双巷掘进老空水超前探查方法与流程

本发明涉及煤矿开采领域，尤其涉及一种双巷掘进老空水超前探查方法。

背景技术：

目前探放老空水时，探水钻孔成组布设，并在巷道前方的水平面和竖直面内呈扇形。钻孔终孔的位置以满足平距3m为准，厚煤层内各孔终孔的垂距不得超过1.5m。

如果依照上述规定要求，巷道掘进过程中老空水超前探查工程量将很大，严重影响了巷道掘进效率，从而制约了矿井安全高效生产。尤其是在双巷掘进时，如果双巷均采用现有的老空水超前探查的方法，工程量为双倍。

因此，有必要设计一种减少工程量、提高掘进效率、保障矿井安全高效生产的双巷掘进老空水超前探查方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种减少工程量、提高掘进效率、保障矿井安全高效生产的双巷掘进老空水超前探查方法。

本发明的技术方案提供一种双巷掘进老空水超前探查方法，包括以下步骤：

步骤s101：掘进超前巷道；

步骤s102：掘进滞后巷道，所述滞后巷道位于所述超前巷道的一侧后方；

步骤s103：对所述超前巷道和所述滞后巷道的前方进行物探是否存在富水异常区域；

步骤s104：当物探探查结果无异常时，施工所述超前巷道的探水钻孔，多个所述探水钻孔在所述超前巷道的前方的水平面和竖直面呈扇形分布；

步骤s105：当至少靠近所述滞后巷道一侧的采空区的分布情况不清楚时，所述滞后巷道的前方施工一个向外倾斜、向前延伸的超前探放钻孔，并且从所述超前巷道施工一个与所述超前探放钻孔的终点连通的连接钻孔，所述超前探放钻孔和所述连接钻孔连成一个半圈闭。

进一步地，所述步骤s104进一步包括：

物探探查结果无异常时，并且所述超前巷道和所述滞后巷道的前方靠近所述滞后巷道的一侧的采空区分布情况不清楚时，多个所述探水钻孔分布在靠近所述滞后巷道的一侧；

物探探查结果无异常时，并且所述超前巷道和所述滞后巷道的前方的采空区分布情况均不清楚时，多个所述探水钻孔分布在所述超前巷道的前方。

进一步地，还包括以下步骤：

当远离所述滞后巷道的一侧的采空区分布情况不清楚时，多个所述探水钻孔分布在远离所述滞后巷道的一侧，并且所述滞后巷道的前方不形成所述半圈闭。

进一步地，还包括以下步骤：

当物探探查结果异常时，对所述超前巷道和所述滞后巷道的前方进行加密探测。

进一步地，所述探水钻孔从所述超前巷道的硐室开始施工。

进一步地，所述超前探放钻孔从所述滞后巷道的硐室或联巷开始施工。

进一步地，所述超前探放钻孔的超前距不小于30m。

进一步地，所述帮距不小于20m。

采用上述技术方案后，具有如下有益效果：

本发明中对于滞后巷道，通过半圈闭对滞后巷道前方进行老空水超前探查，减少了工程量、提高了掘进效率、保障了矿井安全高效生产。

附图说明

参见附图，本发明的公开内容将变得更易理解。应当理解：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：

图1是本发明一实施例中双巷掘进老空水超前探查方法的流程图；

图2是本发明一实施例中巷道一侧采空区分布情况不清楚时，双巷俯视布置示意图；

图3是本发明一实施例中巷道前方采空区分布情况不清楚时，双巷俯视布置示意图。

附图标记对照表：

1-超前巷道2-滞后巷道

11-探水钻孔12-硐室21-超前探放钻孔

22-连接钻孔23-联巷

具体实施方式

下面结合附图来进一步说明本发明的具体实施方式。

容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神下，本领域的一般技术人员可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或视为对发明技术方案的限定或限制。

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。

本实施例中，如图1-3所示，双巷掘进老空水超前探查方法，包括以下步骤：

步骤s101：掘进超前巷道1；

步骤s102：掘进滞后巷道2，滞后巷道2位于超前巷道1的一侧后方；

其中，如图2-3所示，超前巷道1和滞后巷道2同时作业，但是超前巷道1的掘进速度较快，滞后巷道2的掘进速度较慢。或者超前巷道1先掘进一定距离，然后滞后巷道2与超前巷道1同时掘进。滞后巷道2掘进时，还包括联巷23的掘进，联巷23用于连接超前巷道1和滞后巷道2。

步骤s103：对超前巷道1和滞后巷道2的前方进行物探是否存在富水异常区域；

物探超前探测技术主要分为四种：井下直流电法超前探测、井下瞬变电磁超前探测、探地雷达、瑞利波。目前应用最为广泛的为井下直流电法超前探测和井下瞬变电磁探测技术。其中，

1)井下直流电法超前探测原理

矿井直流电法属于全空间电法勘探，它以岩石的电性差异为基础，在全空间条件下建成，使用全空间电场理论处理和解释有关矿井地质问题。超前探测是研究掘进头前方地层变化规律，预测掘进头前方含水导水构造的分布发育情况的一种井下电法探测技术。

