探放水設(shè)計及安全技術(shù)措施

1、探放水設(shè)計及安全技術(shù)措施一、概況1、工作面概況12020 工作面里段位于我礦井田+87m 水平西翼一側(cè)，該工作面東側(cè)為12020 工作面采空區(qū)，南部（上部）為本礦上水平工作面采空區(qū)， 西部、北部（下部）為原始煤層。開采煤層為五 3 煤， 12020 工作面（里段）走向長 760 米，傾向長 150 米，煤層傾角 25-30 度,煤層厚度 0.60.9m, 平均厚 0.69m，工作面地質(zhì)儲量 11.7 萬噸。 12020 上下付巷沿煤層走向掘進(jìn)。2、地質(zhì)情況12020 工作面上付巷掘進(jìn)515 米，下付巷掘進(jìn) 650 米時揭露新 f7 斷層，走向 155，傾向 65，傾角 48，延伸長度約 350

2、m，落差 0-30m；該工作面上部最高海拔標(biāo)高為+660 米，最低海拔標(biāo)高為 +590 米，相對高差70 米，地面處在伏牛山的頂部，地表荒蕪，無居民及建筑物存在。3、水文地質(zhì)情況 大氣降水、地表水及新近系潛水本區(qū)為低山丘陵地形，地面坡度較大，沖溝發(fā)育，大氣降水逕流排泄條件好，因而無常年性地表水體。區(qū)內(nèi)新近系地層呈零星發(fā)育，以坡積、洪積及沖積于溝谷、 坡腳處，厚度較小， 巖性復(fù)雜，含富水性差。加之上部上石盒子組隔水層較厚，故此大氣降水、地表水及新近系潛水對五 3 煤開采無影響。僅在井筒揭穿層段有少量淋漓水現(xiàn)象。 五 3 煤層頂板砂巖裂隙承壓水五 3 煤層頂板砂巖裂隙含水層，系指煤層之上60m 范

3、圍內(nèi)所含砂巖裂隙含水層，巖性為中粒砂巖， 一般發(fā)育 25 層，累計厚度約 030m，一般 20m 左右，巖性完整致密，裂隙不發(fā)育，且部分被方解石脈所充填。生產(chǎn)開采過程中該含水層裂隙承壓水將首先充入礦坑，是礦坑涌水的主要充水水源之一。 由于該含水層單層厚度較薄， 裂隙不甚發(fā)育，且補(bǔ)給條件差， 裂隙水儲存量有限， 導(dǎo)、富水性弱，生產(chǎn)中易于疏排。 五 3 煤層底板砂巖裂隙承壓水主要由 12 層中粒巖屑砂巖組成，厚 2.3911.09m，平均 5.70m，泥質(zhì)膠結(jié)，局部含泥礫及石英細(xì)礫。砂巖致密堅硬，裂隙不發(fā)育，含富水性弱。為五 3 煤層底板直接充水含水層，該含水層厚度較小，裂隙不甚發(fā)育，且極不均一。

4、因本區(qū)屬大陸性半干燥氣候區(qū)，年降水多集中于 79 月份，其水源補(bǔ)給時間短，加之含水層被新近系地層覆蓋，補(bǔ)給量不足，故而其富水性相對較弱，一般情況下對開采五 3 煤層影響不大，以往開采生產(chǎn)過程中也未發(fā)生過充水現(xiàn)象。 斷裂構(gòu)造對礦床充水的影響本區(qū)發(fā)育的主要斷裂構(gòu)造位于礦區(qū)淺部的新f7。一般情況下，斷裂構(gòu)造在形成過程中，由于受應(yīng)力牽引、拖拉作用而在斷裂帶兩側(cè)形成較密集的羽狀斷裂，破壞了地層的連續(xù)性，使多個含水層間產(chǎn)生不同程度的水力聯(lián)系。同時，斷裂破碎帶為地下水的運(yùn)移、富集提供了通道和空間場所。在開采過程中，要加強(qiáng)新f7 斷層附近涌水點(diǎn)的涌水量觀測。 老窯老空水礦區(qū)淺部為五 3 煤層采空區(qū)，推測會積存

