煤矿水仓探放水设计设计.docx
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煤矿水仓探放水设计设计
煤矿水仓探放水设计设计
水仓、水泵房、主变电所掘进
探放水设计
为了进一步严格执行煤矿水害防治规定，切实加强防治水工作，提高水害防治能力，确保煤矿安全生产，真正落实“预测预报、有掘必探、有采必探，先探后掘”的规定和执行“探掘分离”制度以及坚持“物探先行、化探跟进、钻探验证”的探放水综合探测手段，根据《煤矿安全规程》、《煤矿防治水规定》及工作面实际情况，现特编制《水仓、水泵房、主变电所掘进探放水设计》。
一、工作面概况及水患类型：
水仓掘进工作面，位于六采区西下山南翼，东为4#煤采空区，南与沙曲煤矿相邻，西4#煤实体，北为4#煤西下山轨道巷及下山风井。
据我矿水文地质划分报告及掘进揭露，我矿水文地质类型属中等类型。
二、探放水领导机构
组长：
副组长：
地测副总：
防治水科长：
探放水队长:
探放水检查验收人员：
地测防治水科、安监站；
其职能分别为：
地测防治水科技术员进行前期物探和后期钻探现场技术指导、根据现场钻探情况进行数据分析，同时与安监站进行质量监管，由探水队负责打设探水孔。
探放水瓦斯检查人员：
工作面瓦斯员
三、探水作业布置内容及方法
针对本工作面水害类型，我矿采取“物探先行、钻探验证，化探跟进”的探放水综合探测程序完成探放水作业，现分述如下：
㈠物探设计
1、工作面物探组织
根据仪器性能，设计工作面每掘进40m对工作面进行一次顶底板、顺层物探。
物探工作由地测防治水科组织进行
结果论证：
由地测防治水科长、地测副总、总工综合分析定性。
2、仪器原理及性能
物探采用YCS40（A）瞬变电磁仪进行探测，YCS40（A）瞬变电磁仪是利用不接地回线（线圈）或接地导线发射脉冲电流作为场源，以激励探测目的物，感生的二次电流，在发射脉冲的间隙利用回线或接地电极测量二次场随时间变化的响应。
从测量得到的异常分析出地下不均匀导电性能和位置，利用岩层与水体导电性能不同所成图颜色不同分析评定。
YCS40（A）瞬变电磁仪可以进行巷道迎头前方全方位顶底板、顺层的探测及回采面内大范围顶底板、煤层内的探测，根据仪器厂家的理论与探测经验指导，仪器有效探测距离在0-70m范围。
3、现场工作的前期准备：
①主机一套（接收、发射一体机）；
②发射线框及接收探头（或线框）装置；
③发射电源及对应连接线、万能表等工具；
④卷尺、记录手册及记号笔或标识牌；
⑤数据传输、储存及处理工具（电脑）等。
4、现场工作的具体参数：
①发射线框边长及匝数：
2*29
②接收装置参数：
250K（P）磁场探头
③发射频率：
8.3HZ根据现场情况而定
④发射电压：
24V
⑤通道数：
40道
⑥增益：
自动增益，如遇强干扰源选择手置增益
⑦存储方式：
自动存储
5、主水泵房超前探测测点布置
超前探测设计以巷道掘进方向为0°，分别以±90°、±75°、±60°、±45°、±30°、±15°、0°共13个测点，每个测点分3个方向对巷道顶板、顺层、底板进行探测。
（上图为巷道超前探测测点示意图）
（a、b、c图分别为巷道顺层、顶板、底板探测示意图）
6、井下物探操作流程
①、施测人员进行仪器的组装及线圈的架设。
②、仪器操作员进行仪器检测，清空所有已上传过的数据，设置工作参数并在探测过程中进行采样数据的保存。
③、记录员对观测现场每个测点的地质及支护，有无干扰物体等情况，做好详细的记录，以便全面分析探测结果。
④、两名施测员进行线框的布设，并校队测量桩号是否正确，每个测点角度、方向必须摆放正确，操作员对数据检查合格后方可搬站。
7、数据处理及结果分析
探测完成后在地面电脑进行处理
①、数据由仪器携带软件与电子狗进行处理,处理流程如下:
数据导入→数据的剖面显示→数据的组合与拆分→道参的修改→数据滤波→电磁干扰校正→电阻率计算与深度转换→数据结果成图
②、结果分析是通过对视电阻率剖面进行对比，圈定出高阻和低阻异常，在实际矿井水探查是主要以识别低阻异常为主。
对于异常体的定性，要充分认识到异常区与相应地质体间并不存在一一对应的关系，摒弃那些如“低阻区一定有水”思维定势，要具体情况具体分析。
