崔木煤矿顶板水害分析及防治工程设计.docx
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崔木煤矿顶板水害分析及防治工程设计
崔木煤矿顶板水害分析及防治工程设计
1地质及水文地质条件
1.1地层
首采盘区自东南向西北沿沟谷由老到新依次出露地层有:
中生界三叠系中统纸坊组、铜川组;侏罗系下统富县组、中统延安组、直罗组、安定组;白垩系下统宜君组、洛河组、华池组、罗汉洞组;新生界上第三系及第四系广泛覆盖其上。
延安组为含煤地层,含有可采煤层。
各组地层岩性、厚度详见“区域地层简表”(表)。
1.2煤层
延安组自上而下划分三个含煤段,分别含1、2、3三个煤组,其层位位于延安组各中级旋回(J2y3、J2y2、J2y1)的中下部和下部。
延安组见煤情况参见表。
首采盘区可采煤层为3煤。
3煤纯煤厚度6.52~24.92m,平均14.09m,结构简单,局部含夹矸0~4层,单层夹矸厚0.10~1.30m,一般小于0.5m,夹矸平均厚度0.20m,岩性为泥岩或炭质泥岩。
开采总厚度7.00~24.92m,平均14.29m。
煤层倾角为3~6°,属于近水平煤层。
3煤层抗压强度9.10~11.20MPa,平均11.15MPa,饱和抗压强度5.70~8.20MPa,平均6.95MPa,抗拉强度0.24~0.34MPa,平均0.29MPa,煤层坚固性系数0.93~1.14,强度指数7.23GPa。
1.3构造
1.3.1褶曲
据2009年4月陕西省煤田地质局物探测量队完成的《陕西省黄陇侏罗纪煤田永陇矿区崔木煤矿首采区三维地震勘探报告》,勘查区内煤系地层的褶曲走向由南向北(延逆时针旋转)主要为NNW逐渐转向NWW,且所有褶曲均由南东向至北西向呈现逐渐降低的趋势,直到尖灭。
勘查区南部褶曲总体呈对称性发育,背、向斜倾角5~15°,主要有花园阳坡向斜、北旺背斜和汤家向斜;勘查区北部褶曲总体呈不对称性发育,背斜南翼较陡,倾角7~17°,背斜北翼较缓,倾角6~7°,主要为桐树坪-薛家坪背斜。
1、花园阳坡向斜
该向斜位于勘查区西南部,区的中部(K4-6钻孔附近),南部(过K4-7、K4-8、K4-9钻孔)延伸出测区,长度约1.6km,幅高约100m。
2、北旺背斜
3、汤家向斜
该向斜位于勘查区东南部,轴部走向为NNW向。
4、桐树坪-薛家坪背斜
该背斜位于勘查区北部,轴部走向自南向北由NWW转为近EW向。
背斜两翼不对称,南翼倾角10~17°,北翼倾角5~7°。
背斜向北西倾伏,西北部尖灭于勘查区西北部(过K4-4钻孔),东北部延伸出测区,区内长度约2.1km,幅高约105m。
由于该背斜轴部大部煤系地层缺失,没有明显的反射波对其追踪识别,故将其定义为推断背斜。
1.3.2断层
2009年4月陕西省煤田地质局物探测量队完成的《陕西省黄陇侏罗纪煤田永陇矿区崔木煤矿首采区三维地震勘探报告》详细查明了矿井首采区内的主要断层。
按断层落差划分:
最大落差大于等于10m的断层3条(DF1、DF4和DF5);等于5m的断层1条(DF3);小于5m的断层1条(DF2)。
按断层性质划分:
逆断层1条(DF3),正断层4条。
断层DF1∠55°(落差约0~24m)较大,工作面布置避开该断层。
受DF4∠55°(落差约0~15m),DF5∠55°(落差约0~18m)两断层影响首采工作面长度缩短。
断层DF3∠55°(落差约0~5m)在首采盘区210303工作面上部,由于断层落差小工作面直接穿过。
DF2∠55°落差约0~4m断层对盘区开采有一定影响。
首采区断层发育特征表见表所列。
首采区断层分布见图。
1.4含隔水层
(1)第四系全新统冲~洪积层孔隙潜水含水层(Ⅰ)(Q4)
呈条带状展布于合阳沟、任家沟及常家河河谷中,厚0~8m。
具有含水层厚度3~4m。
泉流量0.427L/s。
水质类型HCO3-Ca∙Mg型,矿化度0.50g/L,水温13℃。
