超前探钻孔作业规程Word下载.docx
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二1煤层顶底板岩性
煤
层
顶
底
板情况
名称
岩石名称
厚度（m）
岩性特征
直
接
细粒砂岩、中粒砂岩
26.06
主要由灰、灰白色或深灰色厚层状细、中粒石英岩组成，平均厚26.06m。
层面富集白云母碎片，底部含黄铁结核或黄铁矿薄膜及泥质包体，硅质胶结，具交错层理及平行层理，俗称“大占砂岩”，全井田发育，为本井田主要标志层之一。
砂质泥岩、
粉砂岩、泥岩
7.5
深灰色，含黄铁矿结核、白云母片及炭质，水平及缓波状层理，白暗相间，含植物化石碎片。
老
硅质泥岩
1.56
灰黑色，致密坚硬，节理发育，俗称“铁里石”，全井田发育，为本井田主要标志层之一。
第二节地质及水文地质情况
1、地质构造
工作面，煤（岩）层走向225°
，倾向135°
，倾角∠7—8°
，工作面地质构造简单，二1煤层底板局部起伏较大，煤层呈藕节状，赋存较稳定。
2、水文地质分析
一、主要含水层
（1）奥陶系碳酸盐岩岩溶裂隙承压含水层
根据《下山采区生产勘探报告》，本井田内该地层无出露，奥灰含水层上距二1煤底板平均46.31m，由马家沟组灰岩组成，厚度42～125m，一般53.76m，下山采区勘探时有4孔揭露本层，其中Y403、Y405分别揭露50.99和50.01m，Y305、Y505孔分别揭露24.11m和22.97m；
本含水层在Y405孔周围发育2层泥岩，分别为1.19m和2.67m。
在本层钻进过程中未发现钻孔有漏失，从岩芯可以看出，其致密坚硬，虽裂隙和小溶洞发育，但不均匀，裂隙多被方解石充填，其富水性较弱且极不均一。
西风井最大突水水量140m3/h，2004年1月水位标高在+310m左右，2009年9月水位标高+265m左右。
据副井检查孔资料：
单位涌水量为0.00865L/s·
m、渗透系数0.01162m/d，地下水水质化学类型为CO3—NaMg型，矿化度459mg/L，pH值7.7，水温19℃。
井下1#水文观测孔为奥灰观测孔，位于-6m东翼轨胶联巷，水位标高在+250m左右，由于在井田外西部、西北大面积出露寒武—奥陶系灰岩地层，形成岩溶裂隙含水层接受大气降水直接补给。
（2）太原组下段灰岩岩溶裂隙含水层
主要由L1～L3灰岩组成，层位稳定，灰岩系中厚层状，灰岩被煤层或碎屑岩类分隔；
总厚6.10m～16.56m，平均厚11.85m；
上距二1煤层20.03m～41.04m，平均27.47m。
岩溶裂隙不甚发育，裂隙多被方解石充填，富水性一般。
在构造破碎带与奥陶系灰岩含水层有一定的水力联系。
因近年矿井疏排，据2003年西风井突水点水压换算，水位标高在+280m左右。
本含水层为二1煤层底板间接充水含水层。
太原组中段为L3～L7之间的碎屑岩沉积，本段主要岩性为泥岩和砂质泥岩组成，其间夹粉～中粒砂岩，本层厚度6.97m～13.94m，平均7.50m。
泥岩及砂质泥岩透水性差，隔水性能良好，对太原组上下两段含水层间的水力联系起到一定的阻隔作用。
（3）太原组上段灰岩岩溶裂隙含水层
主要由太原组上段L7灰岩组成，L7灰岩是矿井直接充水含水层。
L7灰岩层位稳定，厚度变化较大，一般4.94m～13.05m，平均6.85m。
灰岩裂隙不发育，多被方解石充填，富水性极弱，据副井检查孔资料可知：
单位涌水量为0.00938L/s·