5、有老空老塘水，似一“地下水庫”，其淺部采空區(qū)最低標(biāo)高約+100m 左右，是威脅礦井后期生產(chǎn)的潛在危險因素，生產(chǎn)中，對 12020 上下付巷要先堅持直流電法儀超前探，發(fā)現(xiàn)有異常時，再進(jìn)行鉆探驗證，并保留至少30 米超前距。同時，在老窯老空相應(yīng)的地表塌陷區(qū)應(yīng)做好防洪排澇工作。 鉆孔對礦床充水的影響工作面附近無鉆孔，掘進(jìn)時不會受到鉆孔水的影響。4、周邊采掘情況本工作面南部為已回采完的上水平采區(qū)，西翼為正在開采二1 煤層的新豐煤礦。二、設(shè)計目的1、探查前方地質(zhì)構(gòu)造，消除水害對采掘工程施工的威脅。2、對物探低阻區(qū)鉆探驗證，或?qū)?dǎo)水?dāng)鄬舆M(jìn)行探查，消除突水危險。三、設(shè)計依據(jù)1、水源性質(zhì)：預(yù)計水源主要為煤層頂

6、、底板砂巖裂隙水。2、礦井配備一臺zby3/7.0-11 型注漿泵，兩臺zdy-550s 探放水鉆機(jī)，配合 75mm和 113mm硬質(zhì)合金刮削型鉆頭（各不少于 2 個），50mm鉆桿，鉆桿每節(jié)長0.8m，鉆桿數(shù)量 200 根，全部使用水力排粉，鉆孔均采用無芯鉆進(jìn)。四、探放水鉆孔的設(shè)計參數(shù)1、探水起點(diǎn)的確定：12020 上，下付巷鉆場位置布置在開口向西1170m 方向，鉆場支護(hù)方式采用 2.5m2.5m工字鋼對棚進(jìn)行支護(hù)，棚距為 500mm，斷面為梯形，凈斷面 6.0 掘進(jìn)斷面 8.0 ，對迎頭和巷道 “丁字口 ”“十字口 ”處 10m 范圍內(nèi)巷道連鎖加固。2、超前距離、幫距的確定：12020

7、上、下付巷探放水時，確保鉆孔終孔位置距巷幫距離不小于 20m，超前距離保持不少于 30m。3、允許掘進(jìn)距離：經(jīng)每回次探放水證實無水害威脅，經(jīng)我礦地測防治水科、 通風(fēng)安全科、生產(chǎn)技術(shù)科聯(lián)合驗收合格下發(fā)允許掘進(jìn)通知單后，方可在允許的安全距離內(nèi)掘進(jìn)，在掘進(jìn)過程中始終保持30m 的超前距離，嚴(yán)格按照探放水設(shè)計及安全技術(shù)措施的規(guī)定操作。4、套管規(guī)格及固定方式：鉆孔開孔孔徑為113mm，鉆進(jìn) 10.5 后下設(shè)套管為108mm的無縫鋼管 10m，每節(jié)套管長度 2m，使用內(nèi)絲外絲連接， 絲扣長度為 100mm。外端焊法蘭盤和閥門連接。安裝孔口管長度為 10 米，孔口管管外端有焊接牢固的耳把與立柱支護(hù)捆綁牢固，

8、同時用戧柱頂牢，并采用繃帶、麻纖包裹孔口管以增大摩擦力，防止套管鼓出。再用 75mm鉆頭進(jìn)行深孔鉆進(jìn)。5、鉆孔設(shè)計具體參數(shù)：（1）12020 上下副巷及切巷鉆場探放水計劃各施工3 個鉆孔，分別為1、 2、 3，均采用無芯鉆進(jìn)。（2）12020 上、下付巷及切巷探放水鉆孔均在五 3 煤層所在的巷道中施工，其施工順序按鉆孔標(biāo)號順序施工， 12020 上、下付巷 1#、3#鉆孔終孔位置分別位于五 3 煤層的頂、底板，2#鉆孔位于巷道中心線上，各個鉆孔之間間距為 500mm。（3）12020 切巷 1#、3#鉆孔終孔位置均位于五3 煤層巷道兩幫底板，2#鉆孔終孔位置位于巷道中心線上，各個鉆孔之間間距為

9、500mm。（4）12020 上、下付巷及切巷探放水鉆孔參數(shù)，如下表所示：12020 上副巷鉆場掘進(jìn)探水鉆孔設(shè)計參數(shù)如表:孔號方位角傾角鉆孔深度1254o30+9o3064米.22273060 米 3291o30-9o30 64米.2 12020 下副巷鉆場掘進(jìn)探水鉆孔設(shè)計參數(shù)如表:孔號方位角傾角鉆孔深度1251o30+9o3064米.22270060 米 3288o30-9o30 64米.2 12020 切巷掘進(jìn)探水鉆孔設(shè)計參數(shù)如表:孔號方位角傾角鉆孔深度1176o30+2672米.7 21942868 米 3212o30 +26 米72.76、排水系統(tǒng)12020 上付巷在施工時，工作面鋪設(shè)

