巷道层位控制及前探钻孔的设计与施工培训教案.doc

巷道层位控制及前探钻孔的设计与施工培训教案
地质测量部 齐鹏
为提高掘进口前探钻施工人员的业务水平，确保施工安全，经矿领导安排，对前探钻施工人员进行培训。今天由我给大家讲课,我讲课的题目是《巷道层位控制及前探钻孔的设计与施工》。
一、关于前探的相关规定
（一）《防治煤与瓦斯突出规定》第二十一条规定：所有突出煤层外的掘进巷道（包括钻场等)距离突出煤层的最小法向距离小于10m时(在地质构造破坏带小于20m时），必须边探边掘，确保最小法向距离不小于5m.
（二）《防治煤与瓦斯突出规定》第六十一条规定：石门、立井和斜井揭穿突出煤层前，必须准确控制煤层层位，掌握煤层的赋存位置、形态。
在揭煤工作面掘进至距煤层最小法向距离10m之前，应当至少打两个穿透煤层全厚且进入顶(底）板不小于0。5m的前探取芯钻孔，并详细记录岩芯资料.
在地质构造复杂、岩石破碎的区域，揭煤工作面掘进至距煤层最小法向距离20m之前必须布置一定数量的前探钻孔，以保证能确切掌握煤层厚度、倾角变化、地质构造和瓦斯情况.
（三）2014年集团公司和矿安全一号文均要求：坚持地质先行，提高地质勘探的预见性和准确性。认真落实地质测量“一矿一策”，充分发挥“三级”地质保障作用。
集团公司和矿4号文均明确：“三级”地质保障是指采掘区（队）技术员应连续掌握现场煤（岩）层及地质构造情况，并及时向地质测量部汇报现场地质信息；地质测量部负责矿井地质工作，职责到人；矿总工程师、地测副总工程师负责重大地质问题的处理。
（四)集团公司和矿4号文《关于2014年地质测量和防治水工作的意见》均要求：当巷道距突出煤层法距在20～15m时，应根据控制程度及岩层变化情况进行前探;当法距小于15m、大于等于10m时，每50m至少前探一次;当法距小于10m、大于等于5m时,必须在钻孔超前探明突出煤层层位的掩护下掘进;当法距小于5m时，必须采取针对性防突措施。层位及地质构造控制不明的，不得掘进。
二、巷道层位控制前探钻孔的设计
（一）地层就像叠汉堡包。砂岩、砂质泥岩、泥岩、煤层等按特定的倾斜角度，特定的倾斜方向，复杂的组合顺序一层一层叠加在一起.
巷道的层位是指巷道处在煤（岩)层剖面中的位置.如下图：
(二）巷道层位控制前探钻孔的设计
突出煤层顶（底）板岩巷在颜色深浅不一的岩石中穿行，如何知道我们的巷道是处在我们需要的层位呢？这就需要有鲜明的参照层，而地层中最鲜明的标志层就是我们最容易辨识的煤层，但煤层是隐蔽的,如何才能快速的知道煤层与我们的巷道之间的相对位置呢？最快捷的办法就是设计一定的方向和倾角的钻孔向煤层钻进,利用钻孔见到煤层的深度来判别煤层距离我们巷道的相对位置，这就是我们前探钻孔设计的目的。
1、岩层正常情况下的钻孔设计
一般向巷道的前方设计三个不同倾角的钻孔，根据三个钻孔揭露的三个不同的见煤点来判别巷道前方煤层赋存趋势。如下图：
2、前方有断层情况下的钻孔设计
在亿万年的地壳运动过程中，由于应力不均，使得地层（包括煤层）局部受力超过了承受极限而断裂，连续的地层变得不连续，出现了错断台阶,这就是所谓的断层。简介几种类型的断层及其产状。
控制前方有断层的煤（岩）层层位，不但要控制断层上盘煤层层位,而且要控制断层下盘煤层层位。还要控制断层到底离我们现在的位置有多远.其设计方法如下图:
三、施工过程中的技术要求
（一）开孔参数要求
1、开孔的平面位置
在迎头一般开在断面中线剖面上，特殊情况下可以偏离中线（如补孔多，造成钻孔密集,而找不到合适的开孔位置）,但必须如实记录钻孔偏离中线的方向和尺寸。
在巷帮钻场开孔，原则上开在同一纵剖面上，同时必须记录开孔至巷帮或巷道中线的平距.
2、开孔的高度
这是一个十分重要的参数，但设计中的开孔高度只是一个参考数值，现场条件并不一定能满足要求，所以原始记录中一定要如实记录现场实量的数据，决不允许不进行现场实际量取而直接填写设计数值的行为,更不能容忍不进行现场实际量取而直接填写一个与设计相近数据的造假行为。
3、开孔方位
设计中一般标明钻孔方向（即钻杆方向）与巷道掘进中线方向的水平夹角，左偏为正值，右偏为负值,与巷道掘进中线方向一致记为0度.此夹角一般用方位尺或半圆仪量取，注意量取时半圆仪或方位尺一定要端平。
4、开孔倾角
设计中一般标明钻孔方向（即钻杆方向)与水平线的竖直夹角,仰角为正正值，俯角为负值，水平为0度。这是开孔参数中最重要的参数，攸关设计目的的成败,孔深10m前必须保证实际倾角与设计倾角的差值不大于1度.当然，随着钻孔深度的增加,钻杆自重及孔内受力的影响，这一差值会增大。这就是测斜的必要性。
有人认为,既然随着钻孔深度的增加，钻孔倾角会越来越偏离设计值，难么开孔时的误差不大于1度就没什么必要。这种思想意识是极其错误的，起步就不规范,如何能保证在钻进过程中的质量意识；可控误差都不控制，怎么指望你去把难以控制的误差减小到最小的程度.
(二）钻进过程中的质量保证
1、钻机压车柱必须稳定牢固，否则无法做到保直钻进.
2、钻杆必须规格统一,不得长短不一，否则孔深难以计算准确.
3、钻杆必须上架并摆放整齐，记录总数量，记尺有疑问时，可以查看剩余钻杆数反推机上钻具全长。
4、钻杆每10根一组或每5根一组加尺,防止记错钻杆数。
5、机长必须密切关注见止煤情况。
6、计算见止煤孔深，必须实拉残尺，深度等于钻具全长减残尺。
7、能测斜的钻孔必须测斜.
（三）汇报的要求
1、见完主体煤层后要及时向区队、地质测量部、调度信息中心汇报。
2、达到设计孔深收钻前,必须汇报地质测量部，不得擅自收钻.
3、所有设计钻孔施工完，撤钻机前必须汇报地质测量部，不得擅自撤出钻机。
（四)报送资料的要求
钻孔施工完成后1个圆班内将原始记录整理成成果表,经分管区队长或区队长签字盖章后报送地质测量部.
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