6118掘进工作面超前钻探设计外报.docx
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6118掘进工作面超前钻探设计外报
6118掘进工作面超前钻探设计
一、工作面水文地质概况及钻探目的
6118工作面为六采区的一个新的工作面，开采10#11#煤层，煤层平均厚度7.24m,上部9#煤为采空区，底板为铝质泥岩。
工作面北邻6416（9#煤已采）采空区，西邻六采区大巷，南邻6420（9#煤已采）采空区、6120（10#11#煤已采）采空区，东为正旺煤业有限责任公司。
由于上部9#煤为采空区，采空区内存有采空积水，预计积水范围为203100m2、积水量为102000m3；相邻6116工作面（9#已采）和6120工作面（9#、10#11#煤层已采），都未发现小煤窑破坏区。
根据矿井防治水原则，结合我公司“一面一策”的探放水设计，在工作面掘进期间，保证将物探和钻探工作纳入掘进作业循环中，确保在掘进施工过程中的安全，避免发生无预测预报揭露导水构造、采空区或老窑积水。
根据《矿井地质报告》中水文孔探测的奥灰水位标高为580m，6118工作面水位标高为710m，故工作面水位标高远高于奥灰水位标高；同时根据《煤矿防治水规定》第九十九条规定，水压小于1.0Mpa的工作面，超前距保留30m。
依据“物探先行，钻探跟进，有掘必探，先探后掘”的防治水原则，采取边探边掘措施，在6118材、运两巷进行超前钻探，探循环进行作业。
二、物探工作方案及设计
1、我公司主要引用以下两种仪器对工作面煤岩的含水情况进行物探，分别为YCS40（A）矿用瞬变电磁仪（福建华虹科学研究院）和CUGTEM矿用瞬变电磁仪（武汉地大华睿地学技术有限公司）。
瞬变电磁法（TransientElectromagneticsMethod,TEM）是以地壳中岩（矿）石的导电性与导磁性差异为主要物质基础，根据电磁感应原理，利用不接地回线或接地线源向地下发送一次脉冲磁场，在一次脉冲磁场的间隙期间，利用线圈或接地电极观测二次涡流场，并研究该场的空间与时间分布规律,来寻找地下矿产资源或解决其它地质问题的一支时间域的电磁法。
2、主要用途：
（1）掘进巷道前方富水性超前探测与评价
（2）工作面顶板、底板富水性探查与评价；
（3）回采工作面老空水探测；
（4）封闭不良钻孔，废弃巷道探查
（5）其它水文异常探测
3、我公司采用YTR（D）瑞利波（西安煤炭科学研究院）探测仪对工作面内的隐伏地质构造进行物探，可以为地质专家和技术人员了解煤矿井下超前探测掘进面前方或巷道的顶底板、巷道两帮一定范围内的煤层、岩层的厚度及其小构造的情况。
瑞利波探测技术是通过采集人工地震波所携带的地下信息来分析地层结构，目前有两种方法，一种是面波变频探测法，亦称稳态法，另一种方法是面波频谱分析法，亦称瞬态法。
4、探测分析：
探测结果在室内进行研究分析，存有异常的区段下发“钻探通知单”，并进行钻探验证,严格按照过异常区时下发的钻探措施执行。
地测大队现场收集过异常区段的积水情况，并进行总结。
5、探测方案及工程量：
6118工作面走向全长为1262m，倾斜长为161m，预计共探测次数46次，钻探90次。
首次物测从正巷开始探测（工作面构系统时不需进行钻探和物探）。
每次探测在掌头布置7个测点，每个测点以3个角度进行探测，每次探测距离为100m，组队掘至70m时及时与地测大队联系，进行第二次物探。
6、见工作面巷道布置图：
三、钻探方案设计
1、6118工作面使用ZWJ400/130型液压架柱式回转钻机，材运两巷各一台。
2、单孔设计要求
开孔时，先使用钻头直径为108mm，钻杆直径为98mm进行开孔，然后使用直径108mm，长度为10m的孔口管封堵，用0.2m的水泥厚度进行加固（水泥配比为：
水泥：
沙：
水（1：
3：
0.8），耐压试验测试结果，按一般为平均水量的1.5倍测试）。
最后使用钻头直径为50mm，钻杆直径为42mm开始进行钻探。
3、6118工作面材、运两巷以方位90°，3#矸为顶板向前掘进；巷道断面为梯形，上掘宽4.2m，上净宽3.8m，下掘宽4.9m，下净宽4.5m，掘高3m，净高2.8m，采用综掘机（EBZ—160B）掘进作业，利用刮板运输机出煤至溜煤眼，支护方式采用锚杆、锚索、架棚联合支护。