(2)第四系中上更新统黄土孔隙~裂隙潜水含水层(Ⅱ)
主要由黄土、砂黄土、古土壤组成,底部有一层厚度变化较大的砂砾石层,属孔隙~裂隙含水层。
于沟谷地带普遍出露,泉流量最大0.26L/s。
川道区水位埋深一般小于12m,含水层厚0.5~3.0m;梁峁残塬区水位埋深15~75m,一般20~30m,含水层厚1.0~20m,一般2~4m。
水质类型HCO3-Ca,HCO3-Ca∙Mg,矿化度0.415~0.737L/g,水温12~16℃。
(3)上第三系粘土隔水层段(Ⅲ)(Q2+3)
广泛出露与梁峁残塬区,厚度一般60m左右,发育稳定。
(4)上第三系砂卵砾含水层段(Ⅳ)(N)
(5)白垩系下统洛河砂岩孔隙~裂隙含水层段(Ⅴ)(K1h)
零星出露于合阳沟、常家河等较大河谷,从东南至西北发育厚度逐渐变薄。
岩性主要为各粒级砂岩、砂砾岩,以中粗粒砂岩为主要含水层段。
其厚度由东南329.3m(P13-2)至西北减少为103.05m(P1-1),砾岩百分含量由62.04%(P13-2)减少至23.85%(P1-1),砂岩含量由37.96%(P13-2)增至76.85%(P1-1)。
钻孔揭露的洛河砂岩含水层厚度12.80(14)~251.77m(X7-3),总体厚度变化规律为:
中部厚,达到100~200m,四周薄,厚度不足100m。
本次及已往钻孔抽水试验结果如表:
单位涌水量0.04651~0.08946L/s∙m,渗透系数0.012145~0.03354m/d,富水性弱。
水质类型HCO3-Mg∙Na∙Ca,HCO3-Na∙Mg,矿化度0.512~1.055g/L,水温14~18℃。
(6)白垩系下统宜君组砾岩裂隙含水层(Ⅵ)(K1y+l)
区内无出露,厚度不稳定。
(7)侏罗系中统安定组泥岩隔水层(Ⅶ)(J2a)
据统计:
泥岩厚3~102.18m,平均53.07m,占全组厚度3.08~100%,其中部P1-2、P5-2、P9-1、P13-1、P17-1等钻孔周围泥岩比例高,向南向北降低。
砂岩厚1.5~94.15m,平均28.20m,占全组厚度2.77~96.92%,具中部砂岩比例低,向南向北增高之趋势。
泥岩隔水层厚度0(K2-7、K3-1、X1-2)~119.51m(K2-4),总体厚度分布规律:
中部厚达80~100m,边部薄为40~80m,其余地区小于40m。
据邻区钻孔抽水试验:
单位涌水量0~0.000076L/s∙m,含水甚微。
(8)侏罗系中统直罗组砂岩裂隙含水层(Ⅷ)(J2z)
井田区内无出露,根据钻探揭露情况,上部岩性为灰绿色、暗红色、紫灰色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩与中粗粒砂岩互层,下部为灰绿色中粗粒砂岩与砂质泥岩、粉砂岩互层,底部发育有一层巨厚层状黄绿色含砾粗粒砂岩。
含水层由各粒级砂岩构成:
井田西部厚度一般10~20m,局部地段达20m以上;东北部局部地段厚度超过30m,东南部厚度为零。
钻孔抽水试验成果如表所示:
水质类型SO4-Na,矿化度20.45g/L,水温17℃。
(9)侏罗系中统延安组煤层及其顶板砂岩含水层(Ⅸ)(J2y)
勘查区内无出露,钻探揭露含水层主要为3煤及其老顶中粗粒砂岩、砂砾岩。
厚度0~92.07(K2-1)m,中西部厚50~60m,边缘地段20~50m,其余地区小于20m。
本次钻孔抽水试验成果如表所示:
钻孔单位涌水量0.000633~0.003431L/s∙m,渗透系数0.000401~0.0066m/d,富水性极弱。
水质类型Cl-Na,矿化度3.674g/L,水温19℃。
(10)侏罗系下统富县组泥岩隔水层(Ⅹ)(J1f)
钻探揭露富县组厚度0(X1-1、X3-4、P1-2、P1-3、P9-1)~33.93(P5-1)m,平均17.90m。
(11)三叠系中统铜川组砂岩裂隙含水层(Ⅺ)(T2t)
崔木煤矿主要充水含水层特征如表,由表可知:
