回采面探放水设计方案Word文档格式.docx
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学习时间：
2018年9月20日
贯彻人：
段小强贾甲
编号
姓名
签字
1
赵方龙
12
胡小四
2
潘太平
13
张学鹏
3
高彩峰
14
高军
4
刘文斌
15
苏永明
5
赵云鹏
16
李泽明
6
史小云
17
侯全亮
7
雷云龙
18
王志虎
8
郭方灵
19
王志荣
9
梁启昌
20
段瑞杰
10
李生强
21
姚夏伟
11
冯树鹏
22
第一节矿井简况4
第二节探水工作面简况6
第三节探放水设计6
第四节工作面临时排水系统10
第五节探水施工10
第六节探水安全技术措施13
第七节记录及验收工作17
第八节应急救援预案17
第九节避灾路线18
第一节矿井简况
1、简况:
山西泓翔煤业位于古县北平镇贾寨村，距县城40公里，井田面积3.9639平方公里，开采3#煤层，规模60万吨/年，矿井于1999年建矿，两立一斜混合开拓，中央并列式通风，矿井属高瓦斯矿井，2018年鉴定为相对涌出量36.89m3/t，绝对涌出量为29.59m3/min，煤尘具有爆炸性。
矿井煤层开采采用三条中央大巷单水平开拓，回采面布置为倾向长壁式，采煤工艺为高档普采。
2、水文地质
矿井水文地质类型为中等，充水水源主要来自顶板K8、K9含水层水和北翼底板承压水，涌水形式主要表现形式为顶板淋水。
根据已知地质资料，K8、K9含水层以裂隙含水为主，含水量较小，为弱富水性含水层，充水形式以顶板淋水为主，目前矿井正常涌水量为240m3/d，最大为480m3/d。
含水层含水来源以大气降水为主。
因煤层埋藏较厚，降水对井下涌水影响较小。
矿井防治水重点为构造水、顶板含水层积水和采空区老空水。
3、排水
我矿在副井底布置有中央水仓，主副水仓容量为300立方M，3台主水泵型号为D46-50*7型，单台排水量为46立方M，排水管路为两趟6寸管路，直接排出井外。
矿井排水系统完善。
在南北采区各有一个采区水仓，容量50m3，用3寸水管通至中央水仓，水泵型号为BQW10-100，排水量为10m3/h，可满足排水要求。
在各采掘工作面，布置有临时水仓，使用3寸排水管路排至采区水仓，排水系统完善。
第二节探水工作面简况
1、工作面位置关系
1334回采面位于矿井南翼采区，南翼轨道大巷500M----630M处，倾斜长壁采煤法布置工作面。
工作面长126M，顺槽长500M，煤层厚度1.0-2.0M，倾角3—5°
，储量18万吨。
工作面西面为1332采空区，北面为井田边界，东面为1336采空区，南面为南翼采区辅助运输大巷。
地表在工业广场的东侧，无任何交通设施和建筑物。
2、工作面水文地质情况
本区3#煤层赋存平稳，构造较少，底板平缓，倾角为3—5°
，煤层厚度1.0---2.0M，局部有变薄现象，顶板为砂质泥岩，厚4.0M，老顶为砂岩，厚7.0M，底板为粉砂岩，厚5.0M，在掘进过程中揭露，未发现有大于1M的断层，未发现有无碳柱存在，掘进过程中顶板有淋水现象，水量为0.1m3/时，涌水量较小。
3、工作面排水系统
工作面两顺槽设置有排水沟和临时水仓。
工作面积水经排水沟排至临时水仓。
水仓容量为8m3，水泵型号为BQW10-100。
经排水管路排至采区水仓。
4、工作面水害分析：
该工作面水害主要为顶板涌水，涌水来源为顶板K8、K9砂岩含水层，但该含水层均为弱富水性含水层，涌水量不大，为0.1m3/h。
对生产影响不大。
采面两边为采空区，但均无底板积水威胁。
巷道掘进时无发现构造现象，在工作面内部经过物探探测，无发现有可疑水体存在，因此该工作面水文条件简单，水害影响不大。
