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1、授課教師:授課內(nèi)容名稱:井下探放水技術(shù)工藝教學(xué)目標(biāo):使學(xué)員了解探放水技術(shù),掌握探放水作業(yè)安全操作規(guī)范,從而達(dá)到安全操作的目的。教學(xué)基本內(nèi)容(提綱):井下探放水技術(shù)工藝重點(diǎn):掌握探放水技術(shù)難點(diǎn):掌握探放水作業(yè)操作工藝教學(xué)設(shè)計(jì):版面右側(cè)書寫內(nèi)容,以啟發(fā)式、互動(dòng)式方式教學(xué)。課后時(shí)間反饋,下節(jié)課進(jìn)行修正,使學(xué)員全面掌握所學(xué)到的知識(shí)。特殊標(biāo)注: 培訓(xùn)中心審批:分配時(shí)間教學(xué)內(nèi)容筆注分配時(shí)間分配時(shí)間分配時(shí)間分配時(shí)間分配時(shí)間分配時(shí)間分配時(shí)間分配時(shí)間分配時(shí)間分配時(shí)間分配時(shí)間分配時(shí)間分配時(shí)間分配時(shí)間分配時(shí)間分配時(shí)間分配時(shí)間分配時(shí)間分配時(shí)間分配時(shí)間分配時(shí)間分配時(shí)間分配時(shí)間分配時(shí)間分配時(shí)間分配時(shí)間分配時(shí)間分配時(shí)間分配
2、時(shí)間分配時(shí)間分配時(shí)間分配時(shí)間分配時(shí)間分配時(shí)間分配時(shí)間分配時(shí)間分配時(shí)間分配時(shí)間分配時(shí)間分配時(shí)間分配時(shí)間分配時(shí)間分配時(shí)間分配時(shí)間分配時(shí)間分配時(shí)間分配時(shí)間分配時(shí)間第一節(jié) 井下探放水的相關(guān)規(guī)定探放水包括探水和放水兩個(gè)方面。探水是指采礦過程中用超前勘探方法,查明采掘工作面頂?shù)装?、?cè)幫和前方等水體的具體空間位置和狀況等,其目的是為了有效地防治礦井水做好必要的準(zhǔn)備。放水是指為了預(yù)防水害事故,在探明情況后采取鉆孔等安全方法將水體放出。煤礦安全規(guī)程對(duì)井下探放水做了如下規(guī)定:(1)礦井必須作好水害分析預(yù)報(bào)和充水條件分析,堅(jiān)持預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、有疑必探、先探后掘、先治后采的防治水原則。
3、 探水或接近積水地區(qū)掘進(jìn)前或排放被淹井巷的積水前,必須編制探放水設(shè)計(jì),并采取防止瓦斯和其他有害氣體危害等安全措施。 探水孔的布置和超前距離,應(yīng)當(dāng)根據(jù)水頭高低、煤(巖)層厚度和硬度以及安全措施等在探放水設(shè)計(jì)中具體規(guī)定。 (2)采掘工作面遇到下列情況之一時(shí),必須確定探水線進(jìn)行探水: (一)接近水淹或可能積水的井巷、老空或相鄰煤礦時(shí)。 (二)接近含水層、導(dǎo)水?dāng)鄬印⑷芏春蛯?dǎo)水陷落柱時(shí)。 教學(xué)內(nèi)容(三)打開隔
4、離煤柱放水時(shí)。 (四)接近可能與河流、湖泊、水庫、蓄水池、水井等相通的斷層破碎帶時(shí)。 (五)接近有出水可能的鉆孔時(shí)。 (六)接近有水的灌漿區(qū)時(shí)。 (七)接近其他可能出水地區(qū)時(shí)。 經(jīng)探水確認(rèn)無突水危險(xiǎn)后,方可前進(jìn)。 (3)煤系底部有強(qiáng)承壓含水層并有突水危險(xiǎn)的工作面,在開采前,必須編制探放水設(shè)計(jì),明確安全
5、措施。 (4)安裝鉆機(jī)探水前,必須遵守下列規(guī)定: (一)加強(qiáng)鉆場(chǎng)附近的巷道支護(hù),并在工作面迎頭打好堅(jiān)固的立柱和攔板。 (二)清理巷道,挖好排水溝。探水鉆孔位于巷道低洼處時(shí),必須配備與探放水量相適應(yīng)的排水設(shè)備。 (三)在打鉆地點(diǎn)或附近安設(shè)專用電話。 (四)測(cè)量人員和防探水人員必須親臨現(xiàn)場(chǎng),依據(jù)設(shè)計(jì),確定主要探水孔的位置、方位、角度、深度以及鉆孔數(shù)目。
6、 (5)預(yù)計(jì)水壓較大的地區(qū),探水鉆進(jìn)之前,必須先安好孔口管和控制閘閥,進(jìn)行耐壓試驗(yàn),達(dá)到設(shè)教學(xué)內(nèi)容計(jì)承受的水壓后,方準(zhǔn)繼續(xù)鉆進(jìn)。特別危險(xiǎn)的地區(qū),應(yīng)有躲避場(chǎng)所,并規(guī)定避災(zāi)路線。 (6)鉆孔內(nèi)水壓過大時(shí),應(yīng)采用反壓和有防噴裝置的方法鉆進(jìn),并有防止孔口管和煤(巖)壁突然鼓出的措施。 (7)鉆進(jìn)時(shí),發(fā)現(xiàn)煤巖松軟、片幫、來壓或鉆孔中的水壓、水量突然增大,以及有頂鉆等異狀時(shí),必須停止鉆進(jìn),但不得拔出鉆桿,現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人員應(yīng)立即向礦調(diào)度室報(bào)告,并派人監(jiān)測(cè)水情。如果發(fā)現(xiàn)情況危急時(shí),必須立即撤出所有受水威脅地區(qū)
7、的人員,然后采取措施,進(jìn)行處理。 (8)探放老空水前,首先要分析查明老空水體的空間位置、積水量和水壓。老空積水區(qū)高于探放水點(diǎn)位置時(shí),只準(zhǔn)用鉆機(jī)探放水。探放水孔必須打中老空水體,并要監(jiān)視放水全過程,核對(duì)放水量,直到老空水放完為止。 鉆孔接近老空,預(yù)計(jì)可能有瓦斯或其他有害氣體涌出時(shí),必須有瓦斯檢查工或礦山救護(hù)隊(duì)員在現(xiàn)場(chǎng)值班,檢查空氣成分。如果瓦斯或其他有害氣體濃度超過本規(guī)程規(guī)定時(shí),必須立即停止鉆進(jìn),切斷電源,撤出人員,并報(bào)告礦調(diào)度室,及時(shí)處理。
