二采区南翼轨道巷防探水措施.doc

山西首旺煤业有限责任公司二采区南翼轨道巷防探水设计及安全措施二一年三月二采区南翼轨道巷防探水设计及安全措施二采区南翼轨道巷位于我矿南翼运输巷右侧，殿儿垣矿边界右侧。南翼轨道巷在现开拓掘进巷段内，没有遇见较大断层和储水构造及涌水点，只在轨道与风井第一联络巷物探圈定富水区附近处，煤层顶底板有少量淋水、渗水，水量最大时35m3/h。南翼轨道巷位于物探圈定殿儿垣矿采空异常区北侧78120m处。这区间和前进方向内是否存在隐伏断层和物探漏测区段也不清楚。为防止在掘进中发生隐伏断层导水和采空区积水突水事故，根据“预测预报，有掘必探，先探后掘，先治后采”的防治水原则。认真落实“防、堵、疏、排、截”综合治理措施，确保我矿安全生产，特制定本设计及安全措施。一、技术要求1、钻探设备采用TXU-200A型号钻机，TBW50/15泥浆泵，42mm钻杆。2、探水起始终结位置：轨道巷原停头位置至F178断层防水煤柱线前50m左右处（现轨道巷停头位置）。 3、钻孔结构 特殊情况下（探F178断层或异常区时），开孔采用89mm钻头，钻进11m后，下75mm孔口管10m,然后采用425号水泥注浆凝固套管，待水泥凝固后扫孔到10m以外，孔口管耐压实验，保证1.5MPa下套管外皮和钻孔周围底板不跑水为止，否则重新返工到合格为止。套管下合格后，安装孔口阀门，采用60mm无芯钻头钻至终孔，一般情况按探水通知单要求施工。4、钻孔个数、方位、角度与深度根据 煤矿防治水规定含水或导水断层防隔水煤柱的留设与煤层底板突水系数计算公式计算钻孔超前距和钻孔个数。（1） 隔水煤柱的留设：L=0.5KM 20mL煤柱留设宽度，m；K安全系数，一般取25，取3；M煤层厚度或采高，m；南翼轨道巷煤厚2.73.1m，取3.1mP水头压力，MPa；取殿儿垣矿水位1.30 MPa（根据水文地质调查报告O2水位604,殿儿垣矿井底车场水位670，南翼轨道巷最低标高540m）Kp煤的抗拉强度，MPa，取0.25 MPa。计算得L=18.366 m；取30.0 m。南翼轨道巷距物探圈定殿儿垣矿采空异常区78120m，无突水危险。（2）突水系数公式计算：P=TS M M底板隔水层厚度，m；（根据水文地质调查报告2煤底板距O2灰岩顶板隔水层层厚130.98 m） TS临界突水系数，MPa/m；0.060.1 MPa，取0.06 MPa。P安全水压，MPa。（根据水文地质调查报告O2水位604,南翼轨道巷最低标高540m）取0.64 MPa。计算得TS =0.005 MPa/m，远远小于0.06 MPa，无突水危险。（3）钻孔个数、方位、角度与深度确定根据南翼轨道巷实际地质、水文地质分析情况在探水过程中如果遇到煤矿防治水规定第九十二条（一） 接近水淹或可能积水的井巷、老空或者相邻煤矿；（二） 接近含水层、导水断层、暗河、溶洞和导水陷落柱；（三） 打开放隔水煤（岩）柱进行放水前；（四） 接近可能与河流、湖泊、水库、蓄水池、水井等相通的断层破碎带；（五） 接近有出水可能的钻孔；（六） 接近水文地质条件复杂的区域；（七） 采掘破坏影响范围内有承压含水层或者含氺构造、煤层与含水层间的防隔水煤（岩）柱厚度不清楚可能发生突水；（八） 接近有积水的灌浆区；（九） 接近其他可能突水的地区；有上述情况之一，按煤矿防治水规定第九十三条布置钻孔（一） 探放老空水、陷落柱和钻孔时，探水钻孔成组布设，并在巷道前方的水平面竖直面内呈扇形。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；（二） 探放断裂构造水和岩溶水等时，探水钻孔沿掘进方向的前方及下方布置。底板方向的钻孔不得少于2个。从图纸和上述计算结果分析，南翼轨道巷暂不存在煤矿防治水规定第九十二条、第九十三条情况。如果存在，按第九十三条要求布置探放水钻孔和加装孔口阀门装置及按本文3、钻孔结构要求施工。一般情况下先布置三个钻孔，如果这三个钻孔钻进过程中岩性全部是煤，可不再追加钻孔。如果其中一孔遇见岩石，又判断不出是顶底板还是断层，那就要按见岩石位置反推允许掘进距离和留设超前距，或按煤矿防治水规定第九十三条（一）至（二）布置探放水钻孔和加装孔口阀门装置及按本文3、钻孔要求施工。正常煤层中，探水一般采用每组3孔；60钻具裸孔钻进。（1）号孔在巷道正中，角度顺煤层倾角，孔深6080m以内。(2)号孔在（1）号孔左侧1m处，左偏20，下斜暂定2（或现场按煤层倾角定），孔深掌握在6285m以内。(3)号孔在（1）号孔右侧1m处，左偏20，上斜暂定2（或现场按煤层倾角定），孔深掌握在6285m以内。