二水平轨道大巷探放水设计及施工安全技术措施.docx

附件三：二水平轨道大巷探放水设计及施工安全技术措施一、地质构造该块段总体为单斜状,根据相邻轨道延伸巷实际揭露资料和三维地质资料，该段地质条件相对简单。轨道大巷掘进过程中,平均坡度-16对巷道掘进无大的影响.二、工作面概况二水平轨道大巷在点(点X：36414380.6，Y：4362685。3)开口，以0坡施工40m车场，车场已形成，下一步以16下坡掘进，施工方位角180掘进366m.二水平轨道大巷断面为矩形，其断面尺寸为:宽高=4。43。7m煤层产状：总体为东高西底之势，属较稳定煤层.三、水文地质巷道所经区域为向西南倾斜的单斜构造，地层倾角约1014，据三维地震资料显示,掘进区域内无5m以上断层及明显的褶曲构造,但局部可能会有小型断层存在。地层倾角也会有波状起伏变化，对掘进影响不大。区域水文地质：16#煤层直接充水含水层为顶板石炭系太原组（C2t）砂岩含水层，单位涌水量0。0021-0.0126 L/sm0。01L/sm，渗透系数0.00800。0227m/d，富水性较弱,径流条件差，补给有限。附近区域该含水层厚度38。68m，16#煤层之上泥岩、煤层砂质泥岩组成的隔水层厚度11。03-14.45m，对16#煤层的采掘影响不大。但遇到断层时,由于受断层破碎带的影响，会发生顶板淋水、涌水情况。同时,16煤层底板砂岩成分比例较高,且裂隙发育，底板隔水层厚度3。13m,受采动影响（经验数据5m)可能会导致底板砂岩裂隙水涌水.间接充水含水层为底板奥灰岩溶水，该区域奥灰水位1045。17m，根据底板安全隔水层厚度计算公式 经计算安全隔水层厚度t=2.7m，奥灰顶界面距16煤层底板间距为48.6m，在底板完好的情况下对巷道掘进影响不大。但棋盘井地区神华蒙西煤矿曾发生奥灰水沿16煤底板砂岩裂隙导升的现象，因此，掘进期间需加强底板超前探放水.四、防治水措施1、物探排查掘进前已采用物探方法查清巷道前方构造发育程度及充水情况。2、探放水工作坚持“有掘必探、先探后掘”的掘进施工原则,对该巷道进行超前探放水,严格按照探放水设计进行施工.3、排水设备及排水路线掘进过程中在掘进头配备水泵，且有同等能力备用水泵，随巷道掘进铺设相应管径及趟数的排水管路。掘进工作面二水平轨道大巷二水平车场中央水泵房副斜井地面五、探水的目的及原则1、探水的目的：探水系指采矿过程中用超前勘探的方法，探明采掘工作面、顶板、侧帮和前方的含水构造及陷落柱充水含水层、积水老窑等，含水体系的具体空间位置和产状等，其目的是为有效地防止矿井水害做好必要的准备.2、探放水的原则：掘进工作面必须执行“有掘必探、先探后掘的原则，煤矿安全规程第317条规定,遇到下列情况必须探水：(1）接近水淹的井巷、老窑或小窑时;(2)接近含水层、导水断层、溶洞和导水陷落柱时；(3）打开隔离煤柱放水时；(4)接近可能与河流、湖泊、水库、蓄水池、水井等相通的断层破碎带时;(5）接近有出水可能的地质钻孔时;（6)接近水文地质条件不清的区域时；(7）接近有积水的灌浆区时;（8)接近其他可能突水的地区时。五、巷道布置及探放水设计说明二水平轨道大巷设计长度406m,在点(点X:36414380。6，Y：4362685。3）开口,以0坡施工40m车场，然后以16下坡沿煤层顶板掘进施工方位角180，掘进366m.(一）、支护方式(巷道掘宽高：4。4米3。7米）依据设计该巷道永久支护为锚网索喷支护,具体为顶板布置9根锚杆，一根锚索.锚杆间排距为900mm900mm，垂直于顶板布置.顶板锚杆规格为182000mm左旋螺纹钢锚杆；树脂锚固剂规格为MSCK23350mm。铁托板规格为120mm120mm6mm（厚度）。巷道顶板铺设金属网，网片采用6mm钢筋电焊而成，网片尺寸为1000mm2000mm，网格100mm100mm，网片搭接长度为100mm；顶板及两帮每孔充填2根锚固剂。