m、渗透系数0.148m/d，地下水水质化学类型为HCO3—Na型，矿化度632mg/L，pH值7.7，水温21℃。
另Y403孔在本层进行一次抽水试验，经过多次洗井后，试抽水出现断流，通过水位观测，动水位深度一直没变化，其富水性极弱；
通过矿井生产调查得知，本含水层在生产过程中未发现有出水点。
据《云顶煤业有限公司生产地质报告》，矿井井底标高-6m，L7灰岩岩溶承压含水层水位标高为+255～+273m，水头最大压力2.79MPa。
二1煤层开采后，推测底板破坏深度平均达10～12m，局部区域L7灰岩水将直接进入采空区。
由于太原组灰岩含水性弱，该层涌水量经建井以来实测，约为10～18m3/h，易于疏干。
正常情况下，对矿井安全不会构成威胁，对安全生产影响不大。
二、奥陶系灰岩含水层水位、水压
根据403水文孔实测奥灰水位资料，奥陶系灰岩含水层水位标高+250m。
工作面巷道标高预测-5.5m～-170m，巷道设计钻场孔口标高预测-50m～-160m，孔口奥灰水压3.43～4.41MPa。
第3章工作面超前探设计
第一节钻孔设计原则
为提高钻探注浆施工进度，降低防治水成本，并保证工作面不受底板灰岩水威胁，按照整体加固与重点加固结合原则对工作面底板进行整体改造加固。
1、底板注浆改造工程主要改造奥陶系灰岩上段含水层，变含水层为隔水层，增加隔水层厚度。
2、钻孔布置在平面上采用放射状布置，以斜孔为主，在剖面上长短结合，使钻孔揭露的含水层段尽量加长；
钻孔尽量与断层、裂隙垂直或斜交，穿过多个含水层。
终孔层位进入奥陶系灰岩含水层，空间上把煤层底板改造成箱形隔水单元，隔断工作面深部与外围导水构造之间的水力联系。
3、将裂隙发育地带、断层以及断层的交叉尖灭地带、工作面初压显现地段均作为布孔的重点。
特别对瞬变电磁勘探出的富水异常区，要重点布孔进行控制。
4、施工中发现异常地质条件，要及时进行分析研究，调整钻孔设计和增补检查钻孔，进一步加固好底板，保证工作面安全回采。
5、非物探异常区、钻注验证无水害危险区域，可适当加大孔间距。
第二节底板注浆改造工程参数的确定
1、注浆压力的确定
根据403水文孔实测奥灰水位资料推算，工作面钻探孔口奥陶系灰岩静水压力值区间为3.43～4.41MPa，根据注浆终压为静水压力2～3倍的原则，计算工作面底板注浆加固注浆终压为8.57～11.02MPa，取9～11MPa。
2、钻孔落底平面间距的确定
根据13采区下山水文地质资料及以往掘进巷道底板注浆改造经验，为保证钻探注浆改造效果，本次底板改造工程每轮钻孔落底平面间距确定为50～60m。
3、巷道底板隔水层厚度的确定
根据13采区地质钻孔资料分析，并根据工作面巷道布置，1#钻场底板隔水层厚度为43m；
2#钻场至15#钻场底板隔水层厚度为30m。
4、底板改造工程终孔层位的确定
根据《煤矿防治水规定》计算的安全水压值为：
P安＝Ts×
M＝0.06×
30=1.8MPa
P安—安全水压（MPa）
Ts—突水系数，一般情况下，在具有构造破坏的地区按0.06计算，隔水层完整无断层构造破坏地区按0.1计算。
M—隔水层厚度（m）
即工作面带压开采的安全水压为1.8MPa，而工作面底板实际承受奥灰水静水压力约为3.43～4.41MPa，大于安全水压，因此需要对煤层底板奥灰含水层进行注浆改造。
计算底板隔水层注浆改造厚度：
M改＝P/Ts
式中
M改—底板隔水层注浆改造厚度，（m）；
Ts—突水系数，一般情况下，在具有构造破坏的地区按0.06MPa/m计算，隔水层完整无断层构造破坏地区按0.1MPa/m计算；