可根据钻孔见煤层顶底板岩石而定，但不论钻孔延深或缩短，每次掘进必须保持20m超前距（见附平面、剖面示意图）。5、钻机安装技术要求 钻机安装要求平稳牢固，开孔1m以后，要校对方位与角度，如果不符，重新开孔。6、每孔施工完后，钻机队要及时向技术科汇报施工情况，以便及时调整方位与角度。7、每次打钻前，由技术科向钻机队下达钻探通知单，并通知施工队配合排水和维护巷道。钻机队按照通知单要求进行钻探。钻探通知单要载明钻孔结构及各项参数和施工要求，并经负责防探水工作的领导和有关单位签字后下发。钻探施工中如遇断层等地质情况时，要及时向主管人员汇报，以便及时采取措施。钻机队每班施工结束，都要认真填写防探水记录。每次钻探完成，由技术科主管防探水人员根据钻探结果，下达防探水地区允许掘进通知单，通知单要经有关单位及人员签字后方为有效。掘进队必须按防探水地区允许掘进通知单规定的允许掘进距离掘进，严禁超掘。8、掘进工作面后路，必须保证有0.5m3/min以上的排水能力。9、钻探时必须配备与钻孔同径木塞等堵水材料，以防不测。二、钻探施工安全注意事项：1、钻机设备在运输过程中，严格执行小绞车运输规范，坚持持证上岗和“行车不行人，行人不行车”原则。2、钻机电器设备在拆接电工作时，必须由专职电工操作，严格执行电器设备操作规程，决不允许带电作业。3、在施工前，钻机工人要认真学习钻机操作规程和施工措施，严格按操作规程执行。4、探水作业前的准备为了确保探水作业安全顺利地进行，安钻探水前，必须作好以下工作。（1）所有钻探施工人员穿着整齐，脱掉雨衣，扎紧领口、袖口、裤口、衣襟，严禁带手套，避免旋转的钻杆通过衣物伤害作业人员。（2）加强钻探地点附近的巷道支护，背好顶帮，并在工作面迎头打好坚固的支柱和拦板，保证施工地点安全。（3）清理干净巷道内活煤与杂物，挖好排水沟。探水钻孔位于巷道低洼处时，必须配备与探防水量相适应的排水设备。（4）在打钻地点或附近安装专用电话。（5）测量和防探水人员必须亲临现场，依据设计，确定探水孔的位置、方位、角度、深度以及钻孔数目。5、正式开钻探水后，要密切注意迎头变化，发现异常，要立即采取措施，以防突水或发生其他伤害事故。为此，施工中要特别注意以下事项。（1）开钻前，探钻中，停钻交接班时，瓦斯员必须现场检测瓦斯，只有瓦斯浓度在1%以下，方可进行钻探工作；当瓦斯浓度超限时，必须停钻向调度室汇报，听候处理。（2）钻进时，发现煤岩层松软、片帮、来压或钻眼中水压、水量突然增大，以及顶钻等异状时，必须停止钻进，但不得拔出钻杆，要立即向矿调度室报告，并派人检测水情。情况紧急时，必须立即撤出所有受水威胁地区的人员。（3）钻进过程中，发现煤岩层发松，钻进突然感到轻快，一般是接近水源的象征。这时，应再次检查防水措施是否完善，排水设施是否可靠；发现片帮、来压时，要检查巷道支架是否牢固，以防冒顶砸人；钻进过程中，顶钻一般是水压大的表现，此时切不可移动钻杆，并要将钻杆固定牢固，否则高压水就可能将钻杆顶出，碰伤人员，或将钻孔冲垮，造成透水事故。在水压较大的地区探水时，应采用反压和防喷装置进行钻进。6、在打钻时，如果发现钻孔内没有回水，说明可能已经钻透老空(裂隙含水层)，回水流到老空(裂隙含水层)里去了。这时，经检查确已透了老空(裂隙含水层)，就要停止钻进。7、探水钻机钻进时，钻机正后面和前面范围内不得站人，以防高压水将钻杆顶出伤人。8、钻机加或卸钻杆时，必须停电，才可加或卸钻杆，防止钻机离合失灵，突然钻动，管钳等设备伤人。9、钻探时，各班班长必须在现场严格把关。检查钻窝附件的支架、钻机的安全状况，确认安全正常，钻机正常，方可下达钻机开钻的命令。钻探中必须有专人记录当班的钻机运行、钻孔深度，钻孔状态情况，发现钻孔出水量大于给水量（或后路水泵排水量），必须立即停钻，将钻机和钻杆固定牢固，向矿调度室汇报，严禁拔钻杆。10、钻进中，密切注意钻机的运转情况，根据煤与夹矸的软硬程度，均匀运转。发现异常情况，必须停止钻进，并查明原因，采取措施，进行妥善处理。否则不得继续钻探施工。11、无特殊情况，孔深达不到设计深度，不得拔钻施工下一钻孔。只有设计的基本钻孔都达到设计要求，并确认无水患威胁后，才能下达允许掘进通知单进行掘进工作。12、钻探施工中，发现钻孔出水时，必须立即停钻。不能拔钻杆关闭水闸阀时，要顶牢钻机，不得拔钻杆，并要立即向调度室汇报，听候处理。如果情况危急，必须立即撤人，并汇报调度室，通知撤出所有受水威胁地点人员。13、当工作面遇到下列征兆时，应立即停工，并将人员撤到安全地点，向矿调度室汇报。（1）煤壁或顶板突然渗出水珠，或者煤层突然松软发潮。（2）顶板淋水增大或底板突然涌水。（3）煤层内出现暗红色水锈