150101回风顺槽探放水设计物探设计及措施.docx

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150101回风顺槽探放水设计物探设计及措施

煤业有限公司

150101回风顺槽探放水设计及技术措施

一、水文地质及工程概况

水文地质：

工作面开采煤层为太原组15号煤层，工作面的直接充水因素为K2、K3、K4石灰岩，山西组地层砂岩含水层为其间接充水因素。

太原组底部15号煤层之下的泥岩和砂质泥岩是主要的隔水层，质地致密，隔水性较好，与下部的本溪组泥质岩类组成了阻挡奥灰水的天然屏障。

在采矿过程中随着开采面积的增大，顶板冒落所产生的导水裂隙带能达到浅部裂隙发育带甚至地表，有可能把地表水和浅部水导向矿井。

未封好的钻孔也可能成为矿井开采的导水通道。

矿井涌水量：

根据兼并重组整合地质报告推算矿井生产能力达30万t/年时,15号煤层矿井正常涌水量为200m3/d，最大涌水量240m3/d。

工程概况：

本巷道位于井田中部，西靠运输顺槽，北部、东部均为实体煤层，上覆地表为耕地。

掘进时向东北采用综掘开拓，方位角45°47′，倾角+2°—+4°。

为矩形巷道，净高2.8米，净宽4.0米，支护方式为锚网支护。

掘进时必须严格执行“有掘必探，先探后掘”的探放水原则。

二、探掘钻孔设计：

（一）、本巷道设计长度835m,按照先探100m,掘进70m的规定，共需布置12组钻孔。

（二）、根据设计，在巷道掘进时迎头必须施工探水钻孔，每次施工一组5个孔，并成扇形布置。

钻孔布置位置及长度：

（1）一号孔方位29°47′，倾角1°30′，位于巷道左帮，孔口距离底板1.0米，与巷道掘进方向呈16°夹角，与巷道倾角成-1°30′夹角施工。

探孔深度不小于100m，终孔位置位于巷道下部1.8m，距巷道左帮26.5m。

（2）二号孔方位37°47′，倾角+5°，位于巷道左帮，孔口距离底板1.0米，与巷道掘进方向呈8°夹角，与巷道倾角成+2°夹角施工。

探孔深度不小于100m，终孔位置位于巷道上部1.6m，距巷道左帮12.4m。

（3）三号孔方位45°47′，倾角+3°，位于巷道迎头中间位置，孔口距离底板1.0米，沿巷道掘进方向和倾向施工。

探孔深度不小于100m。

（4）四号孔方位53°47′，倾角+5°，位于巷道右帮，孔口距离底板1.0米，与巷道掘进方向呈8°夹角，与巷道倾角成+2°夹角施工。

探孔深度不小于100m，终孔位置位于巷道上部1.6m，距巷道右帮12.4m。

（5）五号孔方位61°47′，倾角1°30′，位于巷道右帮，孔口距离底板1.0米，与巷道掘进方向呈16°夹角，与巷道倾角成-1°30′夹角施工。

探孔深度不小于100m，终孔位置位于巷道下部1.8m，距巷道右帮26.5m。

（6）巷道掘进从孔口向前掘进70m，再施工另一组钻孔，钻孔超前距离不得低于30m。

三、钻场规格与钻机型号：

钻场规格：

宽4.0m×长6.0m×高2.8m（工作面迎头）

钻机型号：

煤矿用全液压坑道钻机ZDY1300

四、探掘施工要求：

（1）钻探时使用矿用ZDY1300全液压坑道钻机，以Φ50mm的无岩芯钻头钻进。

（2）加强钻场附近的巷道支护，并在工作面迎头打好坚固的立柱和拦板。

（3）由于本巷道探水钻孔位于上山巷道，施工前必须清理巷道，挖好排水沟。

（4）在打钻地点或附近安设专用电话，并与各职能科室、区队联通。

（5）测量和放探水人员必须亲临现场，依据设计，确定主要探水钻的位置、方位、角度、深度以及钻孔数目。

（6）预计水压大于0.1MPa的地点，探水钻钻探之前，必须先安好钻口管和控制闸阀，进行耐压试验，达到设计承受的水压后，方准继续钻进。

并预先开掘安全躲避硐，制定包括撤人的避灾路线等安全措施，并使每个作业人员了解和掌握。

（7）钻孔内水压大于1.5MPa时，应采取反压和有防喷装置的方法钻进，并制定防止孔口管和煤壁突然鼓出的措施。

（8）钻进时，发现煤岩松软、片帮、来压或钻孔中的水压、水量突然增大，以及有顶钻等现象时，必须停止钻进，但不得拔除钻杆，现场负责人员应立即向矿调度室汇报，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地区的人员，然后采取措施，进行处理。

