煤矿探放水措施Word下载.docx
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探放水时,必须确定下列事项:
探水起点、探水钻孔的布置和要求,探水巷道的布置和施工顺序,以及安排必要的排水设施等。
1、探水起点
由于小窑老空的积水范围不可能掌握得很准确,因此探水起点至可疑水源间,必须留有适当的安全距离。
其宽度不可太大或过小,太大会加重探水工作量,延缓采掘速度;
过小则安全没有保证。
一般根据水文资料的可靠程度、积水区的水头压力、积水量大小及煤岩的机械强度等因素,通过分析,划出积水线、探水线和警戒线,
(1)积水线。
指经过调查核定后的积水区边界线。
可根据采空区的范围划定,其深部界线以小窑的最深下山为准。
(2)探水线。
沿积水线外推60~150米划定的界线。
外推距离的大小,视积水范围的可靠程度、水量与水压、煤层厚度与强度的大小确定。
当掘进巷道到达探水界线时,必须探水掘进。
(3)警戒线。
自探水线起,再外推50~150米所划定的界线。
掘进巷道进入这一界线后应密切注意迎头的变化,发现有透水征兆时,要提前探水。
探水起点的确定受到多方面因素的影响,很难划定一个确切的起始界限。
根据一些煤矿的经验,一般应在离可疑水源200米以外开始打钻探水,有时甚至更远,如果水害威胁可疑区在图纸上很清楚,边界位置很准确,且水压不超过1兆帕时,探水线至积水区的距离可适当缩小。
但最小距离,煤层中不少于70米,岩层中不小于50米。
2、探水钻孔布置
(1)探水钻孔布置的一般原则
探水孔应保证适当的超前距、帮距和密度。
在有水害威胁的地方进行探水掘进时,探水钻孔的终孔位置,要始终保持超前工作面迎头一段距离,以保证迎头与水源间必要的安全煤岩柱,此距离称作探水钻孔超前距。
探水时应严格规定各种情况下的超前距。
超前距一般以保持60米为宜,岩层中超前距应根据水压大小确定,一般为20米,钻孔深度一般为200米左右,这样每打一次钻,可以连续掘进140米。
帮距指外斜眼与中心眼在终孔位置处的距离。
由帮距划定的界线,称作安全外围线。
为了确保巷道两帮不致被水突破,巷道两边至水源也应保持足够的安全距离,在打钻孔时,应使帮距等于超前距或略小1~2米。
钻孔密度表明钻孔的疏密程度,它取决于钻孔的数目、夹角与钻孔深度。
以允许掘进距离的终点处钻孔的间距为衡量指标。
探水钻孔有了一定的密度,就可以保证不漏掉巷道前方的积水老巷。
确定钻孔密度时,应视老巷尺寸而定,一般不超过3米。
探水孔布置应考虑地质条件、探水地区煤层走向变化和夹石分布规律,以免误判,影响安全。
探水钻孔的布置应考虑矿井排水能力,钻孔直径应考虑放水的方便与安全,一般以不超过75毫米为宜。
若水量很大,需放水时间很长时,可适当加大孔径、增加孔数或打专门的放水钻孔。
(2)钻孔布置方式
钻孔的布置方式与巷道类型、煤层厚度、积水区的构造以及掘进巷道在积水区的相对位置等因素有关。
从平面上看,一般多布置成扇形或半扇形。
当巷道处于三面受水威胁的地区,其探水钻孔应按扇形布置,上山巷道通常布置成扇形;
对于积水区肯定在巷道一侧的探水地区,探水钻孔可呈半扇形布置,倾斜煤层的平巷掘进,多布置成半扇形。
钻孔的平面夹角,一般为10~15度。
为使巷道的前方及左右两侧需要保护的煤层空间都能有钻孔控制,一般应布置5~7组钻孔,最少不小于3组。
在缓倾斜中厚或厚煤层中掘进时,必须有见板或底板的钻孔。
