装载硐室进风巷探放水设计.doc

山西煤炭运销集团阳城侯甲煤业有限公司装载硐室进风巷掘进工作面探放水设计 二一二年七月十八日山西煤炭运销集团阳城侯甲煤业有限公司装载硐室进风巷掘进工作面探放水安全技术措施矿 长 总工程师 生产矿长 安全矿长 机电矿长 通风区队长 通风副总工程师 安 全 科 生 产 科 机 电 科地 测 科 调度室主任 监 理 部 审 核 施工队负责人 编 制 年 月 日会 审 意 见一、概况1、工作面概况 掘进工作面位于东轨道巷以南，工作面周边为实体岩层。相对应地面为本矿工业广场，地面无河流、水体等。巷道形状为半圆拱形。巷道断面：毛宽4.4m，毛高3.1m，为矩形断面，毛断面积为13.64m2,起拱线高度1.5m、喷浆厚度100mm。毛断面7.6m2，净断面6.9m2。2、水文地质情况（1）大气降水和地表水本区为低山丘陵地形，地面坡度较大，冲沟发育，大气降水排泄条件好，对矿坑充水影响很小。井田内西沟河常年有水，在雨季河水较大，洪水期水位骤然增高，可能通过基岩裂隙及松散沉积物孔隙在裂隙沟通的情况下进入矿坑，但因我矿开采煤层埋藏较深补给条件太差，对工作面施工影响不大。故此大气降水和地表水对该工作面掘进施工无影响。（2）顶板岩层裂隙承压水顶板砂岩裂隙含水层组是其直接充水含水层，但因其裂隙发育较弱，渗透性较弱，且层间径流补给条件差，裂隙水储存量有限，导、富水性弱，生产中易于疏排。（3）底板岩层裂隙承压水底板岩性多为泥岩、砂质泥岩且致密坚硬，裂隙不发育，含富水性弱。一般情况下对井下施工影响不大，经调查，周边矿井在开采生产过程中也未发生过充水现象。（4）断裂构造对矿床充水的影响本井田存有断裂构造，如断裂构造及裂隙破碎带与奥灰水沟通，将会对矿井充水产生影响，因此，在靠近断层地带开采时，要留足保安煤柱。加强地质观察与分析，坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的十六字探放水原则。（5）老窑老空水据调查，井田内除本矿外无其它小窑开采，区内3号煤层埋藏较深，亦未发现报废井筒存在。（6）钻孔对矿床充水的影响5、周边采掘情况本工作面位于东轨道巷以南，周边无采空区。二、目的和任务根据“有掘必探、掘探分离”的原则，通过工作面探放水施工预测工作面前方地质构造情况、涌水情况、瓦斯涌出等情况，为以后的工作面掘进提供安全保障。同时认真做好掘进工作面充水条件分析预报和水害评价预报工作，确保掘进工作面的安全生产，现对装载硐室进风巷掘进工作面进行探放水设计。三、设计依据1、煤矿防治水规定2、煤矿安全规程3、本矿地质报告4、本矿地质类型划分报告5、装载硐室进风巷掘进作业规程四、探放水装备情况1、矿井配备一台ZDY1900S探放水钻机，配合75mm硬质合金钻头，50mm钻杆，钻杆每节长1.5m，钻杆数量150根，全部使用水力排粉，钻孔均采用无芯钻进。五、探放水钻孔的设计要求1、探水起点的确定：探放水地点布置在工作面迎头，工作面采用锚杆、钢筋网进行临时支护。1、锚杆：顶、帮均为锚杆采用18mm、L1800mm的高强度螺纹钢锚杆，间距800mm、排距800 mm。每根锚杆用一卷K2335、一卷Z2360树脂锚固剂。钢托盘规格：长宽厚=150mm150mm10mm。2、钢筋网：采用6 mm钢筋网，规格型号：长2000mm、宽1000mm，网格100mm100mm。3、锚索：锚索选用17.8mmL8200mm的钢绞线。托盘规格为300mm300mm20mm 。锚固剂：选用一卷K2335型树脂锚固剂、二卷Z2360型树脂锚固剂（锚固剂放置顺序快里慢外）。2、允许掘进距离：探放水结束后，地测科牵头组织各相关科室人员对探放水工程进行验收，确认合格后在探放水安全确认移交签字表上签字允许进行采掘。在掘进过程中始终保持30m的超前距离，严禁超前掘进。六、探水钻孔设计具体参数：1、据调查，我矿井田内除本矿外无其它小窑开采，区内3号煤层埋藏较深，亦未发现报废井筒存在;现井田外西侧为山西阳城阳泰集团晶鑫实业股份有限公司武甲分公司、山西阳城阳泰集团伏岩煤业有限公司，其它周边无相邻矿井及小窑，现相邻矿井目前与本井田间无越界开采情况；在井田范围内未发现封孔不良钻孔，掘进时不会受到钻孔水的影响。