煤矿22602运输巷第八循环探放水设计.docx

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除 编号：探 号 xx县xx镇xx煤矿22602运输巷探放水设计（第八循环） 编制单位： 编 制 人： 总工程师: 矿 长： 批准日期： 年 月 日 执行日期： 年 月 日 会 审 表文件/资料名 称会审时间会审地点姓 名部 门职 务职 称专 业会审意见： 贯 彻 表文件/资料名 称施工单位组 织贯 彻 人贯彻时间 年 月 日贯彻地点职工签名（弄懂后方可签名）目 录第一章 概 况4第一节 概述4第二节 编制依据7第二章矿区地质7第一节 区域地质概况7第二节 矿区地质8第三节 工作面水文地质分析13第三章 排水系统15第四章 探放水设计15第一节 探放水原则15第二节 钻探（老巷积水探放）16第三节 钻探（断裂构造水和岩溶水探放）20第四节 循环探水23第五节 探放水设备23第六节 钻探作业27第七节 放水技术规定30第五章 探放水组织管理31第六章 安全技术措施32 39 第一章 概 况 第一节 概述一、巷道设计根据1770接续采区安全设施设计，22602采面布置在接续采区的东翼，沿煤层走向布置，由22602运输巷、22602回风巷及22602采面切眼圈成。22602运输巷在1770接续采区运输石门揭露K26煤层处直接沿煤层开口，开口标高+1770m，方位角111，跟底施工。 二、地面相对位置及邻近采区开采情况水平、采区二水平接续采区煤层K26煤层工程名称22602运输巷地面标高+1940m+2080m井下标高+1770m垂深170m-310m地面的相对位置 位于工业广场以北，向东延伸400m至矿井东翼边界。地形 地面为中高山（陡峭山地），小灌木覆盖，最高山顶有卡斯特地貌绵延。建筑物 巷道平面相对地面无建筑物。水体从北向南依次描述老主斜井在巷道开门点向前 20 25m位置，有原xx煤矿的巷道存在，标高在+1768.8m。xx煤矿老斜井煤矿井口标高+1901.4m，井底标高+1768m，垂深201m，坡度27.3。根据矿井水文地质观察，+1768m水平以上动态水储量（补给量）10-15m3/h,随雨季降水量的增大而增大，主要补给水源为雨季期间大气降水。+1768m水平以下动水储量（补给量）情况不明，根据2013-2014年2次对xx煤矿老斜井抽排水试验情况分析，其动态补给量约为100-150m3/h。补给水源情况不明。从矿井采掘工程平面图可知：巷道通过地带与老主斜井积水区之间防隔水煤柱宽度：60 m，巷道穿过地段岩柱38m,为顶板灰岩。水体从北向南依次描述矿井中部冲沟 在巷道掘进120m位置，巷道将通过矿区中部冲沟，沟水由北流向南，这是一条季节性冲沟，下雨有水，久旱即涸，流量随降雨量的变化而变化。 从矿井井上下对照图分析可知：矿井以往井巷工程有多出处穿过溪沟，每处在雨季都有淋水，在汛期水量增大。分析均表现为断层裂隙水。 xx煤矿主斜井出水处至矿井中部溪沟距离40m。预计xx主斜井出水点与矿井中部溪沟存在水力联系。 溪沟成因：从井下多处揭露情况初步分析，矿井中部溪沟形成原因为小断层（裂隙）形成。老巷 在巷道开门点掘进方向以北、以南都有原xx煤矿的巷道，巷道将通过原xx煤矿巷道布置的区域，xx煤矿开采标高在+1760水平，南部主要开采煤矿上组煤资源，+1827m水平上部积水已经上水平开采时疏排。