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摘 要：在煤矿井下工作面打钻过程中，科学合理地应用探放水技术，对保证巷道的安全掘进，提高矿井水害防治能力等具有重要意义。本文首先介绍了探放水技术的概述，并重点分析了探放水存在的问题及其改进对策。
关键词：煤矿井下;工作面;探放水工艺
在煤矿生产中，常会遇到水害事故，轻则水淹工作面，造成停产、损坏设备;重则可能造成矿毁人亡事故。因此，煤矿必须严格执行“预测预报、有掘必探、先探后掘、防治结合”的探放水原则。当预测有积水时，必须及时采取探放水措施。但由于煤矿在井下探放水过程中存在许多无异常情况，经常出现“走过场”现象，存在麻痹心理，现场探放水操作不当，从而导致不应有的事故。基于此，本文详细探讨了煤矿井下工作面现场探放水的工艺。
一、煤矿突水类型
1、煤层顶板突水。采煤工作面顶板突水是煤层上覆盖承压水在采煤过程中因顶板冒落、断裂构造等涌入面而导致的一种水害。煤层开采过程中会导致应力改变、重新分布，从而使围岩遭到破坏，而当裂缝导通顶板含水层时就有可能引发煤层顶板突出事故。煤层顶板突水安全事故是矿井内出现概率较大的水文地质灾害之一，由于其存在爆发性，因此对矿井安全造成的危害和影响巨大。
2、煤层底板突水。煤层底板突水是一种常见的自然灾害，主要以突发或缓发的形式进入煤层工作面，从而导致矿井涌水量激增。煤层底板的隔水能力主要由上覆与下伏隔水层的厚度、稳定性与抗拉强度决定。隔水层底板越厚，稳定性越高，则开采冒落带达不到强含水层或地表时，矿井涌水量少;隔水层完整性越高，则抗拉强度与隔水性能会更加优越。
3、断层突水。煤矿断层是矿井充水的必经途径。不论是何种类型的水体，都可能通过断层进入矿井。煤矿断层突水主要是煤层顶板与底板存在含水层，且断层带导水裂隙带与含水层相连接。
4、老空水。煤矿采煤后，会留下大量的废弃巷道和采煤空间，由于矿井停止排水，采空区内聚集着大量的地下水。在后期采煤过程中，由于开采情况和范围不清，导致与工作面或巷道相通，大量水涌出，造成事故。
二、探放水技术
井下探放水技术由探水和放水两部分组成。探水是在采矿时，为了能有效防治矿井水，在最开始时通过超前勘探方法对采掘工作面顶板、侧面及前方等水体的具体位置及情况进行勘探。放水则是为了防止水害事故的发生，在查清情况后，通过钻孔的方法将水体排出，以保证施工安全。
在矿井采掘工作前，施工人员必须进行探水工作，探明水文情况，准确了解水源的位置和距离。在探水时，一般采用物探先行、接着钻探验证、最后化探跟进的策略。目前常用的物探方法有：瞬变电磁（TEM）探测技术、高分辨地电阻率法探测技术、直流电法探测技术、音频电穿透探测技术、瑞利波探测、钻孔雷达探测技术。TEM法对低阻体感应灵敏，可探测含水层的构造及其含水状况、老窑及其积水范围。化探技术是通过水质化验、示范化验方法来确定突水水源，分析各含水层的地质及水力联系。化探技术能快速检测井下出水点、钻孔水样水质、利用水质判别模型迅速判断突水点。连通试验是化探技术的一种常见实验手段，其见效快、成本低，能查明含水层内部、含水层之间、地下水与地表水之间的水利联系。在探放水中，只有坚持物探先行、钻探验证、化探跟进的原则才能保证探放水工作顺利进行。在物探时圈定含水异常区，经过验证跟进后，确保超前探测的安全，再放水，以保证施工安全。
三、探放水的技术要求
1、钻孔探到水之后，应对水量、水质、水压与估计补给量或积水量进行观测，结合矿井的水仓容量和排水能力，对排水能力进行调整或对放水孔流量进行控制，并且还需对水沟和水仓进行清理。
2、在钻孔放水前，务必对积水量进行估计，结合水仓容量与矿井的排水能力，对放水流量进行控制。在进行放水时，务必安排专人对钻孔出水的现状进行监测，且对水压和水量进行测定，以及记录好。如果水量瞬间改变，务必实时性地解决，并迅速地向调度室报告。