8、; (9)鉆孔放水前,必須估計(jì)積水量,根據(jù)礦井排教學(xué)內(nèi)容水能力和水倉容量,控制放水流量;放水時(shí),必須設(shè)專人監(jiān)測(cè)鉆孔出水情況,測(cè)定水量、水壓,做好記錄。若水量突然變化,必須及時(shí)處理,并立即報(bào)告礦調(diào)度室。 (10)排除井筒和下山的積水以及恢復(fù)被淹井巷前,必須有礦山救護(hù)隊(duì)檢查水面上的空氣成分,發(fā)現(xiàn)有害氣體,必須及時(shí)處理。 排水過程中,如有被水封住的有害氣體突然涌出的可能,必須制定安全措施。 第二節(jié) 井下探放水設(shè)計(jì)采掘工作面探水前,必須編制探水設(shè)計(jì),確定探水警戒線,并采取防止瓦斯和其他
9、有害氣體危害等安全措施。探放水設(shè)計(jì)由地測(cè)部門提出,煤礦總工程師審定,嚴(yán)格按設(shè)計(jì)進(jìn)行探放水。井下探放水的設(shè)計(jì)應(yīng)包含以下內(nèi)容。一、 分析水文地質(zhì)情況,確定積水線、探水線和警戒線1、水文地質(zhì)分析內(nèi)容(1)老窯、老空積水分析內(nèi)容。包括:老窯名稱、編號(hào)、地理位置、經(jīng)緯距、標(biāo)高、開采時(shí)間、層別、采出煤量、停采原因、相鄰式窯關(guān)系、老空水距地表深度及積水范圍內(nèi)的積水量、經(jīng)常涌水教學(xué)內(nèi)容量和水頭高度等。(2)老采空區(qū)積水分析內(nèi)容。包括:積水巷道名稱、標(biāo)高、層別、積水量和經(jīng)常涌水量和水頭等。(3)未封或虛封導(dǎo)水鉆孔分析內(nèi)容。包括:孔號(hào)、孔深、孔徑、地表位置、經(jīng)緯距及標(biāo)高與各煤層新舊采區(qū)的關(guān)系、含水層情況等。(4)
10、含水?dāng)鄬臃治鰞?nèi)容。包括:實(shí)際巷道所見的斷層走向傾向、傾角、落差、破碎帶寬度、破碎帶交結(jié)情況、以往的出水特點(diǎn)、涌水量、水壓或水位標(biāo)高等。(5)煤層底板的含水層。包括:含水層名稱、巖柱、厚度、水位水量及其與采煤層的間距等。2、確定積水線、探水線和警戒線根據(jù)水源分析情況,在采掘“工程平面圖”上按水源的范圍確定積水線,在積水線的基礎(chǔ)上平等外推60150米而劃定探水線,警戒線是在探水線的基礎(chǔ)上平等外推50150米而劃定。二、 根據(jù)水害的性質(zhì)設(shè)計(jì)開拓方案及防水方案(1)探水區(qū)的開拓方案(2)巷道布置及施工順序(3)巷道斷面及支護(hù)形式(4)排水溝設(shè)計(jì)(5)排水線路設(shè)計(jì)(6)設(shè)置臨時(shí)排水設(shè)施(7)水閘門及水閘
11、墻的設(shè)置(8)計(jì)算允許放水量(9)人員避災(zāi) 教學(xué)內(nèi)容路線及預(yù)防有害氣體的措施等。三、 設(shè)計(jì)探水孔的設(shè)計(jì)方案1、每次探水孔的位置由探水的深度、探水超前距離和巷道允許掘進(jìn)的距離而定。2、探水鉆孔的超前距離、巷道允許掘進(jìn)距離、幫距和密度的確定。(1)超前距。探水時(shí)從探水線開始向前方打鉆探水、一次打透積水的情況較少,常是探水掘進(jìn)探水循環(huán)進(jìn)行,而探水鉆孔的終孔位置應(yīng)始終保持超前工作面一段的安全距離,這段距離簡(jiǎn)稱超前距。如下圖允許掘進(jìn)距離超前距離幫距安全外圍線外斜眼終孔位置(2)允許掘進(jìn)距離。經(jīng)探水后,證實(shí)無滴水穿石威脅,可以安全掘進(jìn)的長(zhǎng)度稱為允許掘進(jìn)距離。(3)幫距。為使巷道兩幫與可能存在的老空積水間保
12、持一定的安全距離,即扇形布置的最外側(cè)探水孔所控制的范圍與巷道幫的距離。其值應(yīng)與超前距離相同,可用下式計(jì)算。教學(xué)內(nèi)容a=0.5AL3KP式中a超前距,米A安全系數(shù)(一般取25)L巷道的跨度(寬或高取其大值),米水頭壓力,Mpa KP煤的抗張強(qiáng)度,MPa探水超前距離經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)表水頭高度m水頭高度m水頭高度m水頭高度m<50<50<50<5050100501005010050100100150100150100150100150150200150200150200150200教學(xué)內(nèi)容超前距、幫距除用上式計(jì)算外,也可參照下表有關(guān)經(jīng)驗(yàn)值確定,關(guān)于煤層的KP值,各礦區(qū)針對(duì)煤層的不同厚
13、度和硬度進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)定。(4)鉆孔密度(孔間距)。允許掘進(jìn)距離的終點(diǎn)橫剖面上探水鉆孔之間的間距,一般不得超過3米,以防漏掉老空巷。3、探水鉆孔布置方式(1)傾斜煤層平巷和上山巷道探水鉆孔布置方式、鉆孔數(shù)量和夾角大小見下表(2)在高水壓、水量大或煤層松軟、節(jié)理發(fā)育的情況下,應(yīng)采用隔離式探水(書138頁)四、探放水鉆孔孔數(shù)的確定1、單孔出水量教學(xué)內(nèi)容q=c.2gh式中q單孔出水量,m3/s;c流量系數(shù),一般取0.60.62鉆孔的斷面積,m2;g重力加速度,g=9.81 m/s2h鉆孔出口處的水頭高度, m,為計(jì)算鉆孔的平均放水量,h可取最大水頭高度的40%50%,2、最大應(yīng)放水量Qmax=/t+Q動(dòng)
14、式中凈儲(chǔ)量或老空積水量,m3;t允許放水時(shí)間, s;Q動(dòng)動(dòng)儲(chǔ)量或老空水常補(bǔ)給量,m3/s;3、小窯老空積水量=K.M.L.h/sina式中小窯老空積水量,m3;M采厚,m;L小窯老空走向長(zhǎng)度,m;h小窯老空內(nèi)的水頭高度,m;a老空的充水系數(shù),一般取0.30.5教學(xué)內(nèi)容4、鉆孔的孔數(shù)N= Q/g式中N放水鉆孔孔數(shù);Q放水量第三節(jié) 探放老空水小煤窯和礦井采掘的費(fèi)巷老空積水,其幾何形狀極不規(guī)則,積水量大者可達(dá)數(shù)百萬立方米,一旦采掘工作面接近或揭露它們時(shí),常常造成突水淹井及人身傷亡事故,故必須探放老空水。一、 探放老空水的原則探放老空水除了要遵循煤礦安全規(guī)程所規(guī)定的探放水原則外,還應(yīng)遵循下述原則。(1