4、6118工作面上部9#煤为采空区，在材料巷掌头各设计3个钻孔，超前距保留30m，具体参数如下：
（见表1）
钻孔参数表1：
地点
孔号
方位
倾角
孔深（m）
开孔位置
终孔位置
材料巷
1
69°
8°
60
顶板下1.5m
打到9#采空区
材料巷
2
90°
8°
60
顶板下1.5m
打到9#采空区
材料巷
3
111°
顺层
60
顶板下1.5m
打到采空区
5、6118工作面上部9#煤为采空区，在运输巷掌头各设计3个钻孔，超前距保留30m，具体参数如下：
（见表2）
钻孔参数表2：
地点
孔号
方位
倾角
孔深（m）
开孔位置
终孔位置
运输巷
1
69°
8°
60
顶板下1.5m
打到9#采空区
运输巷
2
90°
8°
60
顶板下1.5m
打到9#采空区
运输巷
3
111°
8°
60
顶板下1.5m
打到9#采空区
（注：
在巷道掌头开孔时，应避开掌头中线，在中线两侧取适当位置开孔。
）
6、针对2#煤古空积水区，与本煤层层间距约80m，因对本煤层不构成影响，故不对其进行钻探。
7、当物探报告分析有异常时，由地测科针对异常区编制相应的探放水设计，并进行专门的探放水工作，验证无异常后方可进行生产。
8、当工作面出现淋水时，应对出水地点进行钻探，验证无异常后方可进行生产。
四、技术要求：
1、工作面采用4寸排水管进行排水，排水管路滞后不得超过15m。
2、钻探前，先安好4″孔口管和控制闸阀，并打好戗杆，待水泥凝固，固定好孔口管后，进行耐压试验，达到设计承受的水压后，方可继续钻进。
3、当钻探区接到井下工作面的“停掘通知单”时，立即组织人员去现场进行钻探工作，技术人员根据探放水设计确定钻孔的角度和方位，专职钻探人员安装施工，完成任务后，由钻机操作员、地测技术员及跟班安全员“三方”签字确认后，地测技术人员填写“探放水钻孔图牌板”，出井后负责给队组下发“允许掘进通知单”。
4、探放时，严格按照探放水设计施工，不得擅自改动钻孔数目、方位、倾角、钻孔深度及其它设计要求，应按设计进行打钻。
五、安全措施：
1、钻探前，应由调度室协调安排清挖水仓，水仓容积必须满足探放水要求，为保证施工安全，应全面检查排水系统，清挖水沟使其畅通，并在工作面备好水泵和排水管路等设备。
2、放水时，为防止水量过大，钻孔应设置孔口管和阀门，孔口管长度为10m，以便控制水量。
3、钻探前应事先与生产调度联系，由生产调度室协调打钻作业地点的其他工作，确保打钻工作的顺利完成。
4、钻探前，要加强钻孔附近的巷道支护，钻孔周围顶板要加固好，打好坚固的立柱和拦板，确保安全施工。
5、搬移钻机前，钻探队要派专人设好警戒，并派人清理好路线，带班长要对其路线进行检查。
所有配合人员要统一听从带班长指挥，听从口令、协调动作、步调一致。
搬移人员要同起同放，如有体力不支者，要及时换人或休息。
6、探放时，按钻机操作规程进行施工，钻机与钻孔之间的距离不得过大，按章操作，不得违章作业，严禁用手（戴手套）触动钻机转动部位。
7、钻探时，要加强施工地点的通风和瓦斯监测，瓦检员要去现场检测瓦斯，随时测定老空区及煤层中瓦斯涌出情况，如果发现巷道内瓦斯浓度超限，应停止作业，采取措施，排放瓦斯。
8、钻探时，如发现煤层疏松，片帮，钻眼中水压、水量突然增大或有压力水顶钻现象，应立即停钻，汇报调度室，并撤出钻机，但不得拔出钻杆，并要对钻杆后部进行加固。
9、放水时，要设专人监测钻孔出水情况，并记录出水单孔流量和总出水量，如果水量突然变化，要及时采取措施予以处理，并立即汇报调度室。
10、施工负责人必须组织钻探工对安全技术措施进行学习，将本措施贯彻给每位作业人员，不参加学习的人员，不得参加该项工作。
11、排水路线:
探水地点---6118材、运两巷---六采回风巷---南风井---地面。
12、避灾路线:
探水地点---6118材、运两巷----六采轨道巷----井底车场---付斜井---地面。
六、审批意见：
山西汾西新峪煤业有限责任公司
6118掘进工作面探放水设计
地测科
2012年12月25日
编制单位：
地测科
编制：
郭利军
审核：
科长：
总工程师：
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