探放水设计.docx

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探放水设计

三盘区运输巷开拓工作面探放水设计

地测科

二○一四年九月

三盘区运输巷开拓工作面探放水设计

为了认真贯彻执行“预测预报、有掘必探、先探后掘、有采必探、先探后采”的探放水原则采取“物探先行、化探跟进、钻探验证”的综合探测手段，有效预防矿井水害事故的发生。

根据《煤矿安全规程》及探放水相关规定，结合我公司井下三盘区运输巷开拓工作面实际情况制定该工作面探放水设计及安全技术措施：

一、工作面水文地质条件：

三盘区运输巷开拓工作面相应的地面位置：

何庄村以北600m，大夫街引渠自然村及保安煤柱下部，地面标高从+650m到+706m；掘进区域内无河流、水池。

三盘区运输巷开拓工作面沿3#煤顶板掘进，西部相邻三盘区回风巷，东部为实体煤，掘进方向为矿界保安煤柱，对掘进工程影响较小。

覆盖层的主要含水层为地表砂岩裂隙含水层，主要接受大气降水补给，一般富水性较差；巷道掘进时，以淋水的形式涌入巷道，涌水量较小，预计涌水量约0～1.0m3/h，对掘进工程影响较小。

二、涌水量分析：

根据三盘区运输巷开拓工作面掘进区域的水文地质条件，综合考虑覆盖层的地表砂岩裂隙含水层渗水，预计三盘区运输巷开拓工作面最大涌水量为0～1.0m3/h，水压小于0.1Mpa。

三、探放水组织：

探水队长：

张怀庆

探水队员：

陈学军、郝赵云、贝鹏云、姬焕良、赵伟、郭晋鹏、侯智超、赵军亮

物探技术员：

杨波、吕宴良、乔宇

四、探放水原则：

1、执行“物探先行、化探跟进、钻探验证”的防治水综合探测程序。

2、坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、有采必探、先探后采”的探放水原则。

五、探放水设备及材料：

设备名称

数量

设备名称

数量

ZYJ—770/170探水钻

1台

钻杆（Φ50mm）

200根

钻头（Φ65mm）

2个

扩孔钻头（Φ100mm）

2个

套管（Φ100mm）

3个

堵水木楔

3个

阀门

3个

聚氨酯

10公斤

注：

安装套管的钻孔使用Φ100mm钻头，探水钻孔使用Φ65mm钻头。

6、探水准备工作：

（一）物探准备工作

1、入井探测前要明确探测地点与工作量，如工作面探测工作量较大，应在探测前对探测地点进行移动步距标点，迎头探测应记录好当日探测位置。

2、探测前应对仪器进行充电，确保井下任务顺利完成。

3、准备好纸与笔，入井后进行现场编录，如工作量较大，准备好胶带固定线圈与撑杆。

（二）化探准备工作

1、根据出水点数量备足水样瓶及标签，水样瓶应清洗干净，到达取样点

后再用水样水涮洗3次以上。

2、准备好密封材料，取样完毕后对水样瓶仔细密封。

（三）钻探准备工作

1、探水队配备必要的设备、工具，探水队员必须专门培训学习本设计和措施。

2、探水作业时，每班必须配备一名跟班矿长，配备一名瓦斯员、一名安全员、一名坑电工跟班作业，发现问题及时处理。

3、加强钻场附近巷道的支护，并在工作面迎头打好坚固的立柱和栏板，同时清理巷道内的杂物，保证退路畅通无阻。

4、在打钻地点或其附近安设一部专用电话。

5、探水钻孔技术参数应由测量人员和技术负责人亲临现场共同确定。

6、探放水所需设备工具准备齐全，并保证其完好，使用正常。

7、探水作业时，掘进队必须在巷道底板掘进一临时水仓（水仓容量1m3）。

七、探测程序

（一）、物探

1、物探方案

我矿在确定瞬变电磁方法的地质任务或施工地点后，在考虑勘查工作需要的前提下，首先分析是否具有一定的地电条件，勘查目标与围岩之间是否存在明显的电性差异。

在采掘工作面施工前，用此仪器进行物探，探测距离120米，允许掘进距离90米，并循环物探，如遇异常情况，由煤矿总工程师牵头组织矿相关部门参加进行会诊，并采取钻探、化探等手段对工作面内隐伏地质构造及赋水情况进行查明，必要时制定针对性的安全措施，待安全度过异常位置后，重新进行物探，并循环物探。