15、)主動(dòng)探放。 當(dāng)老空區(qū)不在河溝或重要建筑物下面、排放老空區(qū)內(nèi)積水不會(huì)過分加重礦井排水負(fù)擔(dān)、且積水區(qū)之下又有大量的煤炭資源急待開采時(shí),這部分積水應(yīng)千方百計(jì)地放出來,以徹底解除水患。(2)先隔離后探放。與地表水有密切水力聯(lián)系且雨季可能接受大量補(bǔ)充的老空水;老空的積水量較大,水質(zhì)不好(酸性大),為避免負(fù)擔(dān)長(zhǎng)期排水費(fèi)用,對(duì)這種積水區(qū)應(yīng)先設(shè)法隔斷或減少其補(bǔ)給水量,然后再進(jìn)行探水,若隔斷水源有困難無法進(jìn)行有效的教學(xué)內(nèi)容探放,則應(yīng)留設(shè)煤巖柱與生產(chǎn)區(qū)隔開,待到礦井生產(chǎn)后期再進(jìn)行處理。(3)先堵后探放。 當(dāng)老空區(qū)為強(qiáng)含水層水或其它大小水源水所淹沒,出水點(diǎn)有很大的補(bǔ)給量時(shí),一般應(yīng)先封堵出水點(diǎn),而后再探放水。 (4
16、)先降壓后探放。對(duì)水量大、水壓高的積水區(qū),應(yīng)先從頂、底板巖層打穿層放水孔,把水壓降下來,然后再沿煤層打探水鉆孔。二、 探放老空水的步驟及方法1. 探水前應(yīng)注意事項(xiàng)檢查排水系統(tǒng)。準(zhǔn)備好水溝、水倉及排水管路等;檢查排水泵及電動(dòng)機(jī),使之正常運(yùn)轉(zhuǎn),達(dá)到設(shè)計(jì)的最大排水能力。準(zhǔn)備堵水材料。在探水地點(diǎn)應(yīng)備用一定數(shù)量的坑木、麻袋、木塞、木板、黃泥、棉線、鋸、斧等,以便出水或來壓時(shí)及時(shí)處理。檢查瓦斯。瓦斯?jié)舛瘸^安全規(guī)定時(shí)應(yīng)停止工作,及時(shí)加強(qiáng)通風(fēng)。檢查鉆場(chǎng)支護(hù)情況。有松動(dòng)或破損的支架要及時(shí)修整或更換。幫頂是否背好,都要一一檢查。檢查煤壁。煤壁有松軟或膨脹等現(xiàn)象,要及時(shí)處教學(xué)內(nèi)容理,閉緊填實(shí),必要時(shí)可打上木垛,防
17、治水流沖垮煤壁,造成事故。檢查水溝。巷道水溝中的浮煤、碎石等雜物,應(yīng)隨時(shí)清理干凈。若水溝被冒頂或片幫堵塞時(shí),應(yīng)立即修復(fù)。檢查安全退路。避災(zāi)路線內(nèi)不許有煤炭、木料、煤車等阻塞,要時(shí)刻保證暢通無阻。2. 探水起點(diǎn)的確定根據(jù)一些礦區(qū)的經(jīng)驗(yàn),將調(diào)查和勘探(包括物探)獲得的小窯、老空分布資料,經(jīng)過分析畫出三條界線(書141頁)1、積水線調(diào)查核對(duì)積水邊界線(即小窯采空區(qū)的范圍),其深部界線應(yīng)根據(jù)小窯或老空的最深下山劃定,并填寫古井或近期采空區(qū)調(diào)查表。2、探水線沿積水線外推60150米的距離畫一條線即為探水線(下山掘進(jìn)時(shí)則為順層的斜距),此數(shù)值大小視積水邊界的可靠程度、水壓大小、煤的堅(jiān)硬程度、頂?shù)装鍘r性及地
18、質(zhì)構(gòu)造等因素來確定。當(dāng)掘進(jìn)巷道至此線時(shí)應(yīng)開始探水。3、警戒線教學(xué)內(nèi)容由探水線再外推50150米(在上山掘進(jìn)時(shí)指傾斜距離),即為警戒線。當(dāng)巷道進(jìn)入此線后,就應(yīng)警惕積水的威脅,注意掘進(jìn)工作面的變化,如發(fā)現(xiàn)有透(突)水征兆應(yīng)提前探水。探水線、警戒線的確定可參考下表的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值結(jié)合本礦的資料確定。積水線外推探水線,警戒線經(jīng)驗(yàn)數(shù)值表邊界名稱確定方法煤層軟硬程度資料主要依靠調(diào)查分析判別有一定圖紙資料作參考有可靠的圖紙做依據(jù)探水線由積水線平行外推松軟100150801003040中等8012060802535堅(jiān)硬6010040602030警戒線由深水線平行外推6080405010203. 探放水鉆孔布設(shè)工藝(
19、1)探放水應(yīng)采用深孔、中深孔和淺孔相結(jié)合的方式(書142頁)深孔:每次探放水應(yīng)打3個(gè)深孔(中眼和兩個(gè)外斜眼),為提前探測(cè)到積水(深孔放水較安全),只要不脫離煤層應(yīng)盡量扣深,由于外斜眼深度大,控制的幫距也大,使繼續(xù)探水掘進(jìn)時(shí)安全。中深孔:每次探放水在3個(gè)深孔之間或外斜眼外側(cè)布置一些中深孔,孔深能滿足超前距、幫距和孔間距的要求即可。淺孔:薄煤層探水,由于傾角的變化或打深孔,鉆教學(xué)內(nèi)容孔先穿過煤層頂、底板巖層,然后再沿煤層掘進(jìn)時(shí),應(yīng)布置淺孔,把沿巖層鉆進(jìn)的范圍補(bǔ)充探明。其鉆孔深度根據(jù)需要確定。對(duì)于厚煤層、急傾斜煤層探放水鉆孔的布置應(yīng)根據(jù)前面的開采情況,不僅平面上布置扇形,而且剖面上也應(yīng)為扇形,以防漏
20、掉老空巷道。(2)空口安全裝置的布設(shè)。一般的探放水孔都必須安裝空口安全套管。孔口安全裝置的施工和安裝程序如下:選擇煤(巖)堅(jiān)硬完整處開孔,孔徑應(yīng)比孔口管徑大12級(jí),鉆至預(yù)定深度(視水壓高低和煤層堅(jiān)硬強(qiáng)度而定)后,將孔內(nèi)沖洗干凈??卓诠艿陌惭b和膠結(jié)可用以下三種方法:第一種方法向孔內(nèi)注入水泥漿,將預(yù)先準(zhǔn)備好的孔口管末端應(yīng)塞上木塞放入孔內(nèi),待水泥漿凝結(jié)后,即可在孔口管內(nèi)鉆進(jìn)。第二種方法是將孔口管插入孔口后,在孔口用水玻璃和水泥將孔口管固定封死,在管的上方另留一個(gè)小管,然后從孔口管內(nèi)向四周壓入水泥漿,開始從小管跑出空氣和水,待跑出濃水泥時(shí)即將小管封死,繼續(xù)向孔口管內(nèi)壓入水泥漿,至到一定壓力后停止注漿,
