采空區探放水鑽孔施工技術
采空區探放水鑽孔施工技術
邢智軍
（汾西正幫煤業有限責任呢公司 孝義032302）
摘 要：介紹正幫煤業基建開拓巷道頂板為9#煤采空區，采用物探先行、鑽探跟進的原則，打設鑽孔探放水並控製排水量，實現了采空區積水的安全探放，為我礦技改工作安全生產保駕護航。
關鍵字：采空區；探放水；鑽孔
一、引言
汾西正幫煤業有限公司，是技改擴建礦井，設計施工東西回風大巷為1100米，到達首采工作麵，該開拓工作麵沿10+11#煤掘進，坡度為0-12○，S掘= m2，S淨= m2，方位為270○，頂板為9#煤采空區，采空區麵積約為120000m2積水約為100000m3的積水，必須探放水才能保證基建開拓巷道的安全順利施工。
二、打鑽前的準備工作
1、排水設備:
（1）、回風巷開拓工作麵選用WQY-70-40-13型潛水泵三台，4寸排水管2趟，水泵揚程40m，流量70m3/h，配套電機13KW，電壓為660V,三台水泵一台工作，一台備用，一台檢修；
（2）、臨時水倉處水泵，選用D85-45×2型多級泵三台，4寸排水管1趟（留有一趟2寸備用管路），水泵揚程90m，流量85m3/h，配套電機37KW，電壓為660V，三台水泵一台工作，一台備用，一台檢修；
（3）、中央泵房在用水泵型號如下，100D-45×7水泵一台，配用4寸管，水泵揚程315m，流量85m3/h，配套電機132KW；80D-30×10水泵兩台，配用6寸管路兩趟，水泵揚程300m，流量43m3/h，配套電機75KW，電壓均為660V，三台水泵一台工作，一台備用，一台檢修；
2、安裝ZLJ-350煤礦用坑道鑽機，鑽機額定功率5.5KW，鑽進深度能達100m，鑽孔直徑50mm，選用42mm，長度1m鑽杆 ，將孔口管、開關、纜線鋪設到位，鑽機用的靜壓水，接到鑽場。
3、鑽場頂幫加強支護，底板要拉平，便於穩鑽機，規格為4×3×3m並且將鑽機底座安設道木並使用圓鋼錨杆固定鑽機。
4、水文地質技術員按設計給出鑽孔的方位、坡度、傾角，現場用紅噴漆標記好。
三、采空區積水基本情況
1、積水標高：+775～+778 鑽場標高為+765
2、采空區麵積：120000m2
3、積水體積： 100000m3
四、鑽孔施工情況
通過YCS40（A）礦用瞬變電磁儀物探，在回風巷迎頭迎頭進行的瞬變電磁探測，都是以迎頭右幫為法向方位角0°，以法向方位角間隔為15°，形成一個觀測扇麵。主運巷的探測方向方位角為：0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°、105°、120°、135°、150°、165°、180°（圖1-1回風巷迎頭探測點方位角示意圖）。並且在每一個探測方向方位角按照探測法向傾角為45°、30°、15°、順層0°四個傾角分別探測（圖1-2不同法向傾角探測示意圖）。關於探測所依照的坐標係統及法向方位角、法向傾角的觀測係統說明如下。
圖1-1回風巷迎頭探測點方位角示意圖
圖1-2回風巷迎頭瞬變探測數據解析成果圖
圖1-2中分別表示了回風巷迎頭不同法向傾角的視電阻率分布圖。從圖中可以看出：
1、回風大巷左幫存在大範圍低阻異常區域；
2、迎頭前方水平方向視電阻率較高，但是在煤層頂板局部範圍存在低阻異常；
3、回風大巷右幫也存在低阻異常。
據此結合地質資料及現場地質及水文情況初步判斷：
1、回風大巷左幫存在大麵積富水的可能性很大，在生產過程中務必調查清楚巷道左幫富水範圍、與目前巷道掘進的相對位置關係、水壓、水質等水文地質條件，確保生產安全；
2、回風大巷迎頭正前方9煤頂板局部富水的可能性很大；
3、回風大巷右幫40-60m富水可能性較大。
四、鑽孔出水情況
根據物探物探成果顯示在回風大巷左幫30～50米的範圍9#采空去的富水性可能很強，需在左幫合理有效布置鑽孔進行探放水工作。
根據回風大巷水量觀測情況，對井田範圍周邊小窯進行拉網式排查，並聯係原榆樹坪輔助井2#坑、3#坑施工原礦方人員進行調查，得知該水係與距離回風巷較近的二坑、三坑有關，通過調查二坑、三坑、原風井，詳細了解了地麵井口坐標、標高、開采年限、主采煤層，及井下采掘、運輸、煤層構造、越層越界、生產時湧水、積水情況，特別是針對原2#坑、3#坑湧水量情況進行深入調查，上了台帳及拍照，獲得了比較可靠得第一手資料。
⑵、通過對原榆樹坪二坑、三坑調查了解後，對回風巷工作麵進行了針對性的鑽探驗證，在工作麵左幫220°方位打鑽孔5個，並且全部出水，出水量為23m³/h左右。
1#鑽孔鑽進33米穿透采空區，初時水量約為19.5 m3/h ，
2#鑽孔鑽進33米穿透采空區，初時水量約為19.5 m3/h ，
3#鑽孔鑽進33米穿透采空區，初時水量約為19.5 m3/h ，
4#鑽孔鑽進33米穿透采空區，初時水量約為19.5 m3/h ，
5#鑽孔鑽進33米穿透采空區，初時水量約為19.5 m3/h ，
五、放水量及觀測
對二孔放水進行20D觀測，表1為觀測期間記錄數據，進行上述觀測時，為進一步獲得鑽孔放水量效果資料，鑽孔閘閥安全打開，用容積法對湧水量進行觀測。
容積法：1#孔V1= 觀測時間T=S ,Q=
2#孔V1= 觀測時間T=S ,Q=
總放水量Q=
表1 放水量觀測記錄
時間 放水量
六、放水效果
此次打鑽放水僅為D，將采空區水放完約為m3，取得較好的效果，比預計經濟效益可觀，初步估計可節約資金萬元。
七、結語
該鑽孔的成功探放為正常基建開拓巷道掘進探明積水情況，遇采空區探放水提供了寶貴經驗，為加快礦井的技改基建建設打下堅實的基礎，同時也取得明顯的經濟效益。
