回风暗斜井探放水设计.docx

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回风暗斜井探放水设计

山西长治联盛西掌煤业有限公司

回风暗斜井探放水设计

二零一六年

回风暗斜井探放水设计

审批签字：

矿长：

生产矿长：

安全矿长：

机电矿长：

总工程师：

安全指挥中心主任：

通风助理：

探放水队:

防治水副总工程师：

调度室：

安全科：

技术科：

防治水科：

编制人：

编制时间：

回风暗斜井探放水设计会审表

会审时间：

会审地点：

主持人：

记录人：

会审人员：

会审意见：

公司意见：

年月日

目录

第一章设计依据1

第二章工程概况1

第一节掘进工程概况1

第三章掘进区域水文地质条件2

第四章探放水设计3

第一节探水作业施工目的3

第二节物探、化探设计3

第三节探放水钻孔设计及施工组织4

第五章探放水设备7

第一节探水钻机性能7

第二节探水设备安装及操作8

第六章排水设备及管路9

第七章探放水技术要求及安全措施10

第一节探水前准备工作10

第二节防治瓦斯涌出事故的安全措施11

第三节探放水作业安全技术措施12

第四节探放水人员交接班制度15

第八章探放水设计贯彻、学习15

附图1：

回风暗斜井巷道布置图

附图2：

回风暗斜井探放水布置图

附图3：

回风暗斜井排水系统图

附图4:

回风暗斜井通风系统图

附图5:

回风暗斜井避灾路线图

附表1:

回风暗斜井钻孔产状表

附表2:

回风暗斜井探水人员组织表

附表3:

回风暗斜井电话表

回风暗斜井探放水设计

第一章设计依据

回风暗斜井掘进面探放水设计依据

1、《煤矿安全规程》

2、《煤矿防治水规定》

3、《回风暗斜井掘进作业规程》

4、《矿井水文地质类型划分报告》

5、《下组煤延伸基建施工计划》

6、中国煤炭地质总局华盛水文地质勘查工程公司为我矿编制的《矿井水文地质补充勘探报告》

7、山西地宝能源有限公司为我矿编制的《生产矿井地质报告》

8、与煤矿防治水专业相关的法律、法规和煤炭管理部门下发的文件

9、根据“物探先行、化探跟进、钻探验证”综合探测程序，严格执行“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的防治水工作原则，结合我矿的实际情况，编制本设计。

第二章工程概况

第一节掘进工程概况

一、巷道名称、工程量

回风暗斜井巷道设计长度291米，设计开口方位角180°，岩层进行掘进，巷道坡度26°。

二、施工目的

为了延伸下组煤15号煤层形成通风、运输系统，满足15号煤层的通风、行人、运煤的基本要求。

三、回风暗斜井断面及支护形式

（1）回风暗斜井

支护形式采用锚网喷支护。

半圆拱断面，坡度26°；设计掘进宽度4.2m,高度3.8m，面积13.64㎡，净宽4m，高3.6m,净断面12.68㎡，工程量291m,水沟尺寸，净宽25.mm，净高200mm。

四、掘进施工次序

安全检查（顶板、通风、瓦斯、工作面支护、探头位置等）敲帮问顶→爆破→敲帮问顶→临时支护→清渣→锚网支护→收尾整理工程质量。

循环回尺1m;最小控顶距不小于0.3m，最大控顶距不大于1.3m。

附图1:

回风暗斜井巷道布置图

第三章掘进区域水文地质

掘进区域水文地质

回风暗斜井掘进区域地表无河流、湖泊等水体;井下掘进区域主要充水水源为K2砂岩裂隙含水层水，预计在掘进区域有K5砂岩裂隙含水层水。

掘进区域奥灰岩溶水：

区域奥灰岩溶水水文地质单元属辛安泉域的南部补给径流区，区域奥灰岩溶水水位标高为645-647m，本掘进区域最低底板标高为865m,高于奥灰岩水水位218m，奥灰岩溶水对回风暗斜井掘进无影响。

