煤矿探放水设计范本.docx

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煤矿探放水设计范本

*****煤业有限责任公司

***煤矿7413工作面

探放水施工设计

编制日期：

2019年10月17日

第一章工作面基本概况

一、工作面概况

一、工作面概况

地面相对位置：

该工作面位于半坡及白岩附近。

井下相对位置：

东为一采区边界，北为7411采空区，西为人行斜井，南为7415掘进工作面。

该工作面倾向长度89.6m，工作面走向长度为565m，斜面积为54322㎡，煤层倾角为11～13°，煤层厚度0.97～1.4m,平均厚为1.19m，工作面煤层赋存较平稳，节理发育。

　　二、煤岩层特征

7413工作面属B4煤层:

俗称“上连炭”，为本区稳定可采煤层。

位于宣威组二加三段顶部，呈层状、似层状产出，现矿区内可采煤层分布于+826—+700m标高之间，上距第四段底界（K7标志层）2.73m，下距B3煤层平均间距2.73m，煤层厚0.97m—1.40m，平均1.19m。

一般含1—2层夹矸，夹矸一般位于煤层中部或下部，夹矸厚0.01—0.14m，岩性为炭质泥岩或高岭石粘土岩，其中一层为褐灰色高岭石化晶屑凝灰岩，具砂状结构，易于识别，厚度属较稳定煤层。

煤层顶板为深灰、灰黑色炭质泥岩、泥岩或砂质泥岩，含动物化石碎屑或个体，含黄铁矿较多；底板多为深灰色粘土岩或砂质泥岩，含灰色肾状菱铁矿结核。

三、地质构造特征

根据勘探及四邻已揭露的资料,东有西南倾斜的一单斜构造f，煤岩层产状：

倾向221°~144°，平均182.5°，落差2.5m，倾角9°～12°平均11°。

四、水文地质条件

据新塘矿段勘探报告，矿段内直接充水的含水层有二叠系上统宣威组第四段至三叠系下统飞仙关组第1—3段裂隙、溶隙含水层和下二叠统栖霞、茅口组石灰岩岩溶含水层。

前者构成B4煤层的直接顶板，总厚316m，为不纯的碳酸盐岩（占8.6%）与碎屑岩间互的单斜承压多层溶隙、裂隙含水层。

据大量钻孔简易水文地质观测，钻孔单位降深涌水量0.0089—0.174L/S.m，渗透系数为0.02688—0.7481m/d，为弱至中等富水，钻孔揭露的地下水位标高为+970.63—+1254.61m，煤层大部分在该水位以下；后者构成硫铁矿层的直接底板，岩性为中厚层状石灰岩、生物碎屑灰岩，夹硅质灰岩、白云质灰岩及燧石结核，总厚443m，岩溶发育，岩溶洼地、落水洞、溶蚀谷、漏斗、溶洞等星罗棋布，为地下水的补给创造了良好条件，岩溶水丰富而不均一，以暗河管道水为地下水存在的主要形式。

龙塘暗河出口处流量0.48m3/s—61.825m3/s，变化系数129，其动态为典型的气象型。

岩溶水在近暗河地带极为丰富，偏离暗河管道地区则含水微弱，甚至相对隔水。

暗河水位标高+650—+746.16m，大部分硫铁矿体及煤层位于暗河水位以上。

属水文地质条件简单的裂隙、溶隙及岩溶充水矿床。

本矿区内地貌呈逆向斜坡陡坡或顺向缓坡及陡坡地形，接受大气降雨的渗入补给，在地形适宜处以泉井形式排泄。

但据本次调查，由于矿区内及周边地区多年采煤的影响，矿区内浅部地下水已基本被疏干或漏失。

上履岩层无强含水层，区域内无采空区和老窑积水，无不良地质钻孔，但工作面回采至340m时以东有西南倾斜的一单斜构造可能有断层水，但在井巷施工中发现，沿断裂破碎带、裂隙等多有滴水或线状滴水现象，分析为上水平采空区、老窑积水沿断层下渗，故矿井中所揭露的部分隐伏断层仍有一定的导水性。

