探放水综合项目工程单孔设计.doc

盐边县金隆煤业有限责任公司金隆煤矿探放水工程单孔设计生产技术科二一五年三月为了杜绝巷道掘进过程中水灾发生，保证我矿掘进施工安全，依照煤矿安全规程对掘进巷道“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”原则、结合我矿现场水文地质条件，制定本防治水钻探施工：第一节 文地质概况依照矿井初步设计中水文地质资料描述，我矿井涌水量不大，仅对涌水量较大出水点进行了观测记录，并观测记录了正常日涌水量18m3/d和最大日涌水量50m3/d。当前矿井涌水重要来自大气降水。重要体现为采空区积水。第二节 探放水钻孔布置参数和超前距帮距拟定 一、探水距与超前距拟定 1、探水与掘进循环作业，探水作业超前于掘进作业，即探水掘进探水，探水循环进度75m，超前距为35m,容许掘进距离40 m，依此交替作业。 2、帮距：为使巷道两帮与也许存在水体之间保持一定安全距离，布置最外侧探水钻孔所控制范畴与巷道帮距离取20米。 3、探水设备：钻机型号：ZLJ-350型煤矿用坑道钻机，钻具配备：75mm钻杆80m，泥浆泵1台，合金钻头3个及钻具1套。 二、探水钻孔布置参数阐明 孔号开孔位置钻孔方位（度）钻孔倾角（度）孔深（m）1#中心孔1800752#仰孔180+5783#俯孔1800764#左孔165-5785#右孔195076 后来按此施工方式循环施工。三、钻探完毕后由安监、地测、通风、调度联合进行现场验收，并及时进行分析，为采区其他大巷掘进提供水文地质根据，确认无水害危险待下发容许掘进告知单后方可掘进，掘探交替进行至设计位置为止。四、孔口安全装置布设探放水孔必要使用孔口安全装置，孔口安全装置由孔口管、泄水测压三通、孔口阀门和钻杆逆止阀等构成，其施工和安装程序如下： 1、选取岩层坚硬完整地段开孔，孔径应比孔口管直径大3-5mm，钻至预定深度（视水位高低和煤岩层强度而定）后，将孔内冲洗干净。 2、向孔内注入水泥浆，将预先准备好孔口管（末端用木塞塞住）放入孔内，待水泥凝固后，即可在孔内钻进。 3、水泥凝固后扫孔，其深度超过孔口管长度0.5-1.0m,向孔内注水。试液压力不不大于孔口管末端承压静水压力1.2倍，呈水压值超过预测放水时水压，稳压时间至少保持半小时，孔口管周边没有漏水现象，则合乎规定，否则要重新注浆加固。4、探放强含水层水时，应在孔口管上安装水压表、水门、三通和泄水管等。 第三节 单孔设计一、钻孔设计参数 水源性质:预测水源重要为顶底板裂隙水、断层水。 钻机型号：ZLJ-350型探水钻 钻具配备：5个100 mm孔口管,100根75mm地质钻杆,89mm筒状合金取芯钻头，55PDC金刚 石钻头和双翼合金钻头无芯钻进。钻孔深度90米，钻孔直径60mm,功率5.5KW。二、探放水前准备工作：1、检查排水系统。保证水沟畅通。2、准备堵水材料。即在探水地点备用一定数量水泥（或化学浆）、套管、闸阀在、坑木、麻袋、木塞、泥、棉线、大锤、锯、斧及加工好2m长2寸带阀门钢管与钢板挡板等，以便出水或来压时及时解决。3、检查瓦斯。瓦斯员必要跟班作业，瓦斯浓度超限（1%）或钻探过程中有害气体浓度增大必要停止工作，切断电源，撤出人员并报告调度室及时解决。4、检查支架状况。有松动或破损支架要及时修整或更换。帮顶与否背好，都要一一检查。5、检查煤壁。煤壁有松动或膨胀现象时，要及时解决，闭紧填实，必要时可打上木垛，防止水流冲毁煤壁，导致事故。6、检查水沟。巷道水沟中浮煤、碎石等杂物，应随时清理干净。若水沟被冒顶或片帮堵塞时，应及时修复。7、检查安全退路。即避灾路线内不许有煤炭、木料、杂物等阻塞，要时刻保证畅通无阻。8、检查打钻地点或附近必要安设专用电话。9、探放水人员培训组织关于人员学习理解探水钻及使用操作阐明；学习本工作面作业规程及探放水安全技术办法规定。 10、安装探水钻必要垫平放稳探水机，打牢顶柱。开车前要检查钻机与否平稳牢固，各部紧固件有无松动状况。