3、强化放水点通风，多地观测有害气体。
4、务必对放水的整个过程进行监视，在结束放水后，需要对预计积水量与误差、放水量进行迅速地核算，探究其原因。
四、矿井探放水制度内容
1、必须坚持“有疑必探，先探后掘”的探放水原则。在有水害威胁的区域进行采掘工作，都要坚持超前钻探。
2、矿井进行新采区开拓或掘进新工作面时，必须提前论证是否需要进行探放水，对需要进行探放水的要进行探放水设计。探放水设计要符合相关的要求，并经研究批准后方可进行施工。
3、探放水工作要严格按设计进行施工。对发现的新问题重新制定措施，并经全体审批人员重新审核，方可执行。
4、探放水前，所有参加人员必须熟知必要的安全措施和避灾路线。一旦发现异常，迅速按避灾路线撤出。
5、探水设备在进行探放水时，必须进行检修，以确保其完好。所有必要的设备必须准备齐全。
6、瓦检人员在开始进行探放水作业时，必须检查该处的有害气体，不超限时，方可进行作业。并在探放水时随时进行检查。
7、探放水时，所有可能受水害威胁的人员必须撤出。
五、思想方面必须高度重视
基层领导要高度重视井下探放水工作，形成正规的现场施工探放水工艺，严格执行“预测预报、有掘必探、先探后掘、防治结合”的探放水制度。要从源头上彻底扭转这一不良现象，克服思想上存在的麻痹与侥幸心理，决不能放松井下探放水工作，需有高度责任感和警惕性，及时总结井下探放水工作，并详细分析和阐述煤矿井下探放水的重要性及必要性。因此，在新矿井、采区、工作面开采前，必须有详细的地质预报资料，对工作面预报的老空、含水层等进行有计划的探放水工作，以消除隐患，从而确保其安全。根据探放水生产性质不同，可分为：开拓（掘进）工作面探放水及回采工作面探放水;根据探放水高程的不同，可分为：邻（上或下）层探放水和本层探放水;根据探放水位置的不同，可分為老空探放水及含水层探放水等。 六、探放水存在的問题和改进对策
1、存在的问题。①工作面上部采空区积水预计不准确。②井下掘进工作面打钻探放水时，预报有水，但工作面只有一台潜水泵，泵的功率和排水量不符合要求，导致积水过多。没有大功率水泵，排水设备准备不充分，思想不够重视。③送道时不重视排水系统的建设，排水管道内多处跑水，不能及时排水，造成工作面水淹。④井下水泵电机绝缘下降后，无备用设备，造成排水中断，延误排水时间。
2、改进对策。井下工作面探放水施工前，要充分做好准备，对地质资料明确的巷道、采空区，要及时制定有效的探放水方案，并在规定时间内有计划地探放水。①按照“预测预报、有掘必探、先探后掘、防治结合”的探放水原则及地质单位提供的地质资料与预报，及时制定相应的探放水安全技术措施。其中，钻孔参数的确定应使钻孔位置处于含水层地势和巷道的最低点，而且钻孔距离应尽可能小。②做好探放水施工前的准备工作及钻机试运转、配件备用，以保证供电系统、水泵、管道系统、水仓的正常排水。掘进队各工作面要配备打钻设备，对积水区的疏放或未知构造的钻探，机电组负责排水所需的设备（排水管、开关、水泵、电缆、控水管等），并将其提前运至探放水所在巷道钻场附近。安装排水系统（排水管路、水泵）并将其试转合适。在掘进队巷道内接排水管路时、掘进队送巷时，必须确保所接的每根管路都无跑水、漏水现象，以防有水时不能及时形成排水系统。队组接到巷道探放水通知后，要及时召开探放水会议，制定相关准备措施，并落实到每一名干部职工。在已知的探放水点需提前打一个水仓，做好水仓支护，并由有关单位进行井下探放水设备试运转的确认，排水系统完好后，方可进行探放水施工。
七、探放水的方法及注意事项