为确保掘进施工安全，我矿特定探水钻孔设计如下（后附探水钻孔布置图）： 2、在工作面迎头1号钻场平行布置3个长距离的主探钻孔，直孔深70m，斜孔深73.07m，可以掘进10m，探水钻孔必须超前掘进头至少60m。中心孔（长1#）沿巷道方向钻进；左帮孔（长2#），其方向与中心孔水平夹角为17；右帮孔（长3#），其方向与中心孔水平夹角为17。1号钻场长探钻孔参数表钻孔编号钻孔角度钻孔深度m钻孔位置长1#沿巷道掘进方向钻进70距底1.25米,距两帮1.45米处长2#沿巷道掘进方向钻进，与中心孔水平夹角为1773.07距底1.25米,距左帮0.95米处长3#沿巷道掘进方向钻进，与中心孔水平夹角为1773.07距底1.25米,距右帮0.95米处3、在工作面1号钻场迎头布置3个短距离的辅探钻孔，一个中心孔（辅1#），其方向保证在工作面前方中心，沿巷道钻探，孔深40米；一个左帮孔（辅2#），与中心孔水平夹角为28；一个右帮孔（辅3#），与中心孔水平夹角为28。探水钻孔必须超前掘进头至少60m。1号辅探钻场钻孔参数表钻孔编号钻孔角度钻孔深度m钻孔位置1#沿巷道掘进方向，与底板平行40距底1m,距两帮帮1.45m处2#沿巷道掘进方向，与中心孔水平夹角为2844.97距底1m,距左帮0.95m处3#沿巷道掘进方向，与中心孔水平夹角为2844.97距底1m,距右帮0.95m处4、在工作面迎头平行布置3个长距离的主探钻孔， 3个主探钻孔全部上仰22.7钻进。直孔深180m，斜孔深181.22m，可以掘进120m，探水钻孔必须超前掘进头至少60m。中心孔（长1#）沿巷道方向钻进；左帮孔（长2#），其方向与中心孔水平夹角为7；右帮孔（长3#），其方向与中心孔水平夹角为7。2号钻场长探钻孔参数表钻孔编号钻孔角度钻孔深度m钻孔位置长1#上仰22.7，沿巷道掘进方向180距底1.25米,距两帮1.45米处长2#上仰22.7，与中心孔水平夹角为7181.22距底1.25米,距左帮0.95米处长3#上仰22.7，与中心孔水平夹角为7181.22距底1.25米,距右帮0.95米处5、在工作面迎头布置3个短距离的辅探钻孔，全部上仰22.7；一个中心孔（辅1#），其方向保证在工作面前方中心，沿巷道钻探，孔深60米；一个左帮孔（辅2#），与中心孔水平夹角为19；一个右帮孔（辅3#），与中心孔水平夹角为19。每掘进30m进行一次辅探。（见钻孔布置图）2-5号钻场辅探钻孔参数表钻孔编号钻孔角度钻孔深度m钻孔位置辅1#上仰22.7，沿巷道掘进方向60距底1米,距两帮1.45米处辅2#上仰22.7，与中心孔水平夹角为1963.55距底1米,距左帮0.95米处辅3#上仰22.7，与中心孔水平夹角为1963.55距底1米,距右帮0.95米处6、装载硐室进风巷进行探放水施工时，工作面安装BW-150型泥浆泵一台，将水排至主井底临时水仓（水仓规格为5.5 m2.7 m7.4 m，蓄水池深4.5m），临时水仓使用三台(一台工作，一台备用，一台检修)MD46-5010型水泵（扬程500m，电机功率110KW），接管道经主立井直接排至地面，排水管路设两趟，（一趟直径为75mm、一趟直径为120 mm）排至地面。因我矿目前处于基建阶段，矿井涌水量不大，现有排水系统能够在20小时内排出矿井24小时的正常涌水量，完全符合煤矿防治水规定要求。七、安全措施1、探放水前的准备工作（1）探眼时每班设组长一名，组长需熟悉探眼的各个环节，对一般性故障能够及时解决排除。 （2）打钻工必须掌握各种钻机的操作要领和维护保养等知识。 （3）探眼人员入井前，灯房人员、检身人员要仔细检查探眼人员佩戴的矿灯完好情况，坚决杜绝失爆现象。 （4）严禁穿化纤衣服入井，下井前根据工作安排，准备、检查带足本班所需的工具、材料等。 （5）探水队在探放水前在钻场附近合适位置，备足探水钻杆150根，钻头2个，备足必须用的工具。