采区回风配巷探放水设计-5孔大学论文.doc

回风配巷探放水设计

二零一六年

回风配巷探放水设计

审批签字：矿 长：

生产矿长：
安全矿长：

机电矿长：
总工程师：
安全指挥中心主任：
通风助理：
探放水队:
防治水副总工程师：
调 度 室：
安 全 科：
技 术 科：
防治水科：
编 制 人：
编制时间：

第一章 设计依据 1
第二章 工程概况 1
第一节 掘进工程概况 1
第二节 巷道周边关系 3
第三章 掘进区域水文地质条件 3
第四章 探放水设计 5
第一节 探水作业施工目的 5
第二节 物探、化探设计 5
第三节 探放水钻孔设计及施工组织 6
第五章 探放水设备 17
第一节 探水钻机性能 17
第二节 探水设备安装及操作 17
第六章 排水设备及管路 18
第七章 探放水技术要求及安全措施 20
第一节 探水前准备工作 20
第二节 防治瓦斯涌出事故的安全措施 21
第三节 探放水作业安全技术措施 21
第四节 探放水人员交接班制度 25
第八章 探放水设计贯彻、学习 25

回风配巷探放水设计
第一章 设计依据
回风配巷掘进面探放水设计依据
1、《煤矿安全规程》
2、《煤矿防治水规定》
3、《回风配巷掘进作业规程》
4、本矿《矿井水文地质类型划分报告》
5、《矿井水文地质补充勘探报告》
6、《矿井地质报告》
7、与煤矿防治水专业相关的法律、法规和煤炭管理部门下发的文件
8、根据“物探先行、化探跟进、钻探验证” 综合探测程序，严格执行“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的防治水工作原则，结合我矿的实际情况，编制本设计。
第二章 工程概况
第一节 掘进工程概况
一、巷道名称、工程量
回风配巷巷道设计长度500米，设计开口方位角231°，沿3#煤层底板进行掘进，巷道坡度3-6°。
二、施工目的
为了布置东翼采区通风、轨道运输系统，满足东翼采区的通风、行人、运煤的基本要求。
三、回风配巷断面及支护形式
（1）巷道断面尺寸：巷道呈梯形，上口净宽3.1m，下口净宽4.0m,巷道净高2.7m,净断面积9.59m2，棚距为0.5m。
（2）巷道支护形式
回风配巷为工字钢棚梯形支护，工字钢棚之间用刹杆搭接，棚顶支设8根刹杆，棚帮支设6根，刹杆长度1200mm,刹杆直径不小于60mm,间距不小于430mm,刹杆直径小于60mm，必须增加刹杆密度，多支设刹杆；刹杆上铺设金属网+塑料网，顶网、帮网均为经纬金属网+塑料网，金属网规格3.0m×1.1m,采用10#铁丝编制，网片长、短边搭接上下相错200mm, 采用16#绑丝相连接，上层网边与下层网孔相连。联网要求双丝三扣、按规定相连、并梳理成辫；塑料网规格3.0m×1.1m；塑料网片用16#绑丝连接固定在金属网上。工字钢棚与煤壁之间接触有力，严禁空帮、空顶。
四、巷道掘进坡度
该巷道沿煤层底板掘进，巷道坡度3°～6°。
五、掘进施工次序
安全检查（顶板、通风、瓦斯、工作面支护、探头位置等）敲帮问顶→截割落煤→敲帮问顶→临时支护→清煤→工钢支护→收尾整理工程质量。循环回尺0.5m;最小控顶距不小于0.3m，最大控顶距不大于1.3m。
第二节 巷道周边关系
一、地面相对位置
回风配巷地面位于向阳村西部，地表为荒山和部分梯田，地面无建筑、公（铁）路、水体。
二、邻近巷道分布情况