在打钻期间，钻井现场附近要有通讯联络，电话需畅通，施工现场和矿区要能及时取得联系。在打钻过程中，应由瓦斯员检测待允许后方可开始。施工人员必须熟悉探放水场地的避灾路线。钻场及周边应支护良好，高度、宽度要符合要求，钻机两侧应有足够的作业空间和行人空间。若打钻时破坏了巷道原有支护，施工前应及时进行支护补起。
1、疏放积水打钻时，应严格按照地质部门给出的钻孔参数进行，方向和角度应正确。疏放积水时，为了控制上层放水时的放水量，在初钻过程中要先用粗钻头通过煤层的直接顶，钻进深度通常为2～4m，保证直接顶不渗水，而且在该段装入直径3寸的管道，并安装一个控水阀门即控水管。
2、控水管安装方式：在管外围裹上棉套，并用铁丝绑牢，使用钻机顶推或大锤打击到位;为防止孔内水压过大导致管体脱落，需在控水管下端焊接特殊法兰盘（方形设计，边长0.4m），控水管安装完毕后，在法兰盘下支打戗柱，戗在焊好的法兰盘周围的较大铁板上，以防止脱落。
3、控水管安装完毕后，即可进行正常打钻工作。打钻过程中，钻机的顶推力不应过大，以免钻头脱落或偏离钻孔方向。钻孔打透前，必须保证排水系统正常。排水时，应适当选择水泵的排量，并尽量将水一次性排到大巷。
4、若对已知积水的排放不够重视，很可能造成严重的人员伤亡和设备损坏事故，因此，在任何时候，都不应忽视探放水、积水疏放工作，应做到有备无患，确保国家和工人的生命财产不受侵害。
八、结语
综上所述，煤矿井下工作面生产过程中实施探放水技术，确保了巷道的安全掘进，并且避免了掘进过程中发生意外突出事故，提高了矿井的水害防治能力。在煤矿井下工作面进行探放水时，需坚持正常的探放水，必须保证探放水施工期间的安全。这就要求在探放水施工前，提前对探测范围内的积水情况（包括水量、水压及有害气体情况）进行分析、预测，并制定有针对性的应急处置措施，以此来确保施工安全。
参考文献
[1]李长寅.煤矿工作面探放水技术应用[J].煤炭工程，2014（07）.
[2]王志远.浅谈煤矿工作面探放水技术研究与应用方法[J].工程技术，2017（02）.
[3]边树鹏.煤矿井下工作面现场探放水的工艺探讨[J].山西煤炭，2014（04）.
关键词：煤矿井下;工作面;探放水工艺
在煤矿生产中，常会遇到水害事故，轻则水淹工作面，造成停产、损坏设备;重则可能造成矿毁人亡事故。因此，煤矿必须严格执行“预测预报、有掘必探、先探后掘、防治结合”的探放水原则。当预测有积水时，必须及时采取探放水措施。但由于煤矿在井下探放水过程中存在许多无异常情况，经常出现“走过场”现象，存在麻痹心理，现场探放水操作不当，从而导致不应有的事故。基于此，本文详细探讨了煤矿井下工作面现场探放水的工艺。
一、煤矿突水类型
1、煤层顶板突水。采煤工作面顶板突水是煤层上覆盖承压水在采煤过程中因顶板冒落、断裂构造等涌入面而导致的一种水害。煤层开采过程中会导致应力改变、重新分布，从而使围岩遭到破坏，而当裂缝导通顶板含水层时就有可能引发煤层顶板突出事故。煤层顶板突水安全事故是矿井内出现概率较大的水文地质灾害之一，由于其存在爆发性，因此对矿井安全造成的危害和影响巨大。
2、煤层底板突水。煤层底板突水是一种常见的自然灾害，主要以突发或缓发的形式进入煤层工作面，从而导致矿井涌水量激增。煤层底板的隔水能力主要由上覆与下伏隔水层的厚度、稳定性与抗拉强度决定。隔水层底板越厚，稳定性越高，则开采冒落带达不到强含水层或地表时，矿井涌水量少;隔水层完整性越高，则抗拉强度与隔水性能会更加优越。
3、断层突水。煤矿断层是矿井充水的必经途径。不论是何种类型的水体，都可能通过断层进入矿井。煤矿断层突水主要是煤层顶板与底板存在含水层，且断层带导水裂隙带与含水层相连接。
4、老空水。煤矿采煤后，会留下大量的废弃巷道和采煤空间，由于矿井停止排水，采空区内聚集着大量的地下水。在后期采煤过程中，由于开采情况和范围不清，导致与工作面或巷道相通，大量水涌出，造成事故。
