回风顺槽探放水设计最终样本.doc

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山西煤炭运销集团野川煤业有限公司

3101回风顺槽探放水设计

山西煤炭运销集团野川煤业有限公司
5月

目 录
第一章 设计依据 - 5 -
第一节 3101回风顺槽掘进探水钻孔设计依据 - 5 -
第二节 工作面现状 - 5 -
第三节 水文地质特征 - 15 -
一、 地表水系 - 15 -
二、 井田主要含水层 - 15 -
三、 井田主要隔水层 - 17 -
四、 主要含水层的补给、 径流、 排泄条件 - 18 -
五、 煤层 - 18 -
六、 本掘进工作面水文地质特征 - 19 -
第二章 探放水设备选择及探水钻机性能 - 20 -
第一节 ZYJ-700/250型架柱式液压回转钻机技术参数 - 20 -
第二节 ZYJ-1200/130架柱式液压回转钻机技术参数 - 21 -
第三节 YTD400( A) 全方位探测仪 - 22 -
第三章 物探及钻探设计 - 22 -
第一节 物探设计 - 22 -
一、 方法简介及设计 - 22 -
二、 具体施工方法 - 23 -
三、 施工注意事项 - 24 -
第二节 钻探设计 - 24 -
1、 钻孔参数 - 25 -
2、 钻孔布置 - 25 -
3、 打眼顺序 - 27 -
4、 单孔设计 - 27 -
5、 孔口安全装置 - 27 -
6、 积水线、 探水线、 警戒线的确定 - 29 -
第四章 探防水施工的安全规定 - 31 -

第一节 采掘工作面探放水施工技术要求及相关规定 - 31 -
第二节 探水前的准备工作 - 32 -
第三节 探水钻的安装与操作 - 33 -
第四节 放水及排水 - 35 -
第五节 接近积水区的安全技术措施 - 36 -
第五章、 安全技术措施 - 38 -
第一节 探放水过程中注意事项及安全技术措施 - 38 -
第二节 井下发生突水事故时安全技术措施 - 40 -
第三节 打钻孔安全技术措施 - 41 -
第四节 放水安全技术措施 - 42 -
第五节 透水事故的处理措施 - 43 -
第六节 其它安全措施 - 44 -
第七节 避灾路线 - 45 -
第六章、 应急救援预案 - 46 -
第一节 水灾事故的撤离 - 46 -
第二节 处理透水事故时的注意事项 - 46 -

签 字 栏
3101回风顺槽掘进探放水钻孔设计
序号
部门及职务
负责人签字
日 期
1
总工程师

2
安全矿长

3
生产矿长

4
机电矿长

5
通风助理

6
防治水助理

7
安全指挥中心

8
调 度 室

9
安 全 科

10
通 风 科

11
生 产 科

12
地 测 科

13
机 电 科

14
综 掘 队

15
安 监 站

16
编 制

会审纪要
会审时间

地 点

名 称

编 制

编制单位

科 长

会审意见:

参加会审人员:

第一章 设计依据
第一节 3101回风顺槽掘进探水钻孔设计依据
1、 《煤矿安全规程》
2、 《煤矿防治水规定》
3、 山西煤炭运销集团有限公司煤矿防治水工作管理办法【晋煤销地防字( ) 126号】
4、 《3101回风顺槽掘进地质说明书》
5、 重庆研究院编制的《矿井防治水安全技术”会诊”报告》
6、 《3101回风顺槽掘进规程》以及相关的法律、 法规。
第二节 工作面现状
3101回风顺槽设计长度为985米, 采用锚喷支护方式, 顶板采用钢筋梁+锚杆+锚索+金属网联合支护, 两帮采用锚杆+钢筋梁+金属网联合支护。巷道呈矩形, 净宽4m, 净高3m, 净断面积12m²。该巷道东邻采区轨道巷, 南边为实体煤, 西接井田西部边界( 实体煤) , 北边为设计回风大巷延伸段( 实体煤) 。地面相对位置及邻近采区开采情况如表1—1。

表1—1 地面相对位置及邻近采区开采情况表
水平、 采区
750水平
工程名称
3101回风顺槽
地面标高/m
+943—+1200
工作面标高( m)
750m—770m
地面相对位置建筑物、 及其它
3101回风顺槽地表为马鞍山西部, 地面无建筑物和其它设施。
井下相对位置对掘进巷道的影响
东邻采区轨道巷, 南边为实体煤, 西接井田西部边界( 实体煤) , 北边为设计回风大巷延伸段( 实体煤) 。
邻近采掘情况对掘进巷道的影响
掘进过程中需要加强勘探, 严防瓦斯、 水、 顶板灾害

