老系统探放水措施及设计.docx

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老系统探放水措施及设计

水城县化乐乡兴化煤矿

探放原兴化煤矿采空区积水方案

及安全技术措施

编制：

安全副矿长：

生产副矿长：

机电副矿长：

总工：

矿长：

时间：

2013年9月10日

第一章：

设计方案

为了防止井下水害事故发生，确保我矿南翼安全生产，坚持“预测预报、有掘必探、先治后采”的探放水原则，特编制兴化煤矿老系统积水探放设计和安全技术措施，望施工单位认真贯彻落实。

一、探放目的：

通过钻探，了解南翼原兴化煤矿M2#煤层采掘和积水情况，进一步掌握兴化煤矿老系统内的积水区域范围、水性、水质和积水量等情况，了解该区域内水源补给规律和状况。

二、原兴化煤矿开采范围及采空区积水情况

1、原兴化煤矿位于朝阳煤矿新系统南翼，原兴化煤矿老系统主采M2#煤层，根据现有资料表明老系统10201工作面切眼在我矿主斜井上部位置，工作面进风巷标高1438.2m，回风巷标高为1437.5m。

M2#号煤层采空区面积为26767.1m²。

该区域煤层倾角在8°-15°，厚度为1.6-1.8m。

井口标高1438.2m，井底标高1375.7m。

由于老系统已关闭，现无去实测。

根据现有资料分析：

M2老空标高在1435m以上26767.1m2，老空积水4.28万m3，水头高度62.44ｍ，最大静水压为0.3Mpa；

2、根据调查，朝阳老窑的充水因素主要是龙潭组中的裂隙水和地面大气降水。

地面井口赵家河，根据观测赵家河河水不具备渗入采空区的条件，。

根据矿井已经揭露的正、逆断层来看，井田内埋藏较深的断层含水性及透水性均较差。

浅部断层多有漏水现象，具有透水而不含水的性质。

但是目前探水地点和区域断层发育不明显，资料无明显断层标示。

垂直地下水流向的，倾向和斜向逆断层及正断层含水性较强。

二、设计方案

1、

（1）、在112回风石门揭M2处后退10m（因M2煤层中间有约0.2m厚泥岩，无抵抗性）处施工探放水钻，设计钻孔长度不小于60米，共施工3个探放水孔。

（2）、在111材料石门K’点往前20米施工2个钻孔，设计钻孔长度不小于60米。

2、根据现井底水仓的排水能力（80m3/h，现矿井井下正常涌水量30m3/h），具体调节探放水孔的流量（＜50m3/h）。

3、由于原兴化煤矿采空区积水时间较长，有害气体严重，故不采取启封原兴化煤矿老系统抽水，确保安全排放。

4、预计防水时间定于10月中旬，此阶段已近基本进入枯水期，矿井补给水源不充足，井底中央泵房排水压力相对较小，适于放水作业。

5、如需增加放水量，减少放水工期，可在112回风石门施工临时水仓，水仓面积不低于100m³，安装离心式排水泵两台，有放水套管闸门控制放水量（根据实际情况定）。

6、钻孔设计

（1）、采用钻探的方法进行探放水钻进行探放水。

（2）、探水点为111材料石门K’点前20米或112回风石门巷道里程196.7米处。

（3）、探放水工具：

ZDY-650油压钻机一台。

（4）、探水钻孔的布置（探水钻孔布置及参数如附图表所示），探水钻孔布置为3个，钻孔深大于60米，孔径为75mm。

（5）、探放水施工具体工作由探水队完成。

（6）、探水孔的位置、方向、角度、数量、钻进深度等参数，应由地质测量工程师按措施要求现场标定钻孔的位置、方向、角度，测量钻孔深度，认真做好记录，并由当班安全员、瓦检员验收签字，否则视无效钻孔。

（7）、在施钻过程中若出现透水预兆、遇断层、煤岩层产状等情况时，应根据实际情况增打钻孔,探明水害、断层性质、产状,煤岩层和采空区情况,增打钻孔的参数由工程师编制补充设计及措施,会审通过后执行。