在存在异常的区域从地质条件分析是否满足条件。
在异常体空间位置判断上，同样要结合实际，加以验证，以验证标定后深度进行统一推断。
③、物探工作完成后进行挂牌管理。
㈡钻探设计
当物探成果结论无异常，钻探设计共分5组探水点，其探水点位置祥见探水钻孔设计图（下一页）。
此次钻探，侧帮距的控制为以每一处掘进停头点向两侧延伸20米，超前距的控制为每一处掘进停头点向正前方延伸30米作为超前距的控制。
磁方位、钻探孔深、倾角祥见探水钻孔参数一览表（第7页）。
实地放线时其磁方位与倾角用地质罗盘仪控制。
备注：
倾角随煤层倾角变化而可以具体调整。
2、当物探成果结论有异常时，改变原有钻探方式，根据物探异常的方向（即：
顺层方向、顶板45°方向、底板45°方向）确定探水钻孔布置，任何一方向在物探成果有异常时，都必须对异常方向和相邻方向各布置一组探水钻孔，进行钻探确定；水平方向必须对停头点左右两帮各20米范围内进行钻探确定，孔与孔间的角度按5°控制。
掘进工作面探水点1物探成果结论异常
验证钻孔设计参数表
钻孔编号
磁方位（°）
倾角（°）
孔深（m）
孔径（㎜）
顶板
顺层
底板
1
215
+45
0
-45
131
54
2
210
+45
0
-45
125
54
3
205
+45
0
-45
120
54
4
200
+45
0
-45
117
54
5
195
+45
0
-45
115
54
6
190
+45
0
-45
114
54
7
185
+45
0
-45
113
54
8
180
+45
0
-45
114
54
9
175
+45
0
-45
115
54
10
170
+45
0
-45
117
54
11
165
+45
0
-45
120
54
12
160
+45
0
-45
125
54
13
155
+45
0
-45
131
54
备注：
倾角为0°钻孔，倾角与煤层倾角一致；倾角为±45°钻孔，倾角随煤层倾角变化而具体调整；
掘进工作面探水点2物探成果结论异常
验证钻孔设计参数表
钻孔编号
磁方位（°）
倾角（°）
孔深（m）
孔径（㎜）
顶板
顺层
底板
1
154
+45
0
-45
164
54
2
160
+45
0
-45
162
54
3
165
+45
0
-45
156
54
4
170
+45
0
-45
152
54
5
175
+45
0
-45
150
54
6
180
+45
0
-45
148
54
7
185
+45
0
-45
148
54
8
190
+45
0
-45
149
54
9
195
+45
0
-45
150
54
10
200
+45
0
-45
152
54
11
205
+45
0
-45
156
54
12
210
+45
0
-45
162
54
备注：
倾角为0°钻孔，倾角与煤层倾角一致；倾角为±45°钻孔，倾角随煤层倾角变化而具体调整；
掘进工作面探水点3物探成果结论异常验证钻孔设计参数表
钻孔编号
磁方位（°）
倾角（°）
孔深（m）
孔径（㎜）
顶板
顺层
底板
1
79
+45
0
-45
166
54
2
80
+45
0
-45
166
54
3
85
+45
0
-45
166
54
4
90
+45
0
-45
166
54
5
95
+45
0
-45
166
54
6
100
+45
0
-45
166
54
7
105
+45
0
-45
166
54
备注：
倾角为0°钻孔，倾角与煤层倾角一致；倾角为±45°钻孔，倾角随煤层倾角变化而具体调整；
掘进工作面探水点5物探成果结论异常验证钻孔设计参数表
钻孔编号
磁方位（°）
倾角（°）
孔深（m）
孔径（㎜）
顶板
顺层
底板
1
138
+45
0
-45
87
54
2
139
+45
0
-45
86
54
3
144
+45
0
-45
82
54
4
149
+45
0
-45
80
54
5
154
+45
0
-45
77
54
6
159
+45
0
-45
76
54
7
164
+45
0
-45
75
54
8
169
+45
0
-45
75
54
9
174
+45
0
-45
76
54
10
179
+45
