副井延伸巷掘进工作面探放水设计.docx

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副井延伸巷掘进工作面探放水设计

普安县久丰煤矿

副井延伸掘进工作面探放水设计

编制：

田林攀

审核：

曾勇

总工程师：

吴德波

普安县久丰煤矿

二0一四年一月

副井延伸掘进工作面探放水设计

一、概况；

副井延伸设计阶段长度560米，根据"预报预测,有掘必探,先探后掘,先治后采"的原则,结合我矿的实际情况采取探,防,堵,截,排的措施.为了掘进施工的安全进行,特编制本探放水设计.水源性质:

预计水源主要为老空水或断层导水等。

钻机型号:

ZK-150液压钻机钻具配备:

Ф42mm钻杆150m,泥浆泵1台,合金钻头3个及钻具1套。

二、探放水前的准备工作；

1、在组织施工前,要求施工单位将打钻所需的材料及工具,设备准备到位,施工人员应认真学习探放水安全技术措施并熟悉钻机的使用及维护知识。

2、在运输ZK-150液压钻机等大件设备的过程中,运输人员应轻拿轻放,避免设备因受力碰撞而受损.

3、钻机及其附属设施及各部件间连接要牢固可靠,并在每次使用前检查,确保施工的安全。

4、每次开钻前,检查钻杆接头的牢固情况,严防脱钻事故的发生;钻杆要达到不堵塞,不弯曲,丝口不磨损.

5、在组织施工前,要求施工人员对钻机附近10米范围内的巷道支护进行检查,发现巷道支护受损的及时处理并加强支护,并打好立柱和挡板。

6、保持钻场有足够的安全空间,便于施工.

7、在巷道低洼处非人行侧及时挖好水仓,清理好临时水沟,确保排水畅通无阻.

8、平巷时,将3寸的排水管随掘进向前延接,迎头20米范围使用软管.

9、在打钻地点附近安设专用电话及报警装置,并保证随时与调度室联系.

10、技术人员和探放水人员必须亲临现场,依据设计,确定主要探水钻孔位置、方位,深度以及钻孔数目.

11、带班矿领导和当班安全员,瓦斯员必须在探放水地点监督安全和随时检查空气成分.如果瓦斯浓度超过0.8%或其它有害气体浓度超过《安全规程》第100条规定时,必须立即停止钻进,切断电源,撤出人员,并报告矿调度室,及时处理.

三、探放水设计；

1、探水起点的确定:

煤层中不得小于30米.

2、警戒线的确定:

沿探水线终孔位置外推20米.

3、超前距离:

探水钻孔终孔位置始终超前掘进工作面的距离采用30米。

4、允许掘进距离:

经探水证实无水害威胁,可安全掘进的距离:

探水中心钻孔深度减去30米.

5、帮距:

为使巷道两帮与可能存在的水体之间保持一定的安全距离,根据实际情况，本煤层2.6-3.2米,巷宽3.4米,水压不大于0.5MP,帮距取14米.

6、超前距离结合《防治水规定》,超前距取30米,帮距取14米.

7、钻孔参数的确定

（1）钻孔9个,1#孔为中心孔.

（2）钻孔直径:

75mm.

（3）钻孔沿煤层倾向呈扇形布置,探60米,准掘30米.

（4）在每个钻场地点做好标记,并挂牌管理.

8、老空的探水线:

沿老空积水线或老空边界平行外推60米,其探水设计同上.

9、井巷通过导水或可能导水断层前的探水设计:

（1）超前探水:

探水线（探水起点）至断层交面线的最小距离为30米,当水压大于2Mpa时按每增加0.1Mpa增加1m.

（2）、参数计算：

根据《副井延伸巷与18#煤层地质剖面图》可知，副井延伸巷底板距19#煤层底板高差值H约为12.2m，水平间距取值为60m，距离巷道帮S取值20m，钻孔长度取值为L。

1#：

方位角214°

垂直角-1°

钻孔长度L=60m

2#：

方位角217°

垂直角0°

钻孔长度L=64m

3#：

方位角215°

垂直角+2°

钻孔长度L=64m

4#：

方位角221°

垂直角+2°

钻孔长度L=68m

5#：

方位角210°

垂直角0

钻孔长度L=68m

6#：

方位角213°

垂直角-3°30′24″

钻孔长度L=64m

超前探测钻孔具体参数表：

附表：

孔号

位置（m）

设计孔深（m）

方位角（°）

设计仰俯角（°）

备注

1#

距巷道左帮1.6m，

距巷道底板1.2m

60m

214°

-1°

1、终孔见煤，结束；可以掘进.

