单孔探放水快速封孔新技术的应用.pdf

7 2 能 源 技 术 与 管 理 2 0 1 1 年第 4 期 d o i l O ． 3 9 6 9 6 ． i s s n ． 1 6 7 2 9 9 4 3 ． 2 0 1 1 0 4 ．0 3 0 单孔探放水快速封孔新技术的应用 宋 海兵 徐州矿务集团有 限公 司 权 台煤 矿， 江苏 徐州 2 2 1 1 5 3 [ 摘要] 在煤矿 生产过程 中， 当掘进巷道穿过老硐、 老空区时， 需要用钻机探放水。 是水文地 质经常碰到 ， 且非常烦琐和耗时的工作。根据权台煤矿北翼采 区的情况 ， 对 3 1 1 8工 作面采空区实施探放水， 为 了尽快放 出老空水， 保 障生产接 续 ， 通过分析决定利用 树脂药卷和水泥快速凝 固进行封孔 ， 比原来用水泥封孔技术缩短 了3 6 h ， 给工作 面 的接续和安全生产带来了巨大的效益。 [ 关键词 ] 探放水 ； 快速封孔 安全生产 [ 中图分类号 ]T D7 4 5 ． 2 2 [ 文献标识码 ]B [ 文章编号 ]1 6 7 2 - 9 9 4 3 2 0 1 1 0 4 - 0 0 7 2 - 0 1 1 问题 的提 出 一 7 4 0 IT I 主运横贯位 于权台煤矿北翼采区 ， 采 用岩巷掘进 ， 周边为老空 区， 且其上方为 3 1 1 8工 作面采空区， 故受水害威胁较大。通过研究分析 ， 决定采取超前探放水 ， 保障安全生产。 2 钻孔工艺与封孔技术 本次老空水 的探放工作采用 1 0 0型钻机 ， 用 8 9 mm钻头打入 2 1T I ， 下入 2 1T I 的套管 ， 套 管上 用海带 、 棉纱缠绕在管壁外侧 ， 后用桶把约 4 0 的水泥与水调和成一定 比例的水泥浆 ，分次注入 套管内，直致套管内以及岩石裂 隙内都被水泥浆 填满 ， 待 4 8 h水泥凝 固 、 封孔完成后 ， 用 ‘ D 6 0 m m 钻头直接打入老塘 ， 倾角 2 6 。 。 正常下人套管后用水泥封孔 ，而水泥凝 固的 时间为 1 d ， 用 时较长同时对套管 以及螺丝头有较 大的损坏。为了尽快放 出老空水 ， 保障生产接续 ， 通过分析决定利用树脂药卷和水泥快速凝 固剂进 行封孑 L 。 树脂药卷起到固定套管作用， 防止水头压 力把套管冲出钻孔 ，水泥快速凝 固剂起到封闭孔 壁的作用 ， 把套管与钻孔之间的缝隙充填 ， 充填完 毕后开动钻机用套管进行搅拌。该方法既节省了 时间， 又节约材料 ， 起到了增加经济效益的效果。 3 施工技术 3 ． 1 安全技术方面 1 快速封孔技术是巷道掘进停 头后 ， 对水 害威胁区域进行探放 ，不影响巷道掘进 的安全施 工， 且能改善劳动条件， 提高劳动生产率。 2 快速封孔技术不仅可以有效地降低水位 压 ， 疏干老塘内的积水并确保套管牢固可靠 ， 而 且能够缩短施工时间。 3 快速封孔技术进行封孔可 以正常安装瓦 笼 ， 很好的控制出水量 ， 防止高压水伤人 ， 防止探 出的老空水失控 ， 确保掘进巷道的完好 。 3 _ 2 设计施工方面 1 单孔快速封孔技术 的钻孔设计布置原 则 ， 应根据掘进巷道上方老空区位置进行布孔 ， 同 时要本着快速性和有效性 的原则 ， 如图 1 所示 。 图 1 钻子 L 位 置 2 快速封孔技术要求棉纱、 海带、 树脂药卷 和水泥快速凝固剂的分布要十分合理，树脂药卷 搅拌凝 固时间为 8～1 0 s ， 水泥快速凝固剂凝 固的 时间为 1 2 m in ，它们可以在很短的时间确保套 管与钻孔壁能够相互黏固， 确保封孑 L 效果， 如图 2 所示。 3 快速封孔技术 的材料简单 ， 基层 工区即 可找到 ，而且减少了水泥封孔带来的运输和搅拌 喷射的烦琐操作步骤 。 下转第 7 4页 7 4 韩效海平朔井工三矿井下防治水措施浅析 2 0 1 1年第 4 期 设计及安全技术措施 ， 经地测科 、 生产技术科 、 安 监科等部门联合审查 ， 由矿总工程师批准后实施。 4 掘进巷道防治水措施 。