前都煤矿探放水设计及施工安全技术措施.docx

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前都煤矿探放水设计及施工安全技术措施

目录

一、编制目的及依据-1-

二、成立探放水工作领导小组-1-

三、工作面概况-2-

四、地质情况-2-

五、水害情况分析及老窑分布-3-

（1）水害情况分析-3-

（2）小窑-3-

六、探放水开孔位置确定-4-

七、钻孔设计参数-4-

（二）采用手段和方法-5-

（三）钻探设计参数超前距、允许掘进距离和密度的确定-5-

（四）钻孔长度-5-

（五）钻孔布置与参数-5-

八、探水前的巷道准备工作-6-

九、透水预兆及防止透水事故发生的安全措施-7-

1、透水预兆-7-

2、防止透水事故的安全技术措施-7-

钻进过程中必须注意以下几个环节-8-

1、突出预兆-9-

2、防突措施-10-

十一、避灾路线-10-

十二、钻机运输安全-10-

十三、钻机的安装及加固-11-

十四、施钻-11-

十五、钻孔施工技术安全措施-12-

（一）一般要求-12-

（二）施钻的管理和规定：

-12-

十六、附图-15-

1.避灾路线图-15-

2.通讯系统图-15-

3.排水系统图-15-

4.通风系统图-15-

5.主斜井探放水钻孔设计图-15-

主斜井探放水设计及施工安全技术措施

一、编制目的及依据

为认真贯彻落实“安全第一、预防为主、综合治理”的安全生产方针，严格执行“预测预报、有掘必探，先探后掘，先治后采（掘）”的探放水原则，进一步做好我矿的水害防治工作，杜绝重大水害事故，保证矿井安全生产，根据国家安全生产监督管理总局第28号令《煤矿防治水规定》、《矿井防治水安全监察实施细则》、《煤矿重大事故隐患排查治理责任追究规定》、《煤矿安全规程》及《矿井水文地质规程》等有关要求，特编制本探放水设计及施工安全技术措施。

二、成立探放水工作领导小组

组长：

姜元营（矿长）

副组长：

姬生金（总工程师）程坤保（安全矿长）

成员：

薛贤波（生产技术部）张雪洲（通防部）罗中银（调度室）吕阳亮（安检部）代述强（机电运输部）李成瑞（供销部）谢惠军（办公室）梁昌毅胡波

岗位责任：

组长：

全面负责探放水调度工作。

副组长：

具体负责探放水工作，配合组长调度人力、物力等后备物资。

生产技术部：

履行岗位职责，根据总工程师的安排，制定防探水措施，掌握开拓进度，及时填写图纸，为防探水提供准确的技术资料，正确指导施工。

安检部：

履行岗位职责，按照防探水设计和措施，进行现场监督，监视现场变化，随时按照程序上报矿调度室。

机运部：

履行岗位职责，负责机电设备的配置与检修，保证探水设备与电力供给与正常运转。

通风部：

履行岗位职责，负责具体的打钻任务；同时要随时监测有害气体的变化情况。

调度室：

履行岗位职责，负责调度通知、通报的上传下达,保证矿井通讯系统的畅通。

供应部：

履行岗位职责，负责物力供应，详细清查库房物品的缺失，随时反应给采购人员进行购置，保证物品供给无误。

办公室：

守岗待命，保证运输无误。

掘进队、开拓队队长：

履行岗位职责，负责调度各班班长严格按照防探水设计说明书及措施实施落实。

三、工作面概况

主斜井于2012年9月份开工，截止现在已累计施工270m，设计井口标高为+1420m，方位角199°，倾角-22.6°，巷道S净=14.31㎡，采用锚网喷支护，设计长度为1090m。

四、地质情况

主斜井布置在二叠系上统龙谭组二段岩石中，上距二叠系上统龙谭组三段底板垂直距离40m，距30号煤层底板60m。

下距二叠系上统龙谭组二段底板215m。

距茅口组顶板340m。

根据六枝恒达设计院提供的《水文地质勘探报告》及前都煤矿地层综合柱状图分析可知，主斜布置的30号煤层底板，施工中所遇岩性主要为深灰色粉砂岩、浅灰色钙质细砂岩、杂色凝灰质泥岩及粘土泥岩，局部夹钙质泥岩及钙质粉砂岩。