（9）钻孔放水前，必须估计积水量，根据矿井排水能力和水仓容量，控制放水流量；放水时，必须设专人监测钻孔出水情况，测定水量、水压，做好记录。

若水量突然变化，必须及时处理，并立即报告矿调度室。

排水过程中，如有被水封住的有害气体突然涌出的可能，必须制定安全措施。

（10）钻探施工过程中必须确保撤退路线畅通。

五、编制要求及标准

本设计根据《煤矿安全规程》第二百八十五条第四款规定，按照“有掘必探、先探后掘”的探放水原则进行编制。

当水文地质条件和充水因素发生变化时，应根据现场实际情况补充或修订探放水探水设计。

安全技术措施

（一）、工作面出水预兆

煤壁挂汗，温度下降，空气变冷，雾气产生；煤层发潮、暗沉沉有害气体增高，呼吸困难，头痛；顶、地压加大，底板鼓起并有渗水、淋水；出现压力水流并有“嘶、嘶”水叫声；巷道挂红，有异味等出水预兆情况，必须立即向矿调度室汇报撤出人员等候处理。

（二）、探水钻孔设计

1）、我矿30万吨/年生产能力设计为15#煤层，巷道主要布置在15#煤层之中。

当预计前方有带水压的含水层时，探水孔必须安设套管。

孔口套管必须用水泥注浆固孔，而且必须进行耐压试验，耐压试验不小于4MPa，稳定时间不小于30分钟。

2）、对水压高于1MPa且水量较大的积水或强含水层进行探放水时，孔口应安设防喷逆止阀。

3）、探得水压高于2MPa、水量大于60m3／h，需长期保留时，孔口应使用双水门，下门备用。

（三）、钻机安装规定

1）、加强钻场附近的巷道支护，并在工作面迎头打好坚固立柱和挡板。

2）、清理巷道挖好排水沟，探水钻孔位于巷道低洼处时，必须配备与探放水相适应的排水设备。

3）、在打钻地点或附近安设专用电话。

4）、测量和探放水人员必须亲临现场，依据设计，确定主要探水孔的位置、方位、角度以及钻孔数目。

（四）、探放水施工中的技术要求

1、探水技术要求

1）、钻进时应准确判别煤、岩层厚度并记录换层深度。

一般每钻进10m或更换钻具时，测量一次钻杆并核实孔深。

终孔前再复核一次，如有可能应进行孔斜测量。

2）、钻进时，发现煤岩松软、片帮、来压或孔中的水压、水量突然增大，以及有顶钻等现象时，必须立即停钻，记录其孔深并同时将钻杆固定。

要立即向矿调度室汇报，及时采取措施，进行处理。

3）、钻进中发现有害气体喷出时，应立即停止钻进、切断电源，将人员撤到有新鲜风流的地点。

立即报告矿调度室，采取措施。

4）、钻孔内水压过大或喷高压水时，应采用反压和防喷装置的方法钻进，应有防止孔口管和煤（岩）壁突然鼓出的措施。

5）、背紧工作面，在拦板外面加设顶柱或木垛，必要时还应在顶、底板坚固地点砌筑防水墙，之后方可放水。

6）、对于水压大于2MPa，中间要穿过煤层的探断层水钻孔，在打穿断层或含水层前，还应下第二层孔口管并超过煤层1m以上。

7）、在探水孔施工中，见到含水层、断层、陷落柱和积水区之前，应停止钻进，安好水门后再继续钻进。

8）、遇高压水顶钻杆时，可用立轴卡瓦和逆止阀交替控制钻杆，使其慢慢地顶出孔口，操作时禁止人员直对钻杆站立。

9）、应做到交接班时不停钻。

10）、探放断层水的探水孔终孔后，孔内有水应进行放水试验。

孔内无水时应选择一个孔进行压水试验，检验断层隔水性能；压力一般应略大于断层所承受的静水压力。

11）、探放水钻孔，完成探测任务后必须全孔注浆封闭，并做好封孔记录。

2、放水的技术要求

1）、钻孔探到水后，要观测水压、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，决定是注浆堵水还是放水。