锚索规格：15。24mm，L=6300mm，锚索采用单排居中布置（两排锚杆中间），排距2700mm，充填4根锚固剂，树脂锚固剂规格为MSCK23500mm，托盘型号为300mm300mm12mm钢板，托盘钻孔20mm。（二）探放水设计二水平轨道大巷设计全部依据煤矿防治水规定的要求编制。 1、探水钻场布置二水平轨道大巷沿掘进方向每隔80米在巷道进行一次探放水.钻场利用巷道布置，钻场处加强支护,并在附近安装专用固定电话。2、探放水钻孔设计(1）超前距的确定 根据（煤矿防治水规定)要求，确定超前距为20米。（2）钻孔数量钻孔数量根据钻探目的、水情水害掌握情况及物探结果等综合因素确定,可根据实际情况适当增加钻孔数量、调整钻孔位置，原则上查清水情即可，但不得少于3个。（3）钻孔的布置方式二水平轨道大巷探放水钻孔设计3个钻孔,分别为沿掘进工作面正前方、左右侧俩个方向的2个钻孔.正前方探水钻孔（1#孔）距底板距离：1.5m距巷道两帮距离：2。2m钻孔直径: 65mm钻孔深度：100m方位角：180倾角:-16(与巷道底板平行)右前方钻孔(2孔)距底板距离：1。5m距巷道右帮距离：1m钻孔直径：65mm钻孔深度：105m方位角：169（与巷道呈11夹角）倾角:16（与巷道底板平行)右前方探深：105cos11103m帮距：105sin11=20m左前方钻孔（3孔）距底板距离:1。5m距巷道左帮距离:1m钻孔直径：65mm钻孔深度：105m方位角:191（与巷道呈11夹角）倾角：16(与巷道底板平行)右前方探深：105cos11103m帮距：105sin11=20m附探放水钻孔布置示意图.（4)允许掘进距离根据计算允许掘进距离为80m。（5）根据煤矿防治水规定第99条规定,水压为小于1。0Mpa的，止水套管长度选取10m.在套管固定后进行耐压试验，压力不低于2.0Mpa,时间不低于30分钟.试验成功后方可扫孔钻进,否则不得钻进施工。(6)探水设备打钻选用型号为ZYJ400/270型矿用钻机，钻杆42mm1m，钻头为65mm的合金钢钻头.六、施工工序1)使用65mm的钻头开孔，钻进6。5m，将孔内的煤岩冲洗干净；再使用108mm的钻头进行扩孔，扩孔至6.5m。2）将89mm无缝钢管端头至端尾1。5m处的外壁用麻和海带丝包裹后，塞入钻孔内.止水套管外壁周围与孔壁之间用麻和海带捣实封闭，止水套管外露200mm,端部与3.5寸法兰盘连接.3）待孔口封闭凝固后，装上闷盖向孔内注入水灰比为1:1的水泥浆,直至水泥浆自孔底返出管外;或者使用封孔剂固结孔口装置。4)待8小时后,水泥浆基本凝固后（若使用封孔剂则等待封孔剂凝固后），用65mm的钻头进行扫孔,扫孔6。5m。进行清水耐压试验,试验压力不小于2Mpa，且持续时间不少于30min。若止水套管无松动、管外无返水，则止水套管固管成功.5)在打压成功的钻孔内进行探放水作业。6)完成一个钻孔的探放水作业后，下一个钻孔的作业必须严格按照以上顺序进行.7）先施工1#孔，根据探放水效果依次施工2、3孔。七、验收标准：采用现场验收,钻孔施工至设计深度后，由施工队通知防治水人员、测量人员、安检人员及瓦检人员。待以上人员全部到现场后，由安检、瓦检人员根据现场情况确定是否符合退钻条件,达到安全条件后方可退钻。由测量人员测量实际孔深，施工队出具探放水验收记录，现场验收人员在验收栏签字。八、探放水注意事项和技术要求1、要对钻场前后20m周围的巷道进行加强支护，确保巷道无空顶、帮现象,保证钻探人员的人身安全。2、钻孔施工受调度室统一调度,发现异常情况及时通知调度室，施工现场设电话一部，随时和调度室联系,为保证电话畅通,每班在开工前，先和调度室通一次话，保证电话的畅通.3、探钻期间,严禁随意切断钻机电源，加强机电检查,杜绝失爆现象的发生，机电系统保证排水为双电源,同时加强中央水泵房的检修,确保中央水泵房水泵的完好。