摘 要：該文簡要介紹五陽煤礦南峰擴區(qū)在承受奧灰水壓力大，地質(zhì)條件復(fù)雜的情況下，保障準(zhǔn)備巷道安全掘進的技術(shù)要點。

關(guān)鍵詞：承壓開采 地質(zhì)條件復(fù)雜 情況下的 安全掘進

一、掘進前存在的問題：

潞安礦業(yè)（集團）公司五陽煤礦是一座有著40年開采歷史的國有大型煤炭企業(yè)，隨著其采掘活動的延伸，工作面逐漸轉(zhuǎn)向煤層埋藏較深、承受水壓較大、地質(zhì)條件復(fù)雜的南峰擴區(qū)（又稱七六采區(qū)）。特別是兩條開拓巷道（七六軌道下山、七六皮帶下山），要穿過埋深達600米、承受水壓達3.5MPa（掘進巷道最低標(biāo)高300米，承壓奧灰水位標(biāo)高650米）、構(gòu)造發(fā)育的天倉向斜軸。如何在地質(zhì)條件復(fù)雜的情況下進行承壓安全掘進顯得尤為突出。

二、掘進巷道前方地質(zhì)特征：

1.西大巷斷層：

該斷層為北升南降的正斷層，走向北50o東，傾向南東，傾角75o，區(qū)內(nèi)最大落差70米，預(yù)計掘進巷道前方落差30米左右，西大巷掘進曾有揭露。

2.天倉向斜：

為一橫貫全區(qū)的主要構(gòu)造，區(qū)內(nèi)延伸約4公里，軸向北東東，兩翼對稱，傾角15o，局部達25o，預(yù)計掘進巷道前方煤（巖）層坡度20o左右。

3.陷落柱：

井田內(nèi)共揭露或探測陷落柱40余個。在3號煤層中揭露最大97750m2，最小750m2，擴區(qū)內(nèi)一般為3000m2左右。陷落柱主要集中于天倉向斜軸兩側(cè)700米范圍內(nèi)。掘進頭前方為陷落柱發(fā)育區(qū)。

4.地質(zhì)異常：

根據(jù)南峰擴區(qū)電法勘探資料，區(qū)內(nèi)奧灰?guī)r溶發(fā)育有三個低阻異常帶（多次井下直流電法探測數(shù)據(jù)表明，有低阻異常帶時，圍巖必定有充水構(gòu)造），掘進頭前方正處于第二個低阻異常帶西段。

5.井下出水異常：

巷道掘進過程中出現(xiàn)局部涌水異常，涌水量為2--3m3/h，取樣化驗其水質(zhì)為HCO3-CL-K+Na+型水，據(jù)已有資料尚不能排除煤層底板灰?guī)r水有沿構(gòu)造裂隙帶向上補給的可能（應(yīng)當(dāng)說明的是，HCO3-CI-K+Na+型水大多形成于封閉的還原環(huán)境，含水層徑流條件差，富水性弱）。

三、巷道掘進防治水技術(shù)措施

1.七六軌道向前掘進的同時，采用物探和鉆探相結(jié)合的方法，探測掘進頭前方是否有導(dǎo)水?dāng)鄬雍蛶r溶陷落柱。具體方法是采用紅外線測溫、地質(zhì)分析、直流電法超前探測掘進頭前方斷層及其它地質(zhì)構(gòu)造賦存情況及其突水危險性，作為施工中采取相應(yīng)安全技術(shù)措施的依據(jù)。

2.在七六軌道、皮帶巷掘進頭距西大巷斷層破碎帶100m處停止向前掘進，選擇合適位置先施工七六軌道下山、七六皮帶下山兩座防水閘門硐室，待兩座防水閘門硐室施工結(jié)束，經(jīng)注水耐壓檢測合格后，巷道可以安全繼續(xù)掘進。

3.在預(yù)計七六軌道巷掘進頭距西大巷斷層破碎帶50m處停止向前掘進，打探水鉆，探明西大巷斷層的準(zhǔn)確位置及水文情況，以便采取相應(yīng)的安全技術(shù)措施。

1).超前探水：首先在掘進頭沿煤層頂板巖層水平布置一探水鉆，打到斷層位置。如果斷層無水，再由掘進頭沿傾斜方向向下布置一穿透煤層的鉆孔，在斷層處揭露K4灰?guī)r。若兩探水鉆孔均不出水，則可判定西大巷斷層沒有導(dǎo)水可能，可采取加強支護的方式直接通過斷層破碎帶。支護方式：在距西大巷斷層破碎帶20m處開始下地拱，并采取25U型鋼拱形可縮性支架與300mm厚混凝土碹聯(lián)合支護形式通過斷層破碎帶，防止斷層因日后受采動影響滯后突水。