10、鐵質(zhì)水槽（寬 300mm,高 200mm），水流由工作面經(jīng) 12020 里切巷后進(jìn)入 12020 下付巷，再由 12020 下付巷流至 +87m 水平水倉 ,+87m 水平泵房安裝三臺 md85457型水泵，配套電機(jī) 132kw，接有 1596mm排水管 ,排入 +320m 水平水倉 ,+320m水平泵房安裝三臺md46309型水泵，配套電機(jī)55kw，接有 108 4mm排水管將水排至地面。12020 下付巷在施工時， 工作面鋪設(shè)鐵質(zhì)水槽， 水流經(jīng) 12020 下付巷流至+87m 水平水倉后經(jīng)泵房排水管排至地面。8、探放水效果確認(rèn)方法標(biāo)準(zhǔn)：鉆孔按設(shè)計要求打到煤層頂?shù)装鍟r，解除前、上方水害威脅。

11、探放水單孔驗收有地測組織機(jī)電、安全、生產(chǎn)、調(diào)度各科室相關(guān)人員參加，做到有驗收，有記錄；實行誰驗收，誰簽字，誰負(fù)責(zé)。9、探放水設(shè)計附圖1、探放水鉆孔布置平面圖，比例1：1000；2、鉆孔布置剖面圖，比例1：500；3、單孔結(jié)構(gòu)圖，比例1：500；4、鉆孔布置斷面圖，比例示意5、迎頭篦子打設(shè)斷面圖比例示意6、單孔地質(zhì)柱狀圖比例1:500五、安全技術(shù)措施（一）安裝鉆機(jī)探放水前的準(zhǔn)備工作:對鉆探巷道迎頭后10m 范圍內(nèi)要進(jìn)行連鎖加固，巷道兩幫打一梁三柱臺棚及頂梁使用鐵拉板加固，聯(lián)巷交叉口鐵拉板加固長度不少于10m，腿與退之間梁與梁之間用撐桿打牢頂實，迎頭打好堅固的間距50cm 的 4 根立柱，立柱埋深

12、30cm，頂部超出棚梁 30cm-50cm，迎頭并打 4 根橫梁，間距為 50cm，橫梁深入兩幫煤壁 30-50cm，立柱與橫梁十字交叉處使用 8#鐵絲捆扎結(jié)實，篦子使用 10mm 厚的木背板搭接閉嚴(yán)，并且木背板與立柱橫梁用鐵絲連接，采用 11#礦工鋼并緊貼棚子，間隙不大于 50mm。鉆孔方位及坡度由地測防治水科測量人員用經(jīng)緯儀和坡度規(guī)標(biāo)定，不經(jīng)過技術(shù)人員同意不得擅自改動鉆孔參數(shù)，施工時方位角誤差不得超過 1。（二）、探放水期間材料準(zhǔn)備由施工隊在探放水前在鉆場附近合適位置，備足探水鉆桿100 根，鉆頭 2 個，45 根 2m 長的套管， 5 個法蘭盤和 5 個配套的閘閥， 做到有備有用，備足海

13、帶和棉紗，備足必須用的工具。探水地點(diǎn)由施工隊負(fù)責(zé)在打鉆地點(diǎn)配備兩臺滅火器和不少于 50kg 黃土。（三）探放水前準(zhǔn)備工作1、鉆機(jī)在裝卸、運(yùn)輸過程中必有有專人負(fù)責(zé)，做到保證人員和保護(hù)好鉆機(jī)不受損壞。鉆機(jī)安裝時底部用道木墊實，再將鉆機(jī)支撐架站穩(wěn)站牢，保證鉆機(jī)架牢固可靠，固定好鉆機(jī)后，仔細(xì)檢查鉆機(jī)各部件安裝是否正解，并用手轉(zhuǎn)動其各有關(guān)部件是否靈活，如有問題應(yīng)及時解決，由施工隊負(fù)責(zé)。2、通風(fēng)安全科負(fù)責(zé)鋪設(shè)風(fēng)、水管路至迎頭5m 處，探放水期間保持正常通風(fēng)排水，并懸掛瓦斯和一氧化碳探頭至正確位置。3、由調(diào)試室負(fù)責(zé)在打鉆地點(diǎn)10m 范圍內(nèi)安裝一部通訊電話（12020 上付巷 8071，12020 下付巷 8

