采空区探明措施1.docx

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采空区探明措施1

山西宁武大运华盛庄旺煤业有限公司

探放5#煤层采空区积水设计说明

一目的依据

针对50103、50104工作面上方的采空区，该采空区内积存有大量注浆积水，对即将施工的50103顺槽掘进构成极大的威胁。

为消除这一威胁，要求在掘进过程中采用探放水方法，超前探明掘进工作面前方的水情，并根据水量、水压大小有控制地将水放出，而后再进行采掘作业，以保证安全生产。

二概况

（一）探放水工作面周围地质及水文地质情况概述

1积水范围及积水量

根据“山西宁武大运华盛庄旺煤业有限公司采（古）空区积水、积气及火区调查报告”和“石湖一坑地质CT勘查报告”说明50103、50104工作面上部有异常区，疑试采空区积水，

积水区范围确定，在50103、50104工作面内由4处积水区域，

位于2个面的中部，距50102回风顺槽90m，距501轨道大巷100m左右。

估计积水区域面积2325㎡，积水量8975m3。

2水头高度

50103、50104工作面采空区积水上界限为1320等高线，顺槽最低点底板标高为1260m，水头高度为60m。

3积水水源

积水水源为50103、50104工作面采空区顶、底板砂岩水以及F1断层煤柱少量断层积水。

5出水量及正常涌水量

50103、50104采空区为一个密闭的空间，无向外出水；在掘50101工作面回采过程中，顶板砂岩水已基本疏干，预计有较小的淋滴水。

6水力联系

50103、50104采空区上部为F1断层煤柱，该断层积水与采空区积水有水力联系，该采空区积水与其它灰岩含水层、地表水体、构造水无水力联系。

（二）探放水方案、方法选择及依据

探放50103、50104工作面上部采空区积水采取在煤巷中施工探放水工程，即在50102回风顺槽距50103、50104上部采空区平距130m的地点停止掘进，进行打钻探放水（具体位置见附图），该施工地点距采空区距离较远，有一定的水压，水头高度60～70m，水压值理论计算为0.05Mpa，水量大小有待进一步验证，需要采取一定的安全防护技术措施，该地点的探放水作业由钻探队施工；当实施的探放水钻孔无流水现象时，方可允许施工单位掘进。

三工程布置

1布置原则

探放水钻孔布置成组布设，并在巷道前方的水平面和竖直面内呈扇形，钻孔终孔位置以满足平距3m为准，各孔终孔垂距不得超过1.5m。

2钻窝布设

探放水钻窝布置在50102回风顺槽窝头

3钻孔组数、个数、方位、角度、深度、工程量

50102回风顺槽窝头处共施工两组钻孔，共施工3个钻孔，1个测压孔，1个放水孔，1个检验孔。

其中1号孔为测压孔，钻探方位175°，钻孔倾角为20°孔深150m；2号孔为放水孔，钻探方位178°，钻孔倾角为18°，巷顶向下1.0m开孔，孔深150m；3号孔为检验孔，钻探方位180°，钻孔倾角为17°，巷顶向下1.5m开孔，孔深150m；

四施工技术要求

（一）施工顺序、方法

50103、50104工作面顶部采空区探放水钻孔按由高到低进行，先施工第一组钻孔，后施工第二组钻孔，钻场内先施工测压孔，后依次施工放水孔、检验孔。

当放水孔无水外流，方可打检验孔，以确保放水效果及施工安全。

（二）单孔设计

1钻孔结构

50102回风顺槽使用ZYJ-1000/135型架柱式液压回转钻机，自开孔向里150m段，钻头直径为75mm，至终孔段钻头直径为65mm，钻杆直径65mm。

探放水时，需预先固结套管，套管口安装闸阀，套管长度10m。

2孔口套管设计安装要求

在窝头处选择煤壁坚硬完整的位置开孔，开孔孔径为130mm，钻深10m，钻孔施工到位后将孔内冲洗干净；将孔口管插入孔内后，在孔口用水泥将孔口管固定并封死，在管的上方另留一个小管，而后从孔口管内向四周压入水泥浆，开始从小管跑出空气和水，待跑出浓水泥浆时即将小管封死，继续向孔口管内压入水泥浆，至一定压力后停止注浆，关闭孔口管上的闸阀，待泥浆凝固；水泥浆凝固后进行扫孔，待深度超过孔口管长度后，向孔内压水。

