11501工作面探放水设计Word下载.docx
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但11501回风巷与1152运输巷之间的隔水煤柱只有5m，1152采空区内老空水沿裂隙渗透进11501回风巷内，在断层或断层破碎段地区可能会冲垮隔水煤柱，对11501回风巷的掘进有很大的水害威胁。
4、老空水情况分析：
11501回风巷位于我矿1152采空区西侧，煤层倾角8°
～10°
，与1152采空区隔离煤柱仅为5m，已威胁11501回风巷的正常掘进，为了有效的探放采空区积水，根据资料分析，1152采空区采用自流法进行排水，在低洼处会有积水，现将采空区积水方位两段，外段从1152运输巷里程108m到212.79m，里段从310m到357.94m；
里段预计疏放水量为362.59m³
，探放水长度为47.94m，外段疏放水量为1450.49m³
，探放水长度为104.79m。
总水量为1813.08m³
。
5、钻孔对矿床充水的影响：
工作面有一ZK201钻孔，掘进时不会受到钻孔水的影响，回采时做好对钻孔水的探察。
同时大气降水在降雨量较大时，对该地层下水有一定的影响；
随着开采活动的加剧，地表水流径途径可能会改变，水量将减小；
由于时间较长，现又进行了封闭，汇聚了一定的老窑积水，是矿床充水水源之一，对矿坑的安全构成一定的威胁；
开采活动影响到断层处，断层水可能被排干，但期补给受降水影响将加强，成为矿井充水变化较大的水源；
本矿区充水方式为顶板间接充水矿床。
6、周边采掘情况：
本工作面东面为原1152工作面采空区，南面为已掘进的回风联巷和进风行人斜巷，西面为未开拓区域，北面为距矿井边界20m。
二、设计目的：
1、探查前方地质构造及积水情况，消除水害对采掘工程施工的威胁。
2、对物探低阻区钻探验证，或对导水断层、采空区渗水进行探查，消除突水危险。
三、设计依据：
1、水源性质：
预计水源主要为原1152采空区水的渗透、煤层顶、底板砂岩裂隙水。
2、钻机型号：
ZDY-800型煤矿用全液压坑道钻机钻具配备：
Ф50mm钻杆110m，泥浆泵1台，合金钻头3个及钻具1套。
全部使用水力排粉，钻孔均采用无芯钻进。
此外本矿按照政府的文件精神要求，以及体现“有掘必探、先探后掘”和“物探先行、钻探验证、化探跟进”的三位一体探放水相关的要求，购买了地大华睿瞬变电磁仪。
在11501工作面探放水钻孔施工之前，用此仪器进行一次物探，根据物探的结果，再决定钻探的设计，并施工钻探钻孔进行异常区的验证。
四、巷道布置及支护方式说明：
1、巷道布置：
附：
11501工作面巷道平面图（图1-2）
图1-211501工作面巷道平面图
2、巷道支护设计：
1）、该工作面巷道断面为矩形巷道。
2）、规格尺寸表
11501巷道规格尺寸表表1-1
名称
宽（mm）
高（mm）
净断面积（m2）
毛断面积（m2）
11501运输巷剩余段
4200
2500
10.5
11501切眼
11501回风巷
回风巷高位钻场
4000
10
备注
11501运输巷剩余段支护断面图（图1-3）、11501回风巷支护断面图（图1-4）
图1-311501运输巷剩余段巷道支护断面图
图1-411501回风巷支护断面图
五、探放水钻孔的设计参数：
1、探放水起点的确定：
11501运输巷、回风巷探放水位置均布置巷道迎头，永久支护必须到迎头。
2、超前距离、帮距的确定：
11501运输巷、回风巷探放水时，确保钻孔终孔位置距巷帮距离不小于20m，超前距离保持不少于30m。
