11031工作面探放水设计及安全技术措施.docx
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11031工作面探放水设计及安全技术措施
郑宏康辉（新密）煤业有限公司
11031工作面探放水设计及安全技术措施
编制单位：
地测防治水科
编制：
审核：
总工程师：
编制时间：
二0一七年十一月
郑宏康辉（新密）煤业有限公司会审表
名称
11031工作面探放水设计及安全技术措施
主持人
会审地点
会审时间
参加会审人员：
施工队
技术科
调度室
安检科
机电运输科
通风科
地测防治水科
机电矿长
安全矿长
生产矿长
总工程师
会审意见：
11031工作面探放水设计及安全技术措施
一、概况
1、工作面位置、四邻关系、采掘标高、埋深及对应地表情况
11031工作面位于矿井11采区中部，东部邻近-120m等高线，南接11皮带、轨道下山，西邻原反修矿采空区，北部邻近原小刘寨煤矿采空区。
地面位于兴王岗村，地面有部分零星村庄。
工作面对应的地面标高+167.6～+180.6，工作面标高-94.5～-175m。
11031工作面对应地面不平坦，局部地表冲沟发育，地势南高北低，南高北低，地面冲沟无存水。
全区被黄土覆盖，有农田，原兴王岗村村庄已经整体进行搬迁，无其他设施。
2、开采煤层情况
11031工作面掘进煤层为二叠系山西组二1煤层，煤层整体上呈北部厚向西南部变薄的趋势。
煤层整体赋存较稳定，煤厚0.2～5.65m，平均煤厚3.20m。
根据11031工作面周围地质资料分析，本区域基本构造形态为一单斜构造，地质构造简单，局部小型断裂构造较发育，煤层走向345°，倾向75°，倾角12～18°，平均15°。
二、地质及水文地质情况
1、地质情况
根据周边实揭地质资料及二1煤层底板等高线形态分析，预计该工作面掘进期间地质条件相对简单。
老顶：
为细粒砂岩，灰、灰白色，厚层状，含石英长石云母片，炭质条带，厚度3-11米，局部出现大占砂岩直接压煤。
直接顶：
为泥岩，深灰色、黑色砂质泥质,含植物化石，平均厚度0-1.5米。
直接底：
为砂质泥岩，深灰色砂质泥岩，泥质结构含植物化石、云母片黄铁矿结核。
平均厚度3米，层理比较明显。
老底：
为石炭系太原组L7—L8灰岩，灰色、隐晶质结构，含较丰富的动物化石、方解石脉，节理极发育，平均厚9.5米，层位稳定。
2、水文地质情况
（1）顶板水：
11031掘进工作面老顶为大占砂岩，整体厚度较稳定，局部砂岩裂隙发育，掘进期间会有顶板淋水现象，总体上富水性弱，对掘进影响不大。
（2）底板水：
11031掘进工作面底板岩性主要为砂质泥岩—细粒砂岩互层，层位、厚度稳定，据原11031回风巷、11051工作面掘进地质资料分析，L7～8灰岩溶隙水发育不均衡，一般正常地段富水性较弱，在构造发育地段掘进期间可能会出现底板渗水涌水现象，预计正常涌水量2m³/h左右，最大涌水量10m³/h左右。
（3）老空水：
11031工作面回风巷西部邻近小刘寨煤矿采空区，采空区积水已于2014年掘进探水期间进行了疏放。
但不排除局部低洼区域存在老空积水可能性，为确保掘进安全必须严格进行探放水工程，确保积水疏放后再进行掘进。
（4）断层水：
11031掘进工作面内及附近区域没有大型断裂构造仅部分区域可能发育有落差小于5m小断层，对掘进影响不大。
（5）封孔不良钻孔水：
11031掘进工作面内及附近区域没有勘探钻孔，不受封闭不良钻孔水影响。
（6）地表水：
11031掘进工作面地表没有塌陷坑、积水区。
（7）地表水井：
经调查，地面村庄村民所用水井水源取自于第四系底部沙砾岩层上层滞水作为生产、生活用水来源，深度不超过40m。
3、积水范围、积水量、单孔涌水量、排水设备选型
根据采掘图原始资料显示，在11031回风巷西部区域存在原小刘寨煤矿报废巷道，预计存在积水区域主要集中在11031回风巷以西部分老巷及低洼区域，积水量在300m3左右，预计水压在0.2Mpa左右。
11031回风巷在探水期间选用2台排水能力不小于30m3/h防爆型水泵，一用一备。
