ZF3802运输顺槽防治水设计及安全技术措施.docx
《ZF3802运输顺槽防治水设计及安全技术措施.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《ZF3802运输顺槽防治水设计及安全技术措施.docx（8页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
ZF3802运输顺槽防治水设计及安全技术措施
ZF3802运输顺槽掘进期间探放ZF3801老空水
钻探设计及施工安全技术措施
为合理确定厚煤层综放工作面区段煤柱留设布置，2009年与安徽理工大学联合，开展《特厚煤层综放沿空实体煤应力分布规律与合理煤柱研究》项目研究，项目组在水帘洞煤矿3801工作面开展了研究，在轨道顺槽C33导线点、C32导线点位置进行了长达4个月的实际观测，主要观测工作面前方的超前应力分布规律、沿空实体煤侧向应力分布规律及侧向深部位移、顶部深部位移运动规律，结合矿压理论、数值计算等，分析开采导致的应力场、位移场、破坏区、塑性区、弹性区分布特点，统筹考虑防治瓦斯、发火灾害、巷道支护，提出了区段煤柱留设净8.0米的结论，但其南面ZF3802运输顺槽由于与ZF3801工作面老空区太近，其大量的积水给安全掘进带来很大的威胁，为保证ZF3802运输顺槽掘进时的安全，按照“有疑必探、边探边掘”的防治水原则，特编制探掘方案及探放积水设计及安全技术措施。
一、探放水设计
（一）探放ZF3801老空积水的工作的目的和任务
1、ZF3801工作面概况：
ZF3801工作面是水煤公司采用综采放顶煤工艺开采的第三个工作面，也是三采区第一个工作面，本工作面位于三采区中部，东临三采大巷、西临大佛寺井田，工作面采用双巷式布置，即：
ZF3801运输顺槽、ZF3801轨道（回风）顺槽，两顺槽之间采用一条联络巷连通，用于通风系统优化、运输系统调整、避灾之用。
ZF3801轨道顺槽：
用于3801工作面辅助运输、回风、行人之用，方位α＝270°19′，长度1910m，净断面13.02m2，沿煤层底分层掘进，顺槽布置时预留0.5～1.5m的护底煤，支护同3801运输顺槽。
ZF3801边切眼：
先采用小断面掘进，再扩帮开宽，用以安置综放支架，净断面21m2，顶板采取锚网带支护、锚索加固，锚索间排距1000×2400mm，切眼东帮使用玻璃钢锚杆，规格：
Φ20×L2000mm，网采用钢塑网，其余支护材料同顺槽。
ZF3801工作面设计走向长度为1780m（自边切眼至停采线），面长163.7m，按照掘进期间探煤厚度统计，工作面煤层平均厚度9.49m，其中，顶煤厚度8.28m，底煤平均厚度1.21m，地质储量为379.5万吨，设计可采储量264.9万吨（除底煤）。
工作面自2009年6月份开始初采，于2011年3月份推采结束。
2、工作面地质情况：
工作面自三采大巷向西870米处存在一背斜褶曲，背斜轴方位45°，背斜轴以西煤层整体向西北倾斜，煤层走向81°～261°倾角8°左右，工作面运输顺槽标高：
+755.4m～+696.4m，高差59m；工作面回风顺槽标高：
+746.3m～+710.0m，高差36.31m。
3、老空积水探查是为了保证ZF3802运输顺槽掘进安全，防止透水发生事故。
（二）探放水区的地质和水文地质特征
1、ZF3801空区水积水概况及水量。
ZF3801工作面由于采用黄泥灌浆方法对老空区进行大面积灌注，空区内存在大量的积水，工作面老空积水最高上限标高+755.4m，积水下限+696.4m，最大静水压0.59MPa，积水区总面积318232.89㎡（平面积315135.87㎡）。
预计积水量采用公式：
W=KSM
式中：
W—预计积水量（米3）
K—老空区充水系数，一般取0.3～0.5，此处取平均值0.4。
S—积水区倾斜面积（㎡），此处为318232.89㎡。
M—老空区采高（m），此处取8.28m。
计算得：
预计老空区积水量1053987.33m3。
（三）钻探设计