0
-45
77
54
11
184
+45
0
-45
78
54
12
189
+45
0
-45
80
54
13
194
+45
0
-45
84
54
14
199
+45
0
-45
88
54
15
204
+45
0
-45
93
54
16
204
+45
0
-45
93
54
17
209
+45
0
-45
93
54
18
214
+45
0
-45
93
54
19
219
+45
0
-45
93
54
20
224
+45
0
-45
93
54
21
229
+45
0
-45
93
54
22
234
+45
0
-45
93
54
23
239
+45
0
-45
93
54
24
244
+45
0
-45
93
54
25
249
+45
0
-45
93
54
26
254
+45
0
-45
93
54
27
259
+45
0
-45
93
54
28
264
+45
0
-45
93
54
掘进工作面探水点2物探成果结论异常验证钻孔设计参数表
钻孔编号
磁方位（°）
倾角（°）
孔深（m）
孔径（㎜）
顶板
顺层
底板
1
114
+45
0
-45
187
54
2
119
+45
0
-45
182
54
3
124
+45
0
-45
179
54
4
129
+45
0
-45
177
54
5
134
+45
0
-45
177
54
6
139
+45
0
-45
178
54
7
144
+45
0
-45
180
54
8
149
+45
0
-45
184
54
9
154
+45
0
-45
190
54
10
159
+45
0
-45
197
54
11
164
+45
0
-45
206
54
12
169
+45
0
-45
219
54
备注：
倾角为0°钻孔，倾角与煤层倾角一致；倾角为±45°钻孔，倾角随煤层倾角变化而具体调整；
3、探水设备的选择及主要性能参数
规格型号：
ZLJ—400
钻探深度：
100m—200m
电动机功率：
7.5kw
终孔直径：
54mm。
4、探放水施工要求
①钻孔打设由我矿专职的探水队施工，掘进队组配合，由地测防治水科、安监站等部门现场指导监督。
②钻孔打设过程中，应适时调整钻机高度，尽量在煤层中打设。
③钻孔钻进11m后应及时安装封口管，并进行耐压测试，满足压力的情况下方可进行钻探。
④探水结果须经由总工负责组织地测副总、地测防治水科、探水队等相关人员综合评定探水效果，确认无异常情况，由安监站下达准许掘进通知后，掘进队组方可进行正常掘进。
四、探水施工前的技术要求
1、检查排水系统
做好水沟、水仓的清理、疏通工作；水管配备需齐全，要求安装两趟Φ110*4排水管路、1趟Φ108*4静压水管；配备好排水泵（两台），双电源使之正常运转，达到设计的最大排水能力。
在310顺槽小水仓配备两台BQW100—60—37kw的三寸水泵及配套水管至下山水仓，主水泵提前检查，使“一备一用”两台水泵正常运行。
2、准备堵水材料
排水路线:
掘进工作面→西下山轨道巷→下山水仓→地面
探水地点和避灾线路，要加强支护，安监站在班前会上要经常向工人特别是有水威胁的工作面人员讲清避水灾路线。
在排水地点备用一定数量的坑木、麻袋、木塞、木板、黄泥、棉线、大锤、锯、斧等及加工好的5m长带阀门钢管，以便出水或来压时及时处理。
3、检查瓦斯
瓦斯员必须跟班作业，瓦斯浓度超限（≥0.8%）或钻探过程中有害气体浓度增大必须停止工作，切断电源，撤出人员并报告调度室及时处理。
4、检查钻探附近的巷道支护与煤壁、顶板离层、裂缝、有无突水预兆等现象。
5、检查安全退路（见避灾线路图）
水害避灾路线：
掘进面→西下山轨道巷→南轨道巷→猴车巷→井底车场→副斜井→地面脱险。
避灾路线内不许有煤炭、木料、杂物等阻塞，要时刻保证畅通无阻。
6、探放水人员的培训
组织有关人员学习《水仓、水泵房、主变电所掘进探放水设计》的相关内容，掌握相关规定及注意事项，熟悉本工作面主要水害类型；探水工经过培训后持证上岗，熟悉钻机性能，掌握简单维修技术。
7．保持工作面通讯系统畅通，有与地面调度室或受水威胁地区的联系通讯电话。
详见同德煤矿调度电话号码表（附后）