回风配巷开口位置距巷口275米处。回风配巷西边是东翼采区进风巷。东边是26米处是旧巷，78米处是原向阳矿回风立井，预计在掘进中会揭露旧巷。
三、邻近采空区分布情况
回风配巷东边是C6古空区，古空区对掘进有一定影响。
附图1：回风配巷巷道布置图所示
第三章 掘进区域水文地质
一、掘进区域水文地质
1、回风配巷掘进区域地表无河流、湖泊等水体;井下掘进区域主要充水水源为煤层顶板砂岩裂隙含水层水，预计在掘进区域有裂隙含水层水。掘进区域奥灰岩溶水：区域奥灰岩溶水水文地质单元属辛安泉域的南部补给径流区，区域奥灰岩溶水水位标高为620-622m，本掘进区域最低底板标高为990m,高于奥灰岩水水位368m，奥灰岩溶水对回风配巷掘进无影响。
2、根据中国煤炭地质总局华盛水文地质勘查工程公司为我矿编制的《矿井水文地质补充勘探报告》报告划分C6古空区，古空区面积㎡，古空区无积水。回风配巷巷道距C6古空区最近距离14米，古空区对掘进会有一定影响。回风配巷掘进巷道坡度3°-6°，巷道在掘进过程中严格执行探放水“有掘必探、先探后掘”制度。
我矿按照“三线管理”在接近警戒线时，巷道在掘进584米处时接近C8古空区警戒线，接近C8古空区警戒线后注意透水预兆观察。掘进至在667米接近探水线及时安排探放水作业，掘进至756米时接近积水线时严格按照探老空设计进行探放水作业。
3. 构造
掘进区域处于我矿S5向斜构造，S5构造位于井田东部，轴向东西方向，纵贯井田，两翼不对称，北翼比较宽缓，地层倾角3°～6°，南翼稍陡地层倾角7°～8°，掘进区域无陷落柱、预计前方有一断层构造，构造对掘进有一定影响。
4、岩浆岩
掘进区域未发现岩浆侵入现象，地表无岩浆岩出露。
二、煤层
回风配巷煤层为3#煤，赋存于下二叠系山西组地层，煤层厚4.14-5.22m，平均4.92m，硬度f=3，倾角3°～6°，属稳定可采煤层，煤层结构简单，直接顶板为泥岩、粉砂质泥岩，底板为泥岩、粉砂质泥岩、泥质细砂岩。
附图2: 回风配巷掘进区域充水性图
第四章 探放水设计
第一节 探放水作业施工目的
我矿坚持“物探先行、化探跟进、钻探验证”综合探测程序，严格遵守“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的防治水原则，在回风配巷掘进过程中严格执行探放水制度。分析掘进区域内含水情况，为安全掘进奠定基础。
第二节 物探、化探设计
一、回风配巷掘进前进行物探，物探设计如下：
1、物探目的：
①探测巷道前方低阻异常区及分布范围。
②分析测区内含水构造形态、水力联系。
③对测区内煤层开采或水害治理提供物理探测技术依据。
④为布置探放水钻孔设计提供依据，对异常区域进行钻孔验证。
2、物探方法：布置基本测线3条，每条测线10个物理点，总计30个物理点。
3、物探仪器：武汉地大华睿地学技术有限公司生产的矿用瞬变电磁仪和用隔爆兼本安型发射机,有效勘探距离140米。
4、 针对物探报告中异常区域，要布置钻孔钻探验证。
二、化探跟进
在探水作业过程中，钻孔一旦出水要在3小时内采集水样完毕，并在12小时内送相关资质单位进行水质化验，7天内取回水质化验报告，以分析、判断涌水的来源。
第三节 探放水钻孔设计及施工组织
一、正常探放水钻孔设计
1、正常探放水钻孔布置
根据回风配巷掘进区域水文地质情况及煤层厚度，煤质硬度进行钻孔设计以指导回风配巷探水作业，探水钻孔为4个钻孔布置：