如水压值达到预计放水水压的2倍，即超过0.1Mpa时，孔口管周围没有漏水现象，说明符合要求，否则仍需注浆加固。

3方位、角度、深度

见上文及附图。

4质量要求

严格按照地测科设计方案实施，相关科室在探放水期间现场跟班，加强对施工现场指导、监督，并做好记录。

（三）积水放净的标准

当放水钻孔无水外流且测压孔压力显示为0.05Pa后，补打1个检验钻孔，该检验钻孔无出水现象，方可确定放水结束。

五放水安全技术保证措施

（一）放水流量控制

预计放水孔平均放水流量为20m3/h。

单孔放水量计算公式：

q=

式中：

q—单孔出水量（m3/s）

C—流量系数（取1.1）

W—放水钻孔断面积（m2，Ф65mm的钻头）

G—重力加速度（9.8m/s2）

H—钻孔探放水处的水头高度（m）

q=

=24.5

为计算钻孔的平均放水量，这里取最大水头高度的80%，

即q平=0.8×q

放水孔处水头高度为60m，计算结果：

q=24.5m3/s,

q平=19.6m3/s，即q平=20m3/h

（二）排水能力要求

501采区泵房安装有MD155水泵两台，单台水泵流量为155m3/h，一台为工作水泵，一台为备用水泵，排水管经为Ø159寸。

泵房周围要加强巷道清理、排水沟疏通工作。

（三）防高压水伤人

钻机安装必须平稳、牢固，并加强探水地点巷道的支护，在工作面迎头打好坚固的立柱和栏板；在探水前，预先固结套管，套管口安装闸阀；钻探过程中发现孔内显著变软或有水沿钻杆流出时，应立即停钻检查，孔内压力很大时，应马上将钻杆固定，严禁移动及起钻，钻机后面严禁站人。

（四）防瓦斯及有害气体涌出

施工中要由专职瓦斯检查员检查现场瓦斯及其它有害气体，如有异常要及时采取防范措施。

六探放水安全组织保障措施

（一）探放水工程施工参与单位责任分工

①本次探放水设计由地测科编制，并负责标定和检查钻孔方位、检查验收孔口管安装质量，跟班观测，记录放水量、水压（水位），监督放水全过程，确认积水放净，下达允许掘进通知书等工作。

②安监科主要负责监督施工及安全技术措施落实情况，探水施工是否符合设计要求等。

③地测科、安检科、开拓科在探放水期间应轮流派人现场跟班，掌握探放水实际工作情况。

④机电科主要负责检查排水设施的安装及运转、施工用电等。

通风部门负责该地点的通风设施的运行管理，检查瓦斯等有害气体，保证通风安全等。

钻探队主要负责按设计施工，落实安全技术措施，保证施工安全，完成施工任务。

打钻前由调度室负责安排在施工现场30m范围内安一部专用电话。

在打钻前加固窝头支护、打好水堰、安装完毕排水管路、清理水沟及巷道杂物等辅助工作。

（二）各参与单位联系汇报制度

①地测科要将编制好的探放水设计及附图转交给钻探队一份。

②钻探队负责编制相应的探放水工程安全技术施工措施，并将会审通过的施工措施报送每个参与单位一份。

③安检科、地测科、开拓科轮流跟班期间，要做好交接班记录，记录内容包括：

本班探放水情况、签字、注意事项等内容。

④钻探队在施工期间要及时向地测科汇报探放水情况。

（3）避灾路线

50102回风顺槽501材料大巷轨道上山井底车场副斜井地面

七其它事项

①施工单位做好现场原始记录，记录内容包括：

钻孔方位、倾角、深度、放水量、放水时间等，跟班人员并在记录上签字。

②探放水钻杆在钻进过程中若出现顶钻、憋钻、夹钻及钻孔出水水压较大等现象，先不要拔出钻杆，等水压明显减小后再做相应的处理。

③打钻探出水后，应保持钻孔出水畅通，若钻孔堵塞要及时捅孔，保证顺利排放。

④在探放水施工期间若出现紧急情况，现场人员应及时向矿调度室和有关科室汇报，并立即组织人员撤离。

探放水工程施工前，施工区队要组织作业人员认真学习探放水工程安全技术措施等内容。

打钻期间，施工区队要安排工长以上人员现场跟班，跟班人员要与职工同上同下，严密排查现场隐患，发现问题及时处理。

未尽之处严格按照《煤矿安全规程》、《煤矿防治水规定》执行。

庄旺煤业

二〇一二年十二月

目录

一目的依据1

二概况1

（一）探放水工作面周围地质及水文地质情况概述1

1积水范围1

2积水量1

3水头高度2

4积水水源2

5出水量及正常涌水量3

6水力联系3

（二）探水巷道的开拓方向、施工次序、支护形式和规格3

（三）探放水方案、方法选择及依据3

三工程布置4

1布置原则4

2钻窝布设4

3钻孔组数、个数、方位、角度、深度、工程量4

四施工技术要求5

（一）施工顺序、方法5

（二）单孔设计5

1钻孔结构5

2孔口套管设计安装要求5

3方位、角度、深度6

4质量要求6

（三）积水放净的标准6

五放水安全技术保证措施6

（一）放水流量控制6

（二）排水能力要求7

（三）防高压水伤人7

（四）防瓦斯及有害气体涌出7

六探放水安全组织保障措施8

（一）探放水工程施工参与单位责任分工8

（二）各参与单位联系汇报制度8

（三）避灾路线9

七其它事项9

山西宁武大运华盛庄旺煤业有限公司

5#煤层采空区探测设计

山西大运华盛庄旺煤业有限公司

二〇一二年十二月