3、允许掘进距离：
经每次探放水证实无水害威胁，方可在允许的安全距离内掘进，在掘进过程中始终保持30m的超前距离，严格按照《探放水设计及安全技术措施》的规定操作。
4、钻孔设计具体参数：
（1）、11501回风巷探放水计划各施工4个钻孔、运输巷5个钻孔，分别为1＃、2＃、3＃、4#、5#，均采用带水打钻、无芯钻进。
（2）、11501工作面巷道探放水钻孔均在五煤层所在的巷道中施工，其施工顺序按钻孔标号顺序施工，11501运输巷、回风巷2#、3#钻孔终孔位置分别位于五层煤层的顶、底板，1#钻孔位于巷道中心线上，4#钻孔位于巷道左帮，运输巷5#钻孔位于巷道右帮，各个钻孔之间间距为600mm（因回风巷右帮为原1152运输巷，故右孔不施工，运输巷施工右孔即5#孔）。
（3）11501回风巷探放水钻孔参数，如下所示：
每钻孔4个（1#、2#、3#、4#），1#孔为中心孔。
11501运输巷探放水钻孔参数，如下所示：
每钻孔5个（1#、2#、3#、4#、5#），1#孔为中心孔。
（4）、钻孔直径：
75mm。
（5）、钻孔沿煤层倾向呈扇（半）形布置，超前距20米，准掘80米。
（6）、在每个钻场地点做好标记，并挂牌管理。
探放水钻孔参数设计表见表2-1
探放水钻孔参数设计表表2-1
孔号
走向（°
）
倾角（°
孔深（m）
孔径（mm）
1#
100
75
2#
104.77
3#
4#
5#（运输巷）
5、排水系统：
⑴、11501运输巷、回风巷进行打钻前，必须在打钻地点的低洼处先施工好水仓，水仓规格为长3.0米、宽2.0米、深2.0米；
排水路线：
11501运输巷剩斜段（切眼）打钻地点水仓（通过水泵）→11501运输巷→二水平上部车场→主平硐→地面。
⑵、11501回风巷打钻地点→下煤组回风石门→下煤组回风巷→排矸斜井下部车场→主平硐→地面。
⑶、钻探前必须在钻孔施工地点附近施工水仓内并安装两台以上水泵，保证有足够的排水能力。
6、探放水效果确认方法标准：
钻孔按设计要求打到煤层顶底板时，解除前、上方水害威胁。
探放水单孔验收有安管科安全员负责，做到有验收，有记录；
实行谁验收，谁签字，谁负责。
7、探放水设计附图：
⑴、钻孔布置断面图⑵、探放水钻孔布置平面图
⑶、钻孔布置剖面图
图2-1回风巷探放水钻孔布置示意图
图2-2运输巷探放水钻孔布置示意图
六、探放水施工中的技术要求：
1、钻进时应准确判别煤、岩层厚度并记录换层深度。
一般每钻进10m或更换钻具时，测量一次钻杆并核实孔深。
终孔前再复核一次，如有可能应进行孔斜测量。
2、钻进时，发现煤岩松软、片帮、来压或孔中的水压、水量突然增大，以及有顶钻等现象时，必须立即停钻，记录其孔深并同时将钻杆固定，但不得取出钻杆。
要立即向矿调度室汇报，及时采取措施，进行处理。
3、钻进中发现有害气体喷出时，应立即停止钻进、切断电源，将人员撤到有新鲜风流的地点。
立即报告矿调度室，采取措施。
4、钻孔内水压过大时，应有防止孔口管和煤（岩）壁突然鼓出的措施：
（1）、背紧工作面，在拦板外面加设顶柱或木垛，必要时还应在顶、底板坚固地点砌筑防水墙，之后方可放水。
（2）、对于水压大于2MPa，中间要穿过煤层的探断层水钻孔，在打穿断层或含水层前，进行安装止水套管。
（3）、在11501回风巷进行打钻探放水，由于11501回风巷右帮比较接近1152工作面采空区，1152采空区内存在老空水，因此就不打右孔。
5、在探水孔施工中，见到含水层、断层、陷落柱和积水区之前，应停止钻进，安好水门后再继续钻进。
6、必须做到交接班时不停钻。