P—底板所承受水压值,（MPa）；
即：
M改＝4.41÷
0.1=44.1（完整块段）
0.06=73.5（不完整块段）
根据计算，工作面底板下44m厚度的完整岩层可以起到安全隔水作用。
但由于太灰下段各层段含水性弱，水力联系较差，而奥陶系灰岩厚度较大，水力联系较好，局部构造裂隙发育，按不完整块段计算安全隔水层厚度为73.5m，故将底板注浆改造的终孔层位设计在13采区回风巷下山底板以下70～80m之间，即进入奥灰30～40m，底板注浆加固效果较为可靠。
5、超前钻探设计原则
设计每个钻场不少于6个孔，①在巷道前方布置3个探煤钻孔，控制钻场前方60m、120m煤岩赋存及隐伏构造情况；
②底板探查奥灰钻孔不少于3个，控制巷道前方120m，控制超前距取25m，帮距设计25m，终孔进入奥灰顶界面以下30～40m，相邻两个循环同侧钻孔终孔间距不得超过60m。
6、底板孔钻孔结构
先用Φ133mm无芯钻探开孔超过一级套管孔深0.5m，下入Φ127mm套管，固管后扫孔进行耐压试验，终压达到2～3MPa；
然后用Φ113mm的无芯钻头钻进超过二级套管深度0.5m，下入Φ108mm套管，固管后扫孔进行耐压试验，终压达到9～11MPa。
7、探煤钻孔结构
用Φ75mm钻头开孔钻进至终孔，探明二1煤层产状参数，探煤钻孔需安装瓦斯防喷装置，其他防护措施按防突有关规定执行。
8、止水套管
底板钻孔一级套管长度10m，二级套管长度根据钻孔实际水压计算，对孔内条件复杂的钻孔下入三级套管；
探煤钻孔不下设套管。
9、钻场布置
工作面钻场布置：
巷道西帮，预计钻场总数15个，钻场间距60m。
钻场尺寸：
长5.0m*宽5.0m*高3.5m，钻场底板高出巷道底板0.2m，对钻场平整硬化；
钻场内水沟距帮0.3m，规格：
宽×
深＝0.2m×
0.1m，并用水泥硬化，与钻场内水仓和沉淀池相连。
水仓和沉淀池：
布置在钻场里侧，长2m*宽1m*深1m，有遮盖，淤积不超过1/3；
钻孔出水经沉淀后通过水泵排至钻场附近水仓。
10、钻孔参数及施工顺序
1、钻孔设计参数确定
施工顺序见技术要求，如以上钻孔不能满足要求，可结合钻孔揭露的地质资料，临时编发工程联系通知单适当增补钻孔。
工作面超前探底板钻孔设计参数表
钻场
孔号
方位
俯角
孔深/m
终孔层位
一级套管/m
二级套管/m
1#钻场
1-1
164
-52
103
奥灰
10
35
1-2
115
-50
107
1-3
154
-36
150
1-4
128
-35
153
1-5
88
-38
139
1-6
108
-31
177
2#钻场
2-1
143
2-2
145
2-3
-27
170
3#钻场
3-1
36
3-2
3-3
4#钻场
4-1
-34
37
4-2
149
4-3
-30
5#钻场
5-1
5-2
5-3
6#钻场
6-1
38
6-2
6-3
7#钻场
7-1
39
7-2
7-3
8#钻场
8-1
8-2
8-3
9#钻场
9-1
40
9-2
9-3
10#钻场
10-1
41
10-2
10-3
11#钻场
11-1
11-2
11-3
12#钻场
12-1
42
12-2
12-3
13#钻场
13-1
43
13-2
13-3
14#钻场
14-1
44
14-2
14-3
15#钻场
15-1
15-2
15-3
共计：
48个
7373
480
1878