2).若探水鉆孔出水，應(yīng)根據(jù)水壓、涌水量情況確定注漿堵水方案，重點封堵斷層破碎帶或煤層底板K4灰?guī)r含水層。注漿堵水工作完成后，須另打一探水鉆孔檢查注漿堵水效果，確認(rèn)達到堵水目的后，采取上述加強支護的方式通過斷層破碎帶。

3).探水鉆孔必須安設(shè)套管，套管外壁與探水孔之間空隙采用注漿充填；套管采用防噴裝置，其外露端安設(shè)配套閘閥，并考慮測壓表的安裝。

4．?dāng)鄬用褐匚鞔笙飻鄬幼呦騼蓚?cè)留設(shè)防水煤柱。主要作用是將西大巷南北兩翼分區(qū)，使天倉向斜高突水危險區(qū)與上部分開，當(dāng)深部發(fā)生水患時，關(guān)閉防水閘門，可保證礦井其它地區(qū)繼續(xù)安全生產(chǎn)。

5.井下取樣進行水質(zhì)化驗，確定奧灰水、薄層灰?guī)r水、煤系砂巖水等含水層水質(zhì)特征組織井上下水位動態(tài)觀測，繪制不同含水層等水位線，結(jié)合井下物探和化探資料，預(yù)測可能存在的導(dǎo)水裂隙帶及導(dǎo)水水源。

6.加強日常觀測，采取邊探邊掘、加強支護、嚴(yán)密觀察的措施：

1）.在巷道掘進頭兩側(cè)中部位置沿巷道掘進方向超前探鉆兩米以上，每次掘進循環(huán)進度1m，保留超前鉆孔1m以上。放炮后若無異常，即可進行下一循環(huán)。若發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)停止掘進，待研究后再作處理。

2）.巷道穿過斷層破碎帶時，從破碎帶位置開始前后5m之內(nèi)需加強支護，支護方式為半園拱形全封閉混凝土形式。
3）.每一掘進循環(huán)需對巖層、斷層、裂隙、頂板涌水、溫度等進行嚴(yán)密觀測，根據(jù)有關(guān)資料分析掘進頭前方突水可能性，采取必要的防治措施。

四、南峰擴區(qū)防治水工程存在的技術(shù)問題

礦井現(xiàn)有技術(shù)資料中，缺少對斷層、陷落柱等地質(zhì)構(gòu)造導(dǎo)水性方面的描述，區(qū)內(nèi)各含水層水文地質(zhì)沒有進行充分的定性分析。建議在今后的工作中，應(yīng)根據(jù)掌握的水文地質(zhì)資料，充實奧灰水的帶壓開采問題和構(gòu)造導(dǎo)水性分析的內(nèi)容，完善礦井防治水工作理論。同時繼續(xù)研究南峰擴區(qū)的排水系統(tǒng)、巷道布置在高應(yīng)力區(qū)的支護問題。

五、南峰擴區(qū)防治水綜合治理技術(shù)總結(jié)

南峰擴區(qū)開拓巷道從1999年到2003年8月與南峰風(fēng)井貫通，時間長達五年多。在七六軌道下山，七六皮帶下山掘進施工期間，經(jīng)歷了設(shè)計方案優(yōu)化、施工防水閘門硐室、過西大巷斷層、過天倉向斜軸的復(fù)雜施工過程。在巷道支護、掘進方法、水文條件預(yù)測預(yù)報，根據(jù)巖層條件、瓦斯涌出量觀測、煤層形變規(guī)律、地溫與地質(zhì)條件的關(guān)系、地下水徑流條件、地下水化學(xué)分析、斷層溶巖陷落柱分布規(guī)律及性質(zhì)、煤層頂?shù)装褰M合條件等多方面進行了長期工程技術(shù)研究。保證了采區(qū)主體開拓工程安全施工。目前，采區(qū)軌道下山、皮帶下山、回風(fēng)立井等主體開拓工程已經(jīng)完工，正在進行采煤工作面準(zhǔn)備。將南峰擴區(qū)工程建設(shè)安全綜合治理技術(shù)予以總結(jié)，對礦井安全生產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)高效具有重要的現(xiàn)實意義。

作者簡介：馬勝奎（1972-），男，工程師，1993年畢業(yè)于徐州煤炭工業(yè)學(xué)校，2004年自修完太原理工大學(xué)工商企業(yè)管理專業(yè)，現(xiàn)為五陽煤礦地測科主任工程師，主要從事礦井地質(zhì)與水文地質(zhì)工作。