根据ZF3801工作面掘进期间实测巷道剖面，确定工作面中部存在一背斜构造，从剖面图得出工作面富水区域主要集中在背斜两翼，由于工作面回风、运输顺槽坡度较缓。
因此设计两个疏放钻孔针对背斜两翼标高较低点进行老空水疏放，以确保回采过程中不受空区水威胁，在ZF3802运输顺槽掘进过程中为保证掘进过程中安全施工，在巷道北帮施工探放水钻孔以减轻向前掘进时的老空区静水压力。
具体探放水设计如下。
1、探水水钻孔施工：
第一处在ZF3802运输顺槽掘进距ZF3801运输顺槽C15＃导线点30米时，停止掘进，进行探水，设计在掘进迎头北帮施工2个钻孔，两钻孔水平间距3米：
1＃钻孔开孔位置距巷道底板1米，钻孔方位287°,孔深32米;2＃钻孔开孔位置距巷道底板1.5米，方位287°,孔深32米,钻孔倾角待施工至疏水位置后另行通知。
第二处在ZF3802运输顺槽掘进距ZF3801运输顺槽最C32#导线点30米时停止掘进，进行探水，设计在掘进迎头北帮施工2个钻孔，两钻孔水平间距3米：
1＃钻孔开孔位置距巷道底板1米，钻孔方位287°,孔深32米;2＃钻孔开孔位置距巷道底板1.5米，方位287°,孔深32米,钻孔倾角待施工至疏水位置后另行通知。
疏水钻孔施工至少安装10米套管和安装控水闸门及压力表，放水过程中及时观测水量、水压变化情况，并做好观测记录。
掘进迎头停止掘进实施探水后，由生产技术科负责对探水数据进行分析，确定积水区域水压，对积水区域积水量进行重新计算，并组织有关专业领导对掘进迎头受水威胁情况进行评价。
2、疏放水钻孔设计
经探水钻孔验证老空积水无威胁后，掘进迎头方可施工，为减轻掘进时的老空区静水压力。
在巷道内设计疏放钻孔，对老孔积水进行疏放。
具体疏放水钻孔设计如下。
根据工作面背斜构造赋存情况，以背斜轴划分为两个疏放水区域。
具体疏放水钻孔设计如下：
⑴第1段即背斜轴以东区域，ZF3802运输顺槽对应ZF3801回风顺槽C15～C26#导线点之间区域。
疏放水区域内每8米设计1个钻孔：
钻孔开孔位置距巷道底板1米，钻孔方位322°,钻孔坡度0°，孔深11米，采取保持8米间距循环疏放直至该段结束，该段疏放钻孔施工结束后，按每30米设计施工1个探查钻孔。
该钻孔主要是对采空区采空区积水情况进行探查，钻孔方位322°,钻孔坡度0°，孔深11米，采取保持30米间距循环探查直至下一疏水区域结束。
⑵第2段即背斜轴以西区域，ZF3802运输顺槽对应ZF3801回风顺槽ZF3802运输顺槽C32点～P68点区域。
疏放水区域内每8米设计1个钻孔：
：
钻孔开孔位置距巷道底板1米，钻孔方位322°,钻孔坡度0°，孔深11米，采取保持8米间距循环疏放直至该段结束。
疏水钻孔施工至少安装5米套管和安装控水闸门及压力表，放水过程中及时观测水量、水压变化情况，并做好观测记录。
二、钻机型号
本次施工采用SGZ-IA50型全方位防爆液压钻机和供水配用设备为SGB6-10型泥浆泵一台。
钻机技术参数
型号参数
单位
SGZ-IA
钻孔角度
度
0～360
钻进能力
钻进深度
m
150
钻孔直径
mm
Ø76
回转器
立轴转速
r/min
951,401,552,354,006,000,000,000
立轴内径
mm
44
给进力
kN
12.6
提升力
kN
17
立轴行程
mm
400
卷扬机
型式
行星齿轮式
起重量
kN
10
卷扬速度
m/s
0.3,0.5,0.8,1.3,1.9,2.2,3.2
油泵
型号
CB-Fa10C-FL齿轮泵
额定流量
r/min
1500
额定工作压力
MPa
16
动力机
电动机
YD160L-6/4双速电动机9/11kW,950/1450r/min
柴油机
295D-1型水冷二缸4冲程/18马力1500r/min
变速箱
型式
移齿式
转速档数
4月8日
离合器
干式重荷叁片
外形尺寸
（长×宽×高）
mm
1426×760×1325
重量（不包括动力机）
kg
690
备注
机械卡盘
液压卡盘
机架不移动自带螺杆泵
泥浆泵技术参数
型号参数
单位
SGB6-10
型式
三缸单作用活塞泵