周边巷道关系以及巷道掘进期间的探水位置在掘进头的起点位置, 如下图1-2所示。
表1—2 巷道周边关系及巷道掘进期间的探水位置( 图中黑线部分为探水起始位置)

第三节 水文地质特征
根据地质报告及水文地质类型划分报告, 我矿井水文地质类型为中等。井田位于沁水煤田东南部, 晋获褶断带东侧, 区域水文地质单元为三姑泉域岩溶水补给、 径流区, 区域内的主要河流为丹河及其支流野川河。
井田内微地貌为黄土冲沟及黄土梁、 峁、 塬等。由于黄土垂直节理发育, 土坎较为发育, 常可见到陡立边坡, 并伴随有规模极小的黄土崩塌发生。
一、 地表水系
本区属黄河流域沁河水系丹河流域, 井田属野川河上游冲沟, 野川河向东南汇入许河, 许河在河西镇附近汇入丹河。井田内无河流等大的地表水体, 沟谷中平时干涸无水, 雨季才有短暂流水或洪水排泄。
矿区西南部边界外附近为杜寨水库, 相距矿界最近处100m。该库建成于1972年, 主要用于防洪、 蓄水, 库容量10万立方米, 近年来时有干涸现象。在开采至水库附近时应留足保安煤柱, 并采取相应防范措施。
二、 井田主要含水层
1、 第四系松散沉积物孔隙潜水含水层
该含水层主要为第四系松散沉积物, 岩性为砂质粘土夹砂、 砾, 据水文地质调查, 其含水层埋藏较浅, 但富水性较差, 受季节变化影响较大。
2、 二叠系碎屑岩类裂隙含水层
该含水岩组主要含水层为K9、 K8、 K7等砂岩, 其中K9砂岩含水层因距煤层较远, 与煤层之间又有厚层的泥岩及砂质泥岩隔水层, 对煤层的开采影响较小, K7砂岩含水层位于3号煤层之下, 对3号煤层的开采影响较小, K8位于3号煤层之上, 对3号煤层的开采影响相对较大。据野川报告钻孔抽水实验结果, 山西组含水层单位涌( q) 为0.0008～0.0246L/s·m, 渗透系数( k) 为0.00548～0.0321m/d。
据井田东部乔家沟煤矿资料, 该矿开采3号煤层, 生产能力150kt/a, 井下实际正常涌水量为240 m3/d, 雨季可达360 m3/d, 说明该含水层富水性弱。
3、 太原组( C3t) 砂岩、 灰岩裂隙含水层
岩溶裂隙含水层K2、 K3、 K4、 K5灰岩, 沉积稳定, 厚度变化不大。岩溶裂隙的发育随埋藏深度增加而减弱, 即浅部裂隙发育, 岩芯破碎, 钻进中冲洗液消耗量大, 富水性相对较强, 深部岩芯较完整, 裂隙发育较差, 富水性相对较差。据区域资料, 本组主要分为下列两组含水层组:
( 1) K2、 K3岩溶裂隙含水层:
裂隙溶洞水: K2厚度8.30～12.29m, K3厚度1.72～3.81m, 沉积稳定。据区域资料: 该层含水层强弱与赋存深浅有密切关系, 浅部地段裂隙发育, 钻孔最大消耗量10.20m3/h。深部岩芯完整, 裂隙发育较差, 水量很小, 单位涌水量为0.000091L/s·m, 渗透系数0.005 m/d。水质类型HCO3·SO4–Ca·Mg型。
( 2) K5岩溶裂隙含水层:
裂隙溶洞水: K5厚度1.68～4.71m, 沉积稳定, 据区域资料, 该层含水层强弱与赋存深浅有密切关系, 浅部地段裂隙发育, 含水性强。浅部地段涌水量最大24L/s·m, 而深部为0.000114 L/s·m。
4、 奥陶系中统( O2) 灰岩岩溶裂隙含水层
本井田奥陶系中统地层无出露, 据 9月～ 4月在柳树底村西北部施工的奥灰水井资料, 岩性主要由深灰色厚层状灰岩、 角砾状灰岩、 薄层泥质灰岩组成的富水性强的含水层。上部岩溶裂隙不发育且多被方解石脉充填, 下部岩溶裂隙发育, 溶蚀作用明显, 岩洞多为直径大于2cm的蜂窝状深洞。该井出水量20m3/h, 水位标高619.70m。推测井田内奥灰水位标高为618～620m。
三、 井田主要隔水层
1、 太原组底部及本溪组泥岩、 铝土质泥岩隔水层
由太原组( C3t) 底部泥岩及本溪组( C2b) 铝土质泥岩形成的隔水层, 厚度约10～20m左右, 该隔水层与奥陶系灰岩呈平行不整合接触, 阻隔奥陶系岩溶水和上覆煤系地层含水层的水力联系。
2、 二叠系砂岩含水层之间的层间隔水层
主要为泥岩、 铝土质泥岩、 砂质泥岩, 厚度多为4～13m。该隔水层呈层状分布于各砂岩含水层之间, 阻隔了各砂岩含水层之间的水力联系。
四、 主要含水层的补给、 径流、 排泄条件
奥陶系中统马家沟组灰岩为区内富水性相对较强的含水层, 经过接受灰岩裸露区的大气降水补给, 局部接受河道地表水渗漏补给及其它含水层的越层补给。本井田处于径流承压区, 井田内奥灰水位标高为618～620m 左右, 地下水流向在井田内由北向南, 而后向东南部的郭壁泉及白洋泉排泄, 越往东南越接近排泄区, 岩溶裂隙越发育, 富水性越好。
石炭、 二叠系地层由于具有含水层、 隔水层相间成层的特点, 大气降水及地表水对地下水补给不利, 特别是深部裂隙不发育, 又有多层泥岩的隔水。因此接受大气降水及地表水补给的碎屑岩裂隙水大部分受地形控制, 在切割较深处以裂隙下降泉的形式排出地表。只有极少部分垂向补给深部含水层。
第四系松散含水层多沿山坡及沟谷低凹地带分布, 大部分为透水性弱的中更新统红褐色粉质粘土, 主要接受大气降水补给, 向下伏地层及地形低凹处排泄。
五、 煤层
该探水面所探煤层为3#煤, 俗成”香煤”, 赋存于下二叠系山西组地层, 上距K8砂岩底34m左右, 下距K7细砂岩6m左右, 煤层厚2.72～6.30m, 平均5.36m, 倾角3°—7°。煤层中普遍含0～1层夹矸, 结构简单。煤层顶板为中粒砂岩、 粉砂岩; 底板为泥岩或细砂岩。属全区可采的稳定煤层。煤层特征情况见表1-3, 煤层顶底板情况见表1-4。