崔木煤矿主要充水含水层均为弱富水性含水层。
1.5充水因素分析
1.5.1充水水源初步分析
1)大气降水
2)地表水
井田地表水均属泾河三级支流,自南向北流入一、二级支流黑河及达溪河,最终汇入泾河,流量0.0402~0.0940m3/s。
河流切割深度仅达白垩系,煤层开采所形成的导水裂隙带与河流地表水沟通的可能性不大。
因此,地表水对矿井充水影响不大。
但应注意采取适当的防洪措施。
3)地下水
导水裂隙带的形成与扩展有可能在局部地段形成透水“天窗”,使得上覆白垩系砂砾岩含水层(Ⅴ+Ⅵ)地下水进入井巷系统,形成局部地段顶板充水。
4)老窑水
井田内煤层埋藏较深,本次工作中没有发现老窑采空区,故不存在老窑积水。
1.5.2充水通道分析
21301首采面充水通道分析如下:
1)顶板导水裂隙带
煤层开采后,顶板冒落,上覆岩层形成导水裂隙,导水裂隙带波及范围内的水体对矿井回采构成威胁。
导水裂隙带是首采工作面内主要充水通道之一。
经4.3节计算可知,首采面导水裂隙带最大发育高度可波及白垩系洛河组含水层,有导通洛河组含水层水的可能,应引起足够重视。
但目前尚未出现综放采煤导水裂隙带计算方法,故所列计算公式存在一定局限性,不适用综放采煤覆岩顶板导水裂隙带高度的预计,计算结果仅供参考。
因此,崔木煤矿应该实际测量本矿井的导水裂隙带发育高度,为后续防治水工作提供依据。
2)断裂破碎带
连通性好、导水能力强的节理或张(扭)性断层,可能沟通不同含水层,使其产生水力联系,从而导致煤系上覆含水层的地下水通过新的导水通道涌入工作面。
21301首采面内仅有汤家向斜通过其北端,据矿井直流电法探测,部分含水低阻异常位于褶曲的轴部以及等高线加密的地方,表现出的含水异常多与构造相关联,疑似构造破碎带附近裂隙比较发育并相对赋水。
分析地质精查报告和首采区三维地震勘探资料可知,21301工作面在回采期间,不存在大的断层构造,工作面回采所受的影响较小,但不排除会有断距小于5m的断层及构造存在。
在施工回风顺槽770~800m位置处顶煤异常,顶板煤层先是变薄,至800m位置处突然恢复正常,施工地质钻孔后,初步判断为小断层,落差2m左右。
因此,首采面内没有大的断层,但不排除发育有断裂破碎带及其导水的情况。
2采场顶板水害威胁程度评价
2.1顶板水突水特征
2.1.1顶板砂岩水突水特征
1)顶板砂岩水涌出机理
当煤层开采后,由于导水裂隙带的产生和扩展,将对上覆隔水层的隔水性能产生一定影响。
开采煤层与上覆含水层间距一定时,导水裂隙带的发育高度直接相关于顶板涌水的发生与涌水量的大小。
隔水层位于弯曲度中上部时,隔水性几乎不受采动影响,可阻隔含水层水进入工作面。
2)采动过程中涌水量变化特征
煤层顶板砂岩裂隙含水层水害一般是由于断层、导水裂隙带、构造裂隙等沟通采煤工作面和上覆含水层,导致砂岩水通过导水通道下泄至采煤空间。
其突水规律表现为:
早期一般突水量较小,且伴随顶板冒落、压架、煤壁片帮等突水预兆;中期突水量迅速增大;后期突水量逐渐衰减直至稳定。
水量变化见图。
2.1.2首采面突水原因初步分析
根据现场涌突水记录资料,21301工作面涌突水水量较大时往往伴随着矿压显著增大,涌水量较大的涌突水事故与矿压关系密切,且突水水量应大部分为导高波及范围内的水。
崔木煤矿21301工作面涌突水水量变化见图。
2.1.3首采区水文地质补充勘探
首采区地面抽水试验资料见表。
2.1.4井下电法勘探
根据本次矿井电法勘探结果,结合矿井水文地质资料及现场调查资料综合分析,得出如下结论:
1、圈定了301工作面和302工作面巷道顶板上30m、60m及90m位置含水层的相对富水异常区;
2、探测了301工作面采空区的积水情况。
推断工作面内切眼向南约570m范围,且由301皮带巷向工作面内延伸至60m范围内采空区的积水较丰富;
3、圈定302工作面内煤层顶板附近相对富水异常区12块,其中圈定相对强富水异常区4块,编号为4、5、8及9号异常区,相对中等富水异常区7块,编号为1、2、3、6、10、11及12号异常区,相对较弱富水异常区1块,为7号异常区。