21、關(guān)閉管上的閘閥待水泥凝固,(書圖143頁)。教學(xué)內(nèi)容第三種方法是將孔口管深入煤壁內(nèi)一端做成楔形,并加工出注漿孔。將孔口管的楔形部分撞入煤體內(nèi),孔口處用上述第二種方法封孔,然后用注漿膠結(jié),其達(dá)到的要求與第二種方法相同(書圖143頁)。水泥漿凝固后進(jìn)行掃孔,掃孔深度超過孔口管長(zhǎng)度后向孔內(nèi)壓水,當(dāng)其水壓值超過預(yù)計(jì)放水時(shí)的水壓,且孔口管周圍沒有漏水出現(xiàn)時(shí),說明合乎要求,否則仍需注漿加固。當(dāng)探放強(qiáng)含水層水或需要收集放水時(shí)的水量與水壓資料時(shí),還應(yīng)在孔口管安設(shè)水壓表。完整的探放水孔孔口裝置如圖(書圖143頁)對(duì)水壓高于1.0Mpa且水量較大的積水或強(qiáng)含水層進(jìn)行探放水時(shí),孔口應(yīng)安設(shè)防噴逆止閥,以免高壓水頂出鉆
22、桿,噴出碎石傷人,(書圖144頁)安裝逆止閥時(shí)除按說明書外還要特別注意安全。鉆孔孔徑的確定。放水孔孔徑應(yīng)根據(jù)煤層的堅(jiān)硬程度、放水孔深度等因素確定。如煤層硬度較大、孔口較深,可選用稍大一點(diǎn)的孔徑;反之,則選用較小孔徑。在生產(chǎn)中常用42mm、54 mm、60 mm等孔徑,一般不超過60 mm孔徑,以免流速過高,沖垮煤柱。鉆孔數(shù)的確定在以后闡述。4. 探水與掘進(jìn)配合教學(xué)內(nèi)容受水威脅或預(yù)測(cè)有突水危險(xiǎn)的地段,必須與掘進(jìn)施工管理相配合,才能取得良好的防水效果。1、上山探水因積水區(qū)在上方,上山巷道受三面水威脅,一般應(yīng)雙巷掘進(jìn),(書圖145頁)其中一條適當(dāng)超前探水、泄水,另一條隨后,用來安全撤人。雙巷之間每隔
23、3050米掘一聯(lián)絡(luò)巷,并設(shè)擋水墻,以便在其中的一條上山出水時(shí),水不會(huì)竄到另一條上山中去。2、傾斜煤層平巷探水在傾斜煤層平巷掘進(jìn)時(shí),應(yīng)采用雙巷掘進(jìn)。單巷超前探水鉆孔布置成扇形,(書圖145頁)兩巷之間每隔3050米掘一聯(lián)絡(luò)巷,上方巷道探水,下方巷道為泄水巷。3、平巷和開切眼互相配合探水(書圖146頁),在煤層內(nèi)準(zhǔn)備回采工作面時(shí),平巷(上風(fēng)道)應(yīng)先探水掘進(jìn)到位,然后再施工開切眼。這樣既減少開切眼掘進(jìn)的危險(xiǎn)性,又降低開切眼掘進(jìn)時(shí)的探水工作量。4、上山與下山互相配合探水(書圖146頁)下山巷道掘進(jìn),除防止工作面和兩幫來水外,還應(yīng)特別注意背后來水。當(dāng)上山巷道水害未消除或正在探水時(shí),下山巷道應(yīng)停止工作,待
24、教學(xué)內(nèi)容水害威脅消除后再掘進(jìn)。三、探放老空水的安全措施(一)探水巷道掘進(jìn)的安全措施(1)探水巷道必須在探水鉆孔的有效控制范圍內(nèi)掘進(jìn),探水孔的超前距、幫距及孔間距必須符合設(shè)計(jì)要求。每次探水后、掘進(jìn)前,應(yīng)在起點(diǎn)處設(shè)置標(biāo)志,并建立掛牌制度,探水牌內(nèi)容(書圖146頁).(2)探水的上、下山及平巷,中間不得有低洼積水段。(3)巷道與積水區(qū)間距離小于探水規(guī)定的超前距,若有突水征兆時(shí),應(yīng)將掘進(jìn)頭正前方和兩幫支架加固,剎緊背嚴(yán),加以封固,另選定安全地點(diǎn)探水。(4)按設(shè)計(jì)鉆孔的預(yù)計(jì)流量修建水溝,并將流水巷道內(nèi)的沉渣等障礙物清理干凈,巷道通風(fēng)必須良好。(5)巷道支護(hù)必須牢固,頂、幫背實(shí),無高吊棚腳,傾斜巷道應(yīng)有撐
25、桿,使巷道有較強(qiáng)的抗水流沖擊能力。(6)探水巷道必須加強(qiáng)出水征兆的觀察,一旦發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)立即停止掘進(jìn)進(jìn)行處理。情況緊急時(shí)必須立即發(fā)出警報(bào),撤出受水威脅地點(diǎn)的全部人員。(7)厚煤層的上山探水巷,必須沿底板掘進(jìn),巷道內(nèi)不能有浮煤。教學(xué)內(nèi)容(8)遇到下列情況時(shí),應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行“三人放炮” 制度;掘進(jìn)工作面或炮眼有突水征兆時(shí);探水孔超前距離不夠時(shí);掘進(jìn)工作面支架不牢固或空頂距離超過規(guī)定時(shí)。(9)掘進(jìn)班長(zhǎng)必須在現(xiàn)場(chǎng)交接班。交接允許掘進(jìn)剩余長(zhǎng)度和巷道中線與允許前進(jìn)方位關(guān)系等問題。(二)鉆探的安全措施(1)注意檢查觀測(cè)周圍有無出水征兆,如發(fā)現(xiàn)安鉆地點(diǎn)距離積水地點(diǎn)很近、探水不安全時(shí),區(qū)間距小于探水規(guī)定,或有突水征兆
26、時(shí),應(yīng)在采取加固措施后,另找安全地點(diǎn)探放水。(2)檢查安鉆 的巷道支護(hù)和通風(fēng)情況,安全情況完好后,方可安裝鉆機(jī)。(3)鉆機(jī)安裝必須平穩(wěn)牢固。安裝好鉆機(jī)接電時(shí),要嚴(yán)格執(zhí)行停送電制度,電纜吊掛要整齊。(4)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)標(biāo)定鉆孔方位、傾角,每班開鉆前先檢查好立柱、孔口安全裝置、周圍支護(hù)和報(bào)警信號(hào),如有問題,應(yīng)先處理后開鉆。(5)鉆進(jìn)中發(fā)現(xiàn)有害或有毒氣體噴出時(shí),應(yīng)在加強(qiáng)通風(fēng)的同時(shí),用黃泥、木塞(預(yù)先備好)封堵孔口。如無法處理,應(yīng)立即停止工作,切斷電源,將人員教學(xué)內(nèi)容撤到新鮮風(fēng)流地點(diǎn)。(6)鉆進(jìn)時(shí)要注意判別煤、巖層厚度變化并記錄換層深度。一般每鉆進(jìn)10米或更換鉆具時(shí),要丈量一次鉆桿并核實(shí)孔深。終
