摘要：针对61206运输巷在富水含水层下掘进面临的防治水压力大、围岩控制难度高等问题，结合现场条件综合采用超前定向长钻孔+短钻孔方式进行疏排，后通过深孔注浆+锚网索喷浆方式封堵导水裂隙、控制围岩变形，现场应用取得较好成果。

　　关键词：含水层；探放水；定向长钻孔；注浆；围岩支护

　　0引言

　　涌水是导致煤矿安全事故的不利因素之一，采用合理的技术对积水区进行超前疏排或者通过注浆手段对导水裂隙进行封堵是实现防治水的关键。当巷道在富水含水层下掘进时，通过布置合理的探放水钻孔进行疏放，降低顶板含水层含水量及水头压力，都提高巷道掘进安全保障能力有显著促进意义；当巷道围岩变形量大、围岩裂隙发育时，部分水会沿着裂隙向巷道内涌出，容易导致巷道围岩变形量大，采用合理的技术措施降低围岩变形量并对导水裂隙进行封堵、破碎围岩加固，可为巷道安全使用创造良好条件。文中以山西某矿61206运输巷掘进防治水为工程背景，提出采用超前定向长钻孔+短钻孔方式对含水层进行超前疏排，随后通过深孔注浆+锚网索喷浆方式封堵围岩导水裂隙并控制围岩变形，现场取得较好防治水效果。

　　1工程概况

　　山西某矿产能为180万t/a，采用斜井+平硐开拓方式，现阶段生产主要集中在6#煤层，6#煤厚度在3.2~4.1 m，赋存较为稳定，煤层倾角0°~6°,顶底板岩性以粉砂岩、砂质泥岩以及泥岩为主。根据已有地质资料显示，在6#煤层上覆存在有砂岩裂隙水含水层，该含水层富水性较差，含水层厚度在7.9~12.3 m，岩性以粗砂岩、粉砂岩为主。

　　61206运输巷沿着回采的6#煤层底板掘进，采用综掘机掘进，锚网索方式支护围岩，巷道设计断面为直墙半圆拱型，净宽5 500 mm、净高3 750 mm，面面积为17 m2。结合现有的水文地质资料预测61206运输巷掘进影响区内含水量在1.31~2.68万m3巷道涌水量在5.2~7.7 m3/h。由于巷道浅部岩层岩性以炭质泥岩、泥岩为主，围岩在水作用下容易出膨胀变形、软化等情况，涌水是制约巷道安全高效掘进的主要因素之一。为此，在巷道掘进期间应针对性采用探放水及围岩控制措施，减少巷道围岩涌出量并确保围岩稳定。

　　2巷道探放水及围岩控制技术

　　2.1探放水技术

　　61206运输巷掘进期间通过超前定向长钻孔+短钻孔方式进行疏排，降低顶板含水层含水量、水头压力，为后续巷道掘进创造良好条件。

　　2.1.1超前定向长钻孔疏排

　　6#煤层上覆含水层主要为顶板上覆25 m位置的砂岩裂隙水含水层，为降低该含水层水量，在61206运输巷开口位置即布置钻场（宽度8 m、深度6.5 m），在钻场内采用ZDY6000LD施工3个超前定向长钻孔，钻孔终孔层位位于顶板砂岩含水层下部，控制巷道顶板、左右两帮各20 m范围，具体布置如图1所示。

　　定向长钻孔施工长度控制在500~1 000 m，钻孔采用二开结构，开孔孔径153 mm并下放孔口管（长度20 m、孔径127 mm），采用水泥浆固管；随后钻孔按照96 mm孔径在目标层位内钻进。钻孔封孔长度为20 m，采用两堵一注方式封孔。在孔口管外露端安装有压力表及法兰盘。

　　2.1.2短距离钻孔疏排

　　在61206运输巷迎头位置使用ZY-750D钻机钻进短长度60~63 m的短距离疏排水钻孔，钻孔孔径统一为75 mm，钻孔布置2排，其中上排布置5个钻孔（1~5#钻孔），孔深63 m、仰角23°,上排钻孔开孔与巷道底板间距为2 500 mm，1#钻孔平行巷道掘进方向布置，2#及4#钻孔与巷道掘进方向间均有10°夹角，3#及5#钻孔与巷道掘进方向间均有20°夹角，控制巷道顶板上覆15 m、掘进外轮廓线20 m范围。下排钻孔布置3个钻孔，开孔与底板间距为1 500 mm，钻孔孔水平布置，其中6#钻孔平行巷道掘进方向布置，7#及8#钻孔与巷道掘进方向间均有20°夹角。上排探放水钻孔用以顶板水探测及竖排，下排钻孔用以巷道掘进前方及两侧探测。具体巷道迎头短距离钻孔布置情况，如图2所示。短距离探测钻孔探测范围为巷道迎头前方60 m范围，探测完成后巷道允许掘进40 m，确保有20 m间重叠距离。