二、探放水技术
井下探放水技术由探水和放水两部分组成。探水是在采矿时，为了能有效防治矿井水，在最开始时通过超前勘探方法对采掘工作面顶板、侧面及前方等水体的具体位置及情况进行勘探。放水则是为了防止水害事故的发生，在查清情况后，通过钻孔的方法将水体排出，以保证施工安全。
在矿井采掘工作前，施工人员必须进行探水工作，探明水文情况，准确了解水源的位置和距离。在探水时，一般采用物探先行、接着钻探验证、最后化探跟进的策略。目前常用的物探方法有：瞬变电磁（TEM）探测技术、高分辨地电阻率法探测技术、直流电法探测技术、音频电穿透探测技术、瑞利波探测、钻孔雷达探测技术。TEM法对低阻体感应灵敏，可探测含水层的构造及其含水状况、老窑及其积水范围。化探技术是通过水质化验、示范化验方法来确定突水水源，分析各含水层的地质及水力联系。化探技术能快速检测井下出水点、钻孔水样水质、利用水质判别模型迅速判断突水点。连通试验是化探技术的一种常见实验手段，其见效快、成本低，能查明含水层内部、含水层之间、地下水与地表水之间的水利联系。在探放水中，只有坚持物探先行、钻探验证、化探跟进的原则才能保证探放水工作顺利进行。在物探时圈定含水异常区，经过验证跟进后，确保超前探测的安全，再放水，以保证施工安全。
三、探放水的技术要求
1、钻孔探到水之后，应对水量、水质、水压与估计补给量或积水量进行观测，结合矿井的水仓容量和排水能力，对排水能力进行调整或对放水孔流量进行控制，并且还需对水沟和水仓进行清理。
2、在钻孔放水前，务必对积水量进行估计，结合水仓容量与矿井的排水能力，对放水流量进行控制。在进行放水时，务必安排专人对钻孔出水的现状进行监测，且对水压和水量进行测定，以及记录好。如果水量瞬间改变，务必实时性地解决，并迅速地向调度室报告。
3、强化放水点通风，多地观测有害气体。
4、务必对放水的整个过程进行监视，在结束放水后，需要对预计积水量与误差、放水量进行迅速地核算，探究其原因。
四、矿井探放水制度内容
1、必须坚持“有疑必探，先探后掘”的探放水原则。在有水害威胁的区域进行采掘工作，都要坚持超前钻探。
2、矿井进行新采区开拓或掘进新工作面时，必须提前论证是否需要进行探放水，对需要进行探放水的要进行探放水设计。探放水设计要符合相关的要求，并经研究批准后方可进行施工。
3、探放水工作要严格按设计进行施工。对发现的新问题重新制定措施，并经全体审批人员重新审核，方可执行。
4、探放水前，所有参加人员必须熟知必要的安全措施和避灾路线。一旦发现异常，迅速按避灾路线撤出。
5、探水设备在进行探放水时，必须进行检修，以确保其完好。所有必要的设备必须准备齐全。
6、瓦检人员在开始进行探放水作业时，必须检查该处的有害气体，不超限时，方可进行作业。并在探放水时随时进行检查。
7、探放水时，所有可能受水害威胁的人员必须撤出。
五、思想方面必须高度重视
基层领导要高度重视井下探放水工作，形成正规的现场施工探放水工艺，严格执行“预测预报、有掘必探、先探后掘、防治结合”的探放水制度。要从源头上彻底扭转这一不良现象，克服思想上存在的麻痹与侥幸心理，决不能放松井下探放水工作，需有高度责任感和警惕性，及时总结井下探放水工作，并详细分析和阐述煤矿井下探放水的重要性及必要性。因此，在新矿井、采区、工作面开采前，必须有详细的地质预报资料，对工作面预报的老空、含水层等进行有计划的探放水工作，以消除隐患，从而确保其安全。根据探放水生产性质不同，可分为：开拓（掘进）工作面探放水及回采工作面探放水;根据探放水高程的不同，可分为：邻（上或下）层探放水和本层探放水;根据探放水位置的不同，可分為老空探放水及含水层探放水等。 六、探放水存在的問题和改进对策