（6）探水地点由通风科负责在打钻地点配备两台灭火器和不少于50Kg黄土。（7）施工队负责铺设风、水管路至迎头5m处，探放水期间保持正常通风排水，并在探放水地点的下风侧悬挂瓦斯和一氧化碳探头。（8）由机电科负责在打钻地点10m范围内安装一部通讯电话随时保持井上下联系。（9）施工队负责安排铺设排水系统，指定专人检查排水设备，并正常检查和维护，确保系统运行可靠。2、装运钻机安全措施（1）装运钻机前要进行检查，钻机各部件要齐全，电机必须防爆，电压应与电源相符，电缆无漏电现象，钻杆、钻具等要完好无损； （2）钻机装车后，要捆绑牢固，装运不允许进赃物的部件时，要封堵好。（3）立井上、下钻机时，人员要配备齐全，专职绞车司机二名，井上、下信号工、把钩工各一名。（4）起吊时井上、下要配足人员并各指定一名负责人，跟班领导要在现场统一指挥。（5）绞车司机持证上岗精力要集中，听清信号后再开车，严禁快提快降、不得急刹车防止钻机磕碰或坠落。（6）在绞车未停稳前，严禁人员靠近井筒。在绞车停稳后，井上、下及绞车司机明确停止信号后再靠近操作。（7）在搬运钻机时，跟班领导要在现场指挥，人员抬扛相互应配合好，防止挤手砸脚。（8）搬运设备时要小心，不得损坏设备。各种零件、工具要清点清楚，不得损坏丢失，严禁把钻杆当撬棍使用。由于工作原因造成某些零部件损坏或工具需更换的要及时更换，确保工人操作方便及设备能够正常运转 。 3、钻机支设在工作面迎头，支设钻机时应注意以下几点：（1）钻机支设前安全员要仔细检查迎头、顶板、两帮情况，加固钻场附近10m内支护，并在迎头支设两根护帮柱并用背板背实（留设钻孔位置），防止片帮伤人，只有在支护完好的情况下方可进行钻机的支设。（2）钻机安装面必须大于钻机座，周围要有足够的安全间隙. （3）安钻地点底板应平整，钻机挪至工作地点后，按设计要求摆放钻机。 （4）钻机安装时底部用道木垫实，再将钻机支撑架站稳站牢，根据实际情况选择利用坑木、专用顶杆、液压柱、槽钢锚固等办法压机，保证钻机架设牢固可靠。（5）固定好钻机后，仔细检查钻机各部件安装是否正确，各机械转动部分是否安装防护栏、防护罩。并用手转动其各有关部件是否灵活，如有问题应及时解决。（6）钻机固定好后，要用铁丝将固定钻机时用的顶杆、木柱或液压柱与顶板连接，防止松动后滑倒伤人。（7）钻机固定好后方可进行钻探，在钻探过程中发现钻机有松动现象要及时重新固定。 4、探眼前机电工应仔细检查钻探设备、开关、接线等是否 完好，杜绝失爆现象。5、钻孔时要严格按照超前探眼设计标定的方位、角度、孔深等进行施工，不经测量人员同意不得擅自改动。6、钻探时，工作人员要扎紧领口、袖口、裤腿，佩带好自救器，安全帽，站在钻机两侧，注意钻机运行情况，以防钻杆受压冲出伤人，正常钻进时，操作人员不得离开操作台，如有异常，立即停机查找原因，待故障排除后再施工。7、安装钻杆时应注意以下问题: （1）先检查钻杆，应不堵塞、不弯曲、丝口未磨损；不合格的不得使用。 （2）连接钻杆时对丝口避免歪斜和漏水。 （3）装卸钻头时，应严防管钳夹伤硬质合金片、夹扁钻头和岩芯管；严禁铁器直接敲打钻头、钻杆等设备，防止出现火花。 （4）安装钻杆时，必须在安完第一根后，再安第二根，去除钻杆时需人工操作，人工操作过程中严禁启动钻机。 （5）在加接钻杆时要检查钻杆里是否有杂物，发现杂物要立即清除，避免杂物将钻头堵塞，取下的钻杆要上架摆放，避免钻杆上沾上杂物。8、操作时，先将钻机操作手柄置于空挡位置，然后再启动钻机，检查电机及回转、升降是否正常，发现问题要及时调整。正式钻进前，对钻机进行检查，确认机械系统、液压系统、传动部分正常后，方可正式钻进。开始钻进时，压力不宜太大，要轻压慢钻，待钻机工作平稳后，压力再逐渐增大。钻进时，钻工要认真观察钻机运转情况（包括送水，钻孔排水，钻机及孔内震动声音等），密切注意出水、出煤（岩）粉情况，发现异常立即停机查找原因及时处理。9、钻探时，操作人员要注意力集中，手不离按钮，眼不离钻机，动作要准确、及时、迅速；严禁将工具和其他物品放在钻机防护罩上；严禁人员站在钻机正后方。