第三节探放水设计
一、探放水设计目的
根据煤层赋存情况及周边含水情况，需对工作面煤层内部和顶板情况进行探查，以便了解是否存在含水体现象，为安全生产提供依据。
因此，进行钻孔布设，使煤层和顶板均得到探测，达到探水、放水目的。
二、钻孔布置位置
1、钻孔布置位置
根据煤层赋存情况及周边含水情况，为了布置钻机方便，探水孔布置在回采面回风顺槽煤层钻场内，钻场位于工作面煤壁一侧，沿顺槽方向每40M布置一个，在钻场内进行施工，向煤体内部和顶板进行钻孔。
钻场规格为：
长*宽*高=4M*3M*2M，钻场支护采用锚梁网、锚索支护。
三、探水孔参数设置
1、探水孔数量确定
为了探测煤层内部和顶板方向积水情况，需向煤层和顶板分别钻孔，因此，探水钻孔向煤层布置2个孔，成半扇形布置，顶板2个孔，成半扇形布置，共计4个孔，因此每个钻场4个钻孔。
扇形朝向为回采面方向。
顺槽共计布置11个钻场，设置探水孔数量44个。
从离工作面最近的一个钻场开始施工，至顺槽口最后一个完工，依次进行。
四、单孔设计要求
1、钻孔直径：
根据《煤矿防治水规定》第97条内容，探水钻孔终孔直径不得大于75mm，因此，钻头直径选择为50mm。
2、钻孔长度：
钻机钻进能力为200M，钻孔长度确定为120M。
3、钻孔方位：
为了向煤体内部钻进，钻孔中心线应垂直煤壁钻进，因此钻孔方位与煤壁垂直，而且为了能获得最大探测效果，还应布置倾斜眼，方位与巷道煤壁倾斜，根据安全帮距为20M，角度为15°
，因此，钻孔中眼与巷道煤壁垂直，斜眼转角为正15度，转向为向左转。
4、钻孔数量：
根据《煤矿防治水规定》第94条，探防构造水，钻孔应成组布设，在巷道前方水平面内和竖直面内呈扇形布置。
因此，布置4个钻孔，在煤层内布置2个，顶板2个。
5、终孔间距：
在煤层内，水平面内钻孔终孔间距为20M，在顶板内，终孔间距为20M。
疑水探水时，布置19个孔，各钻孔间距为3M。
6、钻孔布置方式：
钻孔成半扇形布置。
7、超前距的确定：
根据《煤矿防治水规定》第98条，最小超前距不得小于30M，因此，规定超前距为40M，回采面距钻孔距离为最小40M，否则停止回采。
五、钻孔布置、设计参数图表如下
1号钻孔在煤层中布置，钻孔距下帮1.0M，距底板1.1M处开口，方位为垂直于煤壁，倾角为0°
，孔深120M。
2号钻孔在煤层中布置，钻孔距上帮1.0M，距底板1.1M处开口，方位为垂直于煤壁左转15°
，倾角为0°
3号钻孔在岩层中布置，钻孔距下帮1.0M，距底板1.5M处开口，方位为垂直于煤壁，倾角为+15°
4号钻孔在岩层中布置，钻孔距上帮1.0M，距底板1.5M处开口，方位为垂直于煤壁中心线左转15°
，倾角为+15°
钻孔布置探放水钻孔设计参数表
孔号
开孔位置
倾角
钻孔方位<
度）
钻孔倾角<
孔深<
m）
终孔间距<
1#
下侧右帮眼
水平角
120
2#
下侧左帮眼
3#
上侧右帮眼
仰角
4#
上侧左帮眼
第四节工作面临时排水系统
探水地点临时排水系统要求：
在回风顺槽内施工排水沟，使水流至水仓，在钻探过程中应有专人排水，防止顺槽内存在积水，钻探时要确保水仓空仓为50%以上。
1、水管
在1334回风顺槽内铺设有一趟3寸固定排水管路，用于对工作面和顺槽内积水进行排除，钻探过程中钻孔排水可经此管道排水，管路直接通向南翼采区水仓，排水畅通。
2、水仓
在回风顺槽内低洼处设置有水仓，钻孔用水流入水仓，并开挖临时排水沟，使水仓与钻场连通，使积水能顺利流入水仓。
水仓容量必须大于5m3。
在钻场内设置沉淀池，防止淤泥进入水仓。
水仓内淤泥如果超过50%，必须进行清理。
排水线路：