7、探放断层水的探水孔终孔后，孔内有水应进行放水试验。
孔内无水时应选择一个孔进行压水试验，检验断层隔水性能；
压力一般应略大于断层所承受的静水压力。
8、探放水钻孔，完成探测任务后必须全孔注浆封闭，并做好封孔记录。
七、探放水的技术要求
1、钻孔探到水后，要观测水压、水质、水量和估计积水量或补给量。
根据本矿井排水能力及水仓容量，主要才用自流的方式排水，如水量较大，控制放水孔的流量或调整排水能力，并清理水仓、水沟等。
2、加强放水地点的通风，增加有害气体的观测次数。
3、必须监视放水全过程，放水结束后，立即核算放水量与预计积水量的误差，查明原因。
4、在11501回风巷低洼处修建容量为10m3的水仓，并配备风动泵，在水量较大时进行排水，并且配备人员及时监控监测水量变化。
如有特殊情况及时与调度室联系。
5、11501回风巷在掘进到108—212.79m和310m—357.94m处时，会因1152运输巷低洼处积水影响，需要对1152运输巷进行放水，主要采用探水钻孔自流，如水量较大，挖临时水仓，并用风动泵进行排水。
6、在11501回风巷对1152运输巷进行放水时，生技科地质人员进行跟踪，监测监控水量变化。
八、主要安全技术措施：
1、施工前的准备：
⑴、每个钻探工必须领会设计内容及施工要求，并做到持证上岗。
⑵、每次开钻前。
跟班科长或班组长需配合瓦检员，救护队员、安监员详细检查施工区域巷道支护，瓦斯浓度、通风、钻机完好及水沟畅通等情况，发现问题立即处理，否则严禁施工。
⑶、打钻前，必须提前挖设排水沟，确保打钻废水及时排入水仓。
2、打钻时注意事项：
⑴、钻机安装与调试钻机操作规程：
①、将钻机解体成泵站、动力头、机架、操纵台、立柱框架和钻具等运至工作场地，泵站油箱内的压力油放置于干净的容器内单独运输。
②、安装前，首先清理好钻场，检查周围的支护情况，注意片帮冒顶，通风要良好。
③、安装前，配有与钻机相适应的水源（供水量Φ大于50L/min,供水压力大于0.3MPa），电源及相应的配套设备。
④、根据钻孔的方位角将立柱框架牢固地锚固在顶、底板之间，在锚固立柱框架时，立柱与顶、底板之间加木垫。
⑤、将动力头装在机架上，一起吊装在机架座上或先吊装机架再安装机头。
⑥、接上全部油管，开机空载运转，操纵旋转把手，动力头正、反各转5分钟，操纵正常进退手把，油缸往复运转10次，操作节流阀，调节油缸往复运动速度，油缸快速往复运动5次，观察操纵台上压力情况，动力头反转压力应小于4MPa，油缸往复运动压力小于2MPa，总回油压小于0.4MPa，钻机各部运动平稳，不得有异常声响和异常现象，否则要停机检查。
⑦、将泵站和操纵台放在既安全又利于操作和观察钻机工作情况得地方，泵站电机一侧应放在进风侧。
⑧、准备好其它各种用具。
管钳、扳手、榔头等。
⑨、生技科地质人员、通风科瓦检员要派人员到现场。
（2）、钻孔操作安全措施：
①、钻孔前，清理巷道迎头杂物，理顺好各种管线，确保退路畅通。
②、调整钻机高度，将动力头退至机架后端，打开夹持器卡板，将钻杆旋接在水瓣轴上，动力旋转徐徐前进，当钻杆前端处螺纹通过夹持器停机，将钻头旋接在钻杆上。
③、开孔操作：
找平开孔处的煤岩，调整好钻孔的方位，保证钻头接触平稳。
打开供水阀门给冷却器和水瓣供水，动力头慢转，并徐徐推进，当钻进一定深度且钻机钻具运转平稳后，方可用正常旋转和给进度钻进。
④、加接钻杆操作：
钻机钻进到钻杆四方处停止推进。
关闭水瓣供水阀门。
