综合防治水技术在综掘煤巷施工中的应用

综合防治水技术在综掘煤巷施工中的应用

孙俊

淮河能源控股集团有限责任公司煤业分公司谢桥煤矿

摘 要：现阶段，在煤巷综掘施工的过程中，因为煤巷的顶板为含水层，巷道支护杆体进到含水层以后，巷道存水和锚杆漏水严重牵制了掘进的速率，从而严重的干扰巷道支护品质和文明工程施工。工程进展严重落后于业主的标准规定，给企业产生消极影响。因此，找寻有效的防水方式是保证工程施工的速率以及工程施工的品质、经济效益及施工安全的重点工作。

关键词：巷道淋水、渗水；综合防治水技术；煤巷综掘

引言：综掘巷道施工的过程中，煤巷顶板存在洒水时，洒水会沿工程施工锚索、锚杆注入掘进的空间当中，不但牵制的掘进效率，严重时会引起附近岩层支护结构无效，并且给掘进安全产生造成非常大的安全隐患。因此，巷道掘进过程中必须采用综合勘查技术对策，把握正前方煤岩里的富水性，依据勘查结论合理制订防治方法，从而良好的保证巷道掘进的安全高效[1]。

1.工程概况

某矿运送巷道沿5号煤层底板基坑开挖。 巷道的设计横截面为方形(宽4 350 mm，高2750 mm )。5号煤层埋深400 m，均值薄厚3.0 m，倾斜角5°~12°。 5号煤层顶底板主要为泥岩和砂质泥岩。某运送巷采用EBZ-160型综掘机掘进，附近岩石采用锚网喷混凝土控制。依据现有地质资料，某运送大巷掘进范围内地质构造条件简易，但上覆裂缝较发育，顶板局部部位可能存在沿河区域，对巷道掘进造成一定牵制。此外，巷道顶板分层次水软化，巷道附近岩石形变扩大，附近岩石基坑支护系统也可能出现异常。因此，在巷道掘进过程中必须采用综合防治水等相关的技术，从而良好的保证巷道掘进的安全稳定性[2]。

2.综合防治水技术分析

2.1探放水技术

在勘查的根本上，开展打孔和排水。设定锚杆孔开展基坑支护的过程中，先要在锚杆孔旁设定排水孔，避免水渗透到锚杆孔，无法达到抗拉力值，锚杆无效；工作面设有2个钻场，每一个钻场配置多个打孔，用ZDY1900S钻机钻入110~180 m。均沿巷道基坑开挖，打进顶板泥质板岩裂隙水，顶板水按合适透过裂隙水深度排出来。排水塑料软管通过巷道两边引进临时性储水箱，临时性储水箱通过潜水泵直接排进井中临时性储水箱。此外，在顶板岩层条件允许的范围内，锚索工程施工应适当推迟，降低顶板淋水对工程进度的影响。在锚索工程的施工同时，在锚索打孔旁用锚杆钻探机钻排水孔，将锚索锚固剂改成MSCK快速锚固剂。

2.2注浆封堵

依据检测出的沿河体下巷道顶板渗水状况，综合判断所采取的注浆对策。 巷道开掘到此部位时，顶板无大规模水珠时，可采取排水打孔开展双孔注浆。在此部位顶板存水严重时，可以结合"浅孔加深度孔"开展注浆，阻塞顶板存水缝隙。深孔注浆泵型号为2TG2-60/210，深孔注浆深层4m，注浆压力4MPa。浅孔注浆深度1.5m，每5m开展浅孔注浆，注浆压力为0.5MPa，C35混凝土和粗沙按1: 1比例混和注浆。引入后，可以根据顶板淋水状况适度更改引入主要参数。

2.3瞬变电磁超前探测

某运送煤巷开掘排涝关键是勘查富水区，明确富水区域压力、水流量及赋存范围。为此，探测采用瞬变电磁技术。瞬变电磁法具有检测精度高、范围广、检验工程施工便捷等特点。瞬变电磁仪采用YCS40(A)，采用偶极子设备，线条尺寸为2 m×2 m，为保证瞬变电磁方法的探测范围和迈向，打孔冒头位置是0°、30°、45°、60°四个方向开展探测。每一个方向的测量点合理布局如图1所显示。一次探测范围为行车线正前方90m。依据现有的瞬变电磁探测经验，明确电阻率在10Ω以上的范围为贫水域。电阻率在10Ω以下为富水区，在瞬变电磁探测范围内，能够通过观察电阻率的变化来决定富水区的范围。

图 1 为掘进迎头瞬变电磁测点布置示意图

2.4围岩注浆

虽说应用TF1和TF2定向长打孔对某工作面回采巷道顶板板岩裂隙水开展超前疏排，这样的话能够阻隔顶板承压水向巷道开掘空间的冒出。但因为此煤巷顶板归属于弱粉细砂岩石层，承载能力和稳定能力差，因此，需要采用注浆锚杆向巷道顶板岩石层灌浆，堵漏导水裂缝安全通道，保持附近岩石稳定。锚杆(D22 mm × 2 400 mm)，用以某工作面回采巷道附近岩石采掘。顶 板和巷道侧分别由700 mm~1500 mm和700 mm~1500 mm的间距配备。全段13根。锚杆运用全长锚固方法，安装结束以后预紧力大，并且运用钢筋网、带钢保护表。在巷道顶板两行锚杆之间布局一排中空注浆锚杆(D24 mm×3 000 mm)，注浆锚杆间隔1000 mm × 1600 mm之间排距布置。实际巷道施工中空注浆锚杆和周边岩石基坑支护实际设计如图2所显示。并且在没有影响工作面回采巷道正常开掘前提下，选用中空注浆锚杆尽早向附近岩石灌浆。注浆选用P. O42.5一般粉煤灰水泥，水泥浆比重为 1：3，并加入水玻璃以提升浆体特性(加入数为水泥含量的8% )，注浆压力为3 MPa。

图 2为巷道中空注浆锚杆以及围岩支护设计(mm)

3.现场应用效果分析

某运送巷道开掘中，综合应用瞬变电磁检测，发现巷道顶板有8个富水区，其中5个富水区存水1,000m3以上。通过超前的排水管道钻孔和近程检测钻孔总共排水管道7800 m3以上。因为选用超前的钻孔灌浆，加上浅孔灌浆阻塞巷道附近岩石潜在性导水裂缝，巷道开掘做到富水区的时候顶板淋失小，较大水淋失控制在0.8 m3 /h，顶板淋失不容易牵制巷道开掘及周边岩石的控制。通过对后天性顶板的淋水区域进行二次压密注浆，能够完全处理顶板的淋水问题。巷道富水地区选用锚网支护控制附近岩石。在此期内，巷道附近岩石形变小，不容易牵制巷道的正常使用[3]。

结束语：总的来说，首先，在巷道掘进过程中要采取综合发掘对策，实现对煤岩体构造活动率和富水体情况的具体勘探，为采煤队工作面后面防治水给予勘探材料。此外，依据探测结论，对于巷道顶板富含水体能够运用疏排水钻孔疏排以及注浆钻孔封堵导水裂隙等防治水对策开展相关的处理，最后可以良好的保证巷道掘进的安全稳定性。

参考文献：

[1]郭相海.综合防治水技术在综掘煤巷施工中的应用[J].煤，2021，30（12）：23-25.

[2]辛志宇.探放水工作在煤矿防治水工作中的实践应用[J].煤炭与化工，2021，44（S1）：44-45；58.

[3]殷登才，孙茂贵，张清，潘宝正.疏干孔在白象山铁矿防治水技术中的应用[J].现代矿业，2021，37（10）：236-238.