五、水害情况分析及老窑分布

（1）水害情况分析

根据六枝工矿（集团）恒达勘察设计有限公司（2010年9月）提供的《贵州前都煤业有限责任公司煤矿（整合）资源量核实报告》（生产规模：

30万吨/年）：

“通过对前都煤矿范围内地表和井下的调查，矿井内无大的河流、池塘、水库等地表水体。

矿井内小煤矿存在着一定的积水，是浅部矿井开采的重要充水因素，在黄田煤矿、湾田煤矿、大树子煤矿关闭后，形成了大面积的采空区积水，采空区积水易渗入矿井而成为矿井直接充水水源。

主、副井井筒内接近地表区域主要为顶板淋水、滴水；底板及两帮渗水，水量随季节变化较大。

前都煤矿矿床属于以基岩裂隙及老空区充水为主、水文地质条件为中等的煤矿床，但在矿井与地面裂缝勾通地段、局部塌陷地带，老空区与生产巷道勾通地段水文地质条件较复杂。

”

（2）小窑

经调查，矿区内已无小窑，只有整合前黄田煤矿、湾田煤矿、大树子煤矿关闭后，形成的大面积采空区积水，采空区积水易渗入矿井而成为矿井直接充水水源。

前都矿区范围内采空区调查统计表

编号

采空区名称

开采煤层

井口涌水量

预计积水量

开采范围（m2）

预计走向长度（m）

最低积水标高（m）

1#

湾田煤矿

7#

1.0

9000

500

+1390

2#

黄田煤矿

18#

0.8

12000

340

+1355

3#

大树子煤矿

6#

0.1

18000

1200

+1375

六、探放水开孔位置确定

探放水开孔位置确定在KO+270m处。

目前工作面掘进至KO+268m处，上次在KO+160m进行探放水施工，允掘距离为110m，即再往前掘进2m就到了下一循环的探放水位置。

七、钻孔设计参数

（一）探放水目的

1.探放小窑采空区积水，防止发生主斜井掘进中的透水事故。

2.2.探放采空区内有害气体，确保掘进的安全生产。

（二）采用手段和方法

本次主斜井直接采用钻探手段，以循环超前钻探的方法实施探放水工作。

（三）钻探设计参数超前距、允许掘进距离和密度的确定

超前距：

根据水压、煤（岩）层厚度和强度及安全措施等情况而定，但最小水平距离不得小于30米，本设计超前距为30米，允掘距离到达超前距位置时进入下一循环探放水作业。

允许掘进距离：

经探水后，证实无水害威胁，可以安全掘进的长度。

每次探放水钻孔施工完毕后，以最短的钻孔长度（巷道中、腰线上投影长度）减去超前保护距离之后所剩余的距离，本次探放水设计允掘距离为120m。

帮距：

指扇形布置的最外侧探水孔所控制的范围与巷道帮的距离，其值一般应与超前距相同，即为30m（包括顶底板）。

（四）钻孔长度

考虑矿井正常生产的需要，钻孔设计长度为150m，其中，超前距30m，允许掘进距离为120m。

（五）钻孔布置与参数

根据《煤矿防治水规定》的规定，探放水钻孔在巷道中腰线呈扇形布置，钻孔成组布设。

工作面探放水钻孔布置11个，钻孔编号分别为1#～11#，均采用无芯钻进。

1号孔布置在巷道起拱线往上500mm处中线位置，距巷道底板1.7m，方位、倾角与巷道一致，设计长度150m；1号孔往左700mm布置2号孔，2号孔与巷道方位夹角呈6°布置，倾角与巷道一致，设计长度151m；1号孔向右700mm布置，3号孔，3号孔与巷道方位夹角呈6°布置，倾角与巷道一致，设计长度151m；1号孔向下700mm布置4号孔，4号孔方位与巷道方位相同，倾角为-28.5°，设计长度150.8m;1号孔向上700mm布置5号孔，5号孔方位与巷道方位相同，倾角-16.69°，设计长度150.8m；1号孔往左1200mm布置6号孔，6号孔方位与巷道中线呈12°夹角布置、倾角与巷道一致，设计长度153.2m；1号孔往右1200mm布置7号孔，7号孔方位与巷道中线呈12°夹角布置、倾角与巷道一致，设计长度153.2m；1号孔向下1200mm布置8号孔，8号孔方位与巷道方位相同，倾角-34.51°，设计长度153.3m。