每次物探完成后，由地测科全面负责物探成果分析报告的编制，并由矿总工程师牵头组织矿相关部门进行审批、评价后，存档备案。

2、操作程序

（1）．确定瞬变电磁方法的地质任务或施工项目，在考虑勘查工作需要的前提下，首先要分析是否具有一定的地电条件，勘查目标与围岩之间是否存在明显的电性差异。

凡属下列情况之一者，结果只做参考:

外来电磁噪声干扰较严重，使用现有仪器及观测方法的效果受到影响的地区。

探测目标与围岩之间的电性差异较小，或探测目标物的相对规模不大，埋深较大，不能肯定是否能测出目标物异常响应的地区。

（2）、下井施工前，认真检查设备是否齐全、有效。

携带仪器下井时，要保证仪器不受撞击、磕碰。

（3）、探测前，进行仪器检测，包括开机检测、键盘检测、采样性能检测、记录功能检测、数据存储、传输检测等。

对仪器的配套组件进行测试，包括发射和接收二合一线圈测试、专用仪器电源适配器测试。

（4）、检测结束后，开始数据的采集工作，包括置参、采样、数据显示和数据传输等。

（5）、线圈应布剖面原则。

①剖面应垂直于异常走向;

②通过异常中心，或尽可能与勘探线重合;

③剖面长度要超出所研究的异常范围;

④点距和观测精度要求应能够保证清晰完整的反映异常细节。

（6）、观测与记录

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每个测点观测完毕后，操作员应对数据和曲线进行全面检查，合格后方可搬站；

⑤记录的井下观测结果，应逐日（或数日）及时整理、编目及转贮到计算机中去，并用软盘备份。

（7）、采样结束后，在当天或数日内，对数据进行后期处理，编制物探成果分析报告，并经总工牵头组织相关部门审核、评价，提出建议并总结后，存档备案。

（8）、井下工作注意事项

井下工作的基本任务是按照设计和规范要求，保证安全施工，取全取准第一手资料。

①每个测站及线框布设时，应校对测量桩号是否正确；

②线框要撑开成正方形并垂直于探测方向；

③接收站的布置应避免靠近强干扰源以及金属干扰物的地方，应避免电览,电线等带电体,以及铁棚等低阻体；

④叠加次数不少于３２次；

⑤矿用瞬变电磁仪在做矿井超前探时,掘进机应后退15米以上；

⑥操作时应避开淋水等危害仪器等地方,并对趴淋水积水做处记录。

（9）、技术保安与措施

①应及时对仪器进行充电。

②严禁开机状态下插拔电源。

③严禁液晶显示屏在太阳下暴晒。

④严禁用户强制插拔接插件和配件。

⑤严禁用户使用本仪器非配套充电器。

⑥注意避免仪器裸机处于强振动环境和强烈撞击仪器。

⑦正确使用接收、发射线圈。

避免磕碰、划伤，影响其性能或造成损伤。

⑧在现场施工过程中必须尽可能避开有水淋的地方，避免水和煤灰进入仪器的插头和插座。

若不慎入水或煤灰应该及时清理、晾干后方可使用。

3、探测顺序

探测工作由左帮开始,然后每隔30°探测一次，直到右帮结束，每个测点的探测倾角为顶板30°、顺层、底板30°。

4、数据处理及结果解析

瞬变电磁探测数据处理采用YCS40（A）型矿井瞬变电磁仪配套的MTEM2.0处理系统，其处理主要流程为：

数据上传—格式转换—数据滤波处理—计算晚期视电阻率—正反演计算—结果成图。

（二）、化探:

1、产品用途

中煤科工集团重庆研究院公司KSF-W300矿井水源快速识别工作站，主要用于识别矿井充水水源，地下水水质类型快速判定以及水质离子参数的测定，对矿井水害防治意义重大。