1、存在的问题。①工作面上部采空区积水预计不准确。②井下掘进工作面打钻探放水时，预报有水，但工作面只有一台潜水泵，泵的功率和排水量不符合要求，导致积水过多。没有大功率水泵，排水设备准备不充分，思想不够重视。③送道时不重视排水系统的建设，排水管道内多处跑水，不能及时排水，造成工作面水淹。④井下水泵电机绝缘下降后，无备用设备，造成排水中断，延误排水时间。
2、改进对策。井下工作面探放水施工前，要充分做好准备，对地质资料明确的巷道、采空区，要及时制定有效的探放水方案，并在规定时间内有计划地探放水。①按照“预测预报、有掘必探、先探后掘、防治结合”的探放水原则及地质单位提供的地质资料与预报，及时制定相应的探放水安全技术措施。其中，钻孔参数的确定应使钻孔位置处于含水层地势和巷道的最低点，而且钻孔距离应尽可能小。②做好探放水施工前的准备工作及钻机试运转、配件备用，以保证供电系统、水泵、管道系统、水仓的正常排水。掘进队各工作面要配备打钻设备，对积水区的疏放或未知构造的钻探，机电组负责排水所需的设备（排水管、开关、水泵、电缆、控水管等），并将其提前运至探放水所在巷道钻场附近。安装排水系统（排水管路、水泵）并将其试转合适。在掘进队巷道内接排水管路时、掘进队送巷时，必须确保所接的每根管路都无跑水、漏水现象，以防有水时不能及时形成排水系统。队组接到巷道探放水通知后，要及时召开探放水会议，制定相关准备措施，并落实到每一名干部职工。在已知的探放水点需提前打一个水仓，做好水仓支护，并由有关单位进行井下探放水设备试运转的确认，排水系统完好后，方可进行探放水施工。
七、探放水的方法及注意事项
在打钻期间，钻井现场附近要有通讯联络，电话需畅通，施工现场和矿区要能及时取得联系。在打钻过程中，应由瓦斯员检测待允许后方可开始。施工人员必须熟悉探放水场地的避灾路线。钻场及周边应支护良好，高度、宽度要符合要求，钻机两侧应有足够的作业空间和行人空间。若打钻时破坏了巷道原有支护，施工前应及时进行支护补起。
1、疏放积水打钻时，应严格按照地质部门给出的钻孔参数进行，方向和角度应正确。疏放积水时，为了控制上层放水时的放水量，在初钻过程中要先用粗钻头通过煤层的直接顶，钻进深度通常为2～4m，保证直接顶不渗水，而且在该段装入直径3寸的管道，并安装一个控水阀门即控水管。
2、控水管安装方式：在管外围裹上棉套，并用铁丝绑牢，使用钻机顶推或大锤打击到位;为防止孔内水压过大导致管体脱落，需在控水管下端焊接特殊法兰盘（方形设计，边长0.4m），控水管安装完毕后，在法兰盘下支打戗柱，戗在焊好的法兰盘周围的较大铁板上，以防止脱落。
3、控水管安装完毕后，即可进行正常打钻工作。打钻过程中，钻机的顶推力不应过大，以免钻头脱落或偏离钻孔方向。钻孔打透前，必须保证排水系统正常。排水时，应适当选择水泵的排量，并尽量将水一次性排到大巷。
4、若对已知积水的排放不够重视，很可能造成严重的人员伤亡和设备损坏事故，因此，在任何时候，都不应忽视探放水、积水疏放工作，应做到有备无患，确保国家和工人的生命财产不受侵害。
八、结语
综上所述，煤矿井下工作面生产过程中实施探放水技术，确保了巷道的安全掘进，并且避免了掘进过程中发生意外突出事故，提高了矿井的水害防治能力。在煤矿井下工作面进行探放水时，需坚持正常的探放水，必须保证探放水施工期间的安全。这就要求在探放水施工前，提前对探测范围内的积水情况（包括水量、水压及有害气体情况）进行分析、预测，并制定有针对性的应急处置措施，以此来确保施工安全。
参考文献
[1]李长寅.煤矿工作面探放水技术应用[J].煤炭工程，2014（07）.
[2]王志远.浅谈煤矿工作面探放水技术研究与应用方法[J].工程技术，2017（02）.
[3]边树鹏.煤矿井下工作面现场探放水的工艺探讨[J].山西煤炭，2014（04）.