五、探放水钻孔孔口安全装置
㈠孔口安全装置
孔口安全装置由机修车间加工，孔口管为长度10m的φ3寸钢管制做，距离管口30cm处焊制两个顶丝孔，并在孔外缘焊制两道φ12的螺帽，配套长8cm的螺杆一左一右对称卡住管内钻杆，在管尽头配套使用φ3寸的阀门来控制或切断水流。
如遇特殊特殊情况时，利用两道顶丝卡住管内钻杆将剩余部分拔出，利用阀门切断孔内水流。
㈡安装孔口安全装置
1、按照钻孔布置图要求确定钻孔的位置、角度、方位后使用钻机打设孔口，孔径大于孔口管直径1～2级。
钻孔过程中应在钻杆上做好深度标志，钻至预定深度后停钻并将孔内煤尘冲洗干净。
2、将孔口管插入孔内，利用聚乙氨材料充填管壁与孔隙之间的缝隙。
3、在管尽头安装φ3寸阀门。
4、对孔口管进行耐压试验，耐压试验使用探放水钻机向孔内注水，水压必须大于采空区积水或预计突水的水头压力并稳定30min后，如孔口周围不漏水，则可开始施工。
六、探放水施工技术要求
㈠物探安全技术措施
1、探测操作注意事项
矿井探测对数据产生的影响主要还是来自井下的特殊环境，包括巷道底板的铁轨、顶板及侧帮的锚链网、工字钢的影响，或者是迎头的掘进机及打入巷道迎头的锚杆等等，这些金属设施在井下测量中会产生很强的瞬变响应，如果在数据采集与数据处理过程中不注意这些金属设施的存在，就会在结果分析中产生错判、乱判别的情况，给实际生产非但未带来帮助，甚至可能引起重大的生产事故。
所以，探测过程中要注意以下几点：
①曲线出现畸变时，应查明原因后，重复观测，必要时可移动点位避开干扰物源重测，并作详细记录。
②遇异常点，突变点时，应重复观测，必要时应加密测点。
若曲线衰变慢时，应扩大测道时间范围重复观测。
③仪器出现故障时，应及时查明原因，并回到已测过的测点上作重复观测，当确认仪器性能正常后，方可继续观测。
④对习惯于使用“自动存储”的用户，注意检查仪器“自动存储”是否处于“开”状态。
⑤仪器的增益选择必须适当，使仪器输出电压在正常的动态范围之内一般选择“自动、增益控制”，仅在外来噪声干扰较大时需要手工置入。
2、物探使用过程中安全措施
①仪器在使用过程中严禁强烈震动，碰撞，直接淋水，用完后应清洁。
②物探前，巷道迎头必须达到成巷标准要求，支护良好，严禁有空顶、空帮现象。
③物探地点20米范围内严禁有积水浮煤，物探前队组必须清理积水浮煤。
④开始物探时，严禁工作面综掘机、皮带等电器设备运行。
⑤在物探时，队组应予配合物探作业
3、仪器装备的使用及维护
①所有仪器设备，应指定专人负责，严格按说明书规定使用、维护和管理。
②仪器设备必须建立专门档案，及时详细记录仪器故障情况和处理结果等。
③仪器设备必须存放在阴凉、通风、干燥、无腐蚀性气体、无强磁场等的地方，使用和运输时要注意保持仪器清洁、干燥、防震、防曝晒。
④每年要对仪器设备进行一次全面检查、维护和校准,在坑道内使用时，尽量避免受顶板淋水或者底板积水的影响。
⑤仪器在施工期间，除日常维护保养外，每日施工前后，按仪器说明书要求对仪器性能进行检查。
⑥非生产期间，所有仪器均须每一个月进行一次通电检查，将检查结果存入仪器档案。
电瓶应按说明书要求定期充电。
⑦仪器设备所配备的零部件、备件及工具要随仪器妥善保管，不得作其他使用。
⑧仪器设备发生故障要及时检查。
㈡操作钻机的注意事项
1、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。
㈢钻探技术要求
1、钻探施工部门必须严格按照本探放水设计方案要求施工，每施工完一组钻孔由安监站、地测防治水科、探水队联合验收，并挂牌管理记录在册，如发现不合格钻孔，则需重新补探。
2、钻孔施工过程中，遇到地质变化如断层、无炭柱应立即汇报矿总工程师，经总工程师研究批准，方可改变原钻探方案，重新制定新方案。
3、每班必须由安监员、技术员跟班作业，并做好记录。
记录探水孔的方位、角度、位置、孔深、返水的水质变化等情况。
4、钻探过程中，若遇顶钻、煤壁片邦来压、水量突然增大等现象必须停钻，并及时向调度室汇报情况，制定相应防范措施。
5、在探水时，指定安全出口并使其畅通无阻；同时要与相邻工作地点保持信号联系，以防万一涌水，能马上通知受水害威胁地点的人员安全撤离。
