2111回采探放水钻孔设计完整版解析.docx
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2111回采探放水钻孔设计完整版解析
【2013】山西乡宁焦煤集团台头前湾煤业有限公司
作业地点：
2111综采工作面
探放水设计
编制人：
防治水科长:
防治水副总:
总工程师：
施工负责人：
编制时间：
2111回采工作面探放水设计会审表
会审时间
会审地点
主持人
参加人员
总工程师
地测股
矿长
通风股
安全副矿长
安全股
生产副矿长
调度室
机电副矿长
机电股
矿长助理
探水队
防治水副总工
会审意见：
探放水设计会审意见整改落实表
会审意见的整改意见：
防治水科长：
探水队队长：
总工程师：
时间：
年月日
第一章防治水管理机构及职责划分………………………………1
第二章设计目的……………………………………………………2
第三章设计依据……………………………………………………2
第四章巷道设计及四邻关系情况…………………………………3
第五章施工地区地质及水文地质条件…………………………4
第六章施工地区水害分析………………………………………4
第七章探放水设计………………………………………………5
（一）设计原则……………………………………………5
（二）井下物探设计…………………………………………5
（三）探水钻孔设计……………………………………6
（四）异常情况探放水设计说明…………………………7
（五）验收工作…………………………………………8
第八章钻探安全技术措施………………………………………8
第九章通风与瓦斯检查安全技术措施…………………………14
第十章排水措施………………………………………………15
第十一章避灾措施………………………………………………16
附件：
探放水设计附图目录
1、探水钻孔平面布置示意图
探水钻孔布置断面示意图
2、2111回采工作面避灾路线图
3、2111回采工作面通风系统图
4、2111回采工作面排水系统图
5、2111回采工作面四邻关系图
6、2111回采工作面巷道布置图
7、煤层柱状图
山西乡宁焦煤集团台头前湾煤业有限公司
2111回采工作面探放水设计
第一章防治水管理机构及职责划分
组长：
靳敏捷（总工程师）
副组长：
李鹏（防治水副总工程师）
成员：
武文鹏（地测防治水科长）
郑林林（防治水技术员）
武文栋（防治水技术员）
薛栋（地质专业技术员）
探放水作业队伍机构
探放水队队长：
侯高红
探放水队班组长：
姚晋将李帅薛栋
探放水队队员：
冯云山张宏亮尉斌
郭峰杨耀龙张建军
张继红任栗胜张夏磊
加万里卢波
职责划分：
矿长是矿井防治水工作第一责任人。
负责贯彻上级防治水方面的相关文件，落实上级关于防治水管理方面的各种工作要求，对矿井防治水工作安全全面负责。
保证矿井防治水工作“三专”化。
总工程师对矿井防治水负全面业务技术管理责任，同时是防治水管理机构总负责人。
防治水副总工程师负责防治水工作年度计划编制、设计、措施制定及审批工作，并指导地测防治水科室对矿井防治水工作进行管理。
同时，协调探放水队的管理。
地测防治水科长具体负责防治水业务技术管理工作落实和执行，负责防治水管理机构的日常管理和机构的决定得以贯彻，对探放水队的业务进行指导和管理，技术上对防治水副总和总工程师负责。
第二章设计目的
1、防止2111回采工作面施工过程中因掌握地质资料不准确出现意外事件。
2、对地面及井下物探报告显示的2111回采施工区域的正常区域条带进行钻探验证。
3、对物探报告中显示的该区域的井下地质构造及低阻异常区进行确认。