27、孔前再復(fù)核一次,以防孔深差錯(cuò)造成水害事故。(7)遇高壓水頂鉆時(shí),用立軸卡瓦和逆止閥交替控制鉆桿,使其慢慢地頂出孔口。操作時(shí)禁止人員直對(duì)鉆桿站立。(8)鉆進(jìn)中發(fā)現(xiàn)孔內(nèi)顯著變軟或沿鉆桿流水,都是鉆孔接近或進(jìn)入積水區(qū)的象征,此時(shí)應(yīng)立即停鉆檢查,如孔內(nèi)水壓很大,應(yīng)將鉆桿固定并記錄其深度。在提出鉆桿前,必須重新檢查和加固有關(guān)設(shè)備和支護(hù),并打開三通泄水閥,邊鉆邊推入鉆具。使鉆頭超過原孔深1米以上,先把附近積存的淤泥碎石沖出孔外,而后再提出鉆桿,以利安全放水。(三)放水及放水后掘進(jìn)的安全措施(1)探到積水或水壓后,應(yīng)復(fù)核原有積水資料,確定放水量及防水孔個(gè)數(shù),進(jìn)一步調(diào)整排水能力,使排水供電系統(tǒng)符合煤礦安全規(guī)程
28、的要求,并清理好水倉、水溝等。教學(xué)內(nèi)容(2)設(shè)堰板,派專人監(jiān)視防水情況,記錄放水量,發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)處理。(3)加強(qiáng)放水地點(diǎn)的通風(fēng),增加有害氣體的檢測(cè)次數(shù),或設(shè)甲烷檢測(cè)報(bào)警儀。(4)防水結(jié)束后立即核算放水量與預(yù)計(jì)積水量的誤差,查明原因,以防有殘留積水。(5)受地表強(qiáng)烈補(bǔ)給的老空區(qū),放水后一般應(yīng)通過一年的水文觀察,方可掘透老空?;謴?fù)掘進(jìn)和掘老空前須要行掃孔或補(bǔ)孔檢查。(6)掘透老空時(shí),兩側(cè)應(yīng)有掩護(hù)孔,并在有風(fēng)流進(jìn)出的鉆孔透老空點(diǎn)標(biāo)高以上掘進(jìn)。以防由于淤泥、碎石收縮堵孔,造成積水已被“放凈”的假象和防止放水點(diǎn)標(biāo)高以下殘留積水突出的危險(xiǎn)。(7)進(jìn)入老空區(qū)后,遇見實(shí)煤區(qū)或致密的矸石充填區(qū),凡無法觀測(cè)前方老
29、空狀況時(shí),仍需探水前進(jìn),以防殘留積水的危害。(四)其他安全措施(1)探放水人員必須按照批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)施工,未經(jīng)審批單位允許,不得擅自改變?cè)O(shè)計(jì)。教學(xué)內(nèi)容(2)在突然大量涌水的情況下探放水時(shí),應(yīng)事先在探水工作面附近設(shè)臨時(shí)水閘門。(3)預(yù)先規(guī)定好報(bào)警聯(lián)絡(luò)信號(hào)、涌(充)水時(shí)的對(duì)策及人員避災(zāi)路線等。(4)放水工作應(yīng)盡量避免在雨季進(jìn)行。第四節(jié) 探放斷層水 據(jù)統(tǒng)計(jì),礦井突水點(diǎn)絕大部分出現(xiàn)在斷裂帶及其附近。因此,當(dāng)采掘工作面將要揭露或接近含水層的斷裂構(gòu)造時(shí),都必須進(jìn)行探放水,防止發(fā)生突水事故。一、斷裂帶突水規(guī)律斷裂帶既可以導(dǎo)水,又可以隔水。即有的斷裂導(dǎo)水,有的不導(dǎo)水或阻隔水;同一斷層的某一部位導(dǎo)水,而另一部位或地
30、段卻隔水,或在淺部隔水,而在深部導(dǎo)水;也有采礦前不導(dǎo)水,而采礦后導(dǎo)水等。以上種種情況,主要與斷裂帶的力學(xué)性質(zhì)、斷裂部位及規(guī)模、斷裂活動(dòng)性及不同構(gòu)造體系復(fù)合和干擾程度、斷裂被充填和膠結(jié)程度、母巖性質(zhì)、匯水條件、水源等有關(guān),還與含水層富水性、水頭壓力及斷裂面兩側(cè)煤層與含水層的對(duì)接程度以及采礦對(duì)頂、底板巖層破壞的程度有關(guān)。教學(xué)內(nèi)容(一)、斷裂帶充水特征從研究和掌握斷層帶的充水(或富水)、導(dǎo)水或突水的規(guī)律出發(fā),有些學(xué)者提出的斷裂構(gòu)造巖帶劃分和將較大斷裂劃分為內(nèi)、中、外三個(gè)帶的方法是有實(shí)用價(jià)值的。這種分帶既能指出構(gòu)造的富水部位(或充水)和富水性大小,又能說明其充水的原因和富水的條件等,他們對(duì)斷裂帶的劃分
31、都是自斷裂中心(即斷裂的上盤與下盤的接觸部位)向兩側(cè)(或兩盤)劃分出對(duì)稱的各帶,但兩側(cè)對(duì)稱帶的寬度、次生構(gòu)造、裂隙及其充水性等并不對(duì)稱。例如,斷裂內(nèi)帶兩側(cè)為中帶,中帶兩側(cè)為斷裂外帶,內(nèi)帶、中帶相當(dāng)于一般所說的斷裂破碎帶,而外帶則稱為斷裂影響帶。(二)、含水層和煤層的對(duì)接關(guān)系1、煤層與含水層對(duì)接接觸時(shí)的導(dǎo)水、含水情況(1)煤層與厚層強(qiáng)含水層對(duì)口(對(duì)接接觸)時(shí)斷層導(dǎo)水、富水性很強(qiáng),揭露或接近時(shí)往往形成突水事故。(2)煤層與薄層灰?guī)r強(qiáng)含水層對(duì)口時(shí)斷層帶導(dǎo)水和富水性也很強(qiáng)。2、煤層與含水層間接對(duì)接接觸時(shí)的導(dǎo)水、含水情況教學(xué)內(nèi)容(1)煤層與另一盤含水層的垂直距離小于6米時(shí),采前斷層導(dǎo)水和富水性一般,而煤
32、層回采時(shí),斷層帶將導(dǎo)水,但不同構(gòu)造部位亦有區(qū)別。3、強(qiáng)含水層與強(qiáng)含水層對(duì)口時(shí)的導(dǎo)水、含水情況當(dāng)強(qiáng)含水層與強(qiáng)含水層對(duì)口時(shí),斷層導(dǎo)水、富水性最強(qiáng)。(1)厚層與薄層灰?guī)r強(qiáng)含水層對(duì)口,產(chǎn)生側(cè)向?qū)?,即水?jīng)過斷層帶,由一盤進(jìn)入另一盤,這時(shí)斷層富水性、導(dǎo)水性較強(qiáng)。(2)薄層與厚層灰?guī)r含水層對(duì)口,一般斷層帶含水,導(dǎo)水性較好,富水性一般。4、強(qiáng)含水層與弱含水層對(duì)口時(shí)的導(dǎo)水、含水情況當(dāng)強(qiáng)含水層與弱含水層對(duì)口時(shí),斷層帶含水及導(dǎo)水性不如前者,而且在平面上其充水、富水部位也有差別。(三)斷層切割或溝通其他含水構(gòu)造或水體(1)礦區(qū)中小斷裂與含水或?qū)髷嗔呀粎R或交叉時(shí),中小斷裂就具備了導(dǎo)水或突水條件。(2)接近或接觸地