1号孔向上1200mm布置9号孔，9号孔方位与巷道方位相同，倾角-11.23°，设计长度153m；巷道拱部肩窝处分别布置10#、11#两个孔。

10#孔方位与巷道中线呈9°夹角布置、，倾角为-14.23º，孔深为152m。

11#孔方位为128º，倾角为14.23º，孔深为152m。

（见主斜井探放水设计图）

八、探水前的准备工作

1、由技术人员提前到探水巷道按照设计要求标定钻孔孔位。

2、供电：

地面变电所→主斜井工作面→ZDK-750钻机

3、供风：

FBD№7.1型2×30kw局扇供风风筒距工作面不得超过5m（通风系统图附后）

4、通讯：

安装一部探放水专用电话。

5、备足防溃水沙袋500袋。

6、排水管路必须确保畅通且紧跟工作面迎头。

7、工作面至少布置二台水泵（一台工作、一台备用）。

九、透水预兆及防止透水事故发生的安全措施

1、透水预兆

a、煤（岩）层发暗时，应做探水防患。

b、煤（岩）壁出汗时表示附近有水源。

c、工作面空气变冷时表示前方有积水区。

d、淋水加大、底鼓时要预防水突。

e、煤壁挂红、毒气生表示前方有老窑。

f、迎头嘶嘶叫：

说明前方不远处有活动水源是明显突水预兆。

g、淋水质变：

快查新水源。

2、防止透水事故的安全技术措施

a、发生明显的透水预兆时，应立即停止钻进、切断电源、组织所有受水害威胁地点的人员撤至地面并设置警戒，及时汇报矿调度室。

b、在预计水压大于0.1MPa地点探水时，预先固结套管。

套管口安装闸阀，套管深度在探放水设计中规定。

预先开掘安全躲避硐，制定包括撤人的避灾路线等安全措施，并使每个作业人员了解和掌握。

c、钻孔内水压大于1.5MPa时，采用反压和有防喷装置的方法钻进，并在钻孔施工前，先在施工地点用料石混凝土砌一道厚度不低于1m的挡水墙，然后方可施工；预防在施工过程中孔口管和煤（岩）壁突然鼓出伤人。

d、探水钻孔除兼作堵水或者疏水用的钻孔外，终孔孔径一般不得大于75mm。

e、探放老空积水的超前钻距，根据水压、煤（岩）层厚度和强度及安全措施等情况确定，但最小水平钻距不得小于30m，止水套管长度不得小于10m；

f、沿岩层探放含水层、断层和陷落柱等含水体时，按表5-1确定探水钻孔超前距离和止水套管长度。

岩层中探水钻孔超前钻距和止水套管长度

水压（MPa）

钻孔超前钻距（m）

止水套管长（m）

＜1.0

＞10

＞5

1.0-2.0

＞15

＞10

2.0-3.0

＞20

＞15

＞3.0

＞25

＞20

钻进过程中必须注意以下几个环节

①在探放水钻进时，发现煤岩松软、片帮、来压或者钻眼中水压、水量突然增大和顶钻等透水征兆时，应当立即停止钻进，但不得拔出钻杆；应当立即向矿井调度室汇报，派人监测水情。