三、组织领导与分工

矿成立探放水工作领导小组，加强对探放水工作的领导和管理。

每次施探，必须由探放水工作领导小组和探水队到现场组织落实。

组长：

吴安华

副组长：

李华、王家碧、胡雍平、谢正均

成员：

吴发勇、刘开军、谢传文、孙乾斌、谢显朝、李荣魁、胡永祥

1、组长吴安华负责探放水的全面工作。

2、副组长李华负责探放水的技术指导。

3、副组长谢正均负责安排指导人员安装钻机、管路、电缆、开关，排水、通信系统,并确保正常运转。

4、副组长胡雍平负责人员协调和现场施工组织。

5、副组长王家碧负责探水措施的落实和现场安全把关。

6、成员吴发勇责责按措施（设计）指导现场施工和记录并负责技术措施实施到位。

7、成员谢显朝毎班安排专人负责组织探水期间通风管理、瓦斯检查,监控探头安装、维护等工作，并保证正常使用。

四、探放水施工准备

1、在接近积水区时采用下套管安装孔口管和放水闸阀，套管规格为直径3寸φ75mm无缝钢管，长度不小于10米。

2、在探水钻进行前，利用乳化泵站对孔口管进行耐压力试验，耐压压强不小于1.5Mpa.

3、套管安装严格按照设计进行，在套管口两侧平行位置各打一棵锚杆，锚杆与套管夹角为15°，锚杆长度为2.2m，直径20mm，以此进一步增强套管安装的稳固性。

4、放排水设备与设施：

（1）水泵

主排水设备为副斜井底中央泵房中型号为MD120-50（SL）×5离心式水泵三台套，两台运行排水，一台备用。

（2）排水管选用配套耐高压6寸塑料水管500米，由副斜井排出地面，112回风石门选配高压6寸塑料水管。

（3）放水闸阀

选用配套水闸阀三套（见附图）。

（4）水仓：

利用中央泵房水仓作为主排水仓，112回风石门施工临时水仓。

5、探放水工作由组长组织，工程师具体负责检查和验收工作，在检查无安全隐患等问题后，由矿长或工程师签批，进行放水。

6、现场施工人员将每班探水情况和进度、数据等记录准确，并及时向探放水领导小组回报，以便掌握探放水情况。

7、实施探放水前清理112回风石门和111材料石门的水沟，保证水沟畅通。

8、电工负责在距防水点附近约3-5米安装一部直通矿调度室电话，并确保通讯畅通。

9、在探水点（112回风石门201.7米处）采用液压支柱打好坚固的立柱和拦板。

探水钻要安装牢固，不能晃动，确认安全后再开钻。

10、每次施探前必须认真检查机具是否完好，稳固，安全可靠。

11、每次施探前，必须严格执行“敲帮问顶”制度，首先对探水地点进行一次全面安全检查，内容包括顶底板围岩、支护、通风、瓦斯等情况，发现隐患，立即处理。

12、在探放水现场备用一定数量的坑木、木塞、木板、黄泥、锯和斧等。

13、撤出111材料石门或者112回风石门以及同水平以下所有与探水无关的人员。

第二章：

安全技术措施

一、施钻安全技术措施

1、施工前必须加强钻探场所附近巷道的支护，不得出现冒顶或空帮空顶等不安全因素。

2、钻机下井前必须在地面进行试验，确保运转正常无误后，方可安排下井施工，施工前按要求稳固好钻机，基础牢固平衡。