表1-3 煤层特征情况表
指 标
数 值
煤层厚度/m
2.72—6.30／5.36
煤层倾角／( °)
3°—7°
自燃倾向性
不自燃
瓦 斯
预计瓦斯最大涌出量1.78 m3/min
煤 尘
煤尘没有爆炸性
煤的自燃
自燃等级为Ⅲ级, 3号煤属不易自燃煤层
地 温
属正常地压
地 压
属正常地压
表1-4 煤层顶、 底板情况表
顶
板
名称
岩石类别
厚度
岩性特征
老顶
深灰色泥岩
11.24m
细粒砂岩, 钙硅质胶结, 分选良好, 含有泥岩包裹体。
直接顶
灰黑色粉砂质泥岩
4.25m
局部相变为粉砂岩, 水平层理较发育, 含有大量完整的植物化石
底
板
直接底
黑色炭质泥岩、 灰黑色粉砂岩
1.2m
含炭质及植物残叶及根痕, 较软, 遇水易鼓。
老底
灰黑色泥质细砂岩
2.59m
较坚硬
六、 本掘进工作面水文地质特征
本掘进工作面的主要充水含水层为二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层。根据矿井水文地质类型划分依据, 分别评述如下:
1、 受采掘破坏或影响的含水层及水体
受采掘破坏或影响的含水层为该煤层之上的二叠系碎屑岩类裂隙含水层、 第四系松散沉积物孔隙潜水含水层及地表水体。二叠系碎屑岩类裂隙含水层主要含水层为K9、 K8、 K7等砂岩, 据野川报告钻孔抽水实验结果, 山西组含水层单位涌( q) 为0.0008～0.0246L/s·m, 渗透系数( k) 为0.00548～0.0321m/d; 富水性较差。
第二章 探放水设备选择及探水钻机性能
根据《煤矿防治水规定》第九十五条的规定, 井下探放水必须使用专用的探放水钻机, 严禁使用煤电钻探放水。3101回风顺槽选用的探放水钻机型号及钻杆规格为: ZQJC-360/7.1气动架柱式钻机; 钻杆及钻头规格: 钻杆直径: 45mm 、 钻杆长度: 1 m、 钻头直径: 60mm; 我矿备用一台钻孔深度为180米的探水钻机, 型号为ZYJ-1200/130架柱式液压回转钻机; 物探设备为: YTD400(A)全方位探测仪( 备用一台) 。
第一节 ZQJC-360/7.1气动架柱式钻机技术参数
表2-1 探水钻机性能
序号
基本性能参数
单位
参数值
1
工作压力
MPa
0.4/0.5
2
额定转距
N.m
370
3
额定转速
r/min
200
4
额定流量
l/min
90/20
5

最大输出功率
KW
7.7
6
最大负荷转矩
N·m
520
7
动力失速转矩
N·m
540
8
起动转矩
N·m
530
9
耗气量
m³/min
7
8
9
10
空载转速
r/min
360
400
440
11
推进力
kN
10
12
导轨长度
mm