第三章设计依据
1、《煤矿安全规程》第285条至294条规定；
2、《煤矿防治水规定》第94条规定及《煤矿防治水规定》释义第94条释义相关规定；
3、委托山西地宝能源有限公司编制的《乡宁焦煤集团台头前湾煤业水文地质类型划分报告》（于2012年3月20日以乡煤规发[2012]165号文批复），委托地宝能源公司编制的《山西乡宁焦煤集团台头前湾煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告》（于2011年8月30日以晋煤行发[2011]1235号批复）。
4、依据2012年委托山西省煤炭地质144勘查院在地面用CUGTEM-8型瞬变电磁仪进行勘探，探测面积：
0.5Km²。
每70米对井下2111综采工作面进行瞬变电磁勘探。
5、《2111回采工作面地质说明书》
第四章巷道设计及四邻关系情况
1、2111回采工作面顺槽长度575m。
两顺槽巷道支护形式采用锚杆、锚索、锚网联合支护。
位于井田中北部,煤层倾角3°～8°，该工作面布置于运输大巷北部，巷道走向为南北，东部为2113回风顺槽掘进工作面；西部为2109采空区；南部为运输大巷；北部为井田边界。
2、本井田东北邻山西乡宁焦煤集团王蟒沟煤业有限公司、西北邻山西煤炭运销集团吉县盛平煤业有限公司，西邻山西乡宁焦煤集团元甲煤业有限公司，南邻山西乡宁焦煤集团燕家河煤业有限公司，东邻山西煤炭运销集团同泰达煤业有限公司及山西煤炭运销集团金山煤业有限公司。
第五章施工地区地质及水文地质条件
1、根据水文类型划分报告及地质报告，本工作面主要含水层为顶板K8砂岩裂隙水，但含水性较弱，局部顶板有少量的淋水，对工作面正常掘进影响较小。
2、下伏区域主要含水层为奥灰岩溶水（标高为687-693m），由于该含水层的地下水位低于该工作面，不会对本煤层开采构成危险。
3、本工作面地表无长流水体或小井存在，且盖山厚度较大，在对地表的巡查过程中未发现有任何采空塌陷或地表裂缝，雨季时的地表水积聚下渗不会对掘进工作面带来影响。
4、2111回采工作面西部为2109采空区；南部为运输大巷，两处均高于该工作面，在设计巷道时留设的保安煤柱均为20米，且留设的保安煤柱不存在导水裂隙。
5、预计本工作面正常涌水量≤8m³/h，最大涌水量≤12m³/h。
6、我公司委托山西省煤炭地质144勘察院，分别对2111回采工作面的两条巷道进行井下物探工作，通过井下瞬变电磁超前勘探，得出的结论为掘巷道70米范围内均无低阻异常区，不构成水害威胁。
第六章施工地区水害分析
从井上、下物探结果可看出，该区域均无低阻异常区；根据矿井地质报告及附近之前掘进巷道揭露情况可得出，该区域地质构造简单，无断层、陷落柱构造等导水构造，工作面上部无地质钻孔，不存在钻孔水害威胁。
综合分析，该探放水设计重点针对巷道掘进范围已认为的物探正常区域进行验证，防止施工突发性揭露可能存在的未被物探查出的构造或裂隙带富水区。
第七章探水设计
一、设计原则
1、“预测预报、有掘必探、有采必探、先探后掘、先探后采”的原则。
2、“探掘分离”的原则。
3、“物探先行、钻探验证、化探跟进”的原则。
二、井下物探设计
因2012年委托山西省煤炭地质144勘查院进行在地面井田范围内进行了0.5平方公里，探测深度50至1000米，施工点距为40米，线距40米，发射线框采用6.25Hz，600×600m和2.5Hz，800×800m两种。
井下物探情况：
2111回采工作面由山西省煤炭地质144勘查院进行井下瞬变电磁物探，现场仪器使用的为武汉地大华睿地学技术有限公司生产的TEMJF50矿用瞬变电磁仪实现。