井下电法勘探成果见图。
根据音频电透视层析成像图及瞬变电磁等视电阻率断面图,结合地质及现场调查资料分析认为:
层析成像图及等视电阻率断面图在同一位置出现异常,且顶板存在淋水(滴水)或位于向斜轴部附近,将其划分为相对强富水异常区;层析成像图及等视电阻率断面图在同一位置出现异常,将其划分为相对中等富水异常区;层析成像图出现异常,但是等视电阻率断面图上未出现异常,将其划分为相对较弱富水异常区。
根据上述划分原则,共圈定相对强富水异常区4块,编号为4、5、8及9号异常区,相对中等富水异常区7块,编号为1、2、3、6、10、11及12号异常区,相对较弱富水异常区1块,为7号异常区。
2.2顶板覆岩发育特征
主要从=1\*GB3①3煤至白垩系地层厚度变化规律;=2\*GB3②岩性组合特征;=3\*GB3③岩石物理力学性质等三方面进行顶板覆岩发育特征评价。
1)3煤至白垩系地层厚度变化规律
洛河组厚度等值线图见图,直罗组厚度等值线图见图,3煤顶板至白垩系洛河组底界面距离等值线图见图。
2)岩性组合特征
隙带向上发育高度及降低矿井顶板含水层充水强度,对矿井顶板水防治具有积极意义。
3)岩石物理力学性质
在K6-3钻孔取样进行岩石物理力学性质试验,成果如表。
综上所述,3煤顶板至白垩底界面之间间距变化幅度较小,其间各地层发育均较稳定,岩性主要以泥岩、砂质泥岩、粉砂岩和细、中、粗粒砂岩等为主,且砂岩和泥岩多呈互层状结构分布,具有较好的阻隔水能力。
2.3顶板导水裂隙带发育高度预计
根据“上三带”理论,煤层开采后导水裂隙带的发育规律及发育高度对顶板涌水具有至关重要的影响,其不仅会导致导水裂隙带范围内静储量水的释放,对周围含水层的动态补给也提供了通道。
当前导水裂缝带发育高度的确定方法主要有:
经验公式法、物理模拟、数值模拟法、现场实测(注水试验法、高密度电阻率)。
(1)根据《“三下采煤规程”》(交叉引用,三下)计算导高
煤层上覆岩层为坚硬、中硬、软弱、极软弱岩层或其互层时,煤层开采所形成导水裂隙带的最大发育高度可按表中公式计算。
其计算公式为:
()
式中:
H:
导水裂隙最大高度(m);
M:
可采煤层累计厚度(m);
()
式中:
H:
导水裂隙最大高度(m);
M:
可采煤层累计厚度(m);
当前顶板导水裂隙带最大发育高度主要依据《“三下”采煤规程》给出的经验公式进行计算,但公式应用条件为:
单层采厚1~3m,累计采厚不超过15m。
在公式总结时,尚未出现综放采煤开采方法,故所列计算公式存在一定局限性,不适用综放采煤覆岩顶板导水裂隙带高度的预计,计算结果仅可供参考。
(2)根据《矿区水文地质工程地质勘探规范》(参考文献)计算导高
经验公式,导水裂隙带最大发育高度可按表公式进行计算。
其计算公式为:
()
煤层平均厚度为14m,n为1,经计算导水裂隙最大高度H为202.28m(裂采比14.45)。
(3)综放开采工作面实测导高
国内相关矿井综放采煤方法部分矿井裂高采厚比见表,其对评价崔木煤矿顶板“两带”发育高度有极其重要的借鉴意义。
综上,根据计算得出的综放开采覆岩破坏裂采比与国内实测数据进行对比,综合确定裂采比,见表:
取裂采比16.85,分别计算21301、21302、21303工作面导水裂隙带高度,计算结果如表。
从表中可看出,煤层上覆延安组、直罗组含水层均在导水裂隙带影响范围内,这两个含水层将是矿井直接涌水水源。
根据首采区钻孔揭露地层情况,3煤顶板至洛河组底部平均距离178.60m。
因此,16.85倍裂采比所得导水裂隙带最大可发育到白垩系含水层23.6m(12m采厚时)。
白垩系含水层部分位于导水裂隙带影响范围,部分该含水层水将涌入矿井,成为矿井间接充水水源。
关于导水裂隙带发育高度的预计,有待于有实测资料后,结合具体工程地质条件,作进一步分析论证。
2.4开采涌水量预计