13
主轴倾斜角度
°
±70°
14
最大工作高度
mm
1600
15
最小工作高度
mm
600
16
主机重
kg
48
17
架柱机重
kg
68
18
钻尾尺寸
mm
18×18 24×24 26×26
第二节 ZYJ-1200/130架柱式液压回转钻机技术参数
表2-2 探水钻机性能
序号
项 目
单位
参数
1
额定压力
MPa
22
2
额定转矩
N.m
1200
3
额定转速
r/min
130
4
推进力
kN
35
5
钻孔方位
度
±90°
6
钻孔深度
m
300
7
钻孔速度
mm/min
＞30
8
推进行程
mm
1100
9
钻岩硬度
f
≤10
10
适应钻杆
mm
Φ63.5
11
钻孔直径
mm
Φ94-300
12
主机重量
kg
360
13
最大高度
mm
3800
14
最小高度
mm
1800
第三节 YTD400( A) 全方位探测仪
表2-3 探水钻机性能
序号
项 目
单位
参数
1
空载工作输出端开路电压
V
≤85
2
工作输出端过流保护值
mA
≤65
3
信号电压采集范围
mV
0—500
4
信号电压采集误差
%
1
5
发射电流
mA
≤65
6
电流测量误差
%
1
7
信号( 发射/接收) 频率
Hz
5、 15、 120、 400
8
A/D转换器
bit
24
9
动态范围
dB
130
10
非线性度
%
0.005
11
连续工作时间
h
≥6
12
主机重量
kg
≤5
13
主机外形尺寸( 长×宽×高)
mm
330X216X136

第三章 物探及钻探设计
第一节 物探设计
一、 方法简介及设计
超前探测法是运用直流电法全空间电场理论, 研究巷道掘进前方地层电性变换规律, 预测掘进头前方含水、 导水构造的分布和发育情况的一种井下电发勘探新技术。
YTD400( A) 矿井全方位探测仪采用多频点的选频发射, 能够更加准确的探查预报掘进头前方0—100米范围内的断层( 裂隙) 、 陷落柱等构造及老空、 废巷等人工目标的位置与赋水性相对强弱。
根据我公司采掘现状每掘进60米进行一次物探工作, 探测深度100米, 除掉14米的盲区, 有效距离80米, 超前20米, 安全距离60米( 允许掘进距离) , 此项工作重复循环进行。
二、 具体施工方法
( 1) 点击布置
该方法一般需要3人, 1人操作探测仪, 2人负责放线和跑极。在施工前, 先进行所测点号的标注, 利用皮卷尺定距, 白色自动喷漆标记, 即每隔a米( 一般采用4米一个点) 标注一个点号, 如: 1#、 2#、 3#、 4#、 5#......。
超前探常见方法为”三点源发”, 即在巷道掘进头附近固定3个供电极( 如A1、 A2、 A3) , 一般间距4m; 在巷道后方移动MN电极( 一般间距也是4m) 进行测量。每移动一次MN, 则A1、 A2、 A3分别观测一组数据, 无穷远电极B布置在距离迎头b米( 一般5—10倍的探测距离) 处。

超前探施工装置、 布置图
( 2) 施工步骤
施工时, 将供电电极A1、 A2、 A3无穷远电极B及探测仪固定不动, 测量电极M、 N根基设计的观测系统进行移动。
S1: 先将测量电极放到M1、 N1位置, 接通第1个供电点A1, 记录供电电流、 电位差、 点号、 电极距等数据。
S2: 断开A1, 接通A2, 记录A2点源产生的供电电流、 电位差、 点号、 电极等数据:
S3: 最后断开A2, 接通A3供电电源, 平记录A3点源产生的供电电流、 电位差、 点号、 电极距等数据。此时对于M1、 N1测点的所有数据已经全部测量完毕。
S4: 接下来移动测量电极到M2、 N2位置, 以此经过A1、 A2、 A3供电并记录所需数据, 完成后移动测量电极到M3、 N3位置, 重复以上过程, 知道测量完成所有的设计观测点。
三、 施工注意事项
( 1) 电极要打在实底或实煤上, 尽量避开浮煤、 浮渣等, 确保接地良好; 电极要尽量避开积水、 远离铁轨0.5m以上, 防止短路。
( 2) 无穷远电极( 电极B) 应良好接地, 并将其布置在测区外5—10倍探测深度之外。
( 3) 电缆应尽量布设在巷道一边, 最好挂在电缆钩上, 以防车辆行人挂掉;
第二节 钻探设计
探水作业是指在3101回风顺槽掘进过程中用超前钻探的方法( 专用的探水钻机) , 查明采掘工作面顶、 底板、 侧帮及前方等水体的具体空间位置和状况。目的是为有效地防治矿井水害做好必要的准备; 放水是为了预防水害事故, 在探明情况后采取钻孔等安全方法将积水放出, 确保安全掘进。
我矿井下钻探施工目的主要是对巷道掘进前方小窑空区和老空积水区、 陷落柱进行探查, 消除突水威胁。
根据”预测预报、 有掘必探、 先探后掘、 先治后采”的防治水原则, 井巷掘进开口前就必须先进行打钻探水, 确认无水患后再往前掘进并留一定的超前距, 掘进到预留超前距位置后停下, 再进行探水, 依此类推直至巷道掘进到设计位置, 因此探水起点即为巷道的开口位置。
1、 钻孔参数
( 1) 超前距离、 帮距的确定
3101回风顺槽探放水时, 确保钻孔终孔位置距巷帮距离不小于30m, 超前距离保持不少于60m。
( 2) 允许掘进距离
每次探放水证实无水害威胁, 经我矿地测科组织相关人员验收合格下发允许掘进通知单后, 方可在允许的安全距离内掘进, 在掘进过程中始终保持60m的超前距离, 严格按照《探放水设计及安全技术措施》的规定操作。
( 3) 套管规格及固定方式
开孔直径Ф127mm, 下入4寸套管, 套管长度不小于10m, 再下入3寸套管, 然后换径Ф60mm, 钻进至终孔。