第四章探放水设计

第一节探放水作业施工目的

我矿坚持“物探先行、化探跟进、钻探验证”综合探测程序，严格遵守“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的防治水原则，在回风暗斜井掘进过程中严格执行探放水制度。

分析掘进区域内含水情况，为安全掘进奠定基础。

第二节物探、化探设计

一、回风暗斜井掘进前进行物探，物探设计如下：

1、物探目的：

①探测巷道前方低阻异常区及分布范围。

②分析测区内含水构造形态、水力联系。

③对测区内煤层开采或水害治理提供物理探测技术依据。

④为布置探放水钻孔设计提供依据，对异常区域进行钻孔验证。

2、物探方法：

布置基本测线3条，每条测线10个物理点，总计30个物理点。

3、物探仪器：

武汉地大华睿地学技术有限公司生产的TEMHZ75矿用瞬变电磁仪和TEMJF50矿用隔爆兼本安型发射机,有效勘探距离140米。

4、针对物探报告中异常区域，要布置钻孔钻探验证。

二、化探跟进

在探水作业过程中，钻孔一旦出水要在3小时内采集水样完毕，并在12小时内送相关资质单位进行水质化验，7天内取回水质化验报告，以分析、判断涌水的来源。

第三节探放水钻孔设计及施工组织

一、探放水钻孔设计

1、探放水钻孔布置

根据回风暗斜井掘进区域水文地质情况及岩层岩性，进行钻孔设计以指导回风暗斜井探水作业，探水钻孔为3个钻孔布置：

根据主斜井延伸掘进区域水文地质情况及岩层，物探报告结果，探放水设计以指导主斜井延伸探水作业，探水钻孔为3个钻孔布置：

1号孔位于巷道中间位置，距底板距离为1.2m，方位角180°，钻孔深100m，钻孔倾角与巷道底板a平行；

2号孔位于1号孔右侧，与1号孔水平距离1m，距底板距离为1.2m，方位角193°，与1号钻孔方位角夹角13°，钻孔深102m，钻孔倾角a+1°3′。

3号孔位于1号孔左侧，与1号孔水平距离1m，距底板距离为1.2m，方位角167°，与1号钻孔方位角夹角13°，钻孔深102m，钻孔倾角a-0°1′。

2、探水距离、允许掘进距离、帮距、超前距离的确定

回风暗斜井探放水时，确保钻孔终孔位置距探水位置距离不小于100m，允许掘进距离90m，保证帮距20m，在掘进过程中要保持10m的超前距离，经矿防治水领导组人员验收钻孔合格后，下发允许掘进通知单后，方可在允许的安全距离内掘进。

3、根据《煤矿防治水规定》第九十八条规定，在岩层中探放水，在水头压力小于1.0MPa时超前水平距不小于10米，止水套管不小于5米；随着水压的增大，超前水平距和止水套管都要相应增加，在水头压力大于3.0MPa时，超前水平距要大于25米，止水套管要大于20米。

附图2：

探放水钻孔布置图

附表1：

探水钻孔参数

根据回风暗斜井掘进区域水文地质情况及岩层岩性情况，物探报告编制本探放水设计。

指导回风暗斜井探放水作业。

二、注意事项

1、如果在探水过程中，探入空巷（空区），在探明空巷（空区）无积水，无有害气体时，采取措施，向前掘进揭露空巷（空区）。

2、钻孔钻入空巷（空区）后，无积水，经瓦斯员现场检查，空巷（空区）内瓦斯浓度超过0.8%，然后汇报调度室，制定安全技术措施后，进行排放瓦斯，浓度降至0.8%以下，钻孔必须要用黄土封孔，封孔长度不低于1.5m。