排水管路选用Ф76×3排水管路2趟，其中一趟工作，一趟备用。
三、探放水工程设计
1、巷道布置、施工次序安排、支护形式
11031工作面贯通距离剩余110m工程量，坡度-13°～-18°，以方位1°沿底掘进，11031工作面掘进采用U型钢支护，巷道断面10.3m2。
2、探放水钻场的布置
根据以往探放水资料结合现场实际，11031回风巷共布置2个钻场，4组钻孔，每组2个探水钻孔，确保30米超前距，布置下回次探放水地点。
3、钻探工具型号
探放水使用ZY—1250型钻机，电机功率75KW，钻杆每根长度为0.76m,总长≥120m，钻杆直径75mm。
4、探水钻孔帮距、超前距和探水线
每回次探放水工作，确保帮距≥20m，超前距≥30m，即可有效控制探查范围。
5、套管规格
探放水套管规格为Φ108mm,长度10m，管壁厚度5mm，使用秋麻缠裹海带或水泥注浆加固套管，耐压要求达到1MPa以上。
6、探水点密闭规格、方式
迎头用矿工钢打4根立柱和3根横梁，四周插入顶、底或帮深度≥0.2m，立柱及横梁之间用双抗网和钎椽背实。
对钻场内棚梁连锁加固，帮顶背严背实，巷道内的浮煤、杂物必须清理干净并进行巷道铺底工作。
7、铺底要求及拦水堰规格
巷道探水前对不沿底巷道进行铺底，钻场向外5m处，茬垒高1m，宽0.6m拦水堰，压茬不少于0.1m；要求在布置钻场的巷道内适当位置另设置一道或两道拦水堰，一旦出水时，对於煤进行拦阻和沉淀，减少对采区水仓的淤积，保证排水系统抗灾能力。
8、钻孔参数
11031工作面钻场钻孔设计
（现场探放水施工参数随煤底板起伏和煤厚变化情况可对钻孔数量及参数进行适当调整，钻孔施工顺序：
1#-2#-3#-4#-5#-6#-7#-8#）。
11031工作面第一回次探放水设计参数
孔号
方位角（°）
倾角（°）
孔深
平距（m）
开口孔径
（mm）
终孔孔径（mm）
1#
299°
+17°
85
127
75
2#
299°
+14°
85
127
75
3#
325°
+5°
85
127
75
4#
325°
+2°
85
127
75
5#
346°
-4°
85
127
75
6#
346°
-8°
85
127
75
7#
1°
-11°
85
127
75
8#
1°
-14°
85
127
75
11031工作面第二回次探放水设计参数
孔号
方位角（°）
倾角（°）
孔深
平距（m）
开口孔径
（mm）
终孔孔径（mm）
1#
306°
+16°
85
127
75
2#
306°
+12°
85
127
75
3#
327°
+9°
85
127
75
4#
327°
+5°
85
127
75
5#
346°
+6°
85
127
75
6#
346°
-2°
85
127
75
7#
1°
-15°
85
127
75
8#
1°
-11°
85
127
75
四、探水前准备工作
1、钻机运输及安装
1）分解钻机时，各种胶管应盘成圈，可固定在相应的部件上，弯曲不要过大，所有外露孔要包裹或加帽罩，防止赃物进入。
拆下的各紧固件和连接件，应用有盖的箱子装好。
容易丢失的零件，由钻工自带，不得装车。
2）钻机使用人工搬运，要用绳子或铁丝系牢，并要轻抬轻放，有专人统一指挥，起落行动要一致，沿途不得损坏电线、电缆、通风及其它设施；
3）安装、起吊设备时，要检查、整修加固吊挂地点周围的支架，加强钻场内巷道支护、抬棚必须连锁加固，背好顶、帮，顶帮椽子必须加密，间距不得大于200mm，防止发生片帮、冒顶。
4）钻机安装必须平稳牢固。
钻机固定在距掘进面迎头2.0m处，要求钻机顶面距巷顶不少于1.0～1.5m，机身要使用道木垫实，各连接部位上紧固定螺丝，采用四压两戗柱打牢钻机基础。
2、探水工注意事项
1）施工人员必须学习探水设计及安全技术措施，掌握报警信号及避灾路线，熟悉透水预兆，持证上岗。
2）现场探水操作人员衣着要穿戴整齐，袖口扎紧，工作期间保持精力旺盛，注意力集中，操作规范，动作要干净利索。
3、探水前准备工作