工作面超前探煤钻孔设计参数表
倾角
M1-1
165
+2
65
穿煤层见顶
M1-2
60
M1-3
70
M1-4
155
-3
123
M1-5
120
M1-6
129
126
M2-1
+3.5
M2-2
M2-3
3号至16号钻场探煤孔参数与2号钻场相同
共计
钻孔51个，总工程量6099m
备注：
①结合钻场前方实测的煤岩层产状情况，经矿总工程师审批后可实施调整钻孔倾角和套管长度；
②探煤钻孔开孔位置距底1.2-1.6m，可根据现场实际条件灵活调整；
③每循环钻场优先施工底板探水钻孔，后施工探煤钻孔。
2、超前探钻孔施工顺序：
原则上先施工底板钻孔，再施工顶板探煤钻孔。
（1）1号钻场底板钻孔施工顺序：
1-1、1-3、1-2、1-4、1-5、1-6；
顶板探煤孔施工顺序：
M1-2、M1-5、M1-1、M1-4、M1-3、M1-6；
（2）2#至15#钻场钻孔施工顺序，底板钻孔施工顺序：
1、2、3，顶板探煤孔施工顺序：
2、1、3。
第三节设备选型及材料配比
1、钻探设备选型要满足矿井超前钻探工作需要及矿井地质条件，必须符合《煤矿安全规程》、《煤矿防治水规定》有关要求，应配备防爆电气设备及防爆电动机，必须有防爆MA标志及合格证。
2、钻探设备应安装具有防喷作用的安全装置，电机上必须悬挂包机人检修维护说明牌。
孔口闸阀应能够抗压16MPa。
3、选用的钻机型号为ZDY-3200S，注浆泵型号3ZB9/12-22；
潜水泵型号为BQS50/30/7.5或BQS100/50/30N，排水管路至少二趟Φ89mm或Φ108mm；
钻场备用水压表量程10MPa二块，注浆用孔口压力表16MPa。
4、井下注浆封孔材料为P·
O42.5普通硅酸盐水泥。
5、井下封孔采用单液水泥浆。
水灰比通常为采1：
0.3～1：
0.7。
注浆时浆液浓度为稀—稠—稀的原则
第四章生产系统
第一节供水、排水系统系统
1、供水
该系统采用Ф89mm无缝钢管，与东翼轨道运输大巷主管路连接再至工作面。
供水管路布置在巷道的左帮，需要0.3MPa的水压用于施工中钻具的使用。
2、排水
水泵或风泵进行排水至东翼轨道运输大巷永久水沟中，经水自流至水仓内，由中央泵房排至地面
第二节供电系统
该开拓工作面供电，由中央变电所供给，电压660V，正常供电负荷为208KW，总开关型号为KBZ-400/1140（660）,整定值为230A，风机专用线直接由中央变电所风机专用变压器供给。
第三节供风系统
供风系统采用Ф89mm无缝钢管，与东翼回风大巷Ф89mm主管路连接，经工作面上部车场敷设至该工作面。
第四节通风系统
采用压入式通风方式，通风设备布置：
采取双局扇双电源通风（一台使用、一台备用），风机并联安装，通过分风器与风筒联接。
风机设在工作面上部车场内，风机吊挂在巷道内，距底板不小于1500mm。
局扇必须安装甲烷电、风电闭锁装置，一台局扇只准向一个工作面供风，风筒最前端距工作面最大距离，岩巷不大于8m，煤巷、半煤岩巷不大于5m。
风筒传感器安装在风筒上方，固定在巷帮并卡在风筒上，距工作面最大距离，岩巷不大于50m，煤巷、半煤岩巷不大于30m。
第五节通讯系统
各施工钻场内安设专用电话（同一巷道内电话号码可以相同），电话线必须铺设在电缆钩上，电话安设位置距施工地点10m范围内
第六节消防、隔爆设施及防尘洒水系统
1、供水施救、消防及防尘洒水系统为一体化系统，采用Ф89mm无缝钢管，与工作面上部车场永久Ф89mm无缝钢管连接，是经东翼轨道大巷主管路连接，从工作面上部车场敷设至该工作面。