探水点钻场→1334回风顺槽→南翼采区水仓→中央水仓→地面。
3、水泵
水泵排水能力要大于打钻时排水能力，钻孔用水一般为1.0m3/时，水泵选用潜水泵，型号为BQW10-100型，排水能力为10m3/时，扬程为100M，满足排水要求。
另设一台风动水泵，作为备用水泵。
打钻期间，应设专人管理水泵，定期检修水泵，按时清理水仓，防止污水外溢，或煤泥堵塞水泵，保持巷道清洁卫生。
第五节探水施工
一、探水施工前准备工作
1、钻机设备配备
规格型号：
ZLJ—350
电动机功率：
7.5kw
钻杆直径：
φ42mm，钻杆节长：
1.5M，总数：
100根，150M。
钻头直径：
φ50mm，开口钻头直径为φ89mm，
3、通讯准备
在探水地点安装有电话，与调度室能直接联系。
4、避灾路线
要求避灾路线畅通，无杂物堆积，避灾路线牌明显。
5、物探
工作面钻探施工前进行物探，以查明煤体内构造水和积水情况。
经过物探，确定煤体内是否存在异常区域。
如果有疑问区，进行加强探放水，对疑问区进行验证、探放，使煤体内部积水情况进行排除，以达到消除水患，安全生产的目的。
二、探水施工
1、钻探工程的步骤及方法：
安装钻机→调整方位→稳定钻机→连接钻杆→接通水源、电源→接钻开孔→施工钻进→安装止水套管→继续钻进→探放水钻孔施工到位→确认无水害、有害气体威胁→验收撤钻杆。
三、探水工序安排
1、探水前应先加固探水工作面的支护，采用戴帽点柱，加强工作面的临时支护。
2、加固工作面后，接下来按设计的钻孔位置按规定的方位角、倾角进行钻孔。
如水压较大时，用套管法控制。
3、在钻探过程中带班负责人对本班钻探方向、深度进行确定，如有异常情况写在记录本上，并及时向领导汇报。
四、封孔措施
开孔用Ф89mm钻头开孔10.5M，后用清水冲洗干净孔内煤岩粉，下入10MФ75mm套管，套管外侧必须焊接达到要求的肋条数。
固管材料为425#普通硅酸盐水泥，单液浆固管。
套管底口距孔底留0.2M间距，以利于浆液循环。
固管时间不得少于48小时。
耐压实验：
以Ф50mm无芯钻头扫孔至孔底0.5M时，进行耐压实验。
压力不低于2.0MPa，稳压时间不低于30分钟，孔口套管周围不渗漏水且牢固可靠。
必须达到要求，否则重新注浆封孔直至达到要求。
达到固管要求后，在套管口安装压力表及高压闸阀<
抗压强度不得低于2MPa）后，同时必须在高压闸阀外加上固定装置，防止高压水喷出。
固管后用Ф50mm无芯钻头继续钻进至设计深度。
五、疑水处理及放水要求
根据探放水要求，探水至工作面内120M，查明含水情况，如果发现前方地质正常，煤层稳定，探眼内无涌水，无其它异常情况，则视为探水正常，前方没有水患，工作面允许继续回采。
如发现钻眼内有异常情况，如有水，有气、有臭味或透至老空，或发现以下透水预兆：
煤壁挂红、挂汗，空气变冷，出现雾气，有水叫声，顶板来压，煤壁片帮严重，顶板淋水加大，底板鼓起、产生裂隙或出现渗水，钻孔喷水，煤壁溃水，工作面出水水色发浑、有臭味等，是透水征兆，应立即停止作业，撤出人员，并向调度室汇报。
在隐患未处理前，严禁进行作业。
在工作面隐患处理后，根据“有疑必探”原则，重新进行钻探，按《煤矿防治水规定》要求，对巷道周边进行加强探查，进行钻孔布置。
在巷道前方呈扇形布置钻孔，终孔距离以3M为准，控制两帮20M范围内周边，及顶底板10M情况，经过计算共布置钻孔19个，按要求进行逐个钻孔施工。
<
加强型探水图附后）
如发现钻孔内水压较大，水量较多，预计水压大于0.1MP，则按规定在钻孔内预先安置套管进行固孔，并在套管上装设闸阀和水压表等，以控制和监测水量，同时，需预先在巷道内开掘安全硐室，并使每个作业人员熟悉避灾路线和安全措施方可施工。