1号孔位于巷道中间位置，距底板距离为1.2m，方位角0°，钻孔深60m，钻孔倾角与煤层a平行；钻孔方位角和巷道方位角相同，随掘进方位角的变动而变动。
2号孔位于1号孔右侧，与1号孔水平距离1m，距底板距离为1.2m，方位角19°，与1号钻孔方位角夹角19°，钻孔深63.5m，钻孔倾角与煤层a平行。
3号孔位于1号孔左侧，与1号孔水平距离1m，距底板距离为1.2m，方位角341°，与1号钻孔方位角夹角19°，钻孔深63.5m，钻孔倾角与煤层a平行。
4号孔位于1号孔上侧，与1号孔垂直距离0.2m，距底板距离为1.4m，方位角0°，钻孔深61m，钻孔倾角（a+3°）。
注：α为煤层倾角
2、探水距离、允许掘进距离、帮距、超前距离的确定
回风配巷探放水时，确保钻孔终孔位置距探水位置距离不小于60m，允许掘进距离30m，保证帮距20m，在掘进过程中要保持30m的超前距离，经矿防治水领导组人员验收钻孔合格后，下发允许掘进通知单后，方可在允许的安全距离内掘进。
附图3：探放水钻孔布置图
附表1：探水钻孔参数
根据回风配巷掘进区域水文地质情况及煤层厚度（煤层厚度4.14-5.22m），煤质硬度f=3，物探报告编制本探放水设计。指导回风配巷探放水作业。
三、注意事项
1、如果在探水过程中，探入空巷（空区），在探明空巷（空区）无积水，无有害气体时，采取措施，向前掘进揭露空巷（空区）。
2、钻孔钻入空巷(空区)后，无积水，经瓦斯员现场检查，空巷(空区)内瓦斯浓度超过0.8%，然后汇报调度室，制定安全技术措施后，进行排放瓦斯，浓度降至0.8%以下，钻孔必须要用黄土封孔，封孔长度不低于1.5m。保证空巷(空区)瓦斯不通过钻孔向工作面释放，工作面不向采空区漏风，再进行下步作业。
3、钻孔钻入空巷(空区)后，钻孔出现涌水，巷道停止掘进，采取安全技术措施控制钻孔涌水量进行放水，同时采集水样，进行水质化验，分析涌水来源。防治水科人员定期观测、记录钻孔涌水量，及时疏通涌水钻孔。积水放完后，方可进行掘进作业。
四、验证钻孔时测量杆的使用
钻孔验收时用测量杆进行验收钻孔长度，使用时注意事项：
1、测量杆数量要满足钻孔验收需求。
2、测量杆要悬挂在钻场附近位置。
3、在连接测量杆过程中要连接紧固，防止发生丢杆现象。
五、钻孔验收流程
当班钻探结束后，由跟班矿长、探水队队员、防治水科人员、驻矿安检员、安全员共同验收探水钻孔长度、倾角、方位是否合格，不合格重新进行钻探、合格后把钻孔深度填写当班《掘进工作面探水验收表》、然后由掘进队长、探水队、防治水科、跟班矿领导、驻矿安检员填写《探放水钻孔验收及安全确认移交单》签字确认安全后，由防治水科长、掘进队队长、安全矿长、防治水副总、总工程师共同签发允许掘进通知单下发到掘进队。
六、回风配巷探水施工工序
探水前准备工作（运输钻机、钻杆、排水设备、挖水沟）检查工作面支护质量→安设专用电话→支设钻机→接通电源→调试钻机→钻进探水→钻孔验收→撤除钻机。
七、劳动组织
回风配巷探放水作业共安排6人，防治水科1人、探放水队员3人、安全员1人、瓦斯员1人，探放水人员严格按照探放水设计进行探水作业，并持证上岗。依据设计，确定探水孔位置时，由测量人员进行标定。负责探放水工作的人员必须亲临现场，共同确定钻孔的方位和倾角、深度和钻孔数量。探放水人员必须实行现场交接班制度，交接班时间按矿上下班时间规定为准。
表3 人员施工组织
工种
探水工
防治水科
安全员
瓦斯员
合计
人数
3人
1人
1人
1人
6人