动力头慢转，钻杆四方对准夹持器卡板时停止运转，将卡板卡住钻杆再操作动力头反转并慢慢后退，当螺纹完全松开后，停止运转，可将动力头正常后退或快速后退至可放入一根钻杆后，停止后退。
搬动机架的手把压缩弹簧，水瓣后退一定距离，放入加接的钻杆并对准中心，松开手把，打开夹持器卡板。
打开供水阀门，动力头正转并推进，即可接上钻杆，钻机正常推进。
⑤、拆卸钻杆操作：
拆卸钻杆时，动力头正转并后退，当第二节钻杆四方对准卡板时停止后退，关闭水瓣供水阀门，将卡板卡住钻杆，动力头反转并后退，即可松开钻杆一端螺纹，另一端则需人工用管钳卸下下一节钻杆。
此后动力头正转并前进与第一根钻杆连接后，停止转动松开夹持器卡板，按上面的操作即可卸下第二根钻杆，第三根钻杆直至最后一根钻杆。
⑥、钻机在钻孔过程中，动力头禁止反转。
只有在加接或者是拆卸钻杆时，卡板卡住钻杆方准反转。
⑦、钻孔过程中，注意各运动部件的温升情况，轴承、油泵、马达、电动机等处的温度不得超过60度，油温不得超过50度，否则停机检查并加以处理。
⑧、观察各压力表所指示的压力，判断钻机是否过载。
出现过载现象立即调节流阀，降低推进速度，减少负荷；
当发现回油压力超过0.8MPa时应停机清洗或更换过滤器滤芯。
⑨、观察钻机在钻进过程中的运动状态，若发现异常声响，动力头震动过大，机架有摆动，立柱框架晃动等现象，应停机检查并加以处理。
⑩、各操作把手按规定的记号和规定的程序操作，换向不能过快，以免造成液压冲击，损坏机件。
观察油箱油位，当油位下降到标定位置以下时应停机加油。
⑶、钻孔在煤岩中钻进，时刻注意各压力表指示的压力，各部件的温升情况，如发现钻机负荷加大，各部件温升超过规定，甚至有卡钻的现象时（钻杆转速不均匀）应立即停止转进，观察钻孔内现象，进行瓦斯检查，若发现瓦斯超限，要切断电源，加强通风稀释瓦斯处理并向调度室汇报，以便采取措施。
⑷、钻机施工时，应密切观察钻孔内的瓦斯动态变化情况，如出现钻孔喷孔、顶钻、夹钻等瓦斯动力现象，应立即停止转进，原地转动尽量排出钻孔内的煤粉，待瓦斯动力现象平稳后方可继续钻进，打钻人员不得站在钻孔的前方，更不允许用眼睛直视钻孔，应撤到安全地段的进风流中。
同时施工中必须严格瓦斯管理，钻机施工配置便携式报警仪一台，当钻机施工时，瓦斯浓度达1℅时钻机停止操作。
当瓦斯浓度达1.5℅时，应切断电源，撤出人员至进风地段。
⑸、钻机在运转过程中以及上、下钻过程中，后面严禁站人，防止水压冲倒钻机或冲出钻杆伤人，上、下钻时钻杆不得猛拉硬拽。
⑹、钻杆打透老空区、溶洞或断层裂隙时，如钻孔出现水量凶猛、水压较大、顶钻等异常现象时，不得拨出钻杆，人员要及时撤到安全地点。
为防止钻孔出水量大冲垮巷道支架，工作面要备好导水软管，以便将水及时导入水仓。
⑺、如出水量过大，水仓排水能力小于钻孔出水量且情况危急时，工作面所有人员必须按避水灾路线及时撤出。
⑻、操作过程中，如巷道出现挂红、挂汗、水叫、雾气大、空气变冷、煤壁及顶底板有水渗出、片帮掉矸等透水预兆时，应立即停止作业并及时撤出所有人员，并及时汇报调度室。
⑼、排水设备必须正常完好，钻孔出水时要保证及时开泵。
水泵要保持悬空，底座要加上筐篮，工区要落实专人负责开泵抽水、清理淤泥、维修水管水泵等工作。
各班要有专职维护工跟班，负责排水设施、钻机、电气开关等设备的维护。
⑽、加强探水区域的瓦斯等有害气体的监测工作，特别要加强钻杆打通前方老空时的有害气体的监测，发现浓度超限要及时采取措施。
⑾、职能部门及跟班区（科）长要现场跟踪检查指导，发现问题及时采取措施。
3、探放水期间安全管理：
①、每次掘进施工前，必须按探放水钻孔设计要求打探孔，探孔的角度、方向、长度必须符合设计要求。