经过对2111回采工作面物探验证，得出结论2111回采工作面前方70米不构成水患威胁，物探循环次数为每70米一次。
探测范围：
本设计探水主要范围为2111回采工作面前方水文地质情况，是否存在水害隐患，我矿严格按照“物探先行、钻探验证、化探跟进”的综合探测手段，物探结论为2111回采工作面前方70米不构成水患威胁，根据探放水原则“预测预报、有掘必探、有采必探、先探后掘、先探后采”，必须以“钻探验证”结论为实际依据，确定掘进头前方水文地质情况。
2111回采工作面顺槽长度为575m，预计物探次数8次，具体位置设计如下：
第一次物探在设计在综采工作面575m进行布置距离为575m-505m；第二次物探距离505m-435m；第三次物探距离435m-365m；第四次物探距离365m-295m；第五次物探距离295m-225m；第六次物探距离225m-155m；第七次物探距离155m-85m；第八次物探距离85m-15m。
本设计探水范围仅限于2111回采工作面。
三、探水钻孔设计
1、采用超前勘探、先探后采的作业形式，钻孔个数为2个，在两顺槽均匀布置,间距25m，钻孔距底板距离为1.5m，1#、2#钻孔沿顺槽中线垂直进行布置，钻孔终孔距离不得少于90m，安全防水煤柱以回采面煤壁线距钻孔3m为准（见钻孔布置图）
2、探水钻孔位置始终保持超前回采工作面25m以上，每打一次眼，回采距离不得大于20m。
3、为使积水顺利排出，又能防止冲垮煤壁，探水钻孔直径以不大于75mm为宜。
该工作面预计探水次数为10次。
具体位置设计如下：
第一组探水眼布置距离为575-525m，第二组525-475m，第三组475-425m，第四组425-375m，第五组375-325m，第六组325-275m，第七组275-225m，第八组225-175m，第九组175-125m，第十组125-75m。
四、异常情况探水设计说明
若施工中期间井下物探发现低阻异常区时，应及时按（煤矿防治水规定）重新编制专门探放水设计并实施探放水工作。
采掘工作面遇到下列情况之一时，应当立即停止施工，确定探水线，编制专项探水设计经总工程师批准后，由专业人员和专职队伍进行施工。
1、接近水淹或可能积水的井巷、老空或相邻煤矿时。
2、接近含水层、导水断层、溶洞和导水陷落柱时。
3、打开隔离煤柱放水时。
4、接近可能与河流、湖泊、水库、蓄水池水、井等相通的断层破碎带时。
5、接近有出水可能的钻孔时。
6、接近水文地质条件不清的区域时。
7、接近有积水的灌浆区时。
8、接近其他可能突水的地区时。
五、验收工作：
1、单孔验收：
钻孔施工单孔验收应由当班的探水队跟班班组长和掘进工作面负责人共同验收并签名。
2、钻孔验收：
当每次探水作业完成后，由防治水办公室牵头严格按照防治水钻孔验收制度进行验收，验收人员应由探水队、掘进队、地测股、跟班矿长进行联合验收并签名。
3、安全确认移交：
探水作业验收合格后签订安全确认移交单，严格按照安全确认移交制度进行确认移交。
第八章钻探安全技术措施
一、钻机参数
该工作面探放水设备为ZYJ-280/150架柱式液压回转钻机，最大钻探深度90米，功率7.5KW。
项目
单位
参数
项目
单位
参数
额定压力
Mpa
≤12
推进行程
mm
1080±20
额定转矩
N.m
≥280
钻孔直径
mm
∮42-∮75
额定转速
r/min
≥150
主机重量
kg
168
推进力
kN
≥10
最大高度
mm
2740
钻孔深度
m
90
最小高度
mm
2220
二、钻机运输
1、人员搬运、扛抬钻机时必须事先熟悉搬运巷道状况。
2、行走巷道一定要畅通，巷道如有杂物阻挡时要先清理后再进行搬运。