排量
r/min
100
最高压力
MPa
10
mm
60
活塞行程
mm
85
活塞往复次数
min-1
152
排水口直径
mm
50
吸水管内径
mm
50
电动机
Y180M-418.5kWYB180M-4（KB）380/660V18.5kW 1470r/min
重量（不包括动力机）
kg
750
外形尺寸（长×宽×高）
mm
1890×860×620
三、施工安全措施
（一）一般措施
1、严格按照“有疑必探、先探后掘”的防治水原则，坚持“安全第一、预防为主”的方针，严格按照防治水设计进行探查工作，以防止发生透水事故。
2、在探查空区积水过程中，掘进工区施工的ZF3802运输顺槽迎头要停止作业，施工人员撤至三采辅助运输大巷等安全地点。
钻孔施工专业人员按照设计要求透老空放水后，经技术专业人员测量水压，无透水危险后，方可汇报调度室，由调度室安排施工人员进入迎头作业，钻机及注浆设备要放置于宽敞安全地点，注意保护，防止损坏，影响探掘作业。
3、在巷道低洼处必须设置标准水池，并敷设Φ108mm排水管路，经三采运煤大巷、三采辅助运输大巷至临时水仓，或直接排至三采水仓。
水池内必须安设专用水泵，并留一台备用。
排水系统的要求：
探水地点安设排水能力不小于40m3/h、扬程不小于80m的水泵2台，安设Φ108排水管路一趟，并在每处探水地点开挖泵窝，规格长×宽×深=2.0m×1.5m×1.5m。
4、生产技术科必须根据ZF3801工作面实际情况，跟踪ZF3802运输顺槽施工进度，严格按照探放水设计进行空区积水探查，以防发生透水事故，施工钻孔时由生产技术科派人现场标定设计钻孔施工位置、方位、倾角。
5、钻场的要求 ：
加强探水地点的支护工作，钻场及其前后10米范围内的巷道支护必须牢固可靠，钻场周围确保巷道无空顶，无旷帮，保证钻探施工人员的人身安全。
6、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。
7、施工现场在回风侧必须悬挂开启的瓦斯便携仪一台，检测瓦斯浓度，如瓦斯超限立即停止钻探工作，并查明原因进行处理。
8、机电管理：
（1）保证 钻孔施工期间的供电工作，严禁随意停钻机电源，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。
（2）接好供电线路，保证施工地点的照明、通风良好。
（3）所有设备应有的防护罩必须齐全、有效。
（4）电气设备要做到台台上架，并挂标志牌，电缆要悬挂整齐。
（5）井下严禁甩掉漏电继电器和综合保护。
（6）严禁明电操作、带电作业或带电搬迁撤除设备。
（7）严禁用铜丝、铁丝、铝丝代替保险丝。
9、严格现场交接班制度，交接班时必须将本班进尺、钻孔深度、层位、钻探设备运行状况及存在问题进行交接。
每班开工前，必须检查巷顶及两帮的支护情况，发现问题及时处理。
（二）钻探安全措施
1、探放水劳动组织：
钻孔由钻井队负责钻探施工。
参加施工人员必须具有钻探上岗资格，并由一名负责人负责协调组织施工。
施工人员必须穿戴整齐，扎紧袖口裤腿，以防钻杆缠住伤人。
施工过程中，每台班不少于三人。
新泰市小协镇裕丰钻井队施工人员探放水过程中必须遵守本队和水煤公司的有关安全规定和正规操作程序，确保工程质量和安全。
2、钻探设备运输：
钻探设备钻井队人员装车后，由机运工区负责将其由副斜井上车场送至扩大区辅助运输大巷上车场，用卡轨车运至三采运输大巷，再用电瓶车、绞车运至施工地点。
钻机、泥浆泵、钻杆等设备材料入井升井前必须固定在专用车上，绑扎牢靠，并不得超高超宽，高度不超过1.4米，宽度不超过1.1米。
提升运输严格执行《煤矿安全规程》和矿《机电、运输专业技术管理规定》。
钻机稳固：
疏放钻孔使用SGZ-IA50型液压防爆钻机施工，安装平稳并进行固定，固定方式为将钻机用螺丝固定在四横两竖的铁底盘上，将底盘采用4根金属压支柱固定在巷道底板上，防止钻孔歪斜，及钻机被孔内高压水冲倒。
3、采用清水、无芯钻杆钻进。
4、套管固定：
（1）所下套管必须孔口配高压法兰盘。