3、探放水人员要用专职探放水人员，在现场依据设计要求，确定探水孔的位置、方位、角度、深度和钻孔数量等。

4、钻机与启动开关距离不能超过5m。

5、开钻前要仔细检查钻机及配套设备是否完好，并试运行5分钟，一切正常方可正式开钻。

6、开钻前先供水，调整好水压，等孔口有出水时方可开钻。

严禁干钻，以免磨坏钻头和出现卡钻等故障。

7、开钻孔径为（108mm），钻进10m，安装孔口管并下牢，用水泥灌浆,管壁用干海带和棉纱缠实封严，安装控制闸阀。

8、在钻进过程中，要掌握好钻进速度，不得随意加速加压。

9、操作人员要按操作规程操作，并注意观察钻孔出水情况。

如出水量突然增大，或有水叫声，顶钻等现象，要及时停钻，不得拔出钻杆，上报调度室，并及时将所有受威胁的人员撤到安全地方，等待有关人员处理。

10、打钻时，施工人员袖口、腰带、矿灯线应系牢系好，严禁戴手套操作。

11、拆卸钻杆时，施工人员要集中精力配合好。

12、打钻时，严禁用手扶托钻杆，增加或更换钻杆时，必须先停机，然后用扳手扭紧或拆除，再开机作业。

13、打钻时，施工人员要注意防止断杆伤人，人员严禁站在钻机正后方。

14、探水组长要认真观察钻孔情况，发现问题及时处理，如果未能处理必须及时汇报，采取措施进行处理，如围岩变化、顶钻、卡钻、有毒有害气体逸出、渗水等情况。

15、有下情况之一时，严禁打眼。

（1）工作面风流中瓦斯超限达到0.8%时。

（2）排渣使用的水压不足，不能顺利排出钻孔内的岩渣时。

（3）发现煤层有响声或大量瓦斯涌出，有煤与瓦斯突出征兆时。

（4）出现顶钻、卡钻杆等动力现象时。

（5）发现煤、岩壁变潮、有挂红、挂汗、出现雾气、水叫、顶板淋水、空气变冷等透水预兆时。

（6）打眼过程中突遇压力水从钻孔流出时，严禁抽动钻杆。

16、有下列情况之一时，应立即停止打眼，经查明原因处理完毕后，方可继续打眼。

（1）出现卡住钻杆时。

（2）钻机电动机声音突然异常时。

（3）钻杆严重震动时。

（4）电钻外壳带电时。

（5）电钻外壳超温烫手或有烧焦味时。

17、钻进时，发现岩石松软、片帮、来压或钻孔中的水压、水量突然增大，以及有顶钻等异常状况时，必须停止钻进，但不得拔出钻杆，现场负责人应立即向调度室报告，并派人监测水情。

如果发现情况危急时，必须立即撤出所有受水威胁的人员，然后采取措施，进行处理。

18、排水路线：

111材料石门→1片口车场→副斜井→主水仓→地面

19、搬运、移动钻机时，必须先卸下钻杆轻放，不得摔砸。

20、探水钻孔施工完成后，必须绘制钻孔成果图，分析效果，报矿长、工程师审核。

21、所有作业人员，都必须掌握透水预兆，熟悉避灾路线和自救方法。

突水预兆如下：

（1）巷道壁或煤墙“挂红、挂汗”，煤层变凉、工作面温度降低、工作面可见到淡淡的雾气、使人发冷、顶板来压力、片邦、淋水加大或底板鼓起、出现渗水、出现压力水流等等，这都是离积水区域较近的预兆，注意观察水流情况，如出水清净，则前方可能遇断层裂隙水，若出水浑浊，则前方可能遇老窑或采空区积水。