33、表水體的斷層,富水性強(qiáng),往往成為礦井突水的導(dǎo)水通道。(3)斷層切割了含水層或?qū)萋渲鶗r(shí),其導(dǎo)水性良好。此時(shí)若采掘工作面接近或接觸斷層,則往往教學(xué)內(nèi)容造成突水。(四)采礦與斷層導(dǎo)水或突水關(guān)系斷層面等高線及上、下盤煤層、含水層交線圖(1)采礦產(chǎn)生的裂隙與切割強(qiáng)含水層的隱伏斷層溝通時(shí),裂隙與斷層就成為突水的良好通道。(2)采空區(qū)內(nèi)側(cè)剪切帶的底板巖石遭受破壞性最嚴(yán)重,當(dāng)周期來壓時(shí),剪切帶上的斷裂可以重新活動(dòng)而導(dǎo)水,成為底板水突出的通道。二、探放斷層水的原則與探查內(nèi)容(一) 探放斷層水的原則 凡遇下列情況必須探水:教學(xué)內(nèi)容 (1)預(yù)測(cè)采掘工作面前方或附近有斷層存在,但斷層位置和含(導(dǎo))水性不清有可能突
34、水時(shí)。 (2)采掘工作面前方或附近有含(導(dǎo))水?dāng)鄬哟嬖冢唧w位置不清,或控制不夠嚴(yán)密時(shí)。 (3)采掘工作面底板隔水層厚度與實(shí)際承受的水壓都處于臨界狀態(tài)(即等于安全隔水層厚度和安全水壓的臨界值),在掘進(jìn)工作面前方和采面影響范圍內(nèi),是否有斷層情況不清,一旦遭遇很可能發(fā)生突水時(shí)。(4)井巷工程接近或計(jì)劃穿過的斷層淺部不含(導(dǎo))水,但在深部有可能突水時(shí)。(5)斷層已為巷道揭露或穿過,暫時(shí)沒有出水跡象,但由于隔水層厚度和實(shí)際水壓已接近臨界狀態(tài),在采動(dòng)影響下,有可能引起突水,需要探明其深部是否已和強(qiáng)含水層連通,或有底板水的導(dǎo)升高度時(shí)。 (6)根據(jù)井巷工程和留設(shè)斷層防水煤柱等的特殊要求,必須探明斷層時(shí)。(
35、7)采掘工作面接近推斷含水?dāng)鄬?00m時(shí)。(8)采掘工作面距已知含水?dāng)鄬?0m時(shí)。 教學(xué)內(nèi)容 (9)采區(qū)內(nèi)小斷層使煤層與強(qiáng)含水層的距離縮短時(shí)。(10)采區(qū)內(nèi)構(gòu)造不明,含水層水壓又大于23MPa時(shí)。三、探放斷層水的方法探放斷層水的鉆孔應(yīng)與探斷層構(gòu)造孔結(jié)合起來,在預(yù)先提供的斷層面等高線圖及兩盤主要煤層、含水層交切關(guān)系圖以及探測(cè)斷層預(yù)想剖面圖的基礎(chǔ)上,探出斷層位置、斷層兩盤對(duì)接部位的巖性及其富水性、斷層與其他含水?dāng)鄬踊蚱渌w交切部位及其富水性等。探斷層水的方法與探老空水的方法基本相同,但探水鉆孔要少一些,其鉆孔布置可參照(書圖153頁)。教學(xué)內(nèi)容工作面前方已知或預(yù)測(cè)有含(導(dǎo))水的斷層探查掘進(jìn)工作面
36、前方有無斷層突水危險(xiǎn)的探查教學(xué)內(nèi)容采動(dòng)影響后有無突水危險(xiǎn)性的探查四、探放斷層水的安全注意事項(xiàng)(1)水壓大于2Mpa的斷層一般不宜沿煤層探放斷層水。(2)開孔層位必須在較堅(jiān)硬巖層中,孔口管(止水套管)的長(zhǎng)度、超前距離、探斷層的起始點(diǎn)距離應(yīng)符合(書圖154頁)的要求(3)必須使鉆孔在一定的安全深度揭露斷層,由孔口至斷層之間的巖壁厚度應(yīng)能在關(guān)閉孔口閥門時(shí)足以抗衡水壓的破壞。對(duì)于水壓大于2Mpa、中間要穿過煤層的探斷層孔,在打穿斷層之前,還必須下好第二層孔口管封水護(hù)壁,以防高壓水與煤層及煤系地層發(fā)生人為連通。教學(xué)內(nèi)容(4)水壓大于2Mpa時(shí),應(yīng)選用鉆深200300米的井下大、中型鉆機(jī),水泵應(yīng)能單獨(dú)啟動(dòng)
37、,水泵壓力應(yīng)大于實(shí)際水壓的1.5倍,以便停鉆時(shí)可以不停泵;一旦高壓水大量噴出,須立即注漿封孔,確保安全。(5)揭露斷層帶或含水層時(shí),孔徑應(yīng)小于60 mm,同時(shí)采用肋骨鉆頭,以控制孔內(nèi)涌水量和防止高壓水使鉆桿射出。(6)孔口安全裝置要求與探老空水時(shí)相同。另外還要特別注意各部件組裝的密封程度,防止高壓水造成的漏水射流使構(gòu)件沖蝕損壞。發(fā)現(xiàn)水壓、水量很大時(shí),要用兩套閘門控水,平時(shí)主要開閉外閘門,內(nèi)閘門留作備用。一旦外閘門失效,可關(guān)閉內(nèi)閘門,更換外閘門。(7)在噴高壓水的條件下繼續(xù)鉆進(jìn)時(shí),斜孔可使用孔口防噴逆止閥,傾角50度90度的鉆孔可使用“孔口防噴冒”或“盤根密封防噴器”鉆具可使用“防噴接頭”,上下
38、鉆可使用“孔口反壓裝置”。(8)嚴(yán)格執(zhí)行交接班制度,力爭(zhēng)做到交接班時(shí)不停鉆,以防止發(fā)生孔內(nèi)事故。(9)鉆孔終孔后,孔內(nèi)有水應(yīng)進(jìn)行放水試驗(yàn)??變?nèi)無水時(shí)應(yīng)選擇一個(gè)孔進(jìn)行壓水試驗(yàn),檢驗(yàn)斷層帶隔水性能,但壓力一般以略大于斷層所承受的靜水壓教學(xué)內(nèi)容力為宜。(10)鉆孔完成各項(xiàng)探測(cè)任務(wù)后,應(yīng)立即全孔注漿封閉。經(jīng)過探查和綜合分析必須提交的基礎(chǔ)資料如下:有關(guān)井巷實(shí)見的斷層地質(zhì)素描圖探查鉆孔的平面位置圖及有關(guān)斷層、陷落柱等的平面展布情況。探查鉆孔的水文地質(zhì)圖表,詳盡標(biāo)注鉆進(jìn)中所取得的各項(xiàng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),基本要求(書圖156頁)。放水、壓水試驗(yàn)時(shí)的井上、下觀測(cè)資料及相關(guān)動(dòng)態(tài)曲線圖。斷層水及各主要含水層的水質(zhì)分析對(duì)比資料