九、安全技术措施1、探水钻入井前严格按照机电设备标准进行检查，试运转后在入井安装使用。使用时严格按照操作规程进行操作，保证钻机牢固，不移位；2、在进行施工钻孔前，必须完善探水地点的排水设施；3、钻孔施工前，检查排水管路、排水泵、供电系统等是否正常；4、机电部要加强供电系统的管理，严禁停电事故的发生。5、每班必须配备熟练的水泵司机值班，并严格执行交接班，保证钻孔出水后水泵及时排放；6、施工现场必须配备“瓦斯”监测便携仪一台，有专人看管检测瓦斯浓度,如瓦斯浓度超限立即查明原因并处理；7、探放水期间，由探放水小组统一平衡解决探放水期间出现的各种问题；8、在探水钻钻进时，发现煤层松软、片帮、来压或钻眼孔内水压、水量突然增大和钻孔透水等透水征兆时,应立即停止钻进，但不得拔出钻杆；9、当发生灾害事故时,所有人员要保持头脑清醒，迅速查明险情,按正确的避灾路线撤出,并及时向调度室汇报。10、矿井透水预兆 （1）发潮:煤本身是不透水的矿物体，但当受到一定压力水的作用,仍会有部分的水分浸到煤体里去。因此,当采掘工作面临近积水区时,就会发现局部的或大面积的发潮现象，这种发潮现象并不完全是由于接近水区的缘故,遇到底板岩层为透水岩层时，也常使煤体有发潮现象. （2）发汗：当工作面接近积水区时,因水压的作用,通过煤的层理、节理、水就透过煤壁并聚成水球现象，看起来就像人出汗一样。（3)流水或滴水：这种现象是发汗进一步发展的结果，证明工作地点与积水区的距离越来越近了，也证明隔水煤墙越来越软,隔水性越来越差，抗压能力越来越小，总体情况越来越严重.这时必须百倍警惕,采取措施加紧处理。 （4)挂红：这种现象往往是流水现象出现后产生的.这种现象说明水内含有铁的氧化物,或硫铁矿物等，出现“挂红一般认为是接近老空积水的象征。 （5)空气变冷：工作面接近大量积水区以后,影响工作面气温降低，感到发冷。 (6)硫化氢气味加大：硫化氢气体也是老空区的产物。因此,当工作面接近老空区时,有时可嗅到硫化氢的气味。 （7）水叫：一般有两种声音：一种是：“嘶嘶”的声音,这种声音,很象低沉的雷鸣声或不开锅的声音，这是因为水位有了变动或受滚动岩石撞击影响的结果。 （8）钻孔底发软或出水：用探水钻或用掘进风钻探钎探水时，如发现钻孔底发软，钻屑发潮，就说明快到积水区,如继续钻就有出水的可能.11、掘进工作面的作业人员需配备雨衣,保证作业人员在淋水较大的情况下能正常工作.12、架设钻机前应加强钻孔附近的巷道支护，并且要确保钻机架设牢固,防止冒顶伤人。13、打孔前要检查排水设备是否齐全、性能是否完好，排水能力是否满足要求，排水管路是否畅通，探水钻孔位于巷道低洼处时,必须配备与探放水量相适应的排水设备；同时，通风部门要做好预防巷道有害气体涌出的措施。14、在超前探测工作进行前，必须对受灾害威胁的人员进行培训，熟悉避灾路线图，施工作业地点必须配备通讯设施，并且测量和探水人员必须亲临现场,依据设计，确定主要探水孔的位置、方位、角度、深度以及钻孔数目。15、为预防气体异常,每班必须有瓦斯检查员在现场值班，随时检查空气成分,施工作业前瓦斯检查员必须检查作业范围20m内的瓦斯浓度，当瓦斯浓度1.0时，方可开工。16、探水钻进之前，必须先安好孔口管和控制闸阀，进行耐压试验，达到设计承受的水压后，方准继续钻进。17、钻进时，若发现有害气体喷出时,应立即停止钻进，切断电源，将人员撤到有新鲜风流的地点后,向调度室汇报，采取措施.18、钻孔过程中发现煤壁有挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板淋水加大、顶板来压、底板鼓起或产生裂隙出现渗水、水色发浑、有臭味等突水预兆时，及时通知调度撤离现场.19、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。