2、应用领域

（1）、矿井水源判别：

快速识别矿井充水水源，为煤矿安全生产提供决策依据

矿井水源主要有：

地表水、大气降水、老空水、奥灰水、太灰水、顶板砂岩水、松散层水等，也可根据当地地下水情况进行适当调整。

（2）、水文地质勘察：

野外进行地下水水质类型的快速判定

3、工作原理

设备采用离子选择电极法和光吸收法，2种分析方法同时进行，可快速检测矿井出水的水化学特征，并与水源样品库进行对比，快速识别出出水的水源类型。

4、仪器性能

合理的结构

采集、供电、数据分析处理三大部件的分离，有效的降低了高温噪音引起的数据干扰，大大提高采集数据的准确性。

多样化的数据传输

设备可适合于台式电脑有线传输、平板电脑无线传输数据的方式，方便满足多种同客户终端来处理数据。

专业的数据库支持

积累数十年研究结果形成的水源识别分析软件的数据库和当地自建数据库相结合，实现水源数据库的动态管理，高效准确。

及时的报告输出

所有分析在1小时内完成，数据直读式，显示水质的水化学类型，并且能生成矿井水质测试结果详单。

5、产品特点

能够测试八种常规的阴阳离子和三十多种选测的特征离子。

所有的分析在1小时内完成。

数据直读式，显示水质的水化学类型，并且能生成矿井水质测试结果详单。

能够储存测试的数据。

普适的数据库和当地自建库多个数据库，使得水源判别更精准。

6、原理

水化学指标测试原理：

水质分析采用离子选择电极法和光吸收法：

离子选择电极法是基于能斯特方程的原理，通过测定电信号值来直接测定水溶液中离子的活度或者浓度。

光吸收法是地磁辐射和物质之间相互作用的典型现象。

当一束光穿过某物质时，其中部分辐射将被原子、分子或晶体格吸收。

如果发生完全的吸收，根据Lsmbrt-Beer定律，光吸收部分由穿过物质的光路长和物质的物理一化学特性决定。

因此，当其他因子已知的话，可通过吸光度计算出浓度“C”样品和试剂之间发生特定的化学反应，产生可吸收的混合物。

光度计的化学分析就是基于这种可能性。

所给出的混合物的吸收是严格按照发射光束的强度来计算的，KSF-W300矿井水源快速识别仪，它的光学系统均采用特制的微型钨灯和较窄的波宽干扰过滤器，确保高性能和可靠的结果。

微处理器控制的钨灯发出辐射，变成光束，穿过含有样品的比色皿。

光程由比色皿的直径决定，然后光过滤成较窄的波宽，获得初始强度IO。

微处理器将透光强度I对应的电位转换成测量值。

7、水源识别原理：

赋存于岩石圈中的地下水不断与岩石发生化学反应，在与大气圈、水圈和生物圈进行水量交换的同时，交换化学成分。

地下水中含有各种气体、离子、胶体、有机质以及微生物。

这些化学成分的特征能够反应一个地区水文地质历史，帮助我们阐明地下水的水源和形成。

8、性能指标

水化学全分析指标：

气体：

二氧化碳（CO2）、硫化氢（H2S）

阳离子：

钾（K+）、钙（Ca2+）、钠（Na+）、镁（Mg2+）、铁（Fe）、铝（Al3+）、氨（NH4+）、铜（Cu2+）、三价铬、六价铬

阴离子：

氟（F-）、氯（Cl-）、溴（Br-）、碘（I-）、硫酸根（NO3-）、碳酸根（CO32-）、碳酸氢根（HCO3-）、硝酸根（NO3-）、亚硝酸根（NO2-）、磷酸盐（PO43-）

其他指标：

pH、温度、TDS、总硬度、总碱度

9、水样处理及结果分析

（1）、水样采集

发现物探异常区域有淋水或涌水，需进行水样采集工作。

采集时应在现场测量水温，观察和描述水的外观物理性质（色、嗅、味、肉眼可见物质等），并尽可能在现场测量pH值。

取样后认真密封，并将填好的标签贴在水样瓶上。

（2）、水样处理和保存

水样采集后应按要求尽快分析，部分易变的元素和组分必须预处理后方可送样。

（3）、水样检测

常量离子Ca2+、Mg2+、SO42—、Cl—、HCO3—、CO32—、总硬度按MT201、MT202、MT203、MT204、MT205、MT206标准检测。

其他项目按GB／T8538进行。

（4）、判别水源类型

对矿井造成威胁的水源主要来自厚层灰岩岩溶水、其他强富水含水层或地表水。

不同水源存在环境和水交替强弱的信息在水化学特征上的表现不同，通过水样化学特征的分析，可以有效判别矿井水的来源。

（三）钻探：

在分析物探、化探成果后，根据成果对工作面进行钻探验证。

用ZYJ—770/170型钻机钻探深度不小于200米的主探眼和60米的辅助探水眼，确定工作面前方和两帮各20米范围的煤层含水情况。

1、钻孔布置：

（1）、探水起点

从工作面进口开始打钻探水，且每次开始探水必须在顶板或两帮做好标记，并在探水施工记录表中详细记录施工过程中的钻孔进尺、返水情况、支护情况、瓦斯涌出情况等。

（2）、钻孔深度

主探钻孔直孔深200m、斜孔深202m，每探一次可以掘进140m，探水钻孔必须超前掘进头至少60m；辅探钻孔直孔深60m，斜孔深64m，每探一次可以掘进30m，探水钻孔必须超前掘进头至少30m；工作面每掘进30m后要对工作面底板煤层进行探测，钻孔打至煤层底板岩石。