39、。反映斷層形態(tài)及其和主要煤層、含水層有交切關(guān)系的平面、剖面圖。斷層兩盤煤層與強(qiáng)含水層的間距變化,尤其是隔水層厚度小于突水臨界值的危險(xiǎn)區(qū)分析圖。五、斷層水的預(yù)防和處理根據(jù)探查和綜合分析可將斷層大致分為三類,即不含(導(dǎo))水、一般沒有突水、危險(xiǎn)的斷層(類),弱含(導(dǎo))水、有可能突水的斷層(類)和強(qiáng)含(導(dǎo))水、突水可能性大的斷層(類)。據(jù)此,采掘工程接近或揭露甚至穿過這些斷層時(shí),可采取教學(xué)內(nèi)容不同的預(yù)防與處理措施,(書圖157-158頁)第五節(jié) 探放陷落柱水煤層底板為厚層石灰?guī)r的華北型煤田,由于導(dǎo)水陷落柱的存在,使某些處于上覆地層本來沒有貫穿煤系基底強(qiáng)含水層的中、小型斷層或一些張裂隙,成為水源充沛、強(qiáng)
40、富水的突水薄弱帶,一旦被揭穿,將引起突水。若導(dǎo)水陷落柱直接突水,其后果就更嚴(yán)重。例如1984年開灤范各莊礦2171工作面陷落柱突水的最大涌水量達(dá)2053m3min,使該大型礦井在21h內(nèi)被全部淹沒,成為世界采煤史上最大的一次突水。有的陷落柱不導(dǎo)水,有的導(dǎo)水。從現(xiàn)有資料看,導(dǎo)水陷落柱對(duì)礦井水文地質(zhì)條件有下列影響:由于導(dǎo)水陷落柱的存在,煤層頂、底板含水層水質(zhì)差異不明顯,基本屬同一類型。礦井涌水量和突水量跳躍式猛進(jìn)。使不同地段井巷涌水量大小相差懸殊。在導(dǎo)水陷落柱附近,涌水比較集中,水量長(zhǎng)期穩(wěn)定。由于陷落柱的補(bǔ)給,煤層頂、底板含水層往往出現(xiàn)局部高水位的異常區(qū)。教學(xué)內(nèi)容一、陷落柱水的探放在探放陷落柱水鉆
41、孔的布置及施工中,應(yīng)注意以下一些問題: 水壓大于23MPa的陷落柱原則上不沿煤層布置探放水鉆孔,鉆孔而應(yīng)布置在煤系地層底板穩(wěn)定的巖層中。若在煤層中布置鉆孔,沿煤層埋設(shè)的孔口安全止水套管,容易被陷落柱中的高壓水突破。 嚴(yán)格執(zhí)行鉆孔驗(yàn)收和允許掘進(jìn)距離的審批制度。 孔口安全裝置、施工安全注意事項(xiàng)與探放高壓斷層水要求相同。 監(jiān)測(cè)并記錄孔內(nèi)水壓、水量和水質(zhì)的變化,發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)加密或加深鉆孔,爭(zhēng)取直接探到陷落柱。 鉆孔探測(cè)后必須注漿封閉并做好封孔記錄,注漿結(jié)束壓力應(yīng)大于區(qū)域靜水壓力的1.5倍。探到陷落柱無水或水量很小,要用泵進(jìn)行略大于區(qū)域靜水壓力的壓水試驗(yàn),檢驗(yàn)其導(dǎo)水性。同時(shí)要向其深部布孔,了解深部的含(導(dǎo)
42、)水性和底板強(qiáng)含水層水的導(dǎo)升高度。教學(xué)內(nèi)容 要提高巖心采取率,及時(shí)進(jìn)行巖心鑒定,做好斷層破碎帶與陷落柱的分辨工作,編制好水文地質(zhì)圖表。二、陷落柱水的防治強(qiáng)含(導(dǎo))水的陷落柱總是與煤層底板的強(qiáng)巖溶承壓含水層的集中徑流帶有著水利聯(lián)系,它在短期內(nèi)能通過巖溶網(wǎng)絡(luò)匯聚廣大范圍內(nèi)的地下水儲(chǔ)存量,同時(shí)可以獲得巨大的補(bǔ)給量,對(duì)礦井的威脅極大。因此,必須進(jìn)行防治。(1)對(duì)導(dǎo)水性好、涌水量大的陷落柱,除按規(guī)定留設(shè)防水煤柱外,還應(yīng)立即對(duì)陷落柱進(jìn)行注漿,切斷強(qiáng)含水層的水源通道。(2)對(duì)區(qū)域地下水位以上的陷落柱,充填比較結(jié)實(shí),未與地表其他水體發(fā)生水利聯(lián)系者,經(jīng)礦總工程師批準(zhǔn),可少留或不留防水煤柱,但對(duì)雨季高水位時(shí),有可
43、能位于地下水位以下的陷落柱,必須制定專門的防治水措施,并報(bào)上級(jí)批準(zhǔn)。(3)對(duì)陷落柱有水,但含(導(dǎo))水性不強(qiáng),深部充填膠結(jié)良好,與強(qiáng)含水層水利聯(lián)系不密切者,在利用探查孔(必要時(shí)應(yīng)增加注漿孔)適當(dāng)注漿加固后,教學(xué)內(nèi)容可不采取特殊防范措施。但回采時(shí)須按規(guī)定留設(shè)防水煤柱,掘進(jìn)時(shí)應(yīng)在安全邊界以外繞行;巖巷須穿過陷落柱時(shí),應(yīng)預(yù)先全斷面注漿。巷道支護(hù)的要求與通過導(dǎo)水?dāng)鄬訒r(shí)相同。六、探放含水層水底板厚層巖溶水的突出,能給煤礦安全生產(chǎn)造成嚴(yán)重的危害和威脅,而砂巖裂隙水、煤系中薄層灰?guī)r水也常常給煤礦造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。例如1979年開灤煤礦荊各莊礦九煤1093工作面,頂板砂巖裂隙含水層突水20m3min,使綜采工
44、作面及機(jī)組被淹,日減產(chǎn)2000多噸煤,造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。因此,為了確保礦井安全生產(chǎn),必須探清含水層的水量、水壓、水源等,才能予以治理。由于基巖裂隙水的埋藏、分布和水動(dòng)力條件等都具有明顯的不均勻性,煤層頂、底板砂巖水、巖溶水等在某些(或某一)地段對(duì)采掘工作面沒有任何影響,而在另一些地段卻帶來不同程度的危害。為確保礦井安全生產(chǎn),必須探清含水層的水量、水壓和水源等,才能予以治理。防治煤層頂、底板含水層的水害,既要從整體上查教學(xué)內(nèi)容明水文地質(zhì)條件,采取疏干降壓或截源堵水等防治措施,又要重視井下采區(qū)的探查。井下探查往往是疏干降壓或截源、堵水等措施的先行步驟和重要依據(jù)。如無水或補(bǔ)給量很小,通過探查孔放水