保证空巷（空区）瓦斯不通过钻孔向工作面释放，工作面不向采空区漏风，再进行下步作业。

3、钻孔钻入空巷（空区）后，钻孔出现涌水，巷道停止掘进，采取安全技术措施控制钻孔涌水量进行放水，同时采集水样，进行水质化验，分析涌水来源。

防治水科人员定期观测、记录钻孔涌水量，及时疏通涌水钻孔。

积水放完后，方可进行掘进作业。

三、验证钻孔时测量杆的使用

钻孔验收时用测量杆进行验收钻孔长度，使用时注意事项：

1、测量杆数量要满足钻孔验收需求。

2、测量杆要悬挂在钻场附近位置。

3、在连接测量杆过程中要连接紧固，防止发生丢杆现象。

四、钻孔验收流程

当班钻探结束后，由跟班矿长、探水队队员、防治水科人员、驻矿安检员、安全员共同验收探水钻孔长度、倾角、方位是否合格，不合格重新进行钻探、合格后把钻孔深度填写当班《掘进工作面探水验收表》、然后由掘进队长、探水队、防治水科、跟班矿领导、驻矿安检员填写《探放水钻孔验收及安全确认移交单》签字确认安全后，由防治水科长、掘进队队长、安全矿长、防治水副总、总工程师共同签发允许掘进通知单下发到掘进队。