2、 钻孔布置
3101回风顺槽沿煤层底板掘进, 根据我公司采掘现状, 本设计采取长探与补探相结合的全方位探水方式, 3个长探孔, 4个短探空。具体钻孔布置为: 距巷道底板1m布置5个孔, 即2号、 4号、 1号、 5号、 3号; 6号距巷道底板1.1米布置1个孔, 7号距巷道底板1.2米布置1个孔;
3101回风顺槽沿煤层底板掘进探水钻孔布置详见附图1;
1号眼: 位于巷道中心, 距左帮2m, 水平角0°, 方位角270°, 倾角2°40′( 俯角) , 钻孔深度120m, 允许掘进距离60m, 留设超前安全距60m;
2号眼: 位于巷道左帮, 距左帮0.8m, 水平角14°24′, 方位角255°36′, 倾角0°37′( 仰角) , 钻孔深度124m, 允许掘进距离60m, 留设超前安全距60m;
3号眼: 位于巷道右帮, 距右帮0.8m, , 水平角14°24′, 方位角286°24′, 倾角3°08′( 俯角) , 钻孔深度124m, 允许掘进距离60m, 留设超前安全距60m;
4号眼: 位于巷道左帮, 距1号眼0.5m, 水平角27°42′, 方位角297°42′, 倾角3°31′( 俯角) , 钻孔深度67.9m, 允许掘进距离30m, 留设超前安全距30m;
5号眼: 位于巷道右帮, 距1号眼0.5m, 水平角27°42′, 方位角242°18′, 倾角1°03′( 仰角) , 钻孔深度67.9m, 允许掘进距离30m, 留设超前安全距30m;
6号眼: 位于巷道中心, 距巷道底板1.1m, 水平角14°56′, 方位角255°04′, 倾角2°40′( 俯角) , 钻孔深度62.09m, 允许掘进距离30m, 留设超前安全距30m;
7号眼: 位于巷道中心, 距巷道底板1.2m, 水平角14°56′, 方位角284°56′, 倾角2°40′( 俯角) , 钻孔深度62.09m, 允许掘进距离30m, 留设超前安全距30m;
3、 打眼顺序
先钻探1#孔, 依次为2#、 3#、 4#、 5#、 6#、 7#。
4、 单孔设计
采用金刚石钻头钻进, 开孔直径Ф127mm, 下入4寸套管, 套管长度不小于10m, 再下入3寸套管, 然后换径Ф60mm, 钻进至终孔。