在采煤方案不调整的情况下,工作面顶板导水裂隙带将可能向上发育到洛河组含水层底部。
工作面涌水水源为导水裂隙带波及范围内的侏罗系各含水层段,本节主要采用比拟法、“大井法”及集水廊道法进行工作面涌水量的预计。
2.4.1富水系数比拟法
崔木煤矿与邻近北马坊煤矿水文地质条件基本一致,均开采3煤,可选用其产量富水系数,推算崔木煤矿生产工作面涌水量,比拟公式为:
Q=KB·P
式中:
Q—矿井涌水量(m3/d);
KB—富水系数(m3/t);
P—拟建矿井产量(t/d)。
计算结果见表。
2.4.2大井法
盘区内主采煤层(3煤)直接充水含水层Ⅷ及IX,为无限承压含水层。
随着井巷开拓及矿坑涌水的疏排,在工作面周围将形成具有一定形状的降落漏斗,承压水头高度降至含水层顶界以下,则为承压转无压,故选用承压转无压公式计算。
Q=1.366K2H-MM-H-S2lgR0-lgr0
R=10SK
r0=ηa+b4
式中:
Q——工作面涌水量(m3/d);
K——渗透系数(m/d);
H——水柱高度(m);
M——含水层厚度(m);
S——水位降深(m);
R——影响半径(m);
r0——大井引用半径(m);
Ro——引用影响半径(m);
a——矩形工作面的长边(m);
b——矩形工作面的短边(m)。
计算参数的选择:
含水层厚度采用计算范围内各水文孔揭露的含水层厚度算术平均值;渗透系数取相应含水层段的厚度加权平均值,水位降深相应含水层段水柱高度的算术平均值。
引用参数及计算结果见表。
2.4.3集水廊道法
以工作面开采边界为集水廊道进水断面,当水头高度降至隔水层顶板以下时,充水含水层由承压转为无压,故选用承压转无压公式计算。
式中:
Q—工作面涌水量(m3/d);
K—渗透系数(m/d);
H—承压水头高度(m);
S—水位降深(m);
M—承压含水层厚度(m);
R—影响半径(m);
B—集水廊道边邦总长(m);
h0—剩余水柱厚度(m)(当水位降至含水层底板时h0=0)。
综上,基于安全考虑,301、302、303工作面正常涌水量均取保守值,即172m3/h,最大涌水量按3倍计算,为516m3/h。
需强调的是,预计的矿井涌水量与矿井突水量是两个完全不同的概念,两者在质和量的差异很大。
矿井突水量是含水层水压瞬间疏降至某一高程的水量,而前者是经过长时间疏降至某一高程的涌水量。
突水量无法预计其大小,而涌水量是可以预计的。
2.5顶板水害威胁程度综合评价
处于煤层顶板导水裂隙带发育范围内的含水层有延安组、直罗组和部分洛河组含水层。
据工作面钻孔资料统计,延安组含水层为3煤所处的地层,3煤距离直罗组含水层平均48.20m。
在煤层采动后这两个含水层水均将涌入矿井,成为矿井主要充水水源。
由于煤层开采厚度较大,达12m,导致顶板导水裂隙带波及白垩系洛河组含水层20余m,洛河组含水层也将成为矿井充水水源。
安定组隔水层厚度发育稳定,岩性以泥岩为主,含少量砂岩,根据现场岩芯观察情况,安定组泥岩遇水易崩解软化,使煤层开采产生的导水裂隙重新闭合,重新胶结恢复隔水性能,对矿井顶板防治具有积极意义。
具备一定的阻隔上部白垩系含水层向下补给径流的作用,同时可有效降低3煤顶板导水裂隙带向上发育高度及降低矿井顶板含水层充水强度。
综上所述,21301、21302、21303工作面面临一定的顶板砂岩孔隙裂隙含水层水害威胁。
3采场顶板水害防治
3.1顶板水防治方案
结合矿井水文地质、巷道掘进及工作面形成时揭露的实际情况、物探探水、地面水文补勘等资料,通过前面对工作面顶板涌水条件的初步分析,综合认为21301、21302、21303工作面开采顶板水害致灾的可能性主要有下几方面:
(1)顶板水害:
因对导水裂隙带高度范围内顶板含水层未实施采前有效疏放,致使工作面开采时,产生与工作面周期来压同步的顶板涌水,水量大时(一般认为超过30m3/h)会影响综放开采推进。
根据前面水量预计,21301、21302、21303工作面正常涌水量为172m3/h,要实施有效的采前疏放。