当预计水压大于1.5MP时，钻孔内装设反压和防喷装置进行钻进，并有防止孔口管和煤壁突然鼓出的措施。
第六节探水安全技术措施
一、探水钻机的安装，必须达到以下要求：
1.加强钻机和钻机附近巷道支护，背好顶帮，并在工作迎头打立柱和挡板，清理浮煤，挖好排水沟。
2.钻机必须平整牢稳，设立梁、打压柱、保证运转时不晃动。
3.伸出孔口部分的安全套管及水门要打立柱，用卡子卡紧顶牢，底座要在坚硬完整的岩石柱窝内。
4.钻机各转动的齿轮部分必须设安全罩。
5.水泵与钻机分开起动，实现停钻机时可不停泵，防止埋钻。
6.探放水压大于20kg/cm2<
2Mpa）的水体或含水层时，要有防高压水顶出钻杆的逆止闸阀、抽放钻杆的控制闸阀、防喷挡板、反压下钻等安全装置。
二、钻机操作注意事项
操作钻机的注意事项
1、探放水工必须经过学习培训、了解设备的性能。
开机前要检查钻机是否平稳牢靠<
用液压单体柱压稳钻机），各部紧固件有无松动情况，检查变速箱内、油箱内的油面高低，不足时应予以补充。
检查抱闸的松紧程度是不是合适，送水器转动是否灵活，输水胶管是否固定，以防止转动。
2、检查进、排水管路是否畅通，探水附近的巷道支护与顶板等情况是否良好。
3、每次变速、接通绞车或断开绞车时，必须首先关闭电动机。
4、卡紧钻杆后，要检查齿瓦螺栓两边露出的是否均匀，以免齿瓦螺栓与给进油缸相碰。
5、绞车的两个抱闸不能同时制动。
6、绞车不能超负吊垂。
7、启动电机后，先空载运行五分钟后再开始，进钻速度根据煤质与地形适当掌握，速度不能过快而使钻杆变形扭曲。
8、上、下钻杆时，人员要站在侧面不准正对钻杆，以免钻杆跑溜伤人。
9、在运转过程中有不正常的声音、震动、发热及漏油情况，应立即停车检查。
10、弹簧卡盘在松开状态时，不允许使立轴回转。
11、钻机因故停钻时，可根据钻孔情况，将钻杆撤出或不撤出。
12、钻入老空积水区的一般特征：
①孔底的压力突然下降。
②孔内返回的冲洗液增加或减少。
③水泵停止供水后，孔内继续流水。
④流出的水有臭味。
13、钻入老空区后，不许继续钻进或撤出钻杆，在加强通风与支护同时，要立即汇报领导和通知附近的工作面作业人员撤到安全地点。
14、钻入老空区，全体人员撤至进风巷道内等瓦斯员检查安全后，方可进行作业。
如遇有毒有害气体喷出时，应立即停止钻进并切断电源，工作人员全部撤至大巷内，并及时报告矿调度室，以便采取防范措施。
15、撤钻时要准备好木塞、麻袋等物，加固巷道支护，疏通好水沟，并通知水泵房作好准备工作。
16、探钻过程中工作人员必须在现场进行交接班，交接班时不能停钻。
在钻孔过程中，若发生钻杆变形或卡钎，应立即停钻检查，能否退钻或是否遇到硬岩卡钻，还是由于磨钝或崩片等情况，都要按具体情况做相应处理。
二、探水时应注意事项
正式开钻后，要密切注意迎头的变化情况，发现异常，要立即采取措施，以防止突水或发生其它事故。
为此在施工中特别注意以下事项：
1、在钻探过程中应时刻注视钻孔情况，发现岩<
煤）变软，或钻眼中水压加大、水量突然增加等异常情况，必须停止钻探，但不要移动或拔出钻杆，要立即向矿调度室汇报，并派人监视水情，情况紧急时，必须立即撤出所有受水威胁的人员。
围岩松软，钻进突感轻松，一般接近水源，这时，应再次检查防水设施是否完善，排水设施是否可靠，发现如果是巷道内有片帮来压时，要检查巷道支架是否牢固，以防冒顶伤人。
顶钻一般是水压大的表现，此时切不可移动钻杆，应马上将钻杆固定，否则高压水可能将钻杆顶击，碰伤人员，造成透水事故。