20、必须监视放水全过程，放水结束后,应立即核算放水量与预计积水量的误差，查明原因。21、探放水钻孔完成探测任务后必须全孔注浆封闭,并做好封孔记录。22、措施未列入部分,严格按煤矿安全规程、煤矿防治水规定中有关规定执行.十、通风及瓦斯检查制度1、探放水通风 巷道施工过程中，采用压入式通风，局部通风机安装在轨道大巷新鲜风流中,然后将新鲜风压入工作面迎头，巷道的回风风速不得低于0。25m/s。在打钻时，探水钻工需将风筒延伸到工作面距迎头5。0m处。在打钻过程中不得停风,并有可靠的风电闭锁置，特殊情况停风时，必须按规定撤出施工地点所有人员.2、瓦斯检查制度在探放水过程中，必须配备便携式瓦斯检测仪一台，以便随时检查瓦斯浓度.瓦斯监测探头CH4、CO吊挂距工作面5。0m。瓦斯检查员在探放水前对工作面迎头进行瓦斯检测，在打钻过程中也要进行瓦斯检查，如瓦斯浓度达到1时，必须停止钻进，工作面所有设备断电，进行排放瓦斯，探水过程中只有在瓦斯不超限的前提下方可钻进.十一、安全管理 1、 钻机安装不牢固，安装不符合要求。2 、钻场布置不合理.3 、钻眼不按设计要求设置。4 、钻孔位置、方位、角度及钻孔深度不符合要求.5、孔口管固定不牢固.6、止水套管长度不符合要求。7、不按照规定的眼位施工。8、顶板离层、片帮。9、钻机管路不通畅进行打眼。10、有害气体超限.11、未加强钻机附近巷道支护。12、巷道低洼处未设好水仓及排水设施。13、未做好钻孔深度记录。14、钻进中发现有害气体喷出时,未停止钻进,切断电源,未将人员撤到有新鲜风流的地点。15、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,以及有顶钻现象时，未及时采取措施处理。16、钻孔水压过大或喷高压水时未采取措施处理。17、通讯设施不畅通。18、探水作业前排水系统不畅通.19、探水作业人员不熟悉措施内容及避灾路线.20、有出水征兆时未及时撤出人员，查明原因.管理标准及预防措施：1、钻机严格设计安装，钻机安装牢固可靠各项功能完好.2、钻场严格按照设计要求布置,钻孔间、排距符合要求。3、钻眼按设计要求布置。4、钻孔位置、方位、角度及钻孔深度符合规程规定，打眼前探水技术 人员标号眼位。5、孔口管固定按规程要求固定，固定牢固可靠，不渗漏水。6、止水套管长度不低于设计值。7、严格按标定的眼位施工。8、施工作业前检查好作业地点顶帮情况,严格执行敲帮问顶制度。9、施工作业前检查好钻机管路是否畅通，否则不得开机打眼.10、瓦检员实时检测作业地点有害气体浓度，有害气体浓度超安全规程规定严禁作业.11、加强钻场附近10m内巷道支护。12、巷道低洼处排水设施,排水系统完好。13、在靠切眼侧低洼处设好防水坝防水墙.14、现场作业人员做好钻孔深度记录，测量一次钻杆并核实孔深.15、钻进中发现有害气体喷出时应立即停止钻进，切断电源将人员撤到有新鲜风流的地点，立即汇报调度室，采取措施处理。16、钻进时，发现煤岩松软、片帮、来压或孔中的水压、水量突然增大以及有顶钻现象时，必须停止钻进，记录其孔深，并同时将钻杆固定，但不得取出钻杆,要立即向矿调度室报告，及时采取措施,进行处理。17、施工现场必须设电话一部,随时与调度保持联系,电话不通，不准开钻专业.18、探水作业前,设好排水管路、水泵,保证排水系统畅通.19、探水作业前做好专业人员对规程措施的学习培训，熟知避灾路线。20、有出水征兆时及时撤出作业人员，及时汇报调度，查明原因后方可继续进行作业。十二、避灾路线若施工地点发生水、火、瓦斯、煤尘、顶板灾害时,施工人员应按如下路线进行撤离，所有施工人员应熟悉各种灾害的避灾路线。二水平轨道大巷掘进工作面二水平车场副斜井地面避灾原则:头脑清醒,想清路线，听从指挥，做好自救互救工作，有序撤退,并及时向值班人员和调度室汇报。附图：1、二水平轨道大巷探放水布置示意图2、避灾路线图