水文地质条件较简单。

五、瓦斯情况

1、煤层瓦斯：

矿井绝对瓦斯涌出量2.1m3/min，绝对二氧化碳涌出量1.31m3/min，经瓦斯抽放后工作面绝对瓦斯涌出量1.5m3/min。

2、煤的自燃倾向与煤尘爆炸危险性：

根据四川省煤炭产品质量监督检验站鉴定报告，黄家沟煤矿开采的B4煤层无煤尘爆炸危险性；开采B4煤层的自燃倾向性等级为Ⅲ级，属不易自燃煤层。

第二章探放水设计

一、工程目的及编制依据

1、工程目的：

为保证7413工作面的安全生产，查明工作面顶底板、侧邦和前方的含水构造（包括陷落柱）、含水层、积水老窑等水体的具体位置、产状等，其目的是为有效的防治水害作好必要的准备。

按照防治水工作必须坚持“预报预测、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则，按相关规定进行探放水。

2、编写依据：

（1）《煤矿防治水规定》

（2）《兴文县黄家沟煤业地质报告》

二、探放水前的准备工作

1、在组织施工前，要求施工单位将打钻所需的材料及工具，设备准备到位，不能因为准备工作的原因而影响施工。

2、在运输ZY-750型煤矿用坑道钻机等大件设备的过程中，运输人员应轻拿轻放，避免设备因受力碰撞而受损。

3、钻机及其附属设施及各部件间连接要牢固可靠，并在每次使用前检查，确保施工的安全。

4、每次开钻前，检查钻杆接头的牢固情况，严防脱钻事故的发生；钻杆要达到不堵塞、不弯曲、丝口不磨损。

5、在组织施工前，要求施工人员对钻机附近10米范围内的巷道支护进行检查，发现巷道支护受损的及时处理并加强支护，并打好立柱和挡板。

6、保持钻场有足够的安全空间，便于施工。

7、在巷道低洼处非人行侧及时挖好水仓，清理好临时水沟，确保排水畅通无阻。

8、平巷时，将3寸的排水管向前延接，迎头20米范围使用软管。

9、在打钻地点附近安设专用电话及报警装置，并保证随时与调度室联系。

10、技术人员和防探放水人员必须亲临现场，依据设计，确定主要探水钻孔位置、方位，深度以及钻孔数目。

11、带班矿领导和当班安全员、瓦斯员必须在探放水地点监督安全和随时检查空气成分。

如果瓦斯浓度超过1%或其他有害气体浓度超过《煤矿安全规程》第一百条规定时，必须立即停止钻进，切断电源，撤出人员，并报告矿调度室，及时处理。

三、钻孔设计

1、探水孔数量：

6个。

2、警戒线的确定：

沿探水线终孔位置外推30米。

3、超前距离的计算：

a=0.5AL×（3p/kp）1/2

式中：

a------超前距离（m）

L-----巷道的跨度（宽或高，取其最大者）m

Kp-----煤的抗张强度（Mpa）

P------水头压力（Mpa）

A-----安全系数，一般取2～5；本设计取5。

a=0.5×5×3.5×√3×10/10=0.5×5×3.5×1.732≈15（m），

a（实）＞15m

据此，超前距取20米，帮距取20米。

4、帮距：

为使采煤工作面煤壁与可能存在的水体之间保持一定的安全距离，布置的最内侧探水钻孔所控制的范围与煤壁的距离取20米。

5、钻孔参数的确定（详见钻孔布置图和钻孔参数表）

（1）、钻孔直径：

75mm。

（2）、钻孔沿煤层倾向呈扇形布置。

（3）、在每个钻场地点做好标记，并挂牌管理。

四、探放水设备选择

1、探放水设备选择依据

现矿所配备的探放水设备能用于井下探水、放水，有防爆及获得煤安标志。

其选择的主要依据是钻孔直径及深度，所需钻取的围岩力学性质等，现矿井所选用钻机能满足矿井探防治水要求。

2、井下探放水设备型号及数量

选择的井下钻探设备是煤矿科学研究总院重庆研究院生产的ZY-750型煤矿用全液压钻机2台（1台使用，1台备用），钻头为三翼硬质合金三级组合钻头,出厂编号D112021,出厂日期2011年5月,安全标志编号MED050015,其主要技术参数：