5、 孔口安全装置
孔口安全装置由矿自行加工, 孔口管为长度10m的φ4寸钢管制做, 距离管口30cm处焊接扶正肋骨片, 配套规格为厚16mm,60cm×60cm的钢板中间打孔正好套上钢管, 扶正肋骨片四周打4个中间孔18mm的小孔, 便于固定孔口安全装置。
( 1) 安装孔口安全装置
①按照钻孔布置图要求确定钻孔的位置、 角度、 方位后使用钻机打设钻孔, 孔径大于孔口管直径1-2级。钻孔过程中应在钻杆上做好深度标志, 钻至预定深度后停钻并将钻内煤尘冲洗干净。
②将孔口管插入孔内在煤壁上做下扶正助骨片周边的4个固定孔口管的眼位标记, 然后将孔口管拔出用锚杆钻机打设此4个钻眼。
③安装孔口管, 使孔口管与孔壁之间充满水泥浆, 并将水泥浆扎实, 以保证水泥浆充分凝固。然后用一次性圆钢锚杆将孔口管固定, 使其紧贴煤壁。
④待水泥浆充分凝固后进行扫孔, 扫孔深度为5.5m。
⑤扫孔后对孔口管进行耐压试验。耐压试验使用探放水钻机向孔内注水, 水压必须大于采空区积水或预计突水的水头压力并稳定30min后, 如孔口周围不漏水, 则能够开始施工。钻杆进10—15m时, 重新加固探水安全档板锚杆螺丝。
2、 孔口管的安装与固定:
( 1) 选择岩层坚硬完整地段开孔, 孔径应大于孔口管直径1～2级, 钻至预定深度后, 将孔内冲洗干净。注浆使孔口管(管周围应焊扶正肋骨片)与孔壁间充满水泥浆。待孔口管周围水泥浆凝固后扫孔, 扫孔深度应超过孔口管长度0.5m。
( 2) 扫孔后对孔口管必须进行耐压试验。试验压力应大于预计水压并稳定30min后, 孔口管周围不漏水时, 方可钻进。
( 3) 节理裂隙发育, 岩石松软或破碎, 无条件另选放水地点时, 应注浆加固后, 再安设孔口管。
( 4) 探放老空积水的超前钻距, 根据水压、 煤( 岩) 层厚度和强度及安全措施等情况确定, 但最小水平钻距不得小于30 m, 止水套管长度不得小于10m;
( 5) 沿岩层探放含水层、 断层和陷落柱等含水体时, 按表1-1确定探水钻孔超前距离和止水套管长度。
表1-1岩层中探水钻孔超前钻距和止水套管长度
水压( MPa)
钻孔超前钻距( m)
止水套管长( m)
＜1.0
1.0-2.0
2.0-3.0
＞3.0
＞10
＞15
＞20
＞25
＞5
＞10
＞15
＞20
( 6) 探放强含水层水或需要收集放水时的水量、 水压等资料时, 应在孔口管上安装水压表、 水门(闸门)和汇水短管等。
( 7) 在预计水压大于0.1 Mpa的地点探水时, 预先固结套管。套管口安装闸阀, 套管深度在探放水设计中规定。预先开掘安全躲避硐, 制定包括撤人的避灾路线等安全措施, 并使每个作业人员了解和掌握;
( 8) 钻孔内水压大于1.5 Mpa时, 采用反压和有防喷装置的方法钻进, 并制定防止孔口管和煤( 岩) 壁突然鼓出的措施。
( 9) 孔口装置全部安装完毕, 将现场除钻机、 钻具外的其它设备、 材料清理出现场, 对排水水泵及管路进行检查,全部能正常运行排水时, 方可与老窑水打透。放水孔打透后, 要及时冲孔疏通煤渣, 防止堵孔,疏通后及时关闭闸阀。
6、 积水线、 探水线、 警戒线的确定
( 1) 积水线确定
根据本矿地质报告和, 水害会诊报告所提供资料, 矿区西北部最深下山划定积水线。
( 2) 探水线的确定
根据资料查得, 沿积水线外推60-150m距离即为探水线。据我矿实际情况, 矿区的探水线确定为外推积水线70m, 即为探水线。
( 3) 警戒线的确定
根据资料查得, 沿探水线外推50-150m距离即为警戒线。当巷道掘进至此线后, 应警惕积水威胁, 注意掘进时工作面水情变化。据我矿实际情况, 矿区警戒线确定为外推探水线60m, 即为警戒线。
根据《煤矿防治水规定》的要求, 探放老空水, 探水钻孔应成组布设, 并在巷道前方的水平面和竖直面内呈扇形。钻孔终孔位置以满足平距3m为准, 厚煤层内各孔终孔的垂距不得超过1.5m; 钻孔布置原则如下图所示。