㈣打钻施工安全技术措施
1、钻机操作安全技术措施
①安装钻机和液压系统必须稳固、水平、固正、传动位置要设防护栏杆，钻机和液压管结合要紧密，防止钻进过程钻机发生晃动现象。
②电源接好后，先用手盘车试运转，再送电试运转，转扳动各操作手柄，检查各旋转件转动、各油管接头、压力表的技术。
③操作钻机和停送电必须由一人操作，先停后上卸钻杆和加水龙头。
④升降钻具时必须站着操作升降机，双手不准离开升降机手柄，严防跑钻。
⑤安装钻杆时，钻杆应不堵塞、不弯曲、丝扣未磨损，接钻杆时对准丝口，避免外斜和漏水。
卸钻杆时，应严防管钳夹伤硬质合金片、夹扁钻头；装钻杆时，必须一根接一根依次安装。
⑥钻探施工完毕，应将钻机搬迁至安全地点，防止掘进时损坏。
2、钻机操作人员安全技术措施
①钻探工要穿戴整齐、利落，衣襟、袖口、裤脚必须束紧。
②启闭开关，注意力要集中，做到手不离按钮，眼不离钻机，随时观察和听从司机命令，准确、及时、迅速地启动和关闭开关。
③禁止用手、脚直接制动机械运转部分；严禁将工具的其他物品放在钻机、水泵、电机保护罩上。
七、透水预兆及放水措施
㈠透水预兆
1、煤层变潮湿、松软；煤邦出现滴水、淋水现象，且淋水由小变大；有时煤邦出现铁锈色水迹。
2、工作面气温降低，或出现雾气或臭鸡蛋气味。
3、有时可听到水的“嘶嘶”声。
4、矿压增大，发生片邦、冒顶及底臌。
5、突水部位发潮、滴水、带有少量细砂或水量突增，水色时清时浑等现象。
其它按《煤矿安全规程》第288条第一、二、三、四款规定严格执行。
㈡采取的放水措施
本工作面钻孔探到水后视水压、水质（采取水样，由有资质部门进行化探，以确定其水质）等情况重新估计采空区积水量及补给量，在矿井排水能力允许的情况下决定是否进行放水。
如果要进行释放采空区积水时，必须按以下技术要求执行。
1、放水前必须调整中央水仓、采区水仓、工作面小水仓的排水能力，并清理好工作面水沟、水仓。
2、放水时应在工作面打戗柱，在拦板外加设顶柱或木垛，必要时应在顶底板坚固地点砌筑防水墙之后方可放水。
3、放水时要派专人看出水情况，注意水流的变化，未经批准不准拔出钻杆。
4、放水时，若遇钻孔不出水或水流大小不均时，要小心谨慎地用钻杆捅透堵眼杂物。
5、老空水放出后，须打检查孔，证实无疑后方可开始掘进作业。
6、顶板打钻过程中，如果出现了顶板淋水。
为了防止顶板淋水给工作面造成的危害，须提前准备好引流管，并存放在打钻地点附近，如遇大型淋水，要及时安设引流管排至附近水仓。
八、透水事故的应急处理措施
发生透水事故或巷道被淹，首先是救出井下人员，其次是排出积水，尽快恢复生产。
采掘工作面或其他地点发现有突水预兆时，必须发出警报，撤出所有受水威胁地点的人员。
最先发现透水的现场工作人员，一方面报告矿调度室，另一方面迅速组织抢救。
打木垛或用沙袋，堵住出水点，防止事故继续扩大。
水势过大来不及进行加固时，人员应向高处撤退，安全出井。
井下突然突水，破坏巷道中的照明和避灾路线上的指示牌时，人员易迷失方向，必须朝着有风流通的上山巷道方向撤退，切勿进入独头下山巷道。
万一被堵在其他巷道内，应做到以下几点：
1、在巷道内或硐室口放上衣服、工具做标志，以便救护队员早日发现，前来营救。
2、应保持静卧，尽量减少体力消耗，延长生命的时间。
3、硐室内只留一盏灯照明，将其余灯关闭，以延长照明时间。
4、间断地敲击，发出呼救信号。
5、要听从指挥，团结一致，等待救援。
在透水后，井下排水设备应全部启动，并保证排水设备处于完好状态。
人员撤到地面后，应立即清点人数，积极组织力量进行抢险救灾，营救遇难人员。
九、其它制度
根据上级部门要求，为了切实抓好我矿井下地质构造探查和水害防治工作，严格落实执行好“有掘必探、有采必探，先探后掘、先治后采”的原则，杜绝盲目揭露构造及水害事故的发生，特制定以下制度：
（一）终掘停工制度
1、矿井安监部门必须监督掘进工作面的掘进情况，严格控制工作面的进尺，掌握掘进工作面探水后的允许掘进距离及超前距。
当工作面到达终掘位置时，及时给掘进队组、地测防治水部门、探放水队书面下终掘通知单，以便地测防治水部门和探放
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