发现情况危急，应当立即撤出所有受水威胁区域的人员到安全地点，然后采取安全措施，进行处理。

　　②探放老空水前，应当首先分析查明老空水体的空间位置、积水量和水压。

探放水孔应当钻入老空水体，并监视放水全过程，核对放水量，直到老空水放完为止。

当钻孔接近老空时，预计可能发生瓦斯或者其他有害气体涌出的，应当设有瓦斯检查员或者矿山救护队员在现场值班，随时检查空气成分。

如果瓦斯或者其他有害气体浓度超过有关规定，应当立即停止钻进，切断电源，撤出人员，并报告矿井调度室，及时处理。

　　③钻孔放水前，应当估计积水量，并根据矿井排水能力和水仓容量，控制放水流量，防止淹井；放水时，应当设有专人监测钻孔出水情况，测定水量和水压，做好记录。

如果水量突然变化，应当及时处理，并立即报告矿调度室。

④严格按照钻机工操作规程执行钻机的每一个操作步骤；严禁违章操作。

十、突出预兆及防突措施

1、突出预兆

突出预兆可分为有什预兆和无声预兆两种。

a、有声预兆：

煤层发出劈裂声、闷雷声、机枪声、响煤炮以及气体穿过含水裂缝时的吱吱声等。

声音由远到近，由小到大，有短暂的，有连续的，时间间隔长短也不一致；煤壁还会发生震动和冲击，顶板来压，支架发出折裂声。

b、无声预兆：

工作面顶板压力增大，煤壁被挤压，片帮掉渣，顶板下沿或底板鼓起；煤层层理紊乱、煤暗淡无光泽、煤质变软；瓦斯忽大忽小，煤壁发凉，打钻时有顶钻、卡钻、喷瓦斯等现象。

2、防突措施

a、在钻井过程中若发现上述突出预兆时，立即停止钻进、切断电源、撤出人员、设置警戒、汇报矿调度室。

b、调度室接到汇报后，立即汇报相关领导，组织人员研究编制防突专项措施。

c、根据“四位一体”防突措施改探水钻孔为瓦斯排放钻孔对该工作面进行瓦斯抽（排）放，验证直至措施有效，方可继续进行探放水工作。

十一、避灾路线

（一）水灾避灾路线

施工地点→主斜井→地面。

（二）瓦斯、火灾避灾路线

施工地点→主斜井→地面。

（避灾路线图附后）

十二、钻机运输安全措施

1、运输路线：

地面→主斜井工作面

2.运输中的注意事项：

从地面运往井下的过程中，由于环境复杂且光线不好务必要在地面先行把钻机、钻杆等物件稳固好。

防止在斜井运输时钻机、钻杆从车上掉落造成设备损坏及伤人事故。

封车时必须使用钢丝绳封车，不得使用铁丝等物进行封车。

3、斜井运输时必须严格执行行车不行人制度。

运输到位后要做到有序卸车不得乱丢乱掀。

十三、钻机的安装及加固

1、钻机运到位后，组装前必须对巷道的支护进行加固，不得进行空顶作业。

2、必须先行把钻机稳固地点找到硬底用道木垫平方可组装钻机，钻机安装好后按设计调好钻机的方位、倾角。

然后打好压柱，压柱必须牢靠有力。

3、施钻前必须先进行钻机试运转3～5分钟，正常后方可进行钻进。

十四、施钻

1、开机前必须对水辫是否灵活、钻机的按钮是否可靠等钻机完好情况进行检查，经检查一切正常方可开钻。

2、钻进过程中必须注意接钻杆的人是否离开钻杆、钻杆上是否还有管钳，一切正常方可开钻。

3、开钻时必须缓缓加压，不得快速加压。

4、详实记录孔内情况备查。

5、如遇水不得拆钻杆且必须记录好见水的距离、涌水量的大小、颜色、气味。

十五、钻孔施工技术安全措施

为确保石钻工作安全顺利进行，制定如下技术安全措施：

（一）一般要求

1.认真组织学习安全措施、《煤矿安全规程》相关内容以及《ZDK-750型钻机使用说明书》，人人都必须考试合格后，方可上岗。

2.提高班前会质量，班班要执行手上交接，上不清下不接，当班隐患当班必须处理，遗留问题必须向下一班交待清楚，跟班人员把好三大关：

生产、质量、安全三方面。