如巷道沿底板掘进,必须有见顶板的钻孔,如巷道沿顶板掘进,必须有见底板的钻孔,以防水从巷道上方或下方涌出。
3、探水巷道布置
在有水害威胁的地区掘进巷道,除必须实行超前探水外,在程序上还要尽可能做到与巷道施工密切配合,才能取得良好的防治效果。
(1)探水巷道布置一般原则
探水巷道一般应尽量布置成双巷,这对防止水害的突然发生,保证人员的安全撤离和躲避有很大意义,在水量大、水压大、煤层松软的地区探水掘进时,直接探水很不安全,应采取隔离方式进行探水,可在巷道掘进迎头砌筑隔水墙,在墙外探水,如要该地区有石门工程,可利用石门预先探放积水,此外,当相邻的煤层间距大于20米时,还可以采用隔层打孔的方法,探放另一煤层的老空积水。
为了提高掘进速度,取得良好的探放水掘进效果,探水巷道的布置,还应尽可能做到与巷道施工程序密切配合。
如在同一煤层中探水掘进,应先掘标高较高、靠近老空一边的巷道,然后再掘下部的巷道,这样可以减少探水工作量。
(2)探水巷道布置方法
1上山掘进防探水。
上山掘进时,如果巷道前方或上方有积水区存在,此时,巷道和人处在积水的下方,一旦有水突出,对巷道和人都有着很大的威胁。
为此,要特别注意探水工作的安全。
处在积水区的上山巷道,由于三面受水威胁,探水钻孔应布置呈扇形,向巷道正前方及左右钻探,厚及中厚煤层必须有见底板和顶板的钻孔;
穿层斜石门在与上部掘透之前,也必须向顶板打钻;
以控制巷帮老空积水情况。
探水方法一般采取双巷掘进交叉探水的办法,即一巷探水,另一巷掘进,两巷探水与掘进相互交叉进行,两上山之间用联络巷连通,掘进放炮时,人员须躲进联络巷内,联络巷与联络巷之间的距离,不应超过放炮母线的长度,一般以50米为宜,如果在上山巷道内掘躲避硐,躲避硐的方向必须向上倾斜,长度也必须合适。
进行上山探水掘进,要注意在掘进过程中,定时进行长度测量。
每次探水后,应做专门的标记,如在巷道一帮或顶板的明显处,涂上颜色标记或打入木楔等,以防实际掘进距离超过允许的掘进距离。
上山巷道的支护,应严格按照作业规程要求施工,不论煤巷还是岩巷,两帮都要挖一定深度的柱窝,支架的柱腿,必须支在柱窝内。
支架的倾角要合适,以保证支架的稳固性。
此外,还应注意,巷道内不准有活碴及其它杂物堆积;
电缆和风筒必须挂起;
工具设备应摆放整齐,以保证人员在非常时刻,迅速安全地撤离。
2平巷掘进探水布置
在倾斜煤层中掘进平巷时,一般都采用双巷掘进、单巷超前探水的方法。
即用靠近老空一侧的巷道探水,让另一侧巷道在其保护下掘进。
并保证靠老空一侧巷道,始终超前另一侧巷道一定的距离,超前距一般取20米,由于积水区处在巷道一方(通常为上帮)探水钻孔可按半扇形布置,一般向正前方和上帮方向打眼。
如果单巷探水的范围能够控制另一巷道的掘进范围,也可采用单巷探水、双巷同时掘进的方法。
但必须保证钻孔组数不少于5组,并按扇形布置。
探水平巷,一定要按规定腰线施工,腰线掌握不好,巷道起伏不平,容易产生积水。
严重时,还能堵死巷道。
为使水流畅通,巷道应保持一定的坡度,通常多采用正坡施工,且不要随意改变坡度。
此外,要注意的是,如果煤层倾角很小,探水孔数量应加多。
如果在掘进过程中遇到断层,还必须向断层另一盘打钻探水,切不可冒然前进。
3探水区下山巷道掘进。
下山巷道掘进,除防止工作面和两帮来水外,要特别注意背后来水。
同一采区同时有很多掘进巷道在施工时,在高处施工的掘进工作面,必须保证不向下山灌水。