采用0.5:
1浓水泥浆注浆封闭套管，注浆时将管口和周围煤壁间的缝隙用棉纱和小木楔堵严，在管口斜向上方安设1吋放浆管，待放浆管返出稠浆后，将放浆管关闭，确保孔内充满水泥浆。
要求水泥浆凝固48小时以上，并做耐压试验，要求耐压不低于2.0MPa，稳定30分钟，否则重新封闭，并做好记录。
（2）套管安装完毕后，应同时安装好孔口安全放水闸阀和压力表，控放水闸阀要求耐压不低于2.0MPa。
为防止套管上阀门由于提钻频繁发生意外损害事故，在现场必须安放一个同级别阀门备用（包括上阀门的螺丝、胶垫）。
套管及放水闸阀的耐压试验必须由专业人员现场验收，签字备查。
5、钻探过程中及时控制钻孔出水和透老空位置，并测量孔内水压、水量、水温，做好记录，用于分析采区积水情况指导下一步的生产。
6、钻进时操作人员不准离开钻机，并做到“三看”、“二听”、“一及时”。
即看操作（挡位）把手振动、给进压力和进尺速度，看泵压表及回水情况，看皮带及水接头情况；听机器运转声，听孔内振动声；发现异常及时处理。
7、准确丈量下入孔内钻具及机上余尺，正确计算钻孔深度，并及时校正钻孔方位、倾角。
需要站在钻机上丈量余尺时，必须停止钻进，以免钻杆回转伤人。
8、严格执行钻具检查制度，对钻杆接头、丝扣磨损、弯曲度等情况认真检查，对质量不好的钻杆严禁使用。
9、钻进过程中如发生机械故障或突然停电，应立即拉开动力开关，用人力将钻具提到安全孔段，以免埋钻。
10、如探水钻孔为倾斜角度，同时，打透老空后预计水量较大时，在探放水施工前，由掘进工区先在孔口两侧以50°仰角向顶板各打设一根Φ20mm、长度2200mm的螺纹钢锚杆，以孔口为中心，锚杆间距0.35米。
锚杆外露长度1.2米。
然后在锚杆外端上一钢板，钢板厚度不低于15mm。
钢板由2个锚杆托盘固定在锚杆上。
钢板中部留有一孔，孔径150mm，钻杆由此穿过。
提钻时必须在钢板上放上垫叉，防止上下钻具过程中，钻杆下滑，保证施工安全。
为防止钻杆顶出或滑下伤人，钻杆后方严禁站人。
11、钻进过程中，严禁磕碰阀门。
钻孔临近水前，应检查阀门，保证性能可靠，确保合闭灵活，关闭可靠，否则立即更换。
钻进过程中，发现煤岩松软、片帮、来压或钻孔中的水压水量突然增大、以及有顶钻等异状时，必须停止钻进，但不得随意起拔钻具，必须及时将钻具固定，现场施工负责人立即向调度室汇报，并派人监测水情。
如果发现水量过大，水压过高情况危急时，必须立即撤出所有受水威胁地点的人员，然后采取措施进行处理。
施工前由钻井队加工一木塞，钻透老空后遇有特殊情况放水量无法控制时将木塞砸入孔口管中堵住钻孔。
木塞为圆锥形，大头直径120mm，小头直径为90mm，长400mm。
12、钻孔临近水前和钻透老空放水时，现场施工负责人立即向调度室汇报，由调度室安排掘进工区排水人员作好排水准备，随时准备排水。
放水过程中，设专人控制放水全过程，通过调节放水阀门，来配合采区水泵的排水能力，防止水淹或冲毁巷道，必要时关闭阀门，暂停放水。
同时监测孔内水量、水压，核对放水量，直到老空水放完为止，确保老空水放出。
并做好放水记录。
若水量突然变化、必须查明原因及时处理，并立即汇报矿调度室。
13、当ZF3802运输顺槽掘进至距ZF3801回风顺槽积水区域30米时，掘进工作面必须立即停止作业，此位置由生产技术科跟踪测定，并提前下达探放水通知单。
钻探施工过程中，在临近接露水前，由钻探队施工人员通知钻探地点施工人员先临时撤出至三采运输大巷内，直至钻孔钻透老空，拔出钻杆，关闭孔口阀门，无异常后，方可恢复施工。
14、钻井队施工人员施工下井前必须进行安全培训，并对设计及规程内容进行考试，考试合格方准上岗。
15、避灾路线：
避火路线：
探水地点→三采运输大巷→辅助运输大巷→轨道大巷→主斜井→升井。
避水路线:
探水地点→三采运输大巷→辅助运输大巷→轨道大巷→主斜井→升井。
四、施工安全措施传达至每个施工人员，并认真贯彻执行；其它未尽事宜，执行《ZF3802运输顺槽施工作业规程》、《煤矿安全规程》及有关的安全技术管理规定。
升级会员 