3、行人或运料通过巷道失修区域时，应先观察，然后迅速通过，严禁在失修区域随意停留。
通过巷道维修作业区，要先与该区域人员打招呼，等到允许后方可迅速通过。
4、两人以上合力搬抬物料时要有统一口令、同时用力。
用手抓物料时一定要抓牢，避免抓滑出现意外。
5、如需在回采工作面切巷打钻，扛运钻机部件到切巷时，要走在液压支架脚上，脚下踩稳手扶好慢行，防止踩空踩滑造成伤人。
6、搬运、扛抬设备时注意力要集中，如果前后有人同时扛运，必须保持10米以上间距，防止间距过小相互碰伤。
7、扛抬动力头、开关时要量力而行，重量超过45公斤或长度超过3米时要有两人以上合力搬抬。
三、钻机固定标准及安全技术措施
1、安设地点应无浮煤，底板平整。
钻机立轴对准钻孔位置，摆正钻机架，机座与地梁木之间用螺栓连接，固定于基台木上。
基台木要安放牢固、平稳。
2、机身安放平稳，上紧底固螺丝。
各种电气设备必须防爆，机械传动部分要安装防护栏、保护罩。
3、钻机支座与操作台间距不小于1.6m，操作台与油箱要搭接在一体（特殊情况要打钻施工，操作台可与油箱分开，但操作站下必须设底座）。
4、钻机开关距操作台间距不小于10m。
5、钻机油管要理顺，不漏油，同一方向的油管每0.5m用绑条固定一道，在钻机与操作台之间要用高度0.3m的托架摆放油管，油管不能埋在煤渣或煤泥和水中。
6、给水器的水管不能缠绕，每条水管应靠帮绕好，管线吊挂要成直线。
7、电器设备的安装，必须执行《煤矿安全规程》和有关规定。
8、钻的固定：
采用立柱支撑，斜拉杆固定。
钻机的方位角是根据实际情况采用统一的方式钻机跑道架与该处棚腿连线平行。
采用罗盘定钻探的仰俯角及偏角。
9、安装钻杆时应注意的问题
（1）钻杆的安装应不堵塞、不弯曲、丝口未磨损，不合格的不使用。
（2）接钻杆时要对准丝口，避免歪斜和漏水。
（3）卸钻头时，应严防管钳夹伤硬质合金片、夹扁钻头和岩芯管。
（4）装钻杆时，必须一根接一根依次安装。
四、使用探水钻机安全措施
1、加强探水钻眼附近巷道的支架，背好顶、帮，工作面打上坚固的顶柱，以防高压水冲垮煤壁和巷道支架。
2、探水工作地点挂牌，明确探水眼位置、方向、眼数、钻孔深度。
打钻前要清理好巷道，准备好水沟和放水巷。
并有和调度室联系的电话。
3、探水工作面要经常检查瓦斯，要加强通风。
4、水压大的探水眼要装套管，装水闸阀，便于调节水量。
5、探水时如遇到钻孔沿钻杆向外流出，应立即停止探水，固定钻杆，严禁移动钻机和拔钻。
并向矿调及矿总工程师汇报，按指示行动。
6、钻探工艺流程：
交接班→安全确认→钻机搬运→疏通水沟→安装钻机→连接管路→检查液压油→检查溢流阀→检查电动转向→定钻孔方位和角度→检查水压→安装钻杆→钻探→退出钻杆→停钻、卸压→拆除管路→拆除钻机→设备合理存放→整理工作面→交接班
五、探放水过程中注意事项及安全技术措施
1、钻机司机必须经过培训考核，取得合格证后方可操作钻机。
2、操作钻机要严格按照钻机的技术要求和说明进行。
3、操作人员必须衣着整齐，穿绝缘鞋，戴绝缘手套。
4、钻车和钻架的支撑安装必须可靠。
5、使用的钻头应是锐利的。
6、电钻需变速时，必须先停机，方能变速。
7、在钻孔中，若发生突然卡杆或钻杆弯曲，应立即停钻，撤退钻机，检查钻头是否有崩片或刃口磨损过大等情况，以决定更换钻头否。
8、发生下列情况时禁止使用钻机：
（1）发生漏电麻手
（2）减速箱内声音不正常，如有碰击声等
（3）电机运转声音不正常，如发生尖叫声等
9、不要在现场拆开钻机。
10、探水工作面要加强支护，防止高压水冲垮煤壁及支架。