②、每班施工探孔前，必须对探放水线路的水沟进行清理，保证水沟畅通。
③、加强瓦斯检查，必须有专职瓦检人员检查瓦斯，施工探放水钻孔前、后必须都必须检查迎头有害气体深度，若有害气体深度超过《煤矿安全规程》规定时，必须停止施工，撤出人员，待采取措施后，方可继续施工。
④、在钻探过程中，要求钻机工要监测钻孔出水情况，作好水量水压的观测记录。
⑤、钻进时发现煤岩松软，片帮，来压或钻孔中水量突然增大或有顶钻等异常时，必须停止钻进，但不得拔出钻杆，应立即向调度室汇报，并派人观测水情。
如情况紧急，应撤出所有受水威胁人员，然后再采取措施处理。
⑥、每次进行探放水钻孔施工前，必须对巷道进行清理，保持退路畅通。
⑦、在探水地点应准备一定数量的道木、木塞、木板、黄泥、砖头等，以便探放水过程中意外出水或钻孔水压突然增大时及时处理。
⑧、施工探放水钻孔前，必须在巷道迎头设计的钻孔两侧打牢两根立柱，以防迎头片帮，威协施工人员，立柱间距0.8米。
⑨、有下列情况之一时，必须停止打眼并立即报告矿调度室待采取有效措施后再施工：
（1）煤（岩）壁发潮、发暗。
（2）煤（岩）壁或巷道壁“挂汗”。
（3）巷道中气温降低。
（4）顶板来压，顶压淋水加大或底板鼓起，有渗水。
（5）出现压力水线。
（6）有水声，一种是受挤压发出的“嘶嘶”声，另一种是空洞泄水声。
（7）有硫化氢（H2S）或二氧化硫（SO2）气体出现。
⑩、若迎头发生水灾，必须立即报告矿调度室，矿调度室接到水灾报告后，必须立即通知所有受水灾威协地点的人员撤离，现场施工人员尽可能地就地取材迅速加固工作面，设法堵住出水点，以防止事故的继续扩大。
如情况紧急，水势很猛，无法抢险时，现场人员应按《11501工作面巷道掘进作业规程》规定的避灾路线迅速撤退到地面。
4、施工时钻孔开口处适当位置要悬挂便携式瓦斯报警仪。
巷道里的甲烷传感器，吊挂在距迎头≤5m范围内风袋的另一帮，距顶板不大于300mm，距巷帮不小于200mm；
回风流的甲烷传感器，吊挂在距11501回风巷口部向里10～15m的范围内，距顶板不大于300mm，距巷帮不小于200mm，并能真实反映巷道内的瓦斯浓度。
5、封孔：
⑴、封孔采用聚胺脂和水泥砂浆封孔工艺，封孔长度不小于10m，外段用水泥砂浆充实填满，孔口捆绑8#铁丝固定在帮部锚杆上，以防水压增大冲出封孔管。
⑵、封孔管要露出孔口200-250mm，并按要求在孔口安装放水闸门，压力表及水表。
⑶、封孔，安装闸门、水表、压力表时，作业人员严禁站在探水孔口的正下、正前方，防意外事故发生。
6、钻机搬运：
⑴、搬运距离较近时，采用撬杆等工具人工进行搬运，最少4人以上配合作业，并设1人协调指挥，作业时人员严禁站在机身两侧。
⑵、运输距离较远时，必须将钻机解体人工运到指定地点：
①、人工抬运大件时，首先检查行走路线的支护情况，片帮情况，如有隐患及时排除后，方可抬运。
②、检查行走路线的一切障碍、排除后方可抬运。
③、班组长、跟班区长必须亲自检查所要抬运物料的捆绑情况，必须牢固可靠，确认无隐患、无危险后方准作业。
④、所有人员抬运时必须同肩抬放，齐心协力，齐拿齐放。
⑤、所抬运物料，必须确认至指定地点，严禁在巷道内乱扔、乱放。
⑥、起吊重物前班长必须仔细检查起吊点顶板完好情况、起吊工具是否完好可靠，发现问题及时处理，起吊工具吨位必须大于重物重量，严禁使用不合格的工具。
⑦、起吊过程中如阻力过大，应立即停下来查明原因，严禁强拉硬拽。
⑧、起吊物下方不得站人或将身体任何部位伸入起吊物下方。
7、其它：
