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摘要:結合晉能控股煤業集團云崗礦的實際情況，在該礦2#層404-2盤區8418切巷施工中，基于巷道的水患分析對“有掘必探”的必要性進行了探討。在此基礎上，提出了8418切巷“有掘必探”工程設計及實施方案，針對性制定了安全技術措施，有效消除了8418切巷的水害安全隱患。

關鍵詞:有掘必探；水患；物探；鉆孔

1工程概況云崗礦

8418切巷位于2#層404-2盤區北部，設計長度95m，規格為6.2m×2.8m，由東向西方向掘進。北部為郭家坡變電站及北五風井，南部為十里河109國道且地表有高壓線通過。工作面埋深76~110m，南部埋深淺，北部埋深深。北部為303石門，西部為5418巷，南部為8418工作面，東部為2418巷。8418切巷煤層厚度為1.79~4.84m，平均3.3m。頂板巖性為灰白色礫巖，粗砂巖膠結，礫石成分以石英為主，次為燧石，厚度為10.85m。底板巖性為灰色細砂巖，成分以石英為主，含白云母片，顯示微斜層理，膠結好，堅硬。灰白色粉砂巖，中部夾三層薄層細砂巖，節理構造發育，局部含中粒砂巖及煤線。

2水患分析

2.1地面水患情況

8418切巷掘進區域上覆地表為郭家坡溝和北山住宅區（已搬遷），地表標高為1159~1211m，最高為1211m。郭家坡溝為時令河，在雨季期間有雨水匯集，通過裂縫滲入至工作面，頂板出現淋水現象。

2.2上覆含水層情況

2#煤層頂板存在砂巖裂隙含水層，主要由粗砂巖、含礫砂巖及細砂巖組成，厚約60m。巖層裂隙發育不均勻，粉砂巖相對隔水。富水性隨含水層埋深增加而減弱。以往含水層埋藏淺時，鉆孔單位涌水量較大為1.67~2.71L/s.m，滲透系數為2.93~7.48m/d；含水層埋藏較深時，一般在70m以下，鉆孔單位涌水量0.0037~0.8575L/s.m，滲透系數為0.043~0.132m/d。近幾年隨著煤炭的開采，云崗組砂巖裂隙水基本已經枯竭，但局部會有頂板淋水的現象。

2.3老空水害情況

西部為該礦與姜家灣礦礦界，煤柱寬40m，針對西部采空區，已經施工了有掘必探孔共10個，其中7個探孔均通孔無水，其余未通。東部為該礦8301采空區，煤柱寬20m，設計4個驗證孔，均通孔無水，應加強對采空區側的觀測，如有透水征兆及時撤人并匯報。工作面下伏為3#煤層，未采，不存在水患，對工作面無影響。

2.4底板灰巖承壓水患及構造水患情況

根據《云崗礦水文地質類型劃分報告》資料解釋結果，寒武灰巖巖溶水不會對2#煤層巷道開拓造成威脅，故不存在帶壓開采。根據2418、5418巷道構造揭露情況，預測工作面內無構造。綜上分析，8418切巷水文地質情況簡單，但在掘進期間，必須堅持“有掘必探、先探后掘”，特編制該設計并貫徹實施。

3“有掘必探工程”設計方案

通過對8418切巷區域的水患分析，井下探放水工作應執行“物探先行，鉆探驗證”的綜合探測手段[1-6]，根據探測結果綜合分析采掘巷道水患程度后進行鉆探驗證。

3.1物探方法

8418切巷井下區域主要采用瞬變電磁物探、直流電法物探兩種。3.1.1瞬變電磁物探采用YCS200礦用本安型瞬變電磁儀對8418切巷迎頭向里15m處前方100m半圓范圍地層賦水情況進行瞬變電磁探測，超前探測基本測線3條，每條測線11個測點，如圖1。在巷道掘進頭通過調整發射接收線圈，進而可以形成3條扇形掘進頭超前探測的實測剖面，主要用于分別探測煤層正前（圖2a）、煤層頂板（圖2b）、煤層底板（圖2c）。超前探測100m，允許掘進距離70m，并留足30m的超前距，如圖3。3.1.2直流電法物探采用YDZ50型礦用本安并行直流電法儀進行巷道掘進頭前方80m范圍內導含水構造探測，“三點源法”探測；通過在8418切巷內向后方循環訂電極，形成1條掘進前方超前探測的實測剖面，如圖4。

3.28418切巷有掘必探鉆孔設計

同層三鉆，方位分別為247°、270°、293°，傾角與煤層傾角一致，深度為50m，允許掘進20m，在保證安全距離30m的基礎上循環推進，不探鉆不允許掘進。如遇特殊地質及水文地質情況，下發補充專項設計。