探水钻孔超前距、 帮距、 密度和允许掘进距离示意图
第四章 探防水施工的安全规定
第一节 采掘工作面探放水施工技术要求及相关规定
1、 钻孔的位置、 角度和深度, 要严格按照探放水钻孔设计执行。
2、 探放水设计应结合物探结果, 对物探结果出现异常区域应加密探孔进行验证。
3、 每次探放水工作完工后, 由地测科牵头组织探水队、 生产科、 安全科等有关科室人员共同检查验收, 现场验收确认探水钻孔符合要求, 钻孔合格有效后, 经生产科、 探放水有关责任科室( 生产科、 安全科等) 、 当班探放水队队长和跟班矿长同意, 现场填写《探放水安全确认签字移交表》并经各签字人员签字后, 分管探放水矿领导、 驻矿安监员签字允许进行采掘, 并由安全指挥中心主任发出允许采掘活动的指令, 采掘队队长签字后, 方可进行正常掘进。
4、 掘进队验收员每班必须确认当班掘进进尺及超前剩余距离, 掘进工作面补探超前距离剩余35米时, 或长探超前距离剩余75米时, 必须立即上报地测科, 由地测科通知探水队做好探水准备, 超前距离不足时, 严禁组织生产。
5、 要经常检修探放水设备, 确保探放水工作正常进行。
6、 堵水、 放水和排水材料必须足量备够, 并放在工作面以便及时使用。
7、 探水队每次探水完毕后, 应及时、 准确填写探水管理牌, 工作面现场牌板必须及时、 真实显示探水结果。
8、 探水队队长全面负责探放水工作。
第二节 探水前的准备工作
1、 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、 清理巷道, 挖好排水沟, 探水钻孔位于巷道低洼时, 必须在巷道南帮构筑临时水仓, 安装水泵及排水管路, 配备与探水量相适应的排水设备, 将探水过程中生产用水以及前方探测到的积水, 排出掘进工作面至附近水仓。
3、 在打钻地点或附近安设专用电话。
4、 测量和探放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。
5、 预计水压较大的地区, 探水钻进前, 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, 特别危险的地区, 应有躲避场所, 并规定避灾路线。
6、 探放水人员必须熟悉避灾撤退路线。
第三节 探水钻的安装与操作
1、 安装钻机前的准备工作
( 1) 进入安装地点前, 应先检查巷道支护及通风情况, 发现问题及时处理。整修、 加固钻场, 应清理干净脏杂物, 挖好清水池, 疏通好水沟。
( 2) 无风地点必须安设局部通风机或采用导风筒通风, 在打钻过程中不准停风, 且要有可靠的风电、 瓦斯电闭锁装置。
( 3) 水压、 机件、 电源开关等均应良好, 符合要求。
2、 安装钻机时的注意事项
( 1) 钻场面积必须大于机座, 周围要有足够的安全间隙, 在运输巷道安设钻机时, 要保证不影响运输。
( 2) 安钻地点应底板平整, 地梁木平稳卧入底板四角打上立柱及斜柱, 按中线摆正钻机。
( 3) 机身安放平稳后, 应上紧底固螺丝, 各机械转动部分要安装防护栏、 保护罩。
3、 操作前的准备工作
( 1) 钻机安装应牢固变速箱及油箱内的油位应适合, 安全防护罩及防尘盖必须齐全。
( 2) 各部分操作手把应处在正确位置。
( 3) 调试钻机时, 要求各转动部分运转正常, 开关启动灵活可靠。钻机空载运行10分钟, 确认无问题后, 方可接上钻杆、 钻头, 接通水源, 由司机操作开始钻孔。
( 4) 钻孔时要严格按照测量人员标定的孔位及施工措施中规定的方位、 角度、 孔深等进行施工, 不经测量人员同意不得擅自改动。
4、 安装钻杆时应注意事项
( 1) 先检查钻杆, 应不堵塞、 不弯曲、 丝口未磨损, 不合格不得使用。
( 2) 连接钻杆时要对准丝口, 避免歪斜和漏水。
( 3) 装卸钻杆时, 应严防管钳夹伤硬质合金卡、 夹扁钻头和岩芯等。
( 4) 安装钻杆时, 必须在探水机完全停止时, 再安钻杆。
( 5) 钻杆安装前钻杆螺纹部分应清理干净并图上黄油, 以便于拆卸。
5、 钻机的操作
( 1) 在开孔时, 将钻机卸压阀按减压箭头方向旋转, 使钻机缓慢转动, 当钻头全部进入煤层后, 再加压征程钻进。
( 2) 当钻到所需深度时, 停止钻进, 松开钻杆卡瓦, 按照手柄操作牌指示将手柄板至回程位置, 主机迅速退回, 然后将手柄转至空挡位置, 再停机进行拆装钻杆工作。
( 3) 钻头送入孔内开始钻进时, 压力不宜太大, 要轻压慢钻, 以免崩刃或打坏变速齿轮, 待钻头不到孔底工作平稳后, 压力再逐渐增大。