2、当探水孔深度小于5m，孔内大量出水，说明距涌水区已很近，如果孔内水压很大，水喷射很远，必须马上将钻机钻杆固定，在巷道正前方打牢点柱，人员应尽快撤离现场，选安全地点进行探放水，放水过程中如发现钻透地区无水时，应立即检查有害气体。
3、探水钻机的附近不得站人，以防高压水将钻杆顶出伤人，或手把翻转打人。
4、钻孔接近探水区域，预计可能有瓦斯或其它有害气体涌出时，必须有瓦斯员、安全员在现场值班，检查气体成份，发现异常，立即进行处理。
三、透水事故的处理措施
1）、掘进工作面如有巷壁发潮发暗，“挂汗”，空气变冷，顶板淋水增大，底板鼓起并有水叫，并伴有H2S、CO2等气体溢出，这都是透水前兆，说明工作面已接近水源，此时应立即停止作业，报告调度室。
2）、探水区透水时，现场人员向调度室汇报的同时，尽可能就地取材迅速加固工作面，如打木垛或密集柱，堵住出水点，防止事故扩大，如来不及进行加固，现场人员应按避灾路线有组织地以最短路线进行撤退，切勿进入独头巷道，万一没有时间撤出地面，可以暂时找一地方避难待救。
3）、矿领导接到透水报告后，应立即通知上级有关部门和矿山救护队，同时根据事故性质和可能波及地区，通知险区有关人员撤出，井下所有排水设备全部启动进入工作状态，配合矿山救护队进行营救遇难人员。
四、放水措施
1、钻孔探到水位后，要定时观测水压、水质、水量和估计积水量或补给量。
根据矿井排水能力及水仓容量，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，立刻核算放水量并加以分析查明原因。
第七节记录及验收工作
一、记录工作
每孔钻完后，都应进行记录，反映钻孔情况，做到全面、准确、详细，并经负责人签字。
二、钻孔验收
探放水单孔验收由施工区队、探放水队、安全、生产、地测各科室相关人员现场验收，全部钻孔经验收合格后，撤出钻机，地测部门及时下发允许回采通知单，施工区队开始回采，在回采过程中时刻保持40m的超前距，严禁超标回采。
严格按探水----回采---探水----回采的程序进行施工。
第八节应急救援预案
一、水灾事故的撤离
撤离应按照避灾路线撤退。
在条件允许的情况下，应迅速撤往突水地点以上的水平。
尽量避免进入突水点附近及下方的独头巷道。
行进中，应靠近巷道一侧，抓牢支架或其它固定物，尽量避开压力水头和泄水主流，并注意防止被水中流动的砖石和木料撞伤。
如因突水后破坏了巷道中的照明和指路牌，迷失了行进的方向时，遇难人员应朝着有风流通过的上山巷方向撤退，严禁盲目潜水等冒险行为。
二、处理透水事故时的措施
1、水灾事故发生时，在现场及附近地点的工作人员，应首先做好自身安全防护，立即避开出水口泄水流，躲避到硐室内，拐弯道或其它安全地点，如情况紧急来不及转移躲避时，可抓牢棚梁、棚腿或其它固定物，防止被涌水冲倒。
2、水害事故发生，现场及附近地点工作人员，在脱离危险后，应在可能的情况下迅速观察和判断突水的地点、涌水的程度、现场被困人员的情况等，并立即报告矿调度室。
3、停止作业，同时组织抢救，加固堵水以防扩大。
4、按避灾路线撤至地面，勿入下山独头巷。
5、有害气体逸出时，应注意防止中毒。
6、矿调度室接到透水报告后，应立即通知有关部门和矿山救护队，同时通知事故地点及所能波及的区域。
7、开动全部排水设备排水，维护排水设施和输电线路。
8、组织力量抢险救灾，营救遇难人员。
第九节避灾路线
一、避灾路线
工作面如发生水、火、瓦斯等事故，现场工作人员应沿避灾路线撤出，路线如下：
1334工作面→南翼辅助运输大巷→井底车场→副井→地面。
工作面探水孔布置图
工作面探水孔布置三视图
1334工作面避灾路线图
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