如果上面工作面有突水的可能,且不能保证下山工作人员的安全时,下山工作面必须停止工作,并不得有人滞留。
如果下山巷道在有老空的区域内掘进,也要适当向两帮打探水孔,同时加强对巷帮的支护,以防片帮出水。
采煤工作面一般不容易出水,因此常常被人忽视。
由于断层、陷落柱等构造的影响,而造成工作面突水,这类事故也是有的。
这里要提请注意的是,采用倾斜长壁法采煤,一旦发生工作面出水,很容易堵塞安全出口,造成工作人员无路可退。
为此,在做好防水工作的同时,还必须注意工作面规格质量,保证安全出口的通畅。
4、探水钻孔的安全装置
在探放水工作中,一般水量和水压不大时,积水可通过探水钻孔直接放出。
但在探放水量和水压大的积水区时,为了保证安全,达到有计划放水的目的,必须在孔口安装安全套管和阀门,以控制放水量,并防止钻孔被水冲刷扩大。
在初透时,安全套管还可以用来测定水头压力。
在孔口安装套管时,先用大口径钻头扩孔至一定深度(根据水压大小而定),下套管后,在套管外围灌注水泥,待水泥凝固后,再用小直径钻头钻进,直至全部钻透老空为止。
然后退出钻具,在安全套管的外露部分,装上压力表、水阀门和导水管等。
三、探放断层水及其它积水
探放断层水、强含水层水及其它可疑水源的办法,与探放老空水相同,但探水钻孔的数目比探放老空水要少。
探断层水的钻孔,往往与探断层构造的孔结合起来。
在探明断层的位置、产状要素、断层带宽度的同时,着重查明断层带的充水情况、与含水层的接触关系和水力连通情况、静水压力及涌水量大小,以达到一孔多用的目的。
一般在垂直断层面的剖面上打两个钻孔即可,一个水平钻孔,一个下斜或上斜钻孔。
如要资料不清,可适当增加钻孔数目,直到探清为止。
矿井是以大断层为井田办界的,且一侧往往有较强的含水层,井下采掘工作面接近这类断层时,必须进行打钻,除探明上述情况外,还要注意保证隔离煤柱的完整性和施工的安全。
因此,要事先制定专门的钻孔设计和技术措施。
钻孔的开孔位置,必须在井田煤柱线以外,这样,才能保证一旦断层位置有变化,也不致使井田隔离煤柱尺寸不足。
断层水探明后,应根据水的来源、水压和水量,采取不同措施进行处理,如断层水来自强含水层,则要注浆封闭钻孔,留设断层隔离煤柱,已经进入煤柱范围的巷道,要加以充填或封闭。
如断层含水性不强,则可考虑放水疏干。
五、探放水作业安全注意事项
探放水作业是直接与水害作斗争,不仅关系到探放水人员的安全,也关系到探放水地段甚至全矿的安危。
为此,井下探放水作业必须严格执行《规程》的有关规定。
1、探水作业前的准备
为了确保探水作业安全顺利地进行,安钻探水前,必须作好以下工作。
(1)加强钻孔附近的巷道的支护,背好顶帮,并在工作面迎头打好坚固的立柱和拦板,借以保持探水地点巷道的稳定性,避免发生冒顶和片帮事故。
(2)清理巷道浮煤,挖好排水沟,保证水流畅通,同时,应准备有相当容量的水仓和排水设备。
(3)在打钻地点或其附近安装专用电话,以便水情紧急时,及时向矿调度室报告。
(4)确定主要探水孔的位置时,应由测量和负责防探水人员亲临现场,共同确定钻孔方位、角度、钻孔数目及钻进深度。
此外,在预计水压较大的地区,正式探水钻进前,还必须先安好孔口管和控制闸阀,孔口管的长度,应根据水压和围岩性质在探放水设计中明确规定。
孔口管与孔壁之间,必须灌注水泥浆固定,并进行耐压试验。
特别危险的地区,还应预先开掘安全躲避硐,规定撤人的避灾路线等安全措施。