（3）、钻孔技术参数

主探钻孔技术参数：

一个中心孔，其方向保证在工作面前方中心，沿煤层水平钻探；一个左帮孔，其方向与中心孔水平夹角为6°，沿煤层水平钻探；一个右帮孔，其方向与中心孔水平夹角为6°，沿煤层水平钻探。

辅探钻孔技术参数：

一个中心孔，其方向保证在工作面前方中心，沿煤层水平钻探；一个左帮孔，方向与中心孔水平夹角为19°，沿煤层水平钻探；一个右帮孔，方向与中心孔水平夹角为19°，沿煤层水平钻探；一个底板孔，方向垂直底板进行探测。

（4）、接近老空、陷落柱、各类钻孔、构造等区域时，必须制定补充专项探水设计。

探放老空水、陷落柱水和钻孔水时，探水钻孔成组布设，并在巷道前方的水平面和竖直面内呈扇形布置。

钻孔终孔位置以满足平距3m为准，厚煤层内各孔终孔的垂距不得超过1.5m。

探放断裂构造水和岩溶水时，探水钻孔沿掘进方向的前方及下方布置。

底板方向的钻孔不得小于2个。

（5）、探到水源后，不得拔出钻杆，必须立即停止作业，并上报调度室，经总工、各职能科室会诊，进行有计划放水。

如果水源水量和水压不大，可直接利用钻孔放水；如果水压较大，必须另打放水钻孔放水，放水钻孔直径100mm，在放水钻孔孔口内安设直径100mm、长度不小于10米的套管，并固定于煤层中，套管上安设放水闸，在套管中套入钻杆打放水钻孔。

放水时，根据排水系统能力，用闸门控制放水量。

2、探水钻孔验收：

为确保探水钻孔按设计方位、深度探水，保证工程质量，每次探水完毕，必须由当班探水队队长和双方跟班矿长及相关人员在现场按照《探放水安全确认移交签字表》验收确认签字。

在下达准许掘进通知后，掘进队方可进行正常掘进。

3、封孔：

钻孔验收合格后由探水队对钻孔进行封孔，封孔材料采用黄泥。

主探钻孔及辅探钻孔封孔长度不低于5m。

探水队根据掘进进度及时对主探、辅探钻孔进行封孔。

八、排水系统：

1、排水方式及设备：

三盘区运输巷开拓工作面沿3#煤层顶板掘进，工作面排水方式主要采用自流方式，部分低凹地段掘建临时水仓采用水泵排水。

根据三盘区运输巷开拓工作面的预计最大涌水量，经以上计算，本掘进工作面选用1台BQW45—22—7.5kw水泵，额定流量45m3/h，额定扬程22m，大于选型计算值，可以满足掘进面排水要求。

2、排水线路：

工作面积水（临时水仓）自流（经小水泵）排至三盘区运输巷排水渠自流至三盘区水仓经水泵排至井底主水仓经主水泵排至地面

九、水灾事故避灾路线：

三盘区运输巷开拓工作面——三盘区运输巷——轨道大巷——25#风门——总回风——回风斜井——地面

地测科

二○一四年九月

三盘区运输巷开拓工作面探放水

安全技术措施

地测科

二○一四年九月

三盘区运输巷开拓工作面探放水

安全技术措施

为认真贯彻执行“安全第一、预防为主、综合治理”安全生产方针，深入贯彻落实《煤矿防治水规定》，根据《煤矿安全规程》及探放水相关规定，结合我公司井下四盘区轨道巷开拓工作面实际情况制定三盘区运输巷开拓工作面探放水安全技术措施：

一、成立探放水组织：

探水队长：

张怀庆

探水队员：

陈学军、郝赵云、贝鹏云、姬焕良、赵伟、郭晋鹏、侯智超、赵军亮

物探技术员：

杨波、吕宴良、乔宇

二、探放水工作职责：

探水队长负责安排井下探放水工作的具体实施，负责组织有关技术人员查明矿井的水文地质条件，深入收集水文地质资料，发现涌水或水情变化及时观测分析并向领导汇报，探水队员和物探技术员负责探放水工作的技术操作及探放水工作中的措施落实。

三、物探安全技术措施

1、施工前，认真检查设备是否完好。

携带仪器下井时，保证仪器不受撞击、磕碰。

2、探测前，首先对仪器进行检测：

包括开机检测、键盘检测、采样性能检测、记录功能检测、数据存储、传输检测等。

对仪器的配套组件进行测试，包括发射和接收二合一线圈测试、专用仪器电源适配器测试。

3、检测结束后，开始数据的采集工作，包括置参、采样、数据显示和数据传输等。

4、线圈布置原则

（1）剖面应垂直于异常走向；

（2）通过异常中心，或尽可能与勘探线重合；

（3）剖面长度要超出所研究的异常范围；

（4）点距和观测精度能够保证清晰完整的反映异常细节。

5、观测与记录

（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）每个测点观测完毕后，操作员应对数据和曲线进行全面检查，合格后方可搬站；