1）探放水钻孔参数由负责测量的专业技术人员到现场标定，使用5.0m钢卷尺标定钻孔位置，使用经纬仪和坡度规标定钻孔的方向和角度；探放水人员必须按照批准的设计施工，未经总工程师批准，不得擅自改变设计。
2）钻场附近必须悬挂探放水设计钻孔参数牌版、施工进度牌版、瓦斯检查牌版、施工原始记录本、探放水施工设计及安全技术措施，钻孔号牌等。
3）探水队要准备好探放水钻机配件、打钻所需的材料及工具，准备套管及闸阀，备足固定套管的辅助物件（海带、秋麻或注浆固管所需水泥、黄土、注浆机等物品）。
4）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钻机各传动部分运转是否齐全、合格,发现不符合规定的，必须进行处理或更换，确保施工的安全。
若井下钻机出现问题，应能及时更换配件，不能影响打钻。
5）在打钻地点附近10米内安设专用电话和打钻视频装置，保证通讯线路和话机完好，由专人值守，随时与调度室联系；调度打钻视频清晰，并有储存回放功能。
6）钻场必须使用编织袋铺底，设置拦水堰，流水路线巷道十字头、丁字口采用工字钢联锁加固，探水地点联锁加固巷道长度不少于10米；巷道支护应牢固，顶、帮背实，无高吊棚脚，倾斜巷有撑杆；煤巷不沿底处要使用水泥或编织袋装煤鱼鳞式铺底和护脚，使巷道有较强的抗水流冲击能力。
7）供水、供风管路：
永久供水、供风管路必须接至钻场附近并安装有三通阀门，保证钻机能风水联动。
8）探水前所有准备工作完成后，由地测、安检、机电、通风、调度、生产等部门联合验收，待合格后方可开钻。
五、安全技术措施
1、钻进施工
1）工作人员进入钻场必须首先检查钻场及其周围的安全状况，如顶板、防水、防火、通风设施等，如有不安全因素，不得开钻。
2）检查机械设备安装质量及安全设施情况，经试钻合格后，方可开钻。
3）施工钻孔期间注意力要集中，做到手不离操作阀，眼不离钻机，随时观察钻机运转情况，准确、及时、迅速的启动和关闭钻机。
4）打钻时要进行钻机性能检查，钻机压力控制，转速控制是否灵敏可靠，钻孔振动、送水、排水情况是否正常。
打钻时，要先给钻机上水，钻孔中水流出后，再进行开钻，严禁干打眼。
5）钻杆及其它钻具要摆放整齐，安装及拆卸钻杆时要轻拿轻放，不许用铁器敲打钻杆，拆下的钻杆要码放整齐。
6）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。
接钻杆时检查钻杆质量是否合格，并按正确顺序接退钻杆。
钻杆从后端连接，每次只能按一节钻杆；钻孔当班一次不能施工结束，必须将钻杆全部退出，防止卡钻。
7）在打钻时禁止操作人员直对钻杆后站立，必须站在钻机两侧，以防钻杆受压冲出伤人；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。
8）下设套管时，使用导线管进行开孔钻进，保证钻孔直线度；采用垫加道木击打法固定好已经缠绕秋麻或海带的套管，使得套管与钻孔接触紧密，达到耐压要求；接好闸阀及水压表，准备钻孔牌号，每探一个钻孔标记上相应牌号。
9）开钻后，要做好钻孔施工记录，施工记录包括深度、岩性、见煤位置、煤层厚度、见水深度、水量、瓦斯涌出量等。
应准确判别煤、岩层厚度并记录换层深度。
10）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，卡钻以及有顶钻或有瓦斯喷出等异常现象时，必须立即停钻，记录其孔深并同时将钻杆固定，不得取出钻杆。
要立即向矿调度室汇报，撤出受水害威胁区域所有人员。
11）每个钻孔钻探结束后，要由钻机长、瓦检工、安检员三人联合验收，填写单孔验收单。
对无水钻孔用黄泥进行封孔处理，封孔长度≥1.5米。
12）放水要求：
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，控制放水孔的流量或调整排水能力，并清理水仓、水沟等。
派专人观测放水情况，监视放水全过程，如果钻孔水变小，要及时透孔；发现其他异常出水情况，及时汇报。