2)井下瞬变电磁超前探测原理

瞬变电磁法(transientelectromagneticmethods)以岩石的导电性差异为基础，利用接地或不接地回线向地下发送脉冲电流作为场源，激励探测目的物感生二次电流，在脉冲间隙测量二次场随时间的响应，从而了解地下介质的电性变化情况。

步骤s104：当物探探查结果无异常时，施工超前巷道1的探水钻孔11，多个探水钻孔11在超前巷道1的前方的水平面和竖直面呈扇形分布；

其中包括了两种情况：

第一种：如图2所示，物探探查结果无异常时，并且超前巷道1和滞后巷道2的前方靠近滞后巷道2的一侧的采空区分布情况不清楚时，多个探水钻孔11分布在靠近滞后巷道2的一侧；

这里“靠近滞后巷道2的一侧”是指图2中各巷道前方的中心轴线的上侧。即当超前巷道1和滞后巷道2的上侧的采空区分布情况不清楚时，仅在超前巷道1上侧布置多个探水钻孔11。此时，探水钻孔11也是在竖直面和水平面上呈扇形分布，只是竖直面的扇形分布区域较小。

采空区分布情况，通常是根据对掘进巷道前方及周边进行调查，并有可依据的可靠图纸和资料的情况下获得的。当仍不能确定采空区分布情况时，需要借助探水钻孔11和半圈闭来探查巷道前方，确保后续巷道的掘进安全。

第二种，如图3所示，物探探查结果无异常时，并且超前巷道1和滞后巷道2的前方的采空区分布情况均不清楚时，多个探水钻孔11分布在超前巷道1的前方。

这里的“超前巷道1和滞后巷道2的前方”是指图3中各巷道前方的中心轴线的上下侧，由于前方上下侧的采空区分布情况均不清楚，因此在超前巷道1的前方上下侧均需要布置探水钻孔11。

此外，由于图2-3均是双巷道的俯视布置示意图，实际施工方位时，“上下侧”是各巷道的左右侧。

步骤s105：滞后巷道2的前方施工一个向外倾斜、向前延伸的超前探放钻孔21，并且从超前巷道1施工一个与超前探放钻孔21的终点连通的连接钻孔22，超前探放钻孔21和连接钻孔22连成一个半圈闭。

上述两种情况下，都需要在滞后巷道2上施工形成一个半圈闭。其中，超前探放钻孔21从滞后巷道2开始向图2-3的上方倾斜，连接钻孔22从超前巷道1开始施工，一直到超前探放钻孔21的终点(又叫终孔)。超前探放钻孔21和连接钻孔22连通形成一个半圈闭，该半圈闭能够排除滞后巷道2的前方采空区威胁。

此外，当远离滞后巷道2的一侧的采空区分布情况不清楚时，多个探水钻孔11分布在远离滞后巷道2的一侧，并且滞后巷道2的前方不形成半圈闭。

“远离滞后巷道2的一侧”是指图2-3中各巷道的前方的中心轴线的下侧。由于上侧的采空区分布情况清楚，不需要滞后巷道2的前方进行探查，因此不需要开设超前探放钻孔21和连接钻孔22形成半圈闭。但是，超前巷道1的下侧仍需要探查，因此此时多个探水钻孔11分布在超前巷道1的前方的中心轴线的下侧，仍然呈扇形分布。

另外，当物探探查结果异常时，根据实际情况对超前巷道1和滞后巷道2的前方进行加密探测，来确保巷道掘进安全。

进一步地，如图2-3所示，探水钻孔11从超前巷道1的硐室12或巷帮开始施工。

其中，探水钻孔11的长度为允许掘进距离和超前距之和。

允许掘进距离：是经探水证实无任何水害威胁，可安全掘进的长度。

超前距：从允许掘进距离向前直到探水钻孔11的终点的距离。探测老空水时超前距不小于30m。

帮距：为使巷道两帮与可能存在的水体之间保持一定安全距离，呈扇形布置的最外侧探水钻孔所控制的范围与巷道帮的距离称之为帮距；帮距一般取20m，有时帮距可比超前距小1-2m。

进一步地，如图2-3所示，超前探放钻孔21从滞后巷道2的硐室或联巷23开始施工。

进一步地，超前探放钻孔21的超前距不小于30m，帮距不小于20m。

本发明的实施例中，由于滞后巷道2省去了开设多组探放钻孔的工程量。只有超前巷道1仍需要开设多组探放钻孔。因此，节省了大量的工程量，提高了工作效率，同时也保证施工安全。

由于滞后巷道2是在超强巷道1的基础上开设超前探放钻孔21和连接钻孔22连通形成一个半圈闭。这是因为，超前巷道1位于滞后巷道2的前方，有条件能够从超前巷道1开设连接钻孔22，来形成半圈闭。而超前巷道1由于前方无其他的巷道，所以只能形成多组呈扇形分布的探放钻孔。半圈闭极大节省了工程量，只需要利用掘锚工艺形成两个钻孔连通。通过一个半圈闭就可以探查滞后巷道2的前方的老空水情况，排出威胁。

并且，与掘锚工艺相结合，在特定的条件下采用有针对性的探放水设计，在一定程度上减少了因掘进和超前探放水相互干扰而导致的时间浪费，从而保证了矿井的接续，使之能够安全高效生产。

以上所述的仅是本发明的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本发明原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本发明的保护范围。