五、回风暗斜井探水施工工序

探水前准备工作（运输钻机、钻杆、排水设备、挖水沟）检查工作面支护质量→安设专用电话→支设钻机→接通电源→调试钻机→钻进探水→钻孔验收→撤除钻机。

六、劳动组织

回风暗斜井探放水作业共安排6人，防治水科1人、探放水队员3人、安全员1人、瓦斯员1人，探放水人员严格按照探放水设计进行探水作业，并持证上岗。

依据设计，确定探水孔位置时，由测量人员进行标定。

负责探放水工作的人员必须亲临现场，共同确定钻孔的方位和倾角、深度和钻孔数量。

探放水人员必须实行现场交接班制度，交接班时间按矿上下班时间规定为准。

表2人员施工组织

工种

探水工

防治水科

安全员

瓦斯员

合计

人数

3人

1人

1人

1人

6人

第五章探放水设备

第一节探水钻机技术参数

（1）专用探水钻机型号：

ZDY1200S（MK-4）型煤矿用全液压坑道钻机

液压泵站型号：

YBK2-180L-4

钻机使用范围：

如地质勘探钻孔、抽放瓦斯孔，其他工程用孔，适用于硬质合金钻进和冲击回转钻进。

（2）回转装置

额定钻矩N.m1200-320

额定钻速r/min80-280

油马达型号A6V80MA

油马达排量mI/r23-80

钻杆直径mm42/50

主轴通孔直径mm75

（3）给进装置

主轴倾角0-+-90°

最大给进力KN36

给进速度m/s0-0.45

最大起拔力KN52

起拔速度m/s0-0.31

给进/起拔行程mm650

（4）整机

适用钻孔深度m300（φ42钻杆）

200（φ50钻杆）

开孔直径mm110

终孔直径mm75

钻机外形尺寸（长*宽*高）mm1850*710*1460

钻机质量：

1360Kg

第二节探放水设备安装及操作

一、钻机安装的具体要求

1、立柱必须垂直于底板平行线、接触有力；

2、钻机各部件紧固体要牢固，主机安装牢固；

3、各油管连接无误，油管、水管接头U型销要卡好；

4、操作台各手柄放在中间位置，然后起动马达、油缸，排除油路的空气，至运转平稳为止；

5、各工作机构的动作方向与指示牌的标记方向一致，如不一致应及时调换有关油管。

二、开动钻机前准备工作

1、检查确保钻机与立柱接触可靠；巷道高度应保证立柱能竖立于巷道中；

2、检查并确保各管路接头可靠连接，压力正常；

3、检查并将各控制开关处于关闭状态（位置）

4、在开机后严禁任何人触摸旋转及伸缩活动部件表面；

5、在开机后严禁任何人敲打设备、滑台部位（尤其在油缸伸缩困难时）；

6、受控零部件不得更换；溢流阀的工作压力不得随意调节；

7、检修油管时，钻机周围及轴线方向严禁站人；

8、钻机操作者应站在钻机两侧，开动钻机时远离1m，操作台操作人员服从钻机操作者口令或手势；

9、油缸伸缩时，手不要按在油缸上，以防挤伤手部；

10、钻机推进过程中，钻杆与钻机不得相对倾斜，以防发生意外；推进速度和推进力要适度，防止卡钻。

第六章排水设备及管路

一、矿井排水系统设备及排水能力

1、中央水泵房

中央水泵房安装三台水泵型号为MD155-67×5,一台为工作水泵，一台为备用水泵，一台为检修水泵。

中央水泵房安设两趟管径150mm排水管路到地面净化水池。

中央水泵房主副水仓容积1400m3。

我矿主副水仓容量1400m3，矿井8h的正常涌水量为144m3，水仓容量符合《煤矿安全规程》第二百八十条要求。

二、矿井排水能力计算

1、按照《水文地质类型划分报告》中我矿正常涌水18.5m3/h，24小时涌水量为444m3，一台工作面水泵20小时排水能力为3100m3，大于矿井24小时正常涌水量。

2、按照《水文地质类型划分报告》中我矿最大涌水26.9m3/h，24小时涌水量为645.6m3，一台工作面水泵和备用水泵20小时排水能力为6200m3，大于矿井24小时最大涌水量。

目前我矿实际正常涌水量18.5m3/h，雨季最大涌水量为26.9m3/h。

三、回风暗斜井排水设备排水能力

回风暗斜井掘进面安装有工作和备用水泵，型号均为BQW50-70-18.5，排水量50m3/h，扬程70m，功率18.5kw，可以满足排水需求。

积水由排水管路排往主水仓。

附图3：

回风暗斜井排水系统图

第七章探放水技术要求及安全技术措施

第一节探水前准备工作

回风暗斜井开始掘进前，探水队人员搬运型号为ZDY1200S（MK-4）型煤矿用全液压坑道钻机到探水位置附近，具备探水作业空间后再进行探水。

安装钻机进行探水前，应当符合下列规定

1、在探水位置探水时，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。

2、钻窝不得做松软岩层内。

3、清理巷道，挖好排水沟。

巷道低洼处时，必须配备与探放水量相适应的排水设备。

4、在打钻地点或附近安设专用电话。

5、探放水人员依据设计，确定主要探水孔的位置时，由测量人员进行标定。

负责探放水工作的人员必须亲临现场，共同确定钻孔的方位、倾角、深度和钻孔数量。

6、安好钻机接电时，要严格执行停送电制度。

7、安全员监督挂好探水地点的风筒、电缆、管道等设施。

8、明确发生透水预兆立即撤人的避灾路线，并使每个作业人员了解和掌握避灾路线。

第二节防止瓦斯涌出事故的安全措施

1、加强机电设备管理，杜绝一切失爆现象。

2、在钻孔施工作业过程中瓦斯员要随时检查瓦斯浓度，严密监视瓦斯变化情况，一旦瓦斯超限，应当立即停止钻进、切断电源，撤出人员，并报告调度室，及时采取措施进行处理。

3、探放水作业现场，瓦斯员、安全员必须自始至终检查瓦斯浓度情况和安全施工。

4、安全科安排瓦斯员监督局部通风机运行情况、风筒完好情况、监控系统运行情况，发现异常及时进行处理，保证回风暗斜井通风系统正常运行。

附图4:

回风暗斜井通风系统图

第三节探放水作业安全技术措施

1、作业人员衣服穿戴整齐，衣袖口扎紧，矿灯佩戴规范。

2、在探水起点处设置探水点标志，并建立挂牌管理。

3、巷道支护应牢固，顶、帮背实，无高吊棚脚，使巷道有较强的抗水流冲击能力。

4、立柱必须垂直于底板平行线，否则，会使顶紧油缸压力增大时，导致立柱与油缸连接处弯曲甚至断裂。

探放水人员必须对钻杆、钻机与管路连接处进行检查，保证完好。

钻杆连接必须拧紧，防止漏水和脱扣，钻机液压管路连接处无漏液。

5、钻进中严禁无水钻进，保证冲洗液循环正常，一旦停水、应立即将孔内的钻具全部拔出来，以防止发生埋钻事故。

6、钻机安装必须周正、水平、稳固，防止钻进中发生移动。

7、在探放水钻进时，发现煤岩松软、片帮、来压或钻眼中的水压、水量突然增大和顶钻等透水征兆时，应当立即停止钻进，但不得拔出钻杆；现场负责人员应当立即向矿井调度室汇报，立即撤出所有受水威胁区域的人员到安全地点。

然后采取安全措施，派专人监测水情并进行分析，妥善处理。

8、钻进中发现有害气体涌出异常时，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，等待指令。

9、钻孔内水压过大时，应采用反压和有防喷装置的方法钻进，应背紧前方煤体，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。

巷道两帮打设锚杆用钢丝连接孔口管，进行固定。

孔口管前方架设厚度不小于5mm钢板，防止孔口管突出伤人。

10、钻孔放水前，应当估计积水量，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，并做好记录。

若水量突然变化，必须及时处理，并立即报告矿调度室。

11、探水时应加强出水征兆的观察，一旦发现异常应立即停止工作，及时处理。

情况紧急时必须立即发出警报，撤出所有受水威胁地区的人员。

透水预兆

（1）岩层变湿、挂红。

（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）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。

（4）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。

（5）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。

（6）顶板来压，片帮；顶板淋水加大；底板鼓起或产生裂隙。

（7）出现渗水、钻孔喷水、底板涌水、煤壁溃水、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。

如果出水清净时，则离积水区较远；若浑浊，则离积水区已近。

12、受水威胁地区信号联系和避灾路线

（1）探放水地点必须安设电话，在探放水期间各工作地点必须设专人在电话旁边等候电话或调度室指示，探放水工作现场一旦发生异常情况，应当立即停止钻进，切断电源，撤出人员，并报告调度室，及时采取有效措施进行处理。

（2）在准备探放水前，必须向受水威胁地区的施工人员贯彻、交待报警信号及避灾路线并让工人熟悉探放水相关安全技术要求。

水灾、顶板避灾路线：

回风暗斜井掘进面→总回风巷→联络巷→主斜井→地面。

瓦斯、火灾、煤尘避灾路线：

回风暗斜井掘进面→东翼采区二部皮带巷→东翼采区轨道巷→井底车场→主斜井→地面。

附图5：

回风暗斜井避灾路线图

附表3：

西掌煤矿内部电话联系表

第四节探放水人员交接班制度

一、探放水当班负责人和下一班探放水负责人必须实行现场交接班制度，交接班时间按矿上下班时间规定为准。

二、交接班要做到手指口述，不交接不下班，严格执行“六交”、“六不接”：

（1）交清当班运转情况；交待不清不接。

（2）交清设备故障和隐患；交待不清不接。

（3）交清应处理而未处理的原因；交待不清不接。

（4）交清工具和材料配件的情况；数量不符不接。

（5）交清设备和环境卫生打扫情况；不清洁不接。

（6）交清各种记录填写情况；发现填写不完整或未填写不接。

三、接班者接班后要对钻机试钻运行一遍，确认无事后，方可正常开钻钻探，并填写记录。

四、凡交班前擅自离开岗位，或接班者没按规定时间到达工作地点的，一经发现按脱岗及违反劳动纪律论处。

五、班中的各种报表记录必须实事求是、认真填写，严禁漏填、虚填，一经发现，严肃处理。

第八章探放水设计贯彻、学习

一、本设计执行贯彻学习签字制度，探水人员必须掌握探放水设计相关技术要求，所有参加探水人员必须学习、签字后方可上岗作业。

二、探放水人员必须按照批准的设计进行探水，未经审批单位允许，不得擅自改变设计。