⑴、打钻期间，工区干部、安全员及地测人员必须现场跟班，及时处理有关问题，确保打钻工作顺利进行。
⑵、供电系统必须做到“三无、四有、三齐”等严禁失爆。
⑶、卸下的钻杆必须放在规定地点堆放整齐，并做好施工区域文明卫生工作。
8、11501回风巷在里程68m、159m、332m右帮比较靠近原1152运输巷水仓，必须防止采空水渗透同时准备好红砖、水泥等堵水材料，为掘进的11501回风巷与1152运输巷误透处砌墙堵水并封闭，留出出水孔洞。
11501回风巷误透1152运输巷老塘情况第一时间如实向调度室汇报，如果水量很大，必须立即停止作业、切断电源，组织人员按避水灾路线撤出回风巷到达地面。
㈠、里程68m处安全技术措施如下：
⑴、执行先检查后工作制度，发现问题及时处理，处理好后再施工。
⑵、加强顶板管理，及时进行敲帮问顶和找掉帮顶的活矸危岩，每次打眼前、放炮后、支护前都应找掉，找掉时由两人执行，一人监视，另一人用长把工具，站在安全地点，从外向里，自顶及帮找掉。
⑶、施工前必须将后面水沟（一直到二水平回风巷）全部清理干净，迎头往后15米左右范围内用4寸水管靠右帮埋设好并用1寸塑料管一头插入打好的钻孔里、另一头插入4寸水管里并通到水沟（仓）。
⑷、向前施工按小循环掘进，迎头最大控顶距不超过1.0米，使用好临时支护，顶、帮锚（索）班班支护到迎头。
⑸、向前掘进缩小巷道断面，中线距左帮2.1米、右帮1.5米，顶锚每排5根、二帮各3根，锚索按双排布置、排距2.4米。
⑹、通风科必须安排专职瓦斯检查人员在11501回风巷进行检查瓦斯。
⑺、生技科地质人员每天到11501回风巷进行水量观测、记录。
⑻、对右帮煤柱实行挂网、用0.8米左右短锚杆支护，再采取对顶、右帮喷浆封闭处理。
㈡、里程159m处安全技术措施如下：
⑴、根据地质预报，预计此处积水量约1450.49m³
，在施工到里程129m时，停止掘进，采用钻机打钻进行探放水，钻孔布置在巷道右帮，分别在距底板1.5m、1.0m按与巷道成30°
左右夹角，倾角为-2°
施工，打探放水钻孔必须严格执行本设计中的探放水技术要求和主要安全技术措施执行。
⑵、如钻孔出水较大，必须实行放水，放水的技术要求：
①、钻孔探到水后，生技科地质人员要观测水压、水质、水量和估计积水量或补给量。
②、放水前必须施工好水仓、挖好水沟、整理好排水管路，同时提前准备好水泵（二台）、开关等，排水管路必须接到水仓。
③、煤层顶板有含水层和水体存在时，应当观测“三带”发育高度。
当导水裂隙带范围内的含水层或老空积水影响安全开采时，必须超前探放水并建立疏排水系统。
④、通风科必须加强放水地点的通风，瓦检人员增加有害气体的观测次数。
⑤、必须监视放水全过程，放水结束后，应立即核算放水量与预计积水量的误差，查明原因。
⑥、对于水压大于2MPa，进行安装止水套管。
⑶、封孔：
①、封孔采用聚胺脂和水泥砂浆封孔工艺，封孔长度不小于10m，外段用水泥砂浆充实填满，孔口捆绑8#铁丝固定在帮部锚杆上，以防水压增大冲出封孔管。
②、封孔管要露出孔口200-250mm，并按要求在孔口安装放水闸门，压力表及水表。
③、封孔，安装闸门、水表、压力表时，作业人员严禁站在探水孔口的正下、正前方，防意外事故发生。
⑷、必须在探放水钻孔施工后，无任何隐患的情况下方可掘进。
距离159m水仓20米前，生技科地测人员必须及时给施工单位、安管科、通风科及矿领导下放通知。
施工单位严格掌握好每天的掘进距离，在距离水仓
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