井下相对位置对掘进巷道的影响东翼 巷道方位角114，近东西布置，开门点以北为煤矿深部未开采区域，对巷道施工无影响。南部（上帮） 巷道南部（上帮）：巷道施工范围内有原xx煤矿的1183运输巷存在，水平距离40m，巷道经过处上部煤柱煤柱距离有待查明，积水对巷道施工有一定影响。 邻近采掘情况对掘进巷道的影响 22602运输巷上部为22602回风巷，相距该巷平距90m,22602回风巷掘进施工对巷道施工无影响。 3、巷道设计断面、支护方式及施工工艺1）设计断面 、22602运输巷：梯形。 S净 （上净宽+下净宽）中高2（3.4+2.4）m2.3m 2= 6.67. 、水沟（毛水沟）：布置在巷道下帮。 荒宽荒深300mm300mm=0.9m 2）支护方式临时支护为前探梁支护，11号矿用工字钢架棚支护。3） 施工工艺采用“钻爆法”掘进施工，用ZQS-40/3.0风煤钻打眼，爆破落矸（煤），FBD-6.3/230Kw局部通风机供风，人工出矸，皮带，刮板机运输至1770运输石门集中煤仓，在经主井皮带运至地面储煤场。4） 工程量及开、竣工时间、工程量：设计长度400 m。、预计开工时间：2017年 1月，竣工时间2017年 7 月。5）第八循环钻孔开孔位置：K0+174.1m。第二节 编制依据 1、煤矿安全规程2016年版 2、煤矿防治水规定（2009年版）3、xx县xx镇xx煤矿1770接续采区安全设施设计4、xx县xx镇xx煤矿水文地质调查报告5、xxxx镇xx煤矿水文地质类型划分报告 6、xxxx煤矿2017年采掘作业计划7、22602运输巷地质说明书，批准时间：2017年1月。第二章矿区地质第一节 区域地质概况本区地处扬子准地台黔北台隆的遵义断拱毕节北西向构造变形区的西部，北西向的格目底向斜为区域性主要褶皱构造，矿区位于该向斜的南西翼南东段。区域出露地层为第四系（Q）、侏罗系中统沙溪庙组（J2x-s）、下统自流井群（J1zl）、三叠系上统二桥组（T3e）、中统关岭组（T2g）、下统永宁镇组（T1yn）、飞仙关组（T1f）、二叠系上统龙潭组（P3l）、峨眉山玄武岩组（P3）、中统茅口组（P2m）、栖霞组（P2q）、梁山组（P2l）等地层（见下图）。 第二节 矿区地质一、地层该矿山位于格目底向斜南西翼南东段，其总体构造形态呈单斜。地层倾向北东，倾角2532。出露地层为二叠系上统峨眉山玄武岩组（P3）、龙潭组（P3l）、三叠系下统飞仙关组（T1f）、永宁镇组（T1yn）及第四系（Q）。二叠系占据了矿山的绝大部分面积。现由新至老分述于下：1、第四系（Q）主要是分布于矿区的山麓边缘的坡积物和缓坡地带的风化残积物，在矿区东部、南部沟谷有洪积和冲积物堆积。厚度015m，一般厚10.00m左右。2、三叠系下统永宁镇组（T1yn）永宁镇组（T1yn）：下部为浅灰至灰黄色薄至中厚层状灰岩、泥灰岩；上部为紫红色、灰绿色粉砂质泥岩，泥岩及灰绿色细砂岩。厚200-330m。3、飞仙关组（T1f）分布于矿区北部及北部外围区域，飞仙关组（T1f）：为灰绿色、紫红色薄至中厚层状粉砂质泥岩、粉砂岩、泥岩，局部地段夹泥灰岩组成。厚500-700m。4、二迭系上统龙潭组（P3l）龙潭组（P2l）：区内分布的主要地层，主要岩性为细砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、粘土岩夹煤层组成。厚400-485m。