3.施工队注意掌握煤层及顶板岩性的变化情况，及时反馈信息，地质部门收集各种地质材料，为施工服务。

4.在巷道的下帮掏毛水沟，水沟流水要畅通。

确保巷道无积水。

5.施工队必须严格按设计要求的钻孔方位、倾角、长度及见煤、喷孔等参数必须准确收集并做好记录。

6.在邻近区域放炮需撤人时，施钻人员必须将钻机电源停掉后，按要求撤离现场。

（二）施钻的管理和规定：

钻孔施工前，必须做好施工前的一切准备工作。

钻机的运输必须严格按运输的有关规定执行。

钻机移设工作中必须注意以下安全：

1.钻机移设前，必须切断电源，严禁带电搬迁。

2.拆、卸、安装钻机大型部件时，身体站立的位置必须能避免失手的伤害。

3.进入现场施工前，必须严格检查现场巷道内的瓦斯情况，只有在瓦斯浓度小于0.9%以下，方可进行作业，严禁瓦斯超限作业。

4.进入现场施工前，班组长必须对工作地点的安全进行一次全面检查，确认无危险后，方准其余人员进入作业地点，每个作业人员经常认真检查作业地点的顶板、帮壁、支架等情况，当发现危险时，必须立即采取措施，进行处理，严格敲帮问顶制度。

5.施工前，必须将钻机固定牢固严禁用钻杆抵钻机，严格按设计参数放线布孔。

6.作业人员必须携带便携式瓦斯检测报警仪（2台）和化学氧自救器。

施工作业过程中，将（2台）便携式瓦斯检测报警仪分别悬挂在探放水钻机正上方和回风侧，瓦斯浓度超过0.9%，必须立即停止作业撤出人员，停掉电源，向调度室汇报。

待查明超限原因且施钻地点瓦斯降到0.9%以下时才准送电开钻。

7.开钻前，首先要检查钻机固定情况，然后开闸门供水，待返水后方可开钻，进钻前开空车试车5min，严禁不试车就强行钻进。

8.操作人员衣帽、毛巾、袖口、灯线必须拴绑好（拆卸钻杆人员严禁戴手套）站立在电机一侧不能站在水尾后方和给进手把成一直线，钻进过程中不得翻越钻机如需翻越钻机则必须停止钻机运转，且与操作人员联系好后方能翻越。

9.钻进时要掌握好压力，必须均匀缓慢加压，仔细观察钻孔内煤岩软硬程度进行加压。

遇软分层时要减压慢进防止赌钻。

10.装卸钻具时必须用管钳卡紧背牢方能进行工作，且不能与钻杆成一直线防止钻杆跑出伤人。

同时也不能挡住操作人员视线操作人员要集中精力防止误操作伤人。

11.钻进过程中排除的煤（岩）粉必须及时进行清理，防止堵塞水沟造成巷道积水。

12.钻进中出现顶钻、喷孔现象时，必须立即停止钻进、停止供水让其孔内瓦斯卸压自排，观察悬挂在回风侧的便携仪，当排除的瓦斯使工作地点巷道内瓦斯浓度达到0.9%时，切断电源、人员立即撤离至全负压通风的安全地点、回报调度室后静候通知。

当现场瓦斯将至0.9%以下时方可恢复钻进，并掌握好速度慢进。

如再次出现顶钻、喷孔时按上述措施执行。

13.详实记录孔内情况备查，如有无喷孔现象、顶钻现象、是否遇水、软分层、等等，在什么位置遇上这些现象的。

喷孔的距离及喷出多远、见水的距离、涌水量的大小、颜色、气味遇水或喷孔都不得擅自撤出钻杆，必须汇报矿调度室。

取得同意后方可取出钻杆。

14.钻进中出现卡钻现象，且在卡钻初期没有喷孔现象时，可旋转起往外退、如推出一部分后不能再退可以采取进、退、进、退反复进退将孔内煤（岩）排尽后方可再进。

如卡钻伴随顶钻、喷孔现象则按上述措施执行待瓦斯问题解决后在按卡钻处理，但不得拔出钻杆，并立即回报调度室。

15.一个班工作完毕下班前应把钻杆退出一根至两根防止下行孔煤岩粉沉淀抱死钻杆给下班遗留问题。

退出后应关闭电源并把旋转手把打到零位。

清点人员和工具一起下班。

十六、附图

1.避灾路线图

2.通讯系统图

3.排水系统图

4.通风系统图

5.主斜井探放水钻孔设计图