钻孔深度（m）：

150；

开孔直径（mm）：

115／87

钻孔直径（mm）：

75／65；

钻孔倾角（º）：

－90～+90；

正常给进速度（m/min）：

0～1.5；

输出转速（r/min）：

300；

功率（kW）：

18.5；

整机重量（kW）：

1000；

主机外形尺寸（m）：

长×宽×高=2107×410×460。

3、投入设备及材料消耗

序号

设备、材料名称

型号

设备

投入量

备注

1

钻机

ZY—750型

2台

2

注浆泵

ZTGZ-60/210

1台

3

防爆开关

80

2台

4

电缆

16平方

200米

5

钻杆

￠50㎜

200米

6

锁接手

￠65㎜

1副

7

钻杆上部水便

50

1只

8

冲击钻头

￠130㎜

1个

9

复合片钻头

￠65㎜

2个

10

孔口管

￠108㎜

5米

11

孔口管加工

￠108㎜

3根

12

孔口闸阀

20kg

2只

13

孔口压力表

10mpa

2只

14

速凝水泥

3袋

15

玻璃水

50Kg

16

高压法兰

20kg

2只

17

液压油

100kg

18

麻

5kg

五、安钻探水前的技术要求

1、安钻地点与积水区间距小于探水规定的超前距，或有突水征兆时，应在采取加固措施或用水闸墙封闭后，另找安全地点探放水。

2、钻窝应避免做在断层带或松软岩层内。

3、钻机安装必须平稳牢固。

安好钻机接电时，要严格执行停送电制度。

4、按预计流量修建排水沟，清理巷道并挂好风筒、电缆、管道等。

六、探水施工中的技术要求

1、钻进时应准确判别煤、岩层厚度并记录换层深度。

一般每钻进10m或更换钻具时，测量一次钻杆并核实孔深。

终孔前再复核一次，如有可能应进行孔斜测量。

2、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，以及有顶钻等现象时，必须立即停钻，记录其孔深并同时将钻杆固定，但不得取出钻杆。

要立即向矿调度室汇报，及时采取措施，进行处理。

3、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。

立即报告矿调度室，采取措施。

4、钻孔内水压过大或喷高压水时，应采用反压和防喷装置的方法钻进，应有防止孔口管和煤（岩）壁突然鼓出的措施：

（1）背紧工作面，在拦板外面加设顶柱或木垛，必要时还应在顶、底板坚固地点砌筑防水墙，之后方可放水。

（2）对于水压大于2MPa，中间要穿过煤层的探断层水钻孔，在打穿断层或含水层前，还应下第二层孔口管并超过煤层1m以上。

3、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。

4、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。

5、必须做到交接班时不停钻。

6、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。

七、放水的技术要求

1、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。

2、加强放水地点的通风，增加有害气体的观测次数。

3、必须监视放水全过程，放水结束后，立即核算放水量与预计积水量的误差，查明原因。

第三章探放水的安全措施

一、探放水安全措施

1、打钻前必须明确探水眼的位置、方位、倾角、眼数、孔深，严格按探放水设计施工。

2、打钻时必须有一名技术员及以上的领导在现场指挥，负责打钻过程中的质量、安全等全面工作。

3、打钻时必须有一名瓦检员和一名安全员在现场，负责瓦斯及有害气体的检查和打钻过程中的安全检查、监督。

4、现场施工的所有人员必须清楚发生透水和各种预兆。

5、透水预兆：

挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板淋水加大、顶板来压、底鼓或出现裂隙渗水、水色发浑有臭味等异状时，必须停止作业，报告调度室；如果情况危急，立即发出警报，撤出所有受水威胁地点的人员。