2、钻孔异常按安全措施和相关规定执行。

3、掘进方向保留30m安全距离。

4、巷道底板、顶板、两帮各保留20米安全距离。

5、严格按设计深度施工，如遇采空区停止钻进。

6、钻进过程中发现异常情况应立即采取相应措施。

7、本设计是按巷道净断面尺寸计算的，在实际定孔位时，要严格以巷道净断面尺寸进行定位。

2#

距巷道左帮1.8m，

距巷道底板1.3m

64m

217°

0°

3#

距巷道左帮1.6m，

距巷道底板1.1m

64m

215°

+2°

4#

距巷道左帮1.3m，

距巷道底板1.1m

68m

221°

-2°

5#

距巷道左帮1.5m，

距巷道底板1.1m

68m

210°

0°

6#

距巷道左帮1.55m，

距巷道底板1.12m

68m

213°

+1°

3、钻探采用ZK-150液压钻机，钻杆直径为75mm，钻头直径为50mm,采用湿式钻探不取芯方法进行。

附图：

副井延伸探放水钻孔布置示意图。

（3）其他技术参数同上（探水设计），探放水钻孔布置示意图:

见附图

二、探老空水防治水设计方案

（一）钻场的选择及目的

钻场选在掘进工作面迎头,根据设计,为掘进超前探放,防止不明老空水对正常掘进的威胁.

（2）钻机的选择

本次施工采用ZYJ-150液压钻机1,该钻机适用钻孔角度范围0～360度,钻进能力孔深达到100m.

（3）钻孔的布置

在掘进头设计9个钻孔:

超前探水60米,掘进30米采取保持30米超前距循环探放直至该段巷道结束。

（四）单孔设计

采用金刚石钻头钻进,开孔直径127mm,下入108mm套管,套管长度不小于3m,然后换径75mm,钻进至终孔.套管外口焊接高压法兰盘,法兰盘外连接装压力表的短节,短节外接高压闸阀。

（五）钻探施工

1、钻孔定位及开孔:

钻孔定位由地测人员按设计要求进行标定,钻机固定后按开孔要求开孔。

开孔用127mm的钻头钻进,钻进3.0m后下入直径108mm套管。

下套管时,先将套管提离孔底0.2m,孔口和套管口间的环状空隙用水泥砂浆和速凝剂封闭密实,其中插入一根细管,用于观察注浆情况。

水泥砂浆凝固后,从套管口向内注入水泥浆,同时观察细管内的情况,待水泥从细管溢出后,可缓停注浆,3～5分钟后再注,水泥浆稳定流出后,停止注浆,注浆压力以20kg/cm2为宜.

2、水泥凝固48小时后,用钻头扫孔至10.0m处,退出钻具,孔口管外安装不低于40kg/cm2的高压闸阀,接通高压水试压,试压压力不低于2MPa,延续时间均不少于30分钟.试压过程要有详细记录,并有专人检查套管外及钻场附近的情况,如发现钻场及钻孔周围有渗水,跑水等现象,要停止试压,继续注水泥浆,直注试压后合格.二次注浆的压力可适当增大.

3、换径后钻进:

试压合格后,安装阀门,测压表及防喷装置后,改用Φ75mm合金钻头或Φ56mm金刚石钻头钻进至终孔。

钻进时带班人员要定期检查钻孔内的岩粉及沉渣,并要经常冲孔,确保孔底干净,防止发生埋钻卡钻等事故，管理技术人员要定期到现场进行岩芯编录,指导钻探施工人员顺利施工.

4、钻孔接近老空时必须提前安装好防喷装置,防止钻进中突然出水失控造成水害事故.

三、探放水的注意事项及技术要求:

（一）钻场的要求

每处钻场宽3.0m,高2.0m。

底板破碎或留有残煤的,要对钻场进行场地铺底硬化。

钻场周围巷道要加密支护,确保巷道无空顶,无旷帮,帮顶背牢刹实。

保证钻探施工人员的人身安全。

（二）通讯要求

钻孔施工受矿调度室统一调度,如发现异常情况应及时通知调度室,施工现场设专用电话一部，随时和调度室保持联系。

为保证电话畅通,每班开工之前,施工人员必须先与调度室电话联系一次,电话不通,不准开钻施工。

（三）瓦检要求

施工现场必须配备瓦斯便携仪一台,由专人负责看管,检测瓦斯浓度,如瓦斯超限立即查明原因进行处理。

并设专职瓦检员进行现场交接班。

（四）供电保证

钻孔施工期间,严禁随意停止钻机电源,加强机电检查,杜绝失爆现象,机电系统保证排水为双电源供电,同时加强中央泵房机电设备检修,确保中央泵房的水泵台台完好.中央泵房人员要求现场交接班,班班都要试电话,向调度室汇报本班排水设备运转情况.