45、即能達(dá)到降壓或疏干的目的;若補(bǔ)給水源豐富,水量大,則需要通過井下“大流量、大降深”的放水試驗(yàn)和物、化探方法的配合,查明條件后才能采取相應(yīng)的防治方法。因此,井下探放含水層水是礦井防治水的基本工作內(nèi)容之一。一、 頂板含水層水的探放(1)石門揭露含水層之前,應(yīng)按(書圖141頁)的要求預(yù)留超前距,布置扇面形鉆孔進(jìn)行超前探水。(2)在開拓井巷之前,回采導(dǎo)水裂隙帶可能破壞頂板含水層水時(shí),應(yīng)通過附近巷道的實(shí)際觀測(cè),找出構(gòu)造裂隙比較發(fā)育而可能突水的地段,布置探查孔,進(jìn)行放水試驗(yàn),了解水壓和水的補(bǔ)給儲(chǔ)存量,將水疏放出來后進(jìn)行回采。(3)通過探查,證實(shí)本含水層與強(qiáng)含水層或其他水體未發(fā)生水利聯(lián)系,且采區(qū)有足夠的排水
46、能力時(shí),可在采區(qū)最低部位首先回采,實(shí)行采動(dòng)放水;也可以結(jié)合生產(chǎn)開拓的需要,直接在含水層內(nèi)掘巷道放水。教學(xué)內(nèi)容二、 底板含水層水的探放礦井采掘時(shí)一般不揭露底板含水層,但隨著采深的加大,承壓水頭愈來愈大,經(jīng)常發(fā)生底板突水事故。當(dāng)其與強(qiáng)含水層溝通時(shí),往往會(huì)造成淹井。實(shí)踐證明,加強(qiáng)井下探放和查證,是預(yù)防此類水害的關(guān)鍵措施之一。1、探查方法對(duì)底板突水水文地質(zhì)和工程地質(zhì)條件的探查,與一般探水有相同之處,但也有它自己的特點(diǎn);地面和井下、鉆探和物探必須相結(jié)合,并與探斷層水相結(jié)合。(1)地面鉆探。有煤層底板突水危險(xiǎn)的煤田,在地質(zhì)勘探階段就要探查突水的水文地質(zhì)條件。生產(chǎn)補(bǔ)充勘探階段應(yīng)列為重點(diǎn)。鉆探或勘探鉆孔必須加
47、強(qiáng)封孔和必要的隔離止水工作,防止出現(xiàn)導(dǎo)水鉆孔。(2)地面物探。根據(jù)條件和可能,應(yīng)積極采用地震勘探、電法勘探、孔間透視和航空遙感等手段。(3)井下物探(放射性測(cè)量)。利用開拓巷道已大大接近主要含水層的條件,用物探的方法探測(cè)主要含水層的界面,了解隔水層厚度、底板含水層的富水帶及其地下水沿構(gòu)造裂隙上升的原始導(dǎo)高、采動(dòng)教學(xué)內(nèi)容礦山壓力對(duì)底板隔水層的破壞和影響深度、必要的孔間透視等。(4)鉆探。這是目前控查的主要手段。本章第四節(jié)所述井下探探斷層水的鉆孔,大部分也起到探含水層的作用,因此探斷層水可以和含水層水相結(jié)合;根據(jù)采區(qū)需要在布置探斷層孔的基礎(chǔ)上,再布置一部分探含(隔)水層的鉆孔。此類鉆孔即可打垂直孔
48、,也可打不同傾角的斜孔,其施工工藝流程和安全注意事項(xiàng)見(書圖154頁)2、探查資料的整理分析探查結(jié)果需歸納整理的資料如下:(1)主要含水層頂面等高線圖。(2)換算成真厚度的底層煤至主要含水層的隔水層厚度變化狀況圖,圈出最薄區(qū)段。(3)主要承壓含水層水沿構(gòu)造裂隙進(jìn)入隔水層的原始導(dǎo)升高度狀況圖,圈定出最高區(qū)段。(4)次要含水層的富水性圖,圈出水壓、水量特別高的區(qū)段。(5)斷裂構(gòu)造分布狀況和探查結(jié)果圖,標(biāo)明其產(chǎn)狀、斷距和相互交切情況。(6)縱橫水文地質(zhì)剖面圖,反映斷層兩盤巖層對(duì)接情況。教學(xué)內(nèi)容(7)次要含水層放水試驗(yàn)時(shí)水壓、水量及觀測(cè)網(wǎng)點(diǎn)動(dòng)態(tài)變化曲線圖。(8)隔水層巖石分層物理力學(xué)試驗(yàn)成果柱狀圖。(
49、9)各探查孔水文地質(zhì)圖表,(書圖163頁)(10)次要含水層的補(bǔ)給量和儲(chǔ)存量計(jì)算結(jié)果及疏干降壓趨勢(shì)分析預(yù)測(cè)圖。(11)計(jì)算掘進(jìn)或回采時(shí)的隔水層安全水頭值,判定采區(qū)不同地段突水危險(xiǎn)程度。3、煤層底板突出預(yù)防根據(jù)資料可選用下列不同措施防治煤層底板突水;井下探含(隔)水層鉆探施工工藝流程表序號(hào)工作內(nèi)容主要指標(biāo)和要求安全注意事項(xiàng)1擁鉆機(jī)房立孔:高>4m,寬>3m1、開孔在巖石完整長(zhǎng)度按需要。地段,終孔到斷層帶斜孔:后高按傾角定,2、在開采影響范圍外寬>3m,長(zhǎng)度按需要??奸_機(jī)房,并加強(qiáng)支護(hù)慮水泵與鉆機(jī)分別啟動(dòng)泵的壓力大于水壓1.5倍2鉆機(jī)距水壓大小選好鉆機(jī)型號(hào),設(shè)底梁木,打壓柱,固定
50、好提引天輪。提引天輪要進(jìn)行拉力試驗(yàn),檢查并松掉周圍浮石,設(shè)好背板。3深度:立孔3-4m,斜孔固結(jié)后必須掃孔,掃孔應(yīng)5-7m,直徑不小于146mm超過原孔深0.5m,壓水檢鉆進(jìn)并固結(jié)壁外注漿固結(jié),直至水查質(zhì)量、壓力由設(shè)計(jì)確定第一層止水套管針冒濃漿,管口焊接法蘭盤,以便與二層套管及水門密封連接。4深度按設(shè)計(jì),直徑不小固結(jié)掃孔后,壓水檢查的于108mm,注漿時(shí)用二層套管壓力應(yīng)大于靜水壓力的鉆進(jìn)并固結(jié)的法蘭盤間隙返漿后,擰緊1.2-1.5倍。第二層止水套管螺絲密封加壓。5測(cè)水壓、水量下好第一層套管后,孔內(nèi)每鉆進(jìn)5-10m。如有水,即應(yīng)測(cè)定一次水壓、水量。6安裝孔口發(fā)現(xiàn)水壓、水量有明顯加大操作時(shí)嚴(yán)防猛松逆止閥手防噴逆止閥裝置趨勢(shì)時(shí),立即安裝。把。7透高壓含水層前,檢查用鉆孔絞車加壓或用“倒鏈注意檢查提引天輪和反壓加固鉆機(jī)和孔口安全裝”加壓裝置各部件,防止拉跨或置,安設(shè)孔口反壓設(shè)備斷繩8安設(shè)使用雙水門揭露含水層水壓大于2M
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