放水结束后，立即核算放水量与预计积水量的误差，查明原因。
13）安检员要对探水处进行安全检查，并对有关部门执行措施情况进行监督落实，发现不安全因素，立即汇报，发现不按措施执行的单位和个人，要立即给予警告和制止。
2、通风瓦斯管理措施
1）探放水迎头采用2*11KW局扇和600mm的风筒独立通风，并有可靠的风电瓦斯闭锁装置。
2）风机安装位置：
风机安装至11运输下山通风线路：
11031回风巷→11轨道下山→总回风巷→风井→地面。
3）加强探放水地点的通风，保证钻场内有充足的风量，在钻场附近及回风侧悬挂瓦斯和一氧化碳传感器及便携式报警仪，连续监测钻场内及回风流的瓦斯浓度和CO含量，当瓦斯浓度达到或超过1%时，不得开钻，严禁瓦斯超限作业。
4）当班安全员及配备专职瓦检工必须在探放水地点监督安全和随时检查空气成分，增加有害气体的观测次数；如果回风流中、电机及其开关安设地点附近20m以内风流中的瓦斯浓度达到1%或其他有害气体浓度超过《煤矿安全规程》第一百条规定时，必须停止工作，切断电源，撤出人员，进行处理，只有在瓦斯浓度降到1%以下时，方可恢复施工。
5）钻孔接近预计可能有瓦斯或其他有害气体涌出时，必须有瓦斯检查员在现场值班，检查空气成分。
如果钻进中发现有害气体喷出时，必须立即停止打钻，切断电源，将人员撤到有新鲜风流的地点，并报告矿调度室，采取措施进行处理。
3、打钻专项防火措施
1）探水前风、水管路必须安装到位，无水不能开钻，保证钻机能风水联动。
2）在钻场附近及回风流巷道内按规定安装CH4、CO传感器，并悬挂CH4、CO便携报警仪，确保监控有效。
3）钻机钻尾必须安装风水三通阀门，每次开机前要试验风水三通阀门的灵活性及供水、供风情况，若风压小于0.8MPa或无水时，严禁开机。
4）在钻场10米范围内使用不燃性材料支护；安放不少于两台灭火器、一个容纳100kg沙子的沙箱和100kg黄土，做好钻场附近的防灭火工作。
5）装卸钻杆要轻拿轻放，避免碰撞产生火花；钻探期间钻头遇到老巷木、硬原煤时，要采取措施避免钻头发热引燃瓦斯或煤体。
6）采用风力排粉时，凡是出现钻孔排粉不畅、有堵塞钻孔现象时，应停止钻进，严禁钻杆原地旋转，需要原地旋转时，旋转时间应不大于3min，并同时注意监测有无CO出现。
7）严禁钻机带钻杆原地钻杆空转，严禁钻头与煤（岩）体接触硬磨出现钻头发热的现象。
8）钻机必能保证风水联动。
4、机电、电器设备管理措施
1）机电工应班班检查各种电气机电设备的可靠性，做好维修保养，必须防爆，杜绝电器设备的失爆，与通风科结合，实现瓦斯电闭锁完好；机构传动部分要安装防护栏、保护罩，保证电气、机电设备完好。
2）要严格执行停送电制度。
当钻机或其它电气机电设备出现故障需要维修时，要切断电源，专人挂牌管理，严禁带电作业。
5、排水措施
1）机电科要保证主水仓及11采区水仓水泵双回路供电，且保证主水仓内安装的排水泵都能正常工作，探水前保证主水仓50%空仓，并保证排水管路畅通，无漏水。
2）11031上下副巷临时水仓配备2台排水能力不小于30m³/h防爆型排水泵，一备一用，配套3寸排水管路两趟，单台泵排水能力达到20m³/h以上。
3）排水路线：
探水地点→11031回风巷临时水仓→11采区辅助回风巷→11031运输巷→中央水仓→平地。
4）每回次探水前，在施工地点至水仓之间铺设水槽，搭接完好，并配置有沉淀池。
6、避灾线路
1）避水灾路线：
探水地点→11031回风巷→11轨道下山→副井东大巷→副井底→平地。
2）避火、瓦斯灾路线：
探水地点→11031回风巷→11辅助回风巷→11031运输巷→副井东大巷→副井底→平地。
其它受水害威胁地点工作人员按救灾预案撤离。
六、附图
附图1、探放水钻场、钻孔设计布置平面图（1：
1000）；
附图2、钻孔布置断面示意图
附图3、分组钻孔剖面图（1：
500）；
附图4、单孔设计示意图。
附图5、钻孔单孔柱状示意图（含钻孔结构示意图）。
地测防治水科
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