检查抱闸松紧限度与否适当，送水器转动与否灵活，输水胶管与否固定，以防止转动。11、孔口安全装置布设普通探水钻孔必要安设孔口安全装置，它由孔口管、泄水测压三通、孔口水门和钻杆逆止阀（必要时安装）等构成。其施工和安装程序如下：1）选取岩层坚硬完整地段开孔，孔径应比孔口管直径大12级，钻至预定深度后，将孔内冲洗干净。2）向孔内注入水泥浆，将预先准备好孔口管放入孔内，待水泥凝结后，即可在孔内钻进；另一办法将孔口管插入孔内后，在孔口某些用掺水玻璃水泥浆将孔口管固定封死。在孔口管上方另留12个小管（或水针），而后从孔口管内向四周压入水泥浆，待从小管跑出浓水泥浆时即将小管封死。继续向孔口管内压入水泥浆，至一定压力后停止注浆，关闭孔门管闸阀。待水泥浆凝固。3）水泥浆固结后扫孔，其深度超过孔口管长度0.51m后，向孔内压水。实验压力不不大于孔口管末端承压静水压力1.2倍或水压值超过预测放水时水压，稳压时间至少保持半小时，孔口管周边没有露水现象，阐明合乎规定，否则需重新注浆加固。4）如探放强含水层水或需要收集放水时水量与水压资料以及为了安全目时，还应在孔口管上安装水压表、水门、三通和泄水短管等。5）对水压高于1.0Mpa且水量较大积水或含水层进行探放水时，孔口应安设防喷逆止阀，以避免高压水顶出钻杆、喷出碎石伤人。6）每次施工前，钻孔口必要安设托板，托板规格：（托板为正方体，边长为： 40cm，托板厚度为：1.5cm，托板螺丝孔间距为32 cm），托板上留有钻杆通过圆孔。7）采用锚索锚杆将托板安装在孔口煤壁上，必要安装牢固，以避免高压水顶出钻杆、喷出碎石伤人。三、单孔设计参数 1、设计参数： 孔号开孔位置钻孔方位（度）钻孔倾角（度）孔深（m）1#中心孔0075 2、钻孔超前距为30米，帮距23m，止水套管10米，钻孔容许掘进距离60米。3、预测水压不大于0.1MPa，钻孔预先固结套管，套管口安装闸阀。(1)开钻钻到孔深10m；(2)下放50-73肋骨式安全套管10米；(3)50钻孔到孔底； 四、钻探工程环节和办法 1、钻进(1)开钻前，检查有害气体含量，当瓦斯浓度达到或超过1时，不得开钻，采用办法进行解决。(2)任何时候涉及提下钻、钻进等工作人员不准在钻杆后方站立和走动，防止钻杆后滑伤人。(3)压力要合理、均匀，不进尺时不得强行加压，防止钻孔倾角和方位变化。合理加压，不进尺及时提钻换钻头，减少孔斜。 (4)钻杆丝扣下钻时要逐条缠线，并用钳子上紧，严防脱扣事故。随时备好42小公锥,一旦发现断钻杆，橹扣等孔内事故及时解决。 (5)松紧顶丝和停送电人员严密配合，标语响亮一致，不准干哑吧活。(6)钻进中一旦发现“变软”、“见空”、“见水”和变层等要及时停钻丈量残尺计算孔深。见空前10米时丈量全长，校正孔深，调节误差。(7)若发观孔内涌水，应测定水压和涌水量。(8)及时准备地全面记录各种数据，涉及加尺、残尺、孔深、涌漏水等状况。(9)钻杆应不堵塞、不弯曲，丝口未磨损，不合格不准使用。(10)接钻杆时，要对准丝口，避免歪斜和漏水。(11)卸钻头时，应严防管钳夹伤硬质合金片，夹扁钻头和岩芯管。(12)装卸钻杆时，必要一根接一根，依次安装。2、50开孔钻到10米，岩芯鉴定特别注意岩石硬度，构造与否完整等物理特性，与否符合下套管规定，如果岩石松软或节理发育破碎等，应考虑加长50孔深，增长套管长度。 3、下50-73肋骨式套管，水泥注浆固井。24-48小时后扫孔上好30Kg高压闸阀，并打压实验，用50钻具扫套管内水泥块，并钻出套管1-2米，进行注水打压实验，如果达到设计压力和质量原则时，50钻头继续正常钻进，否则，重新二次注浆，并重新试压，直至达标。4、见水后及时报告矿方关于工程技术人员，在矿方人员现场监督下，确认排水能力在通风良好状况下，方可提钻，并及时关闭高压闸阀，并安装压力表测定水压，便于计算积水面积和积水量。5、见空后无积水涌出时，加强通风并用粘土堵塞钻杆外和闸阀内环状间隙，严防瓦斯由钻孔突出，由瓦斯检查员现场测定，瓦斯含量在保证安全状况下方可提钻，并且提钻后及时关闭高压闸阀。 