（2）、水叫，煤（岩）层裂缝中有水挤出“嘶嘶”的响声，有时还可以听到像低沉的闷雷声或开水声，这都是突水的危险预兆。

（3）、工作面有毒有害气体的增加，因老窑积水区常有毒有害气体向外散发，如CO2，H2S等气体。

（4）打钻时发觉钻孔底松软或钻孔有较大水流出，说明即将穿透水区。

22、如长时间停钻，要拔出所有钻杆，并摆放整齐，并关闭放水闸阀。

23、探放水人员要认真做好探放水记录。

24、施工期间密切监视工作现场，顶板、两邦和钻机运转情况，出现不安全问题，及时处理。

25、施工人员要严格按技术要求和安全规程操作施工。

26、探放水人员不得随意离开工作岗位，手及衣物不得靠近转动部位，以防发生意外事故。

27、钻机及其配套设备下井前必须经有关人员检查其完好性和防爆性能，合格后，方可下井使用。

28、钻机及其配套设备装卸车，安装及拆除时要轻拿轻放，以免设备损坏，装车时要捆扎牢固。

29、钻机工作时所有人员必须思想集中，听清口令后再操作。

除钻机手外，其它人员应离开机身，不得站在钻机正后方。

30、所有电源的安装、拆除一律由机电专职人员按有关规程操作。

31、安全员、瓦检员要现场跟班监测，钻进过程中，一旦发生异常情况，应立即撤人并回报调度室，采取急救措施，等待有关人员处理。

32、探水地点水平以下严禁有任何采掘活动。

33、做好应急救援准备，出现险情能够按照预定的方案进行撤退处理，杜绝伤亡，减少损失。

34、实行探水挂牌管理，随时掌握探放进度，记录每班和每日的进度和累计进度及剩余工程量。

二、通风瓦斯管理措施

1、必须保持正常通风，不得随意停开局扇。

2、井下所有局扇与电器设备必须实行瓦斯电闭锁。

3、工作面必须安设瓦斯监控自动报警传感器，并与与该工作面所有电器设备实行瓦斯电闭锁。

4、打钻期间，必须由瓦检员跟班作业，经常检查瓦斯和二氧化碳及其他有害气体浓度，并认真做好记录。

5、每钻进一根钻杆，必须检查一次瓦斯和二氧化碳及其他有害气体浓度。

6、当工作面风流中瓦斯浓度超过0.8%时，必须立即停止作业，进行检查，不得拔出钻杆；若是接采空区，必须加强通风，降低有害气体浓度。

7、钻孔放水期间和结束后，都要认真检查有害气体浓度。

三、放水安全技术措施

1、矿安排专职有责任心人员现场进行三班放水，进行现场交接班，记录每班放水时间，涌水量，并及时汇报调度室。

2、放水人员如发现套管有异常现象，必须及时汇报当班跟班矿长和调度室，及时采取相应措施处理后方可继续放水。

3、加强通风和瓦斯管理，安全员和瓦斯员要不定时对防水地点进行安全和瓦斯检查，保证放水人员的安全。

4、矿长、安全矿长、防治水副总工程师、必须经常深入现场，查明放水量和检查排水设施设备，确保放水安全。

5、在放水过程中，如发现出水量突然增大、减小或者出气等异常情况，应首先关闭放水闸阀，汇报调度室等待查明原因进行处理。

6、防水人员必须清楚水害事故的避灾路线，一旦出现危险能够通知和带领井下所有人员按避水灾路线撤至地面。

四、避灾安全技术措施

1、探放水期间，111材料石门及以下水平不准有人进行其他作业，撤出所有与探水无关的人员。

2、当钻孔出水较大时，应用尽可能快的速度，利用储备材料，迅速加固工作地点，利用放水阀调节流量，同时向矿长汇报。

3、出现紧急情况时，现场矿领导或班长必须立即向矿调度室汇报，由矿调度或派人及时通知其他作业地点人员，沿避水灾路线迅速撤离。

4、避灾路线

1）、火灾、瓦斯、煤尘爆炸和其他有害气体灾害：

具体撤离路线：

探水施钻地点（111材料石门）→副斜井→地面。

2）、水灾：

具体撤离路线：

探水施钻地点（1121材料石门）→副斜井→地面。

五、贯彻学习

1、所有参加探放水施工人员、安全员、瓦斯员以及防水工作领导小组成员都必须认真学习本设计和措施。

2、本措施和《矿井灾害预防计划》、《矿井应急救援预案》一并传达贯彻，学习人员要进行签字确认。

五、附图

1、探放水钻孔设计图

2、套管设计图

3、探放水避灾路线图