( 4) 钻进时, 钻工要认真观察钻机运转情况, 即观察送水, 钻孔的给排水, 钻孔内的震动声音情况。
( 5) 钻进过程中要准确测量距离, 一般每钻进10米或换钻具时必须量一次钻杆, 以核实孔深。
( 6) 钻机运转过程中要注意观察轴承部位, 液压油、 电机变速箱、 轴套、 黄立轴齿轮等有无超温现象, 有无异常声音, 发现问题应立即停机查找原因, 及时处理。
( 7) 当探水完毕后, 把钻机的各部件及钻机放回井下库房, 以备下次使用。
第四节 放水及排水
掌握和探明前方探水区域积水后, 要采取一定的安全措施, 准备好排水泵( 应能满足在20h内排出24h的出水量) 和排水管路以及堵水设施( 木锲、 沙浆、 水泥、 棉纱、 ) , 将排( 堵) 水设施准备好后, 并有计划的将威胁性水源全部放出, 并排出地面, 方可进行探水作业。
一、 放水前的准备
( 1) 在探水孔的钻杆两侧打上两根支柱, 用铁丝将钻杆牢固在支柱上, 方可撤出钻机。
( 2) 放水前必须通知附近有关人员撤到安全地点, 并要求水泵排水工作人员做好排水准备工作。
( 3) 放水时一般采用探水钻放水, 用旋转钻杆的方法, 如水量较大时, 必须另打放水孔, 并安设套管就地放水, 严禁用放炮方法放水。
( 4) 钻孔放水前, 必须估计积水量, 根据矿井排水能力和水仓容量控制放水流量, 放水时必须有专人监测钻孔出水情况, 测定水量、 水压, 做好记录, 如水量突然变化, 必须及时处理并报矿调度室。
( 5) 放水全过程必须有瓦斯员在现场, 随时检查探放水地点的有害气体情况, 超限时停止一切作业进行处理。
二、 探放水措施
( 1) 当探到老空水时, 水量不大, 不超过矿井排水能力时, 可利用探水钻孔直接放水, 当水量较大时或水质较差, 腐蚀排水设备时应先放后堵, 暂先隔离, 做好排水准备后再排放。
( 2) 放水前应进行放水量, 水压煤层透水性试验, 并根据排水设备能力及水仓容旺拟定专项排放顺序和控制水量措施。
( 3) 放水时随时注意水量变化, 出水水质, 有无有害气体涌出, 有无特殊声响, 发现异状应及时采取措施并汇报值班领导。
( 4) 按避水灾路线撤退人员, 沿途要有良好照明, 保证路线畅通。
( 5) 当水压大放水时必须有防喷装置, 并用挡板背紧工作面, 挡板后加设顶柱或木垛, 必要时还必须砌筑防水墙后方可放水。
第五节 接近积水区的安全技术措施
1、 探到积水时, 应将下山范围内与探放水工作无关人员撤离。
2、 在探水孔掩护下, 且保持规定超前距和帮距时, 可采用多打孔, 少装药的方法掘进。
3、 严格执行三不装药”制度”, 即炮孔或掘进面有出水征兆不装药, 超前距不够或偏离探水方向不装药, 掘进工作面支架不牢或空顶距超过规定不装药。
4、 开拓( 掘进) 或探水时沿钻杆向外流水时, 应停止工作, 严禁拔出或摇晃钻杆, 没法固定, 立即汇报值班领导。
5、 交接班时必须现场交接清允许掘进剩余距离, 严禁超越掘进。
6、 所有作业人员必须熟悉避灾路线, 懂得透水后的急救知识, 懂得并随时观察下列透水预兆。
( 1) 挂红: 在井下水中含有铁的氧化物, 在水压作用下, 经过煤( 岩) 裂隙时, 附着在裂隙表面, 出现暗红色水锈。
( 2) 挂汗: 当掘进工作面接近积水区时, 水在自身压力作用下, 经过煤岩裂缝而在煤岩壁上凝结成许多水珠, 当遇到挂汗时, 用水镐剥去一薄层, 观察新暴躁面是否有了潮气, 如果煤岩潮湿则是透水征兆。
( 3) 空气变冷: 掘进工作面接近大量积水区时, 气温骤然降低, 煤壁发凉, 人一进入就有凉爽感, 时间愈长旧愈感到阴凉。
( 4) 出现雾气: 当巷道内温度很高时, 积水渗到煤壁后引起蒸发而迅速形成雾气。
( 5) 水叫: 井下的高压积水, 巷煤岩裂缝强烈挤压与两壁摩擦而发现嘶嘶叫声, 说明掘进工作面距积水区已很接近, 若是煤岩掘进, 则透水即将发生, 这时必须立即发出警报, 撤出所有受水威胁的人员。
( 6) 顶板淋水加大: 原有裂隙淋水突然增大, 应视作透水前征兆。
( 7) 顶板来压, 底板鼓起。
( 8) 水色发浑, 有臭味。
( 9) 工作面有害气体增加: 积水区向外散发出瓦斯、 二氧化碳和硫化氢等有害气体。
( 10) 裂隙出现渗水: 如果出水清净, 则离积水区尚远, 若出水浑浊, 则离积水区已近。
第五章、 安全技术措施
第一节 探放水过程中注意事项及安全技术措施
1、 钻机司机必须经过培训考核, 取得合格证后方可操作钻机。