根据龙潭组的岩性组合特征及含煤情况，将其划分为四个岩性段：龙潭组第四段（P3l4）：以浅灰色、灰色薄至中厚层状含钙质细砂岩、粉砂岩夹砂质泥岩、粘土岩及煤层组成，含煤10-15层，在矿区范围含可采及局部可采煤4层，编号K1-b、K9、K10、K13。厚70-110m。龙潭组第三段（P3l3）：岩性为灰绿色薄至中厚层状细砂岩、灰色粉砂岩、粘土岩及煤层组成。含煤8-13层，在矿区范围含可采及局部可采煤3层，编号K18、K26、K35-b。厚70-110m。龙潭组第二段（P3l2）：以灰色薄至中厚层状细砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、粘土岩及煤层组成，含煤14-30层，均不可采。厚150-200m。龙潭组第一段（P3l1）：以灰色薄层状泥岩、粉砂质泥岩等细粒级岩石为主、上部夹一层厚3-4m的花斑状钙质细砂岩，含煤6-8层，在矿区范围可采及局部可采煤2层，编号K106b、K109-b。厚50-80m。5、二迭系上统峨眉山玄武岩组（P3）峨眉山玄武岩组（P2）：分布在矿区南部边缘，其岩性为深灰至暗绿色玄武岩，具气孔状、杏仁状构造，厚度大于100m，与上伏地层呈假整合接触。二、地质构造该矿山所处构造单元为-扬子准地台黔北台隆的遵义断拱毕节北西向构造变形区的格目底向斜，位于向斜南西翼南东段，其总体构造形态呈单斜。地层倾向北东，倾度2532。区内发现育的大小断层共19条，其中以矿区中部的F40断层规模最大，其余断层规模均较小，垂直断距均小于30m，且多数断距在10m以内。现将F40断层叙述如下：F40正断层：位于矿区中部的A13-A16线之间，深部由ZK138、ZK1405钻孔控制到1400m高程以下。断层走向为58-88，倾向328-358，倾角37-76；走向延伸约3000m，由南西往北东区外延伸，垂直断距约50210m，向浅部断距逐渐减小，切割所有煤层及P3-T1yn地层。第二节 矿区水文地质情况一、矿区小窑开采情况：矿区范围内共存在四个关闭的老窑和小窑，分别是原仙水沟煤矿，原罗家营煤矿、原海子湾煤矿、以及原xx煤矿。具体位置详见井上下对照图。对我矿目前威胁较大矿井为仙水沟煤矿，现将详细情况分述如下：仙水沟煤矿据原煤矿地质资料及走访调查老巷走向长度约为400m，开掘有三条平巷，老巷尚存有老窑积水，预计老窑积水量约为90-120m3。二、探放水地区的地质及水文地质情况1.地形、地貌、河流水系1）地形、地貌矿区地形较复杂，切割较强烈，为中高山岩溶侵蚀地貌，脊状山和沟谷较发育。区内总体地势为北东高，南西低，最高处为矿区北东外侧的山头，海拔2371.8m，最低为矿区南西外侧河谷，标高为+1870m，最大相对高差501.8m。2）河流矿区所处地势较高，区内无地表河流，地表水系不发育，位于矿山中部为一南西-北东向分水岭，矿山北西侧为一南西流向的冲沟，地表水通过坡面或沟谷向南西汇入季节性小冲沟，然后向矿区南东外侧排出，矿区内仅有三条季节性沟溪，在矿界南西侧的xx河一般流量为7861027L/s，其流量均受大气降水影响，因此，地表水对矿井开采影响较小。三.区域水文地质条件1）区域含（隔）水岩组划分区域大致以xx为中心，包括其北部的大河边、南开、小河边、二塘和格目底5个含煤向斜以及这些向斜之间的石炭、二叠系地层组成威水、水杉、蟠龙等背斜。区域出露地层由老至新有石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系及第四系。