14、081）并安排專人管理，隨時保持井上下聯(lián)系。4、機(jī)電科負(fù)責(zé)安排鋪設(shè)排水系統(tǒng)，指定專人檢查排水設(shè)備，并正常檢查和維護(hù)，確保系統(tǒng)運(yùn)行可靠。5、12020 下付巷探放水期間巷道內(nèi)無雜物，凈高達(dá)到2m 以上。（四）探水施工中的技術(shù)要求1、鉆進(jìn)時應(yīng)準(zhǔn)確判別煤、巖層厚度并記錄換層深度。（一般要求：每鉆進(jìn) 10m 或更換鉆具時，測量一次鉆桿并核實孔深。終孔前再復(fù)核一次，如有可能應(yīng)進(jìn)行孔斜測量。在鉆進(jìn)中，一旦發(fā)現(xiàn)“見軟 ”“見空 ”“見水”和變層，要立即停鉆，丈量殘尺并記錄其深度。）2、鉆進(jìn)時，發(fā)現(xiàn)煤巖松軟、 片幫、來壓或孔中的水壓、 水量突然增大，以及有頂鉆現(xiàn)象時，必須立即停鉆，記錄其孔深并同時將鉆桿固定，

15、但不得取出鉆桿。要立即向礦調(diào)度室匯報，及時采取措施進(jìn)行處理。3、鉆進(jìn)中發(fā)現(xiàn)有害氣體噴出時，應(yīng)立即停止鉆進(jìn)、切斷電源，將人員撤到有新鮮風(fēng)流的地點(diǎn)并及時向礦調(diào)度室匯報。4、鉆孔內(nèi)水壓過大或噴高壓水時， 應(yīng)采用反壓和防噴裝置的方法鉆進(jìn)，并對孔口管和迎頭篦子進(jìn)行加固防止孔口管和煤（巖）壁突然鼓出的措施。5、遇高壓水頂鉆桿時，可用立軸卡瓦和逆止閥交替控制鉆桿，使其慢慢地退出孔口，操作室禁止人員直對鉆桿站立。6、在鉆進(jìn)中，若發(fā)現(xiàn)孔內(nèi)涌水時，應(yīng)測定水位（壓）、涌水量，丈量深度并做好記錄。7、探放水期間，巷道內(nèi)機(jī)電設(shè)備由機(jī)電科負(fù)責(zé)每天進(jìn)行一次失爆檢查，杜絕失爆，保證完好。機(jī)電科要派專業(yè)熟悉并能維修鉆機(jī)的人員，

16、及時下井對鉆機(jī)進(jìn)行檢查維護(hù)，保證鉆機(jī)狀態(tài)完好。8 通風(fēng)科要安排專人對打鉆地點(diǎn)的瓦斯等有害氣體進(jìn)行檢查。施工隊打鉆時迎頭要懸掛便攜式瓦斯報警儀，并與縣掛的瓦斯傳感器相對照，保證其準(zhǔn)確、 靈敏可靠，瓦斯超限時，要求打鉆人員停止， 切斷電源，并報礦調(diào)度室，聽從指揮并積極進(jìn)行處理。9、探放水期間有施工隊安排專人對水流經(jīng)過路線的水槽進(jìn)行維護(hù)，防止水槽於堵。（五）、探放水的技術(shù)要求：1、孔探到水后，要觀測水壓、水質(zhì)、水量和估計積水量或補(bǔ)給量。根據(jù)礦井排水能力及水倉容量，控制放水孔的流量或調(diào)整平排水能力，并清理水倉、水溝等。2、加強(qiáng)放水地點(diǎn)的通風(fēng)，增加有害氣體的觀測次數(shù)。3、必須監(jiān)視放水過程，放水結(jié)束后，立

17、即核算放水量與預(yù)計積水量的誤差，查明原因。（六）、現(xiàn)場驗收（ 1）開拓（ 2）套管（ 3）單孔、終孔。每個鉆孔下入孔口套管前、每個鉆孔達(dá)到終孔設(shè)計深度時及每回次探放水首個鉆孔固定好孔口套管準(zhǔn)備進(jìn)行深孔鉆進(jìn)探放水時要及時向地測防治水科進(jìn)行匯報， 由礦總工程師組織各生產(chǎn)部門現(xiàn)場監(jiān)督、落實、驗收，做到有驗收，有記錄，實行誰驗收，誰簽字，誰負(fù)責(zé)。（七）、探放水效果的確認(rèn)：鉆孔按設(shè)計要求打到煤層頂?shù)装鍟r，解除前方、上方水害威脅。探放水單孔驗收由地測科組織，機(jī)電、安全、生產(chǎn)、調(diào)度各科室相關(guān)人員參加，做到有驗收，有記錄，實行誰驗收，誰簽字，誰負(fù)責(zé)。在巷道掘進(jìn)過程中時刻保持30m 的超前距，并采取短鉆疏水措施。六、探放水工操作規(guī)程1、每臺鉆機(jī)操作人員不少于3 人，并明確責(zé)任分工，機(jī)長（班長）為當(dāng)班安全技術(shù)與操作第一