　　2.2巷道围岩控制技术

　　虽然61206运输巷采用超前定向长钻孔+短钻孔方式进行疏排，巷道掘进期间围岩仍会出现一定的淋水，淋水会弱化围岩、增加围岩变形量及控制围岩控制难度。为此，提出采用深孔注浆+锚网索喷浆方式实现导水裂隙封堵以及围岩加固。首先深孔注浆封堵淋水与巷道围岩、锚固层间导水裂隙，并提升深部岩体整体强度、稳定性；随后通过锚网索喷注方式提高围岩支护强度，给支护用锚索施加较大的预紧力，借助锚索注浆提高支护区强度、实现锚索全长锚固。具体61206运输巷巷道支护断面，如图3所示。

　　1）锚索支护。巷道顶部、巷帮及底板支护分别采用的规格Φ21.8 mm×6 300 mm、Φ21.8 mm×5 300 mm及Φ21.8 mm×4 300 mm锚索支护，锚索布置间排距均为1 000 mm×1 000 mm。锚索端头采用1支K2335树脂锚固剂+2支Z2360树脂锚固剂锚固，确保端头锚固力在500kN以上，然后借助注浆锚索实现全长锚固；锚索托盘为规格300 mm×300 mm×16 mm的拱形托盘，施加140 kN以上的预紧力。

　　2）喷网支护。巷道表面铺设规格Φ6.5 mm的钢筋网，网孔为100mm×100 mm，顶部及巷帮喷射的混凝土层厚度在100 mm以上，底板喷射的混凝土层厚度在500 mm以上；通过喷网提高巷道护表强度，为锚索高预紧力扩散奠定良好条件并避免围岩裂隙水进入到巷道掘进空间。

　　3）注浆钻孔。顶板及巷帮注浆钻孔深度均为7 000 mm，底板注浆钻孔深度为5 000 mm；顶板注浆钻孔间排距为2 000 mm×2 000 mm，巷帮及底板注浆钻孔间排距均为1500 mm×2 000 mm。通过围岩注浆提升加固区岩体稳定性及强度，并强化锚固区岩体承载能力，实现导水裂隙封堵。

　　3现场应用效果分析

　　在61206运输巷掘进期间综合采用超前定向长钻孔、短距离钻孔进行疏排，降低顶板含水层含水量、水头压力，现场共计疏排顶板裂隙水约1.65万m3，通过疏排后巷道正常掘进期间围岩涌水量控制在0.45 m3/h以内。

　　由于围岩浅部岩体岩性以承载能力差，遇水容易风化、崩解及软化的泥岩、砂质泥岩等软岩，为此采用锚网索喷注方式支护围岩，具体巷道围岩注浆前后钻孔窥视比对结果，如图4所示。从图4看出，在围岩注浆前孔壁发育有纵横交错的缝隙、孔壁完整性较差且见有淋水情况，注浆后孔壁缝隙被浆液充填，孔壁完整性得以显著提升，可起到提高岩体稳定性并封堵淋水裂隙效果。

　　在巷道布置测点监测围岩变形情况，具体围岩变形曲线，如图5所示。从图5中看出巷道顶底板、两帮最大移近量分别控制在27.8、51.3 mm，围岩变形量整体较小，采用的巷道支护措施可实现巷道围岩变形有效控制。

　　4总结

　　1）61206运输巷在掘进期间布置孔深500~1 000 m的超前定向长钻孔对顶板含水层进行超前疏排，以便降低含水层含水量及水头压力；在掘进迎头布置短钻孔进行探测及进一步疏排，避免掘进期间出现大量涌水或者淋水等问题。

　　2）虽然进行超前疏排，但是巷道围岩仍有少量淋水，导致浅部软岩软化、膨胀变形，增大围岩控制难度，为此提出采用深孔注浆+锚网索喷浆方式控制围岩，具体通过深孔注浆封堵导水裂隙并提升岩体强度、稳定性，采用锚网索喷浆方式充分发挥锚索悬吊作用及围岩自稳能力，实现含水层下回采巷道围岩变形有效控制。

　　现场应用后，布置的超前定向长钻孔+短钻孔累积疏排水量1.87万m3，疏排后巷道正常掘进期间围岩涌水量控制在0.45 m3/h以内。采用注浆及围岩支护措施后，巷道围岩基本不出现淋水情况，同时顶底板、两帮移近量分别控制在27.8、51.3 mm内，围岩控制效果显著。

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