第七节监测监控系统
1、开钻前，钻孔回风侧3-5米巷顶处悬挂便携式甲烷检测报警仪，实时监测瓦斯有害气体浓度。
当瓦斯浓度达到0.5%时重点关注，减缓钻进速度；
浓度达到=1%时，必须停止钻进立即撤出人员，并向调度室、通风科、值班室汇报。
2、矿通风区派瓦斯检查员负责对钻场进行CH4、CO2、温度检查。
每班检查1次，并加强对生产全过程的监督检查。
第八节消防系统
施工现场需要配备不少于4台规格为4公斤的或2台规格为8公斤的灭火器，并悬挂《消防管理牌板》。
第九节人员定位系统
煤矿井下人员定位系统能够及时、准确的将井下各个区域人员及设备的动态情况反映到地面计算机系统，使管理人员能够随时掌握井下人员、设备的分布状况和每个矿工的运动轨迹，以便于进行更加合理的调度管理。
当事故发生时，救援人员也可根据井下人员及设备定位系统所提供的数据、图形，迅速了解有关人员的位置情况，及时采取相应的救援措施，提高应急救援工作的效率。
使用要求：
1、所有入井人员必须携带定位卡，并保证定位卡表面干净，以免信号失灵。
2、定位卡不得人为损坏，刻意遮挡信号。
3、入井人员严禁让别人捎卡，做到一人一卡，人卡不得分离。
4、定位卡没电要及时更换电池，以免显示不出个人信息。
第五章劳动组织
第一节施工准备
1、施工前，本规程必须经矿总工程师组织审批，探放水队技术员负责向全体施工人员传达学习。
学习后进行考试，成绩合格方可下井作业。
不合格的人员必须重新学习并补考，直至合格后再下井作业。
2、施工前，矿地测科技术人员必须提前标定好钻孔方位，施工人员严格照设计和措施施工。
3、根据我队现有设备和设计要求，
选用的钻机型号为ZDY-3200S
注浆泵型号3ZB9/12-22；
潜水泵型号为BQS50/30/7.5或BQS100/50/30N，
排水管路至少二趟Φ89mm或Φ108mm；
井下注浆封孔材料为P·
第二节劳动组织
1、作业方式：
正常情况下单个钻场3台钻机施工，采用“三八”制作业方式。
2、施工期间每台钻机配备3名施工人员，其中1人负责操作钻机，其余人员进行辅助工作（人员不足及钻场内正常钻进时可以安排2人施工）。
3、建立各工种岗位责任制、交接班制度、设备维修保养制度、工程质量管理制度、安全生产责任追究制度等。
4、每个班必须由一名队干统一现场跟班指挥安全生产，严格按我矿管理制度出入井，队干一班必须三汇报。
（现场无跟班队干或班组长进行作业的）。
5、每班入井前，必须由当日值班队干和跟班队干主持召开班前会，值班队干根据上一班井下各钻场的生产情况，有针对性地进行安全生产工作安排；
跟班队长及班组长根据班前会安排任务进行详细工作分工，抓好隐患排查治理和安全防范工作。
第六章工程质量要求及施工方法
第一节施工工艺
一、单孔施工顺序
布孔?
开孔?
下套管?
固管?
透孔试压?
钻进?
注浆?
封孔。
二、施工方法
1、钻孔布置：
（1）钻场开始施工之前，由技术人员标定钻孔方位线。
（2）钻孔开口位置要布置合理，便于补加钻孔。
2、开孔：
（1）在钻孔施工中，开孔时严格按照钻孔标定的方位及倾角稳固钻机。
（2）钻机钻杆要正对设计方位线，以保证钻孔按设计施工，要求方位角误差控制在±
1°
范围内，倾角误差控制在±
0.5°
范围内。
（3）终孔后钻孔必
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