第五章 探放水设备
第一节 探水钻机性能
探水钻机技术参数
专用探水钻机型号：ZYJ380/210架柱式液压回转钻机
辅助液压泵站型号：BZ15/10-73/18-ZY

第二节 探放水设备安装及操作
一、钻机安装的具体要求
1、立柱必须垂直于底板平行线、接触有力；
2、钻机与立柱、副支柱连接可靠；
3、油箱用46#抗磨液压油，有效容量200L；
4、钻机各部件紧固体要牢固，主机安装牢固；
5、各油管连接无误，油管、水管接头U型销要卡好；
6、操作台各手柄放在中间位置，然后起动马达、油缸，排除油路的空气，至运转平稳为止；
7、各工作机构的动作方向与指示牌的标记方向一致，如不一致应及时调换有关油管。
二、开动钻机前准备工作
1、检查确保钻机与立柱、副支柱连接可靠；巷道高度应保证立柱能竖立于巷道中；
2、检查并确保各管路接头可靠连接，压力正常；
3、检查并将各控制开关处于关闭状态(位置)
4、在开机后严禁任何人触摸旋转及伸缩活动部件表面；
5、在开机后严禁任何人敲打回转设备、滑台部位（尤其在油缸伸缩困难时）；
6、受控零部件不得更换；溢流阀的工作压力不得随意调节；
7、检修油管时，钻机周围及轴线方向严禁站人；
8、钻机操作者应站在钻机两侧，开动钻机时远离1m，操作台操作人员服从钻机操作者口令或手势；
9、油缸伸缩时，手不要按在油缸上，以防挤伤手部；
10、钻机推进过程中，钻杆与钻机不得相对倾斜，以防发生意外；推进速度和推进力要适度，防止卡钻。
第六章 排水设备及管路
一、矿井排水系统设备及排水能力
1、中央水泵房
中央水泵房安装三台水泵型号为MD155-67×5,一台为工作水泵，一台为备用水泵，一台为检修水泵。中央水泵房安设两趟管径150mm排水管路到地面净化水池。
中央水泵房主副水仓容积m3。
我矿主副水仓容量m3，矿井8h的正常涌水量为144 m3，水仓容量符合《煤矿安全规程》第二百八十条要求。
2、东翼采区水仓
东翼采区水仓位于东翼采区三部皮带巷105米处，有效容量300m3。东翼水仓安装水泵型号 BQS80-100-37水泵2台，额定流量80 m3/h，可以满足20小时排出24小时正常涌水量，排水管直径100mm，连接至矿井主副水仓。
二、矿井排水能力计算
1、按照《水文地质类型划分报告》中我矿正常涌水18.5m3/h，24小时涌水量为444m3，一台工作面水泵20小时排水能力为3100m3，大于矿井24小时正常涌水量。
2、按照《水文地质类型划分报告》中我矿最大涌水26.9m3/h，24小时涌水量为645.6m3，一台工作面水泵和备用水泵20小时排水能力为6200m3，大于矿井24小时最大涌水量。
目前我矿实际正常涌水量18.5m3/h，雨季最大涌水量为26.9m3/h。
三、回风配巷排水设备排水能力
回风配巷掘进面安装有工作和备用水泵，型号均为BQW50-70-18.5，排水量50 m3/h，扬程70m，功率18.5kw，可以满足排水需求。积水由排水管路排至东翼采区水仓再排往主水仓。
附图4：回风配巷排水系统图

