摘要:通过具体实例介绍了锚杆机在煤矿防治水工程中应用效果,以及在应用过程中如何有效地选择技术参数,为以后遇到类似的防治水问题提供了科学有效地探放水方案。
引言
在煤矿开采过程中,井下探放水是矿井防治水工作的一项重要内容。采取什么样的探放水方案既可以达到预期的防治水效果,同时又能节省人力、材力,这是比较重要的。本文以庞庄煤矿张小楼井94107溜子道探放74107老空水为例,来探讨锚杆机在煤矿探放水方案选择上的技术特点。
1概况
庞庄煤矿张小楼井94107工作面为综采面,走向长430m,倾向长160m,标高为-940.6—1025.8m,自切眼向外296m回采过程中将推上山,采后老塘内易积水。74107工作面于2006年12月回采结束,与其倾斜上方已开采的74105工作面情况十分相似,在74107材料道掘进过程中曾对74105采空区积水进行探放,根据74105采空区积水范围类比确定74107老空区积水范围,预计自切眼向外190m范围老空区有积水,预计积水量5000m3,切眼处积水最深24m,积水面标高-991m,积水区位于94107工作面溜子道正上方偏下,此处7、9煤揭发间距35—40m,煤层倾角22°,9煤直接项板为中细粒砂岩,9煤采动后导水裂隙高度最大可达40m,根据94107工作面采动后岩移塌陷角计算出94107面采动后所波及到的74107老空区范围,此范围内的74107老空区积水对94107工作面的回采有严重威胁,因此必须对74107老空区积水进行探放。94107工作面与74107老空区平面位置关系。
2施工过程
根据探放水设计方案,在94107溜子道10点处(切眼下头)47°仰角垂直溜子道向深部用锚杆机探放74107老空水。施工过程中要根据钻孔岩性的变化改变钻进速度,当岩性为砂岩砂岩时可以适当加快钻进速度,因为在砂岩中钻进钻头出水眼不容易被堵:当岩性较软,特别是有泥岩夹层时一定要放慢钻进速度,因为孔内事故(常发生钻头出水眼被堵)常常在此岩段发生,而当岩性变为软岩时,在给锚杆机同样压力的情况下,此时的进尺速度明显加快,这时好多情况下并不是真正钻进去的,而是“顶”进去的,极易造成钻头出水眼被堵,所以此时一定要把速度放慢,最好的效果是采取“蜻蜒点水式”的钻进,钻进几公分后把钻杆缩回,观察钻头是否出水,确认正常出水后再继续向前钻进,往返多次,顺利钻过软岩。
3几点技术关键
3.1施工前一定要对钻孔最大出水量进行预计,单孔出水量可采用以下公式进行计算:q=CA(2gh)1/2=(式中:C—流量系数,取值06—0.62;A—放水孔有效断面(m2);g—重力加速度98m/s2;h—老空区内水柱高度(m))。由于h随积水放出而不断降低,钻孔水量也有所减少,h值通常取实际水头高度的40—50%,以求得整个放水过程中的平均流量,但一定要对刚开始时出现的最大水量有个预计,此时h值取最大水头高度,以便安装与之相适应的排水系统。
3.2要对施工地点做一个综合柱状,对钻进过程中岩性变化有个大致的了解,便于钻进期间改变钻进工艺,防止发生孔内事故。
3.3锚杆机最好使用新锚杆机,新钻杆,有利于上下钻。由于钻进距离较长,防水密封圈磨损厉害,需要及时更换密封圈。
3.4锚杆机操作手要熟练掌握锚杆机性能,根据孔内岩性的变化随时改变钻进工艺。
4效果
本次探放水工程共放出水量近1000m3,把94107工作面采动影响范围内74107老空区积水全部放完。钻孔深度49.6m,使用锚杆机钻孔对以后有类似的探放水工程完全可以借鉴此方法。通过实验证明此方法探放水效果很好,与钻机探放水比较,节省了大量的人力和物力。若用钻机探放,工作量为:下钻机一个班;安装钻机、钻机搭火4小时;49.6m(多数为砂岩)钻深至少要三个班;钻机甩火、装车打上井要一个半班。如果使用钻机至少需要4个人6个班才能完成该项工程。若使用锚杆机只需要三个人一个班就可已完成。可见使用锚杆机计可以节省大量的人力、物力,有缩短了施工时间,效果十分明显,具直很好的推广利用价值。
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