形鋼棚支護(hù)。梯形棚主要采用工字鋼以及U29型鋼焊制而成，頂梁為11號(hào)工字鋼梁，頂梁長(zhǎng)度為2.8m，寬度為0.11m，頂梁兩端各安裝1個(gè)卡纜固定孔；棚腿長(zhǎng)度為3.2m，棚腿采用U29型鋼焊制而成，棚腿與頂梁之間采用卡纜進(jìn)行固定。為了提高鋼棚安裝穩(wěn)定性，決定對(duì)鋼棚棚腿安裝底座，底座采用長(zhǎng)度及寬度均為0.5m的鋼板焊制而成。梯形鋼棚安裝時(shí)先安裝棚腿，棚腿安裝在穩(wěn)定底板上，棚腿安裝后采用螺母將棚腿進(jìn)行固定，最后安裝頂梁，梯形棚安裝間距為1.0m，梯形棚安裝到位后，必須保證頂梁與頂板接觸嚴(yán)實(shí)。具體聯(lián)合支護(hù)技術(shù)情況如圖2所示。4結(jié)語(yǔ)巷道掘進(jìn)期間，必須對(duì)四鄰水害進(jìn)行排除，只有這樣才能保證巷道安全快速掘進(jìn)。四侯煤礦對(duì)3203回風(fēng)順槽過(guò)小窯破壞區(qū)時(shí)，采取了合理有效的探放水措施，從實(shí)際應(yīng)用效果來(lái)看，巷道施工探水鉆孔共計(jì)放水1244m3，巷道在后期掘進(jìn)過(guò)程中未出現(xiàn)淋水現(xiàn)象；對(duì)巷道過(guò)小窯破壞區(qū)期間采取聯(lián)合支護(hù)技術(shù)后，巷道在后期掘進(jìn)過(guò)程中未出現(xiàn)煤壁片幫、頂板破碎現(xiàn)象，有效保證巷道安全快速掘進(jìn)，取得了顯著應(yīng)用成效。參考文獻(xiàn)[1]趙玉銳.鄰近采空區(qū)探放水施工技術(shù)應(yīng)用[J].煤炭與化工，2021（9）：55-57.[2]李士輝.9106綜采工作面上覆采空區(qū)探放水施工技術(shù)應(yīng)用[J].能源與節(jié)能，2021（7）：56-59.[3]張潔.掘進(jìn)巷道小煤柱采空區(qū)探放水施工設(shè)計(jì)[J].煤礦現(xiàn)代化，2020（3）：162-1