第七章 探放水技术要求及安全技术措施
第一节 探水前准备工作
回风配巷开始掘进前，探水队人员搬运型号为ZYJ380/210架柱式液压回转钻机到探水位置附近，具备探水作业空间后再进行探水。
安装钻机进行探水前，应当符合下列规定
1、在探水位置探水时，加强钻场附近的巷道支护，并在工作面迎头打好坚固的立柱和拦板。
2、钻窝不得做松软煤（岩）层内。
3、清理巷道，挖好排水沟。巷道低洼处时，必须配备与探放水量相适应的排水设备。
4、在打钻地点或附近安设专用电话。
5、探放水人员依据设计，确定主要探水孔的位置时，由测量人员进行标定。负责探放水工作的人员必须亲临现场，共同确定钻孔的方位、倾角、深度和钻孔数量。
6、安好钻机接电时，要严格执行停送电制度。
7、安全员监督挂好探水地点的风筒、电缆、管道等设施。
8、明确发生透水预兆立即撤人的避灾路线，并使每个作业人员了解和掌握避灾路线。
第二节 防止瓦斯涌出事故的安全措施
1、加强机电设备管理，杜绝一切失爆现象。
2、在钻孔施工作业过程中瓦斯员要随时检查瓦斯浓度，严密监视瓦斯变化情况，一旦瓦斯超限，应当立即停止钻进、切断电源，撤出人员，并报告调度室，及时采取措施进行处理。
3、探放水作业现场，瓦斯员、安全员必须自始至终检查瓦斯浓度情况和安全施工。
4、安全科安排瓦斯员监督局部通风机运行情况、风筒完好情况、监控系统运行情况，发现异常及时进行处理，保证回风配巷通风系统正常运行。
附图5: 回风配巷通风系统图
第三节 探放水作业安全技术措施
1、作业人员衣服穿戴整齐，衣袖口扎紧，矿灯佩戴规范。
2、在探水起点处设置探水点标志，并建立挂牌管理。
3、巷道支护应牢固，顶、帮背实，无高吊棚脚，使巷道有较强的抗水流冲击能力。
4、立柱必须垂直于底板平行线，否则，会使顶紧油缸压力增大时，导致立柱与油缸连接处弯曲甚至断裂。探放水人员必须对钻杆、钻机与管路连接处进行检查，保证完好。钻杆连接必须拧紧，防止漏水和脱扣，钻机液压管路连接处无漏液。
5、钻进中严禁无水钻进，保证冲洗液循环正常，一旦停水、应立即将孔内的钻具全部拔出来，以防止发生埋钻事故。
6、钻机安装必须周正、水平、稳固，防止钻进中发生移动。
7、在探放水钻进时，发现煤岩松软、片帮、来压或钻眼中的水压、水量突然增大和顶钻等透水征兆时，应当立即停止钻进，但不得拔出钻杆；现场负责人员应当立即向矿井调度室汇报，立即撤出所有受水威胁区域的人员到安全地点。然后采取安全措施，派专人监测水情并进行分析，妥善处理。
8、钻进中发现有害气体涌出异常时，应立即停止钻进、切断电源，将人员撤到有新鲜风流的地点。立即报告矿调度室，等待指令。
9、钻孔内水压过大时，应采用反压和有防喷装置的方法钻进，应背紧前方煤体，在拦板外面加设顶柱或木垛，必要时还应在顶、底板坚固地点砌筑防水墙，之后方可放水。巷道两帮打设锚杆用钢丝连接孔口管，进行固定。孔口管前方架设厚度不小于5mm钢板，防止孔口管突出伤人。
10、钻孔放水前，应当估计积水量，根据矿井排水能力和水仓容量，控制放水流量；放水时，必须设专人监测钻孔出水情况，测定水量、水压，并做好记录。若水量突然变化，必须及时处理，并立即报告矿调度室。
11、探水时应加强出水征兆的观察，一旦发现异常应立即停止工作，及时处理。情况紧急时必须立即发出警报，撤出所有受水威胁地区的人员。
透水预兆
(1) 煤层变湿、挂红。
(2) 挂汗。积水区的水在自身压力作用下，通过煤岩裂隙而在采掘工作面的煤岩壁上结成许多水珠。
(3) 空气变冷。采掘工作面接近积水区域时，空气温度会下降，煤壁发凉。
(4) 出现雾气。当采掘工作面气温较高时，从煤壁渗出的积水，会被蒸发而形成雾气。
(5) 水叫。含水层或积水区内的高压水，向煤岩裂隙挤压时，与两壁摩擦会发出“嘶嘶”叫声，这说明采掘工作面距积水区或其他水源已经很近了。
(6) 顶板来压，片帮；顶板淋水加大；底板鼓起或产生裂隙。
(7) 出现渗水、钻孔喷水、底板涌水、煤壁溃水、水色发混，有臭味。
(8) 采掘工作面有害气体增加。积水区向外散发瓦斯、二氧化碳、硫化氢等有害气体。
(9) 裂隙出现渗水等。如果出水清净时，则离积水区较远；若浑浊，则离积水区已近。
12、受水威胁地区信号联系和避灾路线
（1）探放水地点必须安设电话，在探放水期间各工作地点必须设专人在电话旁边等候电话或调度室指示，探放水工作现场一旦发生异常情况，应当立即停止钻进，切断电源，撤出人员，并报告调度室，及时采取有效措施进行处理。
（2）在准备探放水前，必须向受水威胁地区的施工人员贯彻、交待报警信号及避灾路线并让工人熟悉探放水相关安全技术要求。
水灾、顶板避灾路线：
回风配巷掘进面→东翼采区进风巷→东翼采区联络巷→回风立井→地面。
瓦斯、火灾、煤尘避灾路线：
回风配巷掘进面→东翼采区进风巷→东翼采区三部皮带巷→东翼采区二部皮带巷→东翼采区轨道巷→井底车场→主斜井→地面。
附图6：回风配巷避灾路线图
附表3： 西掌煤矿内部电话联系表
第四节 探放水人员交接班制度
一、探放水当班负责人和下一班探放水负责人必须实行现场交接班制度，交接班时间按矿上下班时间规定为准。
二、交接班要做到手指口述，不交接不下班，严格执行“六交”、“六不接”：
（1）交清当班运转情况；交待不清不接。
（2）交清设备故障和隐患；交待不清不接。
（3）交清应处理而未处理的原因；交待不清不接。
（4）交清工具和材料配件的情况；数量不符不接。
（5）交清设备和环境卫生打扫情况；不清洁不接。
（6）交清各种记录填写情况；发现填写不完整或未填写不接。
三、接班者接班后要对钻机试钻运行一遍，确认无事后，方可正常开钻钻探，并填写记录。
四、凡交班前擅自离开岗位，或接班者没按规定时间到达工作地点的，一经发现按脱岗及违反劳动纪律论处。
五、班中的各种报表记录必须实事求是、认真填写，严禁漏填、虚填，一经发现，严肃处理。
第八章 探放水设计贯彻、学习
一、本设计执行贯彻学习签字制度，探水人员必须掌握探放水设计相关技术要求，所有参加探水人员必须学习、签字后方可上岗作业。
二、探放水人员必须按照批准的设计进行探水，未经审批单位允许，不得擅自改变设计。
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