五、封孔办法1、钻孔完毕后，依照规定进行封孔，钻孔封闭前，应先进行洗孔（清水除外），依照孔壁状况也可使用18-19秒稀泥浆冲孔。2、灌注泥浆必要将钻具下到距应封孔段底部35m处，随着灌浆逐渐提高钻具，但钻具不得提出浆面，禁止采用自孔口向孔内倒灰浆办法封孔。3、封孔水泥要采用425#，过期、受潮结块不准使用，封闭终了要及时用清水洗泵，以保护泵体。水泥浆灌注完毕应在封闭孔段提取浆样，如封闭数量和深度不符合设计规定期应进行补封。第四节 钻机安装一、加强钻场附近巷道支护，并在工作面迎头打好结实立柱和挡板。 二、清理巷道挖好排水沟，探水钻孔位于巷道低洼处时，必要配备与探放水相适应排水设备。 三、在打钻地点或附近安设专用电话。 四、测量和探放水人员必要亲临现场，根据设计，拟定重要探水孔位置、方位、角度以及钻孔数目。 第五节 探放水施工中技术规定 一、探水技术规定 1、钻进时应精确鉴别煤、岩层厚度并记录换层深度。普通每钻进10m或更换钻具时，测量一次钻杆并核算孔深。终孔前再复核一次，如有也许应进行孔斜测量。 2、钻进时，发现煤岩松软、片帮、来压或孔中水压、水量突然增大，以及有顶钻等现象时， 必要及时停钻，记录其孔深并同步将钻杆固定，切不可拔出钻杆，以防在拔出钻杆过程中被高压水顶出伤人事故。要及时向矿调度室报告，及时采用办法，进行解决。 3、钻进中发既有害气体喷出时，应及时停止钻进、切断电源，将人员撤到有新鲜风流地点。及时报告矿调度室，采用办法。 4、钻孔内水压过大或喷高压水时，应采用反压和防喷装置办法钻进，应有防止孔口管和煤(岩)壁突然鼓出办法： 5、背紧工作面，在拦板外面加设顶柱或木垛，必要时还应在顶、底板结实地点砌筑防水墙，之后方可放水。 6、对于水压不不大于2MPa，中间要穿过煤层探断层水钻孔，在打穿断层或含水层前，还应下第二层孔口管并超过煤层1 m以上。 7、在探水孔施工中，见到含水层、断层、陷落柱和积水区之前，应停止钻进，安好水门后再继续钻进。 8、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，操作时禁止人员直对钻杆站立。 9、应做到交接班时不断钻。 10、探放断层水探水孔终孔后，孔内有水应进行放水实验。孔内无水时应选取一种孔进行压水实验，检查断层隔水性能；压力普通应略不不大于断层所承受静水压力。 11、探放水钻孔，完毕探测任务后必要全孔注浆封闭，并做好封孔记录。 二 、放水技术规定 1、钻孔探到水后，要观测水压、水质、水量和预计积水量或补给量。依照矿井排水能力及水仓容量，决定是注浆堵水还是放水。控制放水孔流量或调节排水能力，并清理水仓、水沟等。 2、煤层顶板有含水层和水体存在时，应当观测“三带”发育高度。当导水裂隙带范畴内含水层或老空积水影响安全开采时，必要超前探放水并建立疏排水系统。 3、加强放水地点通风，增长有害气体观测次数。 4、必要监视放水全过程，放水结束后，应及时核算放水量与预测积水量误差，查明因素。 第六节 探放水安全技术办法 一、探水安全技术办法 1、钻机运送、安装安全办法 （1）、运送、安装钻机人员，要互相配合好，防止钻机反倒伤人和挤伤手脚事故发生。 （2）、钻场在稳钻前，应清净浮煤。钻场巷道支护要符合质量规定，禁止有空帮、空顶现象。钻机要稳牢、稳平，底座垫上底木梁，钻机稳固在底木梁上，四角要大好四根立柱，并用铁丝联在一起。将钻机稳定牢固后，方准开钻。 （3）钻具应统一放在钻场内，禁止在巷道内乱放。 2、钻机操作安全办法。 （1）、钻工上岗前，必要通过培训，学习作业规程并持证上岗。 （2）、钻孔必要严格按设计方位、角度、深度施工，禁止擅自变更钻孔参数。 （3）、钻孔施工期间，必要有专职瓦斯检查员随时检查钻孔、钻场瓦斯，若瓦斯达到1 %，应及时告知停钻撤人。 （4）、操作钻机人员，要由班组长或有经验工人担任，另一人跟前监护。钻机操作按扭，应设在距司机工作处不超过0.5m地方,保证能及时停送电。 （5）每班开钻前，钻机要先试正、反转。