11、事先检查并维护好设备，清挖水沟和临时水仓，以便在出水时使临时水仓有相当大容积的缓冲余地。
12、在探水工作面或工作面附近安设专用电话，遇有水及时向矿井调度室汇报。
13、探水工作面要经常检查瓦斯，发现瓦斯浓度超过1%时要立即停止打钻，切断电源，撤出人员，然后加强通风吹散有害气体。
14、在水压较大的地点探水时，应预先开掘安全躲避硐，规定好联络信号及人员的避灾线路。
15、打钻时钻孔中水压、水量突然增大，以及出现冲顶钻具等异常情况时，不要激动或拔出钻杆，应马上将钻杆固定。
还应派人监视水情和报告矿井调度室，不得擅自放水。
如果情况危急时，要立即撤出受水威胁地区的所有人员，然后采取措施，进行处理。
16、探放水钻机后面和前面给进手把活动范围内不得站人，以防高压水将钻杆顶出伤人，或者手把翻转打人。
17、钻眼内水压过大时，应该采用反压，防压和安设防喷装置的方法钻进，控制钻杆不被高压水猛然冲出，确保钻探安全。
18、探水钻探工程中应时刻注意钻孔内情况，发现煤层变软，钻杆推进突然感到困难，或顺钻杆出水增大时，要特别注意，立即停止钻进，不要拔出或移动钻杆。
如果拔出钻杆，钻眼会因水流出而冲大，水量无法控制，造成透水事故。
当探水孔孔深小于5米时孔内水量出水，说明距离积水已经很近；如果孔内水压很大，水喷射很远，必须马上将钻机钻杆固定，在巷道正前打牢点柱，保护煤壁和顶板，不使煤壁被水冲垮。
人员应尽快撤离现场，另选安全地点对此处积水进行探放。
探水过程中如发现钻孔透老空无水，应立即检查是否有有害气体喷出，防止人员受到伤害。
六、突发情况的安全措施
井下一旦发生突水事故，在现场的工作人员应立即将突水情况向矿调度室汇报，现场人员必须听从班组长指挥，迅速撤退，并以尽快的方式通知附近地点的工作人员一起撤退。
1、撤退要服从命令，不可慌乱，要注意往高处走，并沿预定的避灾路线出井。
2、在突水迅猛、水流急速的情况下，现场人员应立即避开出水口和泄水流，躲到硐室、拐弯巷道或其它安全地点，如果情况紧急，来不急转移躲避时，可抓牢棚梁、棚腿或其它定物，防止被涌水打倒或冲走。
3、外出巷道已被水阻，无法撤出时，应选择地势最高，离大巷最近地点或上山独头巷道躲避，被堵在上山独头巷道内的人员要有长时间被堵的思想准备，要节约用灯或食品，有规律地敲打铁管等物，发出求救信号，同时要发扬团结互助的精神，共同克服困难，要忍饥静卧，降低体力消耗，等待救援脱险。
4、若突水来自老空、老窖积水，在突水的同时有大量有害气体涌出，撤离时要迅速戴好自救器或用湿毛巾捂住口鼻，以防中毒或窒息。
5、撤退人员需要从梯子间爬梯升井时，应按次序上，避免抢上或慌乱，爬梯时应注意手抓牢，脚蹬稳，保证自己安全，也要照顾别人安全。
6、人员撤至安全地点或地面后，应立即清点人数，如发现有人被堵入灾区，应立即组织营救。
第九章通风与瓦斯检查情况技术措施
1、探水工作面必须有一名瓦斯员跟班作业，随时检查掌握瓦斯及CO2等气体的变化情况，如果瓦斯或其它有害气体超过《煤矿安全规程》规定，必须停止打钻，切断电源，撤出人员，并报告矿领导和调度室，采取措施进行处理。
2、建立健全瓦斯、二氧化碳和其它有害气体检查管理制度。
3、每次检查瓦斯的结果都必须记入瓦斯检查班报手册和瓦斯记录牌上，并告知现场作业人员。
4、探水工作面采用压入式局部通风，局部通风机由指定专人负责管理，三班正常运转，不得随意停开。
5、探水工作面的电气设备，必须安装风电闭锁和瓦斯电闭锁装置，具有断电功能。
6、无论是否工作或交接班时工作面都不准停风，因检修停电等原因停风时，必须撤出人员切断电源。
7、要求每个探水工作面的风筒接头严密、无破口，保持平直，逢环必挂，风筒拐弯处要设弯头或缓慢拐弯，不准拐死弯，风筒距工作面不得超过5m。