6、采样结束后，在当天对数据进行后期处理，编制物探成果分析报告，经总工牵头组织相关部门进行审核、评价，并提出建议。

7、井下工作注意事项

（1）每个测站在布设时，应校对测量桩号是否正确；

（2）线框要撑开成正方形并垂直于探测方向；

（3）测站的布置应避免靠近强干扰源以及金属干扰物，应避免电缆、电线等带电体,以及铁棚等低阻体；

（4）叠加次数不少于32次；

（5）矿用瞬变电磁仪在做超前物探时,掘进机应后退15m以上；

（6）操作时应避开淋水等危害仪器的地方,并对淋水积水做出记录。

四、化探安全技术措施：

1、进行化探取样前，要提前通知取样地点附近的作业人员，保护取样点。

2、认真检查标签、采样瓶、温度计等是否齐备。

需要携带瓦斯检测仪等设备下井时，保证设备不受撞击、磕碰。

3、抵达取样地点先观察周围支护情况，确保安全后进行取样工作。

五、钻探安全技术措施：

1、当巷道掘进到探水停掘线时（距离由测量组控制），掘进队要提前一天通知地测科，严禁未探先掘或超掘。

2、打探水眼前及探眼过程中施工现场要悬挂便携式瓦斯报警仪，如瓦斯浓度达到0.8%时要停止作业，不得拔出钻杆，及时查明原因，进行处理；如瓦斯浓度达到1.2%时，立即切断电源，撤出人员上报调度室，采取措施进行处理。

3、在打钻地点或附近安设专用电话，确保与调度室联络畅通。

4、打钻前，施工安全负责人要全面检查作业地点的支架、顶帮、通风等安全情况，在确保安全时方可开工；作业中作业人员要随时检查作业地点的安全状况，严格执行“敲帮问顶”制度，发现异常要及时进行处理。

5、钻进时，发现煤层松软、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，但不得退杆，并且固定好钻杆，现场负责人应立即向矿调度室汇报，并派人监测水情、通风、瓦斯情况。

如果发现情况危急时，必须立即撤出所有受水害威胁地点的人员，然后采取措施进行处理。

6、钻孔放水前，必须背紧工作面立柱上的栏板，栏板外面加设戗柱和木垛，必要时砌筑防水墙。

7、钻孔放水时，必须有专人监测钻孔出水情况、出水量、出水水压，遇有水量突然变化时，必须立即停止作业，并向调度室汇报。

8、放水时，放水量必须与矿井排水能力、水仓容量相匹配。

9、放水时，必须有瓦斯员检查空气成份、通风情况，有害气体浓度超过《规程》规定，必须停止一切工作，立即采取措施进行处理。

10、在钻探过程中如发现异常，立即停止掘进，撤出人员，上报调度室，并派专人进行调查处理。

六、透水预兆：

1、挂红。

矿井水中含有铁的氧化物，在它通过煤岩裂隙而渗透到采掘工作面煤岩体表面时，会呈现暗红色水锈，这种现象叫挂红。

挂红是一种出水信号。

2、挂汗。

积水区的水在自身压力作用下，通过煤岩裂隙而在采掘工作面的煤岩壁上结成许多水珠。

3、水叫。

含水层或积水区内的高压水，向煤岩裂隙挤压时，与两壁摩擦会发出“嘶嘶”叫声，这说明采掘工作面距积水区或其他水源已经很近了。

4、空气变冷。

采掘工作面接近积水区域时，空气温度会下降，煤壁发凉，人一进入工作面就有凉爽、阴冷的感觉。

5、出现雾气。

当采掘工作面气温较高时，从煤壁渗出的积水，会被蒸发而形成雾气。

6、顶板淋水加大；顶板来压，底板鼓起。

7、水色发混，有臭味。

8、采掘工作面有害气体增加。

积水区向外散发瓦斯、二氧化碳、硫化氢等有害气体。

9、裂隙出现渗水等。

如果出水清静，则离积水区较远；若浑浊，则离积水区已近。

发现透水征兆，应立即停止作业，迅速报告带班领导及矿调度室，采取相应的探放水措施。

七、水灾事故避灾路线：

三盘区运输巷开拓工作面——三盘区运输巷——轨道大巷——25#风门——总回风——回风斜井——地面

地测科

二○一四年九月