钻机开始运转后，任何人不准触摸钻杆及机器旋转部位，防止钻机绞人 （6）、操作钻机要严格执行操作规程。在钻进中，掌握好钻进速度，压力要恰当，注意孔内水循环，禁止干钻，避免损坏钻机和发生卡钻事故。 （7）打钻过程中，要严格执行现场交接班制度，现场交清孔内状况和钻机运转状况。 （8）、钻孔透水后，要详细观测和记录水情变化。起钻时，工作人员禁止站在钻杆正后方向。钻杆所有起出后，及时关闭阀门，并向调度室报告透水状况。 （9）打钻出水后，若水量较大，威胁到巷道内人员安全时，要告知巷道内所有人员和受威胁其她人员，一并撤出，并迅速向调度室报告。二、放水安全技术办法1、待钻孔所有施工结束后，同步分别测定水压，测定水压规定持续8小时压力表指针不动。2、放水延续时间与稳定期间规定为充分查明含水层富水性，放水实验按一次最大降深进行，延续时间不少于24小时。放水实验结束前流量稳定期间必要达8小时。并以最远观测孔稳定2小时为准。3、放水孔流量观测与观测孔压力观测必要同步进行。开始普通应按每隔30分钟观测一次，持续3小时后，可每隔60分钟观测一次，直至放水结束。 观测孔压力表指针观测应与主孔流量同步进行观测，不得提前或延后。 4、放水实验应持续进行。如放水中断，而中断前放水已超过6小时，且中断时间不超过1小时，则中断前放水时间仍可计入延续时间内，否则一律作废。在中断放水时间内，应按观测稳定（静止）水位规定观测水位(涉及观测孔)，直到重新放水为止。 5、水温、气温测量，应在放水过程中，每隔2小时同步观测一次（应与流量、压力表指针观测相应），其精度规定为0.5。 6、在放水过程中，必要随时绘制Q=f(S)及q=f(S)曲线，以便及时发现和纠正放水发生错误。 7、水样应在放水实验结束前按设计规定采用，其办法按关于规程规定进行。 8、放水结束后要进行探测孔深。孔内沉淀物不得超过含水层厚度1/5。 9、静止水位与恢复水位观测规定： 正式放水前及正式放水结束后，放水孔和观测孔均应进行静止水位和恢复水位观测。 观测时间，开始时普通可按1、2、2、3、3、4、5、7、8、10、15分钟间隔观测，后来每隔30分钟观测一次，直至稳定。观测孔与主孔应统一。10、静止水位、恢复水位采用压力表观测，持续8小时指针不动。 三、排水设施1、排水设施：我矿采用平硐上山开采，水沟自流排水。2、排水路线工作面运送巷水平运送巷平硐地面。 四、应急办法当井下某一地点发生突然透水事故时，现场人员除及时报告矿调度室外，如果状况危急，水势很猛，则应采用如下应急办法：1、 在场人员行动原则及避灾路线：（1）行动原则发生透水时，在场人员应尽量理解或判断事故地点和灾害限度，在保证人员安全条件下，迅速组织急救，尽量就地取材，设法堵住出水点，加固采掘工作面，以防止事故继续扩大。如果无法急救，则应依照当时实际状况，有组织地沿着规定避灾路线，避开压力水头，迅速撤退到涌水地点上部水平或地面，而不能进入出水点附近独头巷道内。如果独头上山下部唯一出口已被沉没无法撤退时，则可在独头巷道躲避，以免受涌水伤害。这时独头上山附近空气因水位上升逐渐压缩，能保持一定空间和一定空气量。煤矿井下人员万一来不及所有撤到安全地点，而被堵在其她巷道内，应保持镇定，避免体力过度消耗，并想法与外界联系，告诉被堵人员所处位置 。（2） 避灾路线 见矿井避灾路线图2、 应急办法（1） 、各级领导应精确地检查煤矿井下人员，如果发现尚有人员被堵于煤矿井下，应一方面制定营救办法。为此，要判断人员也许躲避地点，依照涌水量和排水能力，预计排除积水时间，当判断有人被堵于独头上山时，必要时可以通过各种方式或从地面打钻孔向被堵人员所处位置输送食物等。（2）、水文地质人员应分析判断突水来源和最大突水量，测量涌水量大小及其变化，察看水井及地表水体水位变化，判断突水量发展趋势，采用必要办法，防止沉没矿井。（3）、采用上述应急办法仍不能阻挡时，煤矿井下人员应向高处撤退，迅速向安全出口转移，安全出井。 上述内容如有局限性之处或与规程相悖之处，遵循煤矿安全规程 及探放水管理规定等关于规定执行。