钻探超前探查采空区方法经验交流·

【摘 要】 柠司矿井中部及周边遗留有多个地方煤矿采空区，对矿井安全生产造成威胁，必须进行井下超前探查采空区工作。在实践中我们摸索出了一套行之有效的方法，成功探到多处采空区，确保了生产安全。

【关键词】 超前探查采空区 方法 交流

1 井田及周边小煤矿分布情况

在柠司矿中部河道两侧原分布有多达15个有采矿权证的地方小煤矿，生产规模多为年产6～9万吨。一般采用平硐、房柱式开采，人工打眼放炮，无顶板支护，无通风设备，每隔一定距离留设安全煤柱，顶板较为稳定，局部小范围垮落。

2009年，政府将这15个小煤矿进行了整合。

目前柠司矿井北翼东临两个整合后的地方煤矿，井田南翼东部河道以南保留两个地方煤矿。

2 超前探查采空区工作

在井田北翼东区以东及以南，南翼以北均临地方煤矿或原地方煤矿采空区。当在这些地区进行采掘活动时均需进行超前探查采空区工作。

通过近几年的防治水工作，总结出了一套自己的工作方法，即物探先行，钻探验证，成组布置的井下超前探查小窑采空区的工作方法。

2.1 物探先行

我矿从2009年下半年起至2010年6月即在井田北翼东区及中部火烧区地面进行了二维地震勘探圈出了地方煤矿采空区边界及火烧区范围；2011年在井田南翼西区及南翼北区进行了瞬变电磁法及高密度电法勘探圈出了地下含水层富水区及小窑采空区范围；2012年在井田南翼东区进行了瞬变电池法及高密度电法等物探以圈出了地下含水层富水区；2013年在矿井南翼东大巷采用瞬变电磁法、井下对称四极剖面法及井下地震等进行勘探查明了下覆煤层地方煤矿越界采空区范围。

2.2 钻探验证

随着采掘部署逐步转移到临近地方煤矿分布区，我矿井下超前探查采空区钻探工程从2011年开始起步。根据前期地面物探的成果资料的指导，有针对性的开展井下超前钻探探查采空区工作。

2.3 成组布设

2.3.1 经验教训

在井下超前探查采空区工作初期我们是存在经验教训的。在2011年井下超前探查采空区工作刚起步，在北翼东区工作面首次开展超前探查采空区工作。因无工作经验，设计与施工均外委。原每个钻场设计三排共51个钻孔，排距1米，每排17个钻孔在平面上呈扇形，剖面上彼此近于平行；每个钻孔深度约100米，允许掘进距离70米，超前距30米，帮距20米。由于钻孔密度过大，钻探费用奇高，按当时的吨煤利润计算，约占工作面采完后利润的一半；而且钻探时间长，若按每天施工3个孔计，一个钻场施工完毕也要半个多月时间，严重影响掘进施工进度。为缩短钻探时间减少对掘进施工的影响，同时也为了减小钻探成本，矿方要求施工队将每个钻场设计的3排孔减成一排，将每排设计的17个孔间隔施工，即将原每个钻场设计的51个孔减少到9个。当工作面顺槽掘至距物探圈定的疑似采空区边界确定的探水线时开始超前探查采空区钻探工程。由于钻孔很少一次就能打到采空区，常是采用探查—掘进—再探查—再掘进方式，循环进行。当最后一个钻场钻孔施工完毕，掘进至允许掘进距离附近时透采空区。经采取补救措施，未造成事故。

2.3.2 分析总结

总结教训，虽然主要是掘进队违章超掘引起，但从钻探设计上分析是存在缺陷的。首先由于外委施工单位从自身利益考虑设计钻孔过多，钻探时间过长，严重影响施工生产，且成本奇高，导致矿方不得不减少工作量；其次每个钻场钻孔减少成一排，使得钻孔终孔位置落在同一平面内，在煤厚6-7米的特厚煤层中是有风险的，也违反了《煤矿防治水规定》要求。

通过调查及深入分析我认为，小煤窑采高小，一般3米左右，且主要是沿着煤层底板施工，目前我矿在小窑分布区附近主采煤层厚度大都在6-7米，虽然钻孔开口位置距离煤层底板1-2米，由于煤层局部有起伏，很难保证单孔就能探到采空区。为确保成功探到采空区，我提出了“钻孔成组布设，寻找煤层底板法”。从设计理念上钻孔必须成组布置，在平面上呈扇形的同时，竖直剖面上也要呈扇形，并寻找煤层底板。根据需要在每个钻场设计若干组孔，每组最少2个钻孔：当第一个孔终孔为煤层时，第二个孔倾角下调，终孔位置与第一个孔保持在1.5米以内，以此类推，直到见到煤层底板；若当第一个孔见煤层底板时，则第二个孔倾角上调，终孔位置与第一个孔保持在1.5米以内，以此类推，直到见到煤层，以控制煤层底板以上3米的范围。同时在每个钻场施工前要求进行单孔设计，采用地质“三边”的工作方法，根据已施工钻孔揭露情况及时调整下一个孔的施工参数。

在分析总结经验的基础上，我对设计提出了修改意见，通过完善设计，加强施工过程的管理，在2012年上半年南翼西区以北的工作面顺槽超前探查采空区钻探施工中，用该方法成功探到小窑采空区，保证了掘进施工安全，也为工作面切眼位置的确定提供了依据。

此后至今的掘进超前探查小窑采空区钻探施工中再未发生涉险事故，且成功探到小窑采空区的钻孔累计达79个，确保了采掘生产安全。

3 结语

在几年的超前探查采空区工作中，我们总结出了“物探先行，钻孔验证，成组布设”的探查采空区工作方法；在井下超前探查采空区钻探施工中，结合矿井实际，提出了“钻孔成组布设，寻找煤层底板法”：在厚煤层、特厚煤层中超前探查采空区钻探工程，钻孔必须成组设计，在平面及竖直剖面上必须呈扇形，钻孔终孔垂距必须保持在1.5米以内，且尽量保证能控制煤层底板以上3米范围，切忌钻孔终孔位置落在同一平面内。

通过改善设计多次成功探到小窑采空区，且每个钻场钻孔数量由最初的51个减少到6-8个。即保证了掘进安全，又减少了对掘进施工的影响，且降低了钻探成本。

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