6、打钻安全措施：

（1）按规定安设好钻机，完善供电系统；

（2）打钻时袖口、腰带、灯线必须系牢穿好，严禁戴手套。

（3）打钻时只能一人操作，严禁两人以上同时操作；

（4）更换钻杆时，两人要互相配合好，以免伤人；

（5）打钻时严禁人员站在钻机前方及钻杆两侧，操作人员和附近人员要注意断钎伤人。

7、瓦斯管理措施：

（1）打钻期间，工作面必须正常供风，设一名瓦检员跟班作业，时常检查瓦斯和二氧化碳及其它有害气体浓度，并做好记录。

每钻进一根钻杆就检查一次。

（2）在作业地点安设瓦斯报警仪监测瓦斯，瓦斯浓度超过1.0%时，立即停止打钻，查找原因，但不得拔出钻杆，及时进行处理。

若是接近老窑，要加强通风管理增加风量，检查、处理涌出气体。

（3）在放水完后，也要随时检查巷道中的气体浓度。

8、放水安全措施：

（1）打钻时，由技术员给定钻孔方位角、倾角，施工人员严格按钻孔参数施工；

（2）不管是那一个钻孔打透老窑，必须停止钻孔作业，要等此钻孔放完后，方可施工其它钻孔；

（3）整个放水过程由技术员监测水量并记录；

（4）水压大时，必须在探水眼上安装套管、水阀门，便于调节放水量

9、严格交接班制度，必须在现场交接班，上一班的探水情况必须逐项向下一班交待清楚，并做好交接班记录。

10、探放水过程中若发生异常情况时，必须停止钻进，立即撒出人员，汇报矿调度，但钻杆不得拔出。

及时制定措施进行处理，隐患没有排出不得进入迎头作业。

11、若探眼不到5m就穿透积水区，必须立即撤出受水威胁的所有人员，汇报矿调度和矿总工程师，但钻杆不得拔出。

及时制定措施进行处理，隐患没有排出不得进入迎头作业。

12、打钻迎头必须安装有“风电及瓦斯电”闭锁装置，并保证完好、灵敏可靠，探水钻开关必须使用综合保护开关。

13、严禁随意开停局部通风机，临时停电不得停风。

来电后必须检查开关附近20米范围内的瓦斯，只有瓦斯浓度小于1.0%后，方可正常起动。

14、通讯联络措施

（1）探放水施工期间本煤层掘进巷放水有可能淹水的其它巷道不准有人作业。

（2）通讯联络方式：

本掘进巷地点电话通知矿调度,由矿调度通知其他作业地点人员或由两名探放水作业人员亲自到其它地点撤离，若探放水作业人员亲自到其它地点撤离必须与矿调度联系得到批准后方可亲自去撤离。

15、严格执行“敲帮问顶”制度，严禁无风、微风、瓦斯超限作业。

16、其它未叙部分严格按《煤矿安全规程》和《操作规程》及《煤矿防治水规定》等执行。

二、发生水灾时的避灾路线及避灾措施

1、发生水灾时的避灾路线

工作面发生水灾事故时，工作人员撤退原则：

向着井下地势高的地方撤退。

7413运输巷：

7413切眼→+7413回风巷→+761m运输石门→人行暗斜井→人行平硐→地面。

井下避灾线路详见井下避灾线路图。

2、避灾措施

（1）进行探放水施工作业前，必须提前撤出可能受探水作业点突水威胁的其它采掘工作面和其它工作地点的所有人员。

（2）掘进工作面上山掘进时必须每间隔一定距离掘进避难硐室并安设压风自救系统。

（3）井下发生透水事故，如因涌水来势凶猛，现场无法抢救，或者将危及人员安全时，井下职工应迅速组织起来，沿着规定的避灾路线和安全通道，撤退到上部水平或地面。

在行动中，应注意下列事项：

①撤离前，应设法将撤退的行动路线和目的地告知矿井领导人。

②在条件允许的情况下，应迅速撤往突水地点以上的水平，不得进入突水点附近及下方的独头巷道。

③行进中，应靠近巷道一侧，抓牢支架或其他固定物体，尽量避开压力水头和泄水主流．并注意防止被水中滚动的矿石和木料撞伤。

④如因突水后破坏了巷道中的照明和指路牌，迷失了行进方向时，遇险人员应朝着有风流通过的上山巷道方向撤退。

⑤在撤退沿途和所经过的巷道交叉口，应留设指示行进方向的明显标志，以提示救护人员的注意。

⑥撤退中，如因冒顶或积水造成巷道堵塞，可寻找其他安全通道撤出。

在唯一的出口封堵无法撤退时，应组织好灾区避灾，等待救护人员的营救，严禁盲目潜水等冒险行为。

备注：

附避灾路线图，探放水钻孔设计图。