8、每个探水工作面和安设钻机处必须装设甲烷传感器，且传感器必须是经过标校合格方可使用。
第十章排水措施
1、工作面排水可利用排水泵BQG-350/0.2型矿用气动隔膜泵,通过3寸排水管，将水排至临时水仓，再由临时水仓排至采区水仓再由采区水仓排至主水仓。
2、主水仓内安装有三台水泵，一台工作，一台备用，一台检修。
水泵型号为D25-30×9，电机功率37kw，流量为25m³/h，扬程为270m。
水泵联合排水能力可达到44.46m³/h。
将水排到地面。
第十一章避灾措施
一、透水征兆
所有作业人员必须熟悉避灾路线，懂得透水后的急救知识，懂得并随时观察下列透水预兆。
1、挂红：
在井下水中含有铁的氧化物，在水压作用下，通过煤（岩）裂隙时，附着在裂隙表面，出现暗红色水锈。
2、挂汗：
当掘进工作面接近积水区时，水在自身压力作用下，通过煤岩裂缝而在煤岩壁上凝结成许多水珠，当遇到挂汗时，用水镐剥去一薄层，观察新暴躁面是否有了潮气，如果煤岩潮湿则是透水征兆。
3、空气变冷：
掘进工作面接近大量积水区时，气温骤然降低，煤壁发凉，人一进入就有凉爽感，时间愈长旧愈感到阴凉。
4、出现雾气：
当巷道内温度很高时，积水渗到煤壁后引起蒸发而迅速形成雾气。
5、水叫：
井下的高压积水，巷煤岩裂缝强烈挤压与两壁摩擦而发现嘶嘶叫声，说明掘进工作面距积水区已很接近，若是煤岩掘进，则透水即将发生，这时必须立即发出警报，撤出所有受水威胁的人员。
6、顶板淋水加大：
原有裂隙淋水突然增大，应视作透水前征兆。
7、顶板来压，底板鼓起。
8、水色发浑，有臭味。
9、工作面有害气体增加：
积水区向外散发出瓦斯、二氧化碳和硫化氢等有害气体。
10、裂隙出现渗水：
如果出水清净，则离积水区尚远，若出水浑浊，则离积水区已近。
二、异常情况汇报程序
汇报程序：
2111回采工作面→调度室8000、8001→相关人员
1、接警
矿井发生重大水灾害事故后，事故单位及现场人员要立即按照汇报程序进行汇报，汇报内容包括事故发生的类别、时间、地点、发生事故的单位及事故现场的简要情况。
2、应急启动
调度室接到报告后，要迅速向有关领导报告，并迅速成立抢险救灾指挥部，根据领导指示及时通知有关职能部门，并同时向县煤炭局调度室汇报。
3、井下发生水灾害或地表发生向井下溃水时，现场班组长（作业人员）必须组织现场人员按照避水灾路线指向牌撤到安全地点，直到地面。
在矿井救援人员到达前，积极组织现场人员进行自救和互救。
4、矿长、总工程师及抢险救灾指挥部其他成员在接到事故通知后，必须立即到达矿井调度室研究制定抢险救灾方案、措施，指挥现场救灾。
5、总指挥决定启动矿井水灾害事故应急救援预案后，立即向调度室下达启动预案命令。
6、报告灾情的方法是：
（1）灾害事故发生后，在事故地点及附近的人员应利用电话或派人迅速将事故的性质，发生地点，原因和危害程度向矿调度室汇报，井下其他人员在发现异常现象后，应及时向矿级领导汇报。
（2）根据事故的性质和蔓延趋势，以最迅速有效的方法向可能受威胁区域的人员发出警报通知。
（3）矿调度室接到灾害事故报告后，应立即报告矿长、并对全体救灾组织人员发出待命命令。
（4）矿长总指挥接到报警后，应根据灾情情况迅速组织有关人员根据事故应急救援预案进行抢救。
三、避灾路线：
2111回采工作面→2111运输顺槽→皮带运输大巷→避难硐室→主平硐→地面
2111回采工作面→2111回风顺槽→总回风大巷→避难硐室→主平硐→地面
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