10、钻探时应该分工明确，在钻眼过程中操作人员要随时观察钻探情况，发现顶钻、夹钻、泥浆泵压力过大、钻眼口不出水等情况要立即停止钻机工作，认真分析原因，及时解决问题，等问题解决后方可重新进行钻探，处理不了的问题要及时汇报。11、钻探时要安排专人负责开、停泥浆泵及看管循环水，为确保水的正常循环供应，看水人员应将池边用黄泥覆盖，确保吸口不被堵塞。12、在探放水钻进过程中，发现煤岩松软、片帮、来压或者钻眼中水压、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；并立即向矿调度室汇报，派人监测水情。如果发现情况危急时，必须立即撤出所有受水害威胁地区的人员到安全地点，然后采取安全措施进行处理。13、在打钻过程中，若发现钻杆卡住不进，钻进困难时，要立即停止钻机工作进行汇报，经地测科、基建科共同分析后，可适当调整钻孔参数。14、探眼现场要安排瓦斯员一名，瓦斯员应在探眼前、钻眼过程中、拔钻前、拔钻后检查眼口附近50cm处瓦斯浓度，并有记录可查。瓦斯员要认真检查工作面瓦斯浓度，一旦发现有超限预兆即停止探眼，待瓦斯处理至规定浓度以下方可重新钻探。15、钻探时，通风科必须保证钻探地点及迎头连续供风，不得随意停风。并在钻孔上方悬挂瓦斯便携仪报警仪、探眼地点的下风侧安设瓦斯、 一氧化碳的监测探头，当以上地点瓦斯浓度达到0.6%、一氧化碳浓度达到0.0020%时，打钻人员必须停止作业，撤出人员，并报告矿调度室，待瓦斯、一氧化碳浓度处理至规定浓度以下方可重新钻探。16、拔出钻杆时的注意事项如下： （1）拔钻前必须汇报当班跟班矿长，由跟班矿长现场对钻孔进行验收，亲自丈量机上钻杆余尺，计算本钻孔的深度，清点拔出钻杆根数。（2）拔钻前，各种拔钻装置及紧卸工具要齐全、好用，发现问题及时处理；（3）拔钻前必须用清水冲孔，排净岩粉；（4）在拔钻过程中，打钻工必须与其他工种紧密配合，操作要轻而稳，不得猛刹、猛放，不得超负荷作业；（5）拔出的钻杆必须清洗干净，上架摆放整齐。17、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。（在钻进中，一旦发现“见软”“见空”“见水”和变层，要立即停钻，丈量机上余尺并记录其深度。）（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，以及有顶钻现象时，必须立即停止钻进，但不得取出钻杆。并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并立即向矿调度室汇报。（4）在钻进中，若发现孔内涌水时，应测定水位（压）、涌水量，丈量深度并做好记录。（5）探放水期间，巷道内机电设备由机电科负责每天进行一次失爆检查，杜绝失爆，保证完好。机电科要派专业熟悉并能维修钻机的人员，及时下井对钻机进行检查维护，保证钻机状态完好。（6）探放水期间由施工队安排专人对水流经过路线的水槽进行维护，防止水槽淤堵。八、探水钻孔验收：探放水工作完工后，由地测科牵头，安监科、探放水队长、跟班矿长、分管探放水矿领导、驻矿安监员等相关科室人员参加对探放水工作进行验收。检查主探和辅探的钻孔数量、深度、角度、超前距离以及允许掘进距离是否能够满足掘进施工要求，确认满足后在探放水安全确认移交签字表上签字允许进行采掘，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，方可进行采掘活动。九、放水措施：在探放水钻进时，发现煤岩松软、片帮、来压或者钻眼中水压、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；并立即向矿调度室汇报，派人监测水情。经总工程师、各职能科室会诊，估计积水量，并根据矿井排水能力和水仓容量，控制放水流量，防止淹井，有计划的进行放水。如果水压较大，必须另打放水钻孔放水，放水钻孔直径75mm，在放水钻孔孔口安设直径108mm、长度不小于6m的套管，并进行加固，套管上安设放水阀门，在套管中套入钻杆打放水钻孔