(2)排水受阻:
因排水设备能力不足或设备不能及时正常发挥作用,导致工作面涌水不能及时排出,致使工作面被淹。
基于上述分析,崔木煤矿21301、21302、21303工作面防治水总体思路是强化“疏、排”措施,概括表述为:
开展3煤顶板侏罗系直罗、延安组含水层的局部钻探探查验证预疏放工作,以建设矿井和工作面有效排水系统为重点,确保排水设备能力和应急发挥作用,开展首采面顶板水害的防治。
在工作面回采前,运用物探方法对顶板水文地质条件进行探查与试验,完成工作面内部和顶板构造及富水性的探测,并圈定物探异常区;凡探测和分析认为存在顶板富水区与工作面内部断层区段,须打钻验证,对断层、裂隙带等富水区进行预疏放,开展针对性的防治水工作。
在工作面回采过程中开展以下工作:
1)采用水文监测系统进行顶板白垩系洛河组含水层水文监测,密切关注威胁含水层水位异常波动情况,及时分析原因,确定安全后再进行回采;
2)突水后及时采取水样进行水质全分析,判别其突水水源,如不影响工作面回采,可仅采取排水措施;如影响工作面回采,需针对突水点分析其原因和通道,增强工作面排水系统,确保首采面安全回采;
3)在回采中对物探所探测的异常区和点进行监测,特别是回采工作面经过这些异常区及古冲刷带时,应特别小心谨慎。
主要采用的防治水技术方法有:
①井下钻探:
用于物探异常区验证,顶板水疏放等;②地球物探勘探:
如工作面直流电等;③水化学:
用于含水层水化学特征研究等。
3.2探放水工程设计
1)探放水目的与任务
(1)验证21302工作面物探异常区。
异常区若为富水区,或遇断层、裂隙等构造异常带,则进行顶板水预疏放;
(2)在顶板水疏放过程中,利用水文自动监测系统监测探放水孔出水量,尽可能多的钻孔同时观测地下水水位,获取3煤顶板含水层的涌水量、水位随时间的变化规律,研究相互间水力联系,进行井下小规模放水试验,为矿井顶板水疏放工程优化布局提供科学依据。
2)探放钻孔目的层位
根据21301工作面涌突水情况判断,洛河组水已经导通到采掘工作面,所以井下探放水时,钻孔应尽可能导通洛河组,探放水孔的终孔层位为延安组、直罗组、安定组及洛河组含水层。
3)探放水钻孔布设方案
本次探放水设计针对21302工作面进行。
4)钻孔结构、工序及设备
(1)钻孔结构
钻孔结构如图所示。
(2)孔口管
探放水钻孔孔口管材质为无缝钢管,设计管径Ф108mm,设计长度20m,上部与4吋法兰盘焊接,并用电焊焊牢。
孔口管下部切割为锯齿状,以便于固管时出浆。
孔口管装置见图。
(3)孔口安全装置
本次探水钻孔应安装孔口安全装置。
完整的孔口安全装置应由孔口管、防喷逆止阀、止水闸阀等装置组成(见图)。
止水闸阀采用不锈钢闸阀,防喷逆止阀采用探放水钻孔专用分流闸阀。
(4)钻孔施工工序
=1\*GB3①使用Ф75mm的钻头开孔,钻进21.00m,冲洗孔内的煤岩屑;再使用Ф127mm的钻头扩孔至20.50m。
=2\*GB3②加工好孔口管。
将孔口管塞入钻孔内,并固管止水。
止水套管外露200mm,端部与4吋法兰盘连接。
=3\*GB3③凝固48h后,进行清水耐压试验,试验压力应不小于6MPa,持续时间不少于30min。
若止水套管无松动、管外无返水,则固管成功。
=4\*GB3④在耐压试验成功的钻孔内进行探放水作业。
=5\*GB3⑤若探放水孔放出的水量大于5m3/h,则需进行井下放水试验。
3.3防隔水煤(岩)柱
本节防隔水煤柱的留设主要考虑21303工作面的DF1断层,采用《建筑物水体铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》(以下简称“三下规程”)中提出的关于防隔水煤(岩)柱的留设和计算方法。
(1)含水或导水断层防隔水煤柱的留设(图)可参照经验公式()计算:
≥20m()
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