3.3探放水鉆孔施工技術要求及單孔結構

（1）每次超前探測時，必須將工作面浮煤清理干凈，所有鉆孔開孔位置均在巷道底板以上煤層中部施工，正前鉆在工作面中部，不探鉆不允許掘進。（2）每循環最多允許掘進20m，待第一組鉆孔嚴格按照設計要求全部施工完畢后，方可掘進；在保證超前距不小于30m的前提下，再施工第二組鉆孔，依次類推，直至巷道到達設計位置為止，不探鉆不允許掘進。（3）探水工具采用ZY-750型液壓鉆機，配套長度1.5m、直徑Φ63mm中空鉆桿，配套直徑Φ75mm導向鉆頭和直徑Φ130mm的擴孔鉆頭。

4安全技術措施

（1）掘進隊組必須在巷口位置懸掛地測防治水牌板（包括物探牌板），物探牌板由地質測量部物探專業人員在每次開展井下超前物探后及時填寫。在開始探巷之前，要求在巷道低洼處構建水倉，配備一趟4寸排水管路，同時配備一臺45kW水泵以備排水，不得滯后工作面50m。（2）探鉆地點附近必須安裝電話，以便及時匯報探鉆過程中發生的意外情況和一旦工作面發現透水征兆時，能及時與地面調度室聯系、匯報情況，并向受水害威脅區域發出警報。探放水隊必須嚴格按照本設計探鉆參數要求進行施工，如遇井下情況特殊確需改變設計時，必須經地質測量部同意后，重新調整鉆孔參數，補充鉆孔探測設計方案。（3）探放水隊必須在班前會強化員工的防治水意識，真正做到防患于未然。探放水隊在每次探鉆位置巷道頂板懸掛探巷標示牌，并標明測點前距離，掘進隊組必須每班掌握施工進度，保證留足安全距離。（4）探放水隊探通孔如若有水，必須制定專項放水措施，方可進行放水，放水完畢后，應及時用水泥、樹脂、木楔等封孔，以免有害氣體溢出傷人，釀成事故。探放水孔如有探通無水，瓦檢員負責檢查探放水孔的氣體情況，及時處理有害氣體。（5）探放水孔如沒有探通，在掘進后，探放水隊用預先準備好的樹脂、水泥、木楔封堵在巷道兩側的探孔。地質測量部派專人負責指導探孔的施工，使探孔參數嚴格符合設計要求。安監站派專人監督，如果發現探鉆參數不合格，立即要求停止施工探孔。（6）地質測量部應及時掌握掘進進尺和安全距離，必須及時下達停掘通知單、探水通知單及允許掘進通知單。每次探測完畢，由探放水隊、地質部、安監站、掘進隊組相關負責人組織驗收，驗收合格后在四聯單上簽字，嚴格執行單孔驗收制度。在鉆場附近必須懸掛“有掘必探”記錄牌版，探放水人員負責填寫探巷參數（位置、方位、角度、鉆孔數量、深度），掘進隊組負責人填寫每日進度，驗收合格后，探放水隊、地質測量部、安監站、掘進隊組相關負責人確認簽字。

5排水及避災路線安排方案

5.1排水路線分析

工作面—2418暗斜井—3#層404-2軌道巷—3#層404-2盤區水倉—3#層404-2軌—材料斜井甩車場—材料斜井—1030大巷水溝—中央水倉—地面。

5.2水害避災路線

當井下巷道發生水害后，必須及時組織人員進行撤退避災，其水害避災路線：工作面—2418暗斜井—3#層404-2軌（皮）—材料斜井甩車場—材料斜井—地面；工作面—2418暗斜井—3#層404-2皮—南煤北調皮—南配風巷—1030大巷—副井底—地面；工作面—2418暗斜井—3#層504-2回—通8#層504-2回風暗斜井—8#層504回—8#層504-1回—404風井—地面。

6結論

基于2#層404-2盤區8418切巷地質及水患情況，在“有掘必探”方案的思想下在8418切巷現場實施了物探和鉆探技術，并制定了針對性的安全技術措施。8418切巷有掘必探探放水鉆孔設計合理，積水易充分探放，巷道掘進中頂板無淋水現象發生，8418切巷無水害事故發生，說明設計方案合理有效，有效保障了8418切巷的掘進安全。

【參考文獻】

［1］張金國.“有掘必探”設計方案在上覆破壞區掘進中的應用[J].能源技術與管理，2019，44（05）：118-119.

［2］李志云.云崗礦410盤區21003巷有掘必探設計研究[J].山東煤炭科技，2019（03）：172-174.

［3］趙月鵬.淺談有掘必探與構造探測相結合的功效[J].山東煤炭科技，2017（10）：147-148.

［4］劉勝利.復采煤層有掘必探管理新模式的探索[J].能源與節能，2015（12）：66-67.

［5］鄭斌，牛圓圓.辛置煤礦2-1111巷“有掘必探”設計研究[J].黑龍江科技信息，2013（17）：93.

［6］張其勝，韓加亮.“有掘必探”在資源整合礦井中的實踐[J].山西焦煤科技，2011，35（10）：4-5.

作者：牛科 單位：晉能控股煤業集團云崗礦