控制放水孔的流量或调整排水能力，并清理水仓、水沟等。

2）、煤层顶板有含水层和水体存在时，应当观测“三带”发育高度。

当导水裂隙带范围内的含水层或老空积水影响安全开采时，必须超前探放水并建立疏排水系统。

3）、加强放水地点的通风，增加有害气体的观测次数。

4）、必须监视放水全过程，放水结束后，应立即核算放水量与预计积水量的误差，查明原因。

3、探水前的安全准备工作

1）、探水前对排水设备进行彻底检查，探水过程中要有专人维护、保证正常排水。

2）、探水前对水沟、沉淀池进行彻底清理，保持水流畅通。

3）、要有专人对钻场附近的顶板进行检查维护，避免发生冒顶事故。

4）、探水钻场后方必须有安全躲避峒室。

5）、保证钻场的正常通风，并制定专项检查措施。

6）、钻场附近要安装电话，并保持通讯畅通。

7）、明确水害避灾路线，并认真贯彻至施工人员。

4、钻机运输、安装的安全措施

1）、运输、安装钻机人员，要互相配合好，防止钻机反倒伤人和挤伤手脚事故发生。

2）、钻场在稳钻前，应清净浮煤。

钻场巷道支护要符合质量要求，禁止有空帮、空顶现象。

钻机要稳牢、稳平，底座垫上底木梁，钻机稳固在底木梁上，四角要打好四根立柱，并用铁丝联在一起。

将钻机稳定牢固后，方准开钻。

3）钻具应统一放在钻场内，禁止在巷道内乱放。

5、钻机操作的安全措施。

1）、钻工上岗前，必须经过培训，学习作业规程并持证上岗。

2）、钻孔必须严格按设计的方位、角度、深度施工，严禁私自变更钻孔参数。

3）、钻孔施工期间，必须有专职瓦斯检查员随时检查钻孔、钻场瓦斯，若瓦斯达到1%，应立即通知停钻撤人。

4）、操作钻机人员，要由班组长或有经验的工人担任，另一人跟前监护。

钻机操作按扭，应设在距司机工作处不超过0.5m的地方,确保能及时停送电。

5）、每班开钻前，钻机要先试正、反转。

钻机开始运转后，任何人不准触摸钻杆及机器旋转部位，防止钻机绞人。

6）、操作钻机要严格执行操作规程。

在钻进中，掌握好钻进速度，压力要适当，注意孔内水循环，禁止干钻，避免损坏钻机和发生卡钻事故。

7）、打钻过程中，要严格执行现场交接班制度，现场交清孔内情况和钻机运转情况。

8）、钻孔透水后，要详细观测和记录水情变化。

起钻时，工作人员禁止站在钻杆的正后方向。

钻杆全部起出后，立即关闭阀门，并向调度室汇报透水情况。

9）、打钻出水后，若水量较大，威胁到巷道内人员安全时，要通知巷道内所有人员和受威胁的其他人员，一并撤出，并迅速向调度室汇报。

上述内容如有不足之处或与规程相悖之处，遵照《煤矿安全规程》有关规定执行。

（五）、避灾措施

所有探放水人员必须熟悉避灾路线。

如发生水、火、瓦斯、煤尘、顶板等灾害，应沿避灾路线有序地撤离现场，并及时向矿调度室汇报。

避灾路线：

①探水钻场→开拓运输上山→轨道大巷→井底车场→副斜井→地面

②探水钻场→开拓运输上山→轨道大巷→等候室→主斜井→地面

附录

1、探水钻孔布置示意图

2、钻孔布置平面图

3、钻孔布置立面图

4、避灾路线图

5、钻机参数

钻机参数

本矿编号：

TSZ004

探水地点：

150101回风顺槽

设备名称：

煤矿用全液压坑道钻机

设备型号：

ZDY-1300

最大转矩：

1300-320N·m

钻孔深度：

120/200m

电机功率：

22kw

转速：

90-325r/min

给进行程：

650mm

钻孔直径：

Φ94/76mm

钻杆直径：

63.5、50mm

钻孔倾角：

0±90°

整机重量：

1320kg

编号：

11214

煤安编号：

MED070089

生产日期：

2011.2

制造厂家：

浙江杭钻机械制造股份有限公司

配用钻杆：

Φ50×1500mm

数量：

140根

煤业有限公司

150101回风顺槽探放水设计

及技术措施

编制单位：

地测防治水科

编制人：

编制日期:

2013年5月

会审签字表

时间：

地点：

技术副总：

地测副总：

总工程师：

矿长：

会审意见：