2、探放水作业安全注意事项
正式开钻探水后,要密切注意迎头的变化,发现异常,要立即采取措施,以防突水或发生其它伤害事故,为此,施工中要特别注意以下事项。
⑴钻进时,发现煤岩松次、片帮、来压或钻眼中水压、水量突然增大,以及顶钻等异常状时,必须停止钻进,但不得拔出钻杆。
要立即向矿调室报告,并派人监测水情,情况紧急时,必须立即撤出所有受水威胁地区的人员。
煤岩发松,钻进突然感到轻松,一般是接近水源的象征。
这时,应再次检查防水措施是否完善,排水设施是否可靠;
发现片帮、来压时,要检查巷道支架是否牢固,以防冒顶砸人;
顶钻是是水压大的表现,此时切不可移动钻杆,并要将钻杆固定牢固,否则高压水就可能将钻杆顶出,碰伤人员,或将钻孔冲垮,造成透水事故。
在水压较大的地区探水时,应采用反压和防喷装置进行钻孔。
⑵探水孔还没有钻到5米,水就流出时,说明距离积水很近。
如果钻孔内水的压力很大,必须马上将钻杆固定,并在巷道正前打柱,保护煤壁,不使煤帮被冲垮,并另选安全地点,进行探放水。
在打钻时,如果发现钻孔内没有回水,说明可能已经钻透老空,回水流到老空里去了,这时经过检查已透了老空,就要停止钻进。
⑶探水钻机的后面和前面给进手活动范围内不得站人,以防高压水将钻杆顶出伤人,或手把翻转打人。
⑷钻孔接近老空,预计可能有瓦斯或其它有害气体涌出时,必须有瓦斯检查员或矿山救护队员在现场值班,检查空气成分,如有异常,也应停止打钻,及时进行处理。
⑸钻孔放水前,必须估计积水量,根据矿井水能力和水仓容量,控制放水量,并做好水压观测工作。
⑹钻孔放水前,必须设专人监测钻孔出水情况,测定水量,做好记录,要密切注意水量变化,出水的清浊和杂质情况,有无有害气体涌出和有无特殊声响等,发现异常状况应及时采取措施,防止意外事故发生。
3、接近积水地区的掘进
在接近水地区掘进时,只依靠探水钻孔单方面来保证安全是不够的,还必须注意对水灾的防范。
接近积水地区的探水巷道,其断面不宜过大,以缩小受压面积,同时应有两个安全出口,用于通风、流水和意外情况下人员撤退。
一般情况下,该采取双巷掘进。
必要时,要在两联络巷之间开掘安全躲避硐室,掘进巷道的坡度不准起伏不平,以免低处的水流不出,导致施工人员被堵。
进行上、下山掘进时,在上山方向的水害未消除前,或正在探水时,来保证下山工作人员的安全,应暂停其工作,等上山水害威胁解除后,再继续工作。
探水巷道必须严格掌握巷道掘进方向,沿着探水孔的中心线掘进,以免造成超前距或帮距缩小而导致老空透水。
如因地质变化需偏离时,应进行补充钻探,或采取其它措施予以补救,接近积水地区巷道的掘进,要特别注意爆破方法,通常采取多打眼、少装药、放小炮的方法,以保持煤体的抗压强度,掘到允许掘进的终止位置,最后0.5m应停止放炮,用手镐采齐迎头,以利下次探水,并保证安全套管不致安设在被炮震松的煤、岩内。
对已放水的掘进工作面,如果不能马上与老空掘透,而在几天后再掘进时,应重打2~3个检查孔,以防原有钻孔坍塌堵塞重新积水,切不可冒然掘进。
即使是大部分积水已经放出,在掘进时,还应注意盲巷老空积水或因断层的隔离而形成的孤立积水区。
老空放水后,允许恢复掘进时,还须注意,在掘到离老空3~5米处,应先用煤电钻打2~3个检查孔,进行再检查。
只有在证实积水确已疏放干净后,方可揭露老空,揭露老空时,要先用小断面巷道,从放水孔上方与老空做透,并注意对瓦斯、硫化氢等有害气体的处理。
探
放
水
措
施
年月