（五）排水系统要求

1、在巷道迎头探水,安设排水能力不小于50m3/h,扬程不小于40m的水泵2台,安设2寸排水管路一趟,在每处探水地点开挖泵窝,规格宽*高*深=3.0m*2.5m*2.0m,排水路线:

钻场--采区水仓—主井--地面;

（六）放水

钻孔打入老空出水后,单孔出水量通过阀门控制在50m3/h以内,老空水放完的标准必须有两个以上在原出水孔下方的钻孔证实无水时,方可结束放水工程.

（七）施工技术要求

1、钻孔位置、方位、倾角由测量人员按设计标定,按设计施工,严格按《规程》操作.要经常检查设备运转情况,观察孔壁完整程度,防止孔内和机械事故发生,保质保量按期完成钻孔任务。

2、钻进期间如发现水压、水量突然增大、顶钻,进入老空等异常现象时,必须立即停止钻进,不得拔出钻杆。

要立即向调度室汇报,并派人监测水情。

如果发现情况危急时,关闭防喷装置止水,并立即撤出所有受水害威胁地区的人员,然后采取措施进行处理.

四、安全技术措施；

1、设备入井严格按操作规程操作,保证钻机牢固、不移位。

2、钻孔施工前,排水水泵、管路与供电系统必须运行正常，同时经过联合验收。

3、每班必须配备熟练的水泵司机值班,并严格执行交接班制度,保证钻孔出水后能及时排放。

4、入井设备要严格进行防爆检测,钻探施工期间加强供水、供电系统检修,严禁设备电缆失爆,保证排水、钻探正常供电。

5、钻孔施工受矿调度室统一调度,如发现异常情况应及时通知调度室,施工现场设专用电话一部。

6、钻孔位置、方位、倾角由测量人员按设计标定,按设计施工,严格按《规程》操作.要经常检查设备运转情况,观察孔壁完整程度,防止孔内和机械事故发生,保质保量按期完成钻孔任务。

7、加强电气设备维护,每班检查一遍,杜绝失爆现象。

8、钻机必须固定牢靠,保证钻进时不移位。

注浆固管及试压必须通知矿调度室、生产技术科,并通过矿组织有关部门的联合验收,合格后方可继续施工。

9、钻进期间如发现水压、水量突然增大、顶钻等异常现象时,必须立即停止钻进,不得拔出钻杆.要立即向调度室汇报,并派人监测水情.如果发现情况危急时,关闭防喷装置止水,并立即撤出所有受水害威胁地区的人员,然后采取措施进行处理。

10、施工现场必须配备便携仪一台,由专人负责看管,检测瓦斯浓度,如瓦斯超限立即查明原因进行处理。

11、在进行施工钻孔前,必须完善探水地点排水设施,排水能力不小于100m/h。

12、为保证电话畅通,每班开工之前,施工人员必须先与调度室电话联系一次,电话不通,不准开钻施工。

13、施工期间要成立探放水领导小组,统一平衡解决施工中遇到的问题。

14、机电系统保证排水为双电源供电,同时加强中央泵房机电设备检修,确保中央泵房的水泵台台完好。

15、中央泵房人员要求现场交接班,班班都要试电话,向调度室汇报本班排水设备运转情况。

16、机电系统要加强供电管理,严禁停电事故发生。

17、探水地点的排水管路敷设好后,必须先进行试运转,运转正常时方可进行回采,否则不允许生产。

18、当发生灾害事故时,现场人员必须保持头脑清醒,迅速查明险情,按正确的避灾路线撤出,并及时向调度室汇报。

19、探放断层水的方法和步骤与探放老空水大体相同,但是,探水钻孔的孔数比探老空水的要少.钻孔的布置根据探查目的按以下布置:

（1）工作面前方已知或预测有含（导）水断层:

一般先布1号孔,尽可能一钻打透断层,然后再分别打2号和3号孔,以确定断层的走向、倾向、倾角和确定断层的落差及两盘对接关系,其中至少应有一个孔打在断层与含水层的交面线附近。

（2）隔水煤柱厚度处于临界值时,对掘进工作面有无断层突水危险性进行探查时,一般沿巷道掘进方向打三个孔,尽量打深,力争一次打透断层,否则必须留足超前距,边探边掘直至探明断层的确切情况,再决定具体的防水措施.

3、巷道实见断层,探查在采动影响后有无断层突水危险性时,一般应向下盘预计采动影响带打1号孔,探明断层带的含（导）水和水压水量等情况,若有水,采后就很可能突（出）水;若无水则还应向预计采动带以下打2号孔,然后根据具体条件分析有无突水的可能性和采取相应的措施。