①巷道掘进前首 先要进行井下直 流 电法超前探 ，每次探测距离 6 0 ～ 8 0 m，巷道掘进探测段 5 0 ～ 7 0 m后提前 1 0 m 对前方巷道超前探测 ， 以保证巷道掘进速度。 ②巷 道掘进前还要进行超前钻探 ，探放水人员要严格 按照设计要求及操作规程进行施工 ，对煤层顶板 岩石 中赋含 的裂 隙水进行预疏 放 ，探测距离为 1 2 0 m， 掘进进尺不超过 1 0 0 m， 至少 留 2 0 r n的超 前距离 ；对有小煤窑或可能存在小煤窑的巷道每 隔 7 0 m设计两组钻孑 L 进行探测，探测距离为 1 l O re， 至少留 4 0 m的超前距离。③根据物探资料 ， 对探 测异常段进行加密探放 ，发现异常及 时向调度及 相关部门汇报， 以便采取相应防治措施。 ④老巷道 掘进前 ， 按照手持钻探查技术要求 ， 对掘进巷道进 行手持钻探查。 5 回采工作面的防治水措施 。①由于 9号 煤层厚度大 ， 回采后会对顶板破坏较大， “ 冒裂带” 发育较高，势必揭露和导通煤层上部含水层， 因 此 ，回采前必须对煤层顶板及上部含水层进行探 查。探测方法主要采用矿井高分辨电法测深和音 频电透视探测 ， 探测顶板及周围 6 0 m范围内煤层 的富水性 、 断层 、 破碎带 、 采空区、 暗沟 、 暗河 、 陷落 柱等含水构造。②根据对煤层及其顶板和巷道顶 板探测结果 ，分析研究煤层上部含水层的赋水特 征及分布|隋况 ， 在井上下设计疏放钻孔 ， 对上部含 水层相对富水区进行预疏放 ，实现首采面安全J 顷 利回采。 ③建立完善的排水系统 ， 在巷道内开挖排 水沟或联络巷 ，并选择巷道合理部位建立临时水 仓等相关设施。④在回采过程中加强水文地质及 地表塌陷情况的观测工作 ；回采后要加强采空区 矿井水 的疏排与管理工作 ，并做好地表塌陷区地 表水的疏排工程 ， 避免地表水或雨水溃入矿井。 6 井工三矿还采取 了留设 防水煤柱 、 设置 水闸门及水闸墙 、 注浆堵水 、 铺设大 口径双管道排 水系统等防治水措施 ， 本文就不再详细阐述 。 4结语 煤矿防治水措施很多 ，关键要看所采取 的措 施是否要符合矿井的实际情况， 是否有针对性， 是 否能够贯彻执行下去 。 近两年来 ， 井工三矿加强了 对防治水的管理工作 ， 真正做到了安全责任到位 、 措施管理到位 、 培训教育到位 、 监督监管到位 ， 防 治水工作最终取得了很好的成效 ，防止 了重大水 害事故的发生 ， 确保了矿井的安全生产。 [ 参 考 文 献] [ 1 ]国家煤矿 安全监察局． 煤 矿安全规程 [ M] ． 北京 煤炭 工 业 出版 社 ． 2 0 1 0 [ 2 ]国家安 全生 产监督 管理 总局 ． 煤矿 防治 水规 定 [ M] ． 北京 煤炭工业 出版社 ， 2 0 1 0 [ 作者简介 ] 韩效海 1 9 6 9 一 ， 男， 工程师， 2 0 0 8年毕业于大连理工 大学土木工程专业 ，现工作于徐州大屯工程咨询有限公 司。 [ 收稿 日期 2 0 1 1 - 0 3 - 2 8 ] 上接 第7 2页 图 2快速封孔 示意 图 4 应用效果 单孔快速封孔技术的应用 ，不仅能保证老空 水 的顺利探放 ， 而且确保涌水量的可控 ， 给工区建 立完善排水系统留出充裕的时间 ，有效防止 了上 山式打钻压力过大套管失效， 避免灾害事故， 改善 劳动条件， 提高劳动生产率， 同时可以更有效地降 低水位 ， 疏干老硐 内积水。 本次探放 3 1 1 8工作面老空水 ， 从钻机的稳固 到钻透老空 区用时为 1 2 h ，比原来用水泥封孔技 术 的 4 8 h缩短 了 3 6 h的时间 ， 给工作 面的接续和 安全生产带来了很大的经济效益和社会效益。 [ 作者简介 ] 宋海兵 1 9 7 0 一 ， 男， 江苏如皋人 ， 2 0 0 9 年毕业于中国 矿业大学采矿工程专业， 现任徐州矿务集团权台煤矿计划 科副科长。 [ 收稿 日期 2 0 1 0 1 2 - 1 5 ]