根据地层岩性的组合关系和岩层的富水性，作为划分含（隔）水岩组的依据。以碳酸岩为主的地层，岩石富水性强，含岩溶水，在区域内大面积分布，并控制着区域水文地质条件，为含水组；以沙、泥岩互层为主构成的一套碎屑岩地层，岩石富水性弱，含裂隙水，在区域多呈带状分布，为隔水岩组。其中龙潭组为弱裂隙含水组。2）水文地质分区根据区域水文地质条件，含（隔）水层（组）的分布、地表水系、地表分水岭及地貌、构造特征等，本区域简略地质分区为：大致从野窝坪起，经双龙井至尖山坝一线为区域性的北西-南东向分布的地表分水岭。以此分水岭为界，可将整个区域划分为南、北两大区。两大区的地表水和地下水各自成系统，分别向南北分流。北部区属乌江水系，南部区属盘江水系。两大区之间不发生水力联系。格目底矿区属于南部分区之格目底小分区，小分区周围一般皆有峨眉山玄武岩隔水组围绕而构成完整的隔水边界，因而每一个小分区可视为一个独立的水文地质单元。xx煤矿位于格目底小分区水文地质单元内。四.矿区水文地质特征1）地下水类型矿区内地下水类型主要为碳酸盐岩岩溶裂隙水和基岩裂隙水，其次为松散岩类孔隙水。2）含水岩组及其含水特征（1）碳酸盐岩岩溶裂隙水含水岩组：主要为三叠系下统永宁镇组第一段至第二段（T1yn1-2）。主要分布于矿区北东部外围的山岭地带，地表岩溶较发育，含水层接受大气降水补给后，地下水通过岩溶裂隙、溶洞集中运移，含水性能好，富水性强。（2）基岩裂隙水含水岩组：主要包括三叠系下统飞仙关组第一段（T1f1）和第二段（T1f2），本含水岩组风化裂隙及垂直溶蚀较发育，透水性较好；基岩裂隙水弱含水岩组：二叠系上统龙潭组（P3l1-4），由碎屑岩、粉砂岩、钙质砂岩、泥质粉砂岩及煤层组成，含少量裂隙水。（3）松散岩类孔隙水含水岩组：主要为第四系（Q），分布于矿区外围低洼和河谷中有洪积和冲积物堆积。矿区内仅有局低洼地带有少分布，厚度010m，一般厚5.00m左右。局部松散层厚度较大的地带，含少量孔隙水。（4）峨眉山玄武岩极弱含水岩组：在矿区南部外围分布为相对隔水层。（5）断层水文地质特征：由于断层切割的飞仙关及煤系地层是由一套砂、泥岩互层组成，多属于柔性岩石，即使受断层的破坏，也不会产生较大的张开裂隙。实际所见的一般断层破碎带的压紧胶结程度都较好，断层导水性及含水性差，对矿床充水的影响较小。但矿床今后开采时所产生的人工裂隙可能与断层破碎带连通，而导致其它层段及地段的地下水流入破碎带而引起其富水性及导水性增大，特别是断层通过河流的地段这种情况发生的可能性更大，因此，矿床开采时应加以足够重视。3）地下水的补给、径流、排泄条件矿区内的地下水补给主要来源于大气降雨，泉点流量变化受降雨量的影响较大，地下水的流向受岩性、构造的控制，其总体流向为北西向。五、矿井充水因素分析本矿井是以大气降水为主的裂隙充水矿床，主要为顶板及断层所含裂隙水向巷道内渗漏，其次为滑坡、老窑积水及采空区积水等。（1）老窑、采空区积水情况区内老窑中均有积水，据走访调查：积水量一般数十吨至数百吨不等，由于老窑采深多在煤层露头线下斜深580m，整合改造前个别老井采深达100m以上，开采时应避免在这一地带布置采区，根据小煤矿、老窑调查资料，矿区范围内小窑较多，分为常年性小窑和季节性小窑。（2）其它充水因素在自然状态下，井田充水因素主要是龙潭组内所含的裂隙水。它通过煤层顶板中的裂隙直接向矿井或采空区充水。由于龙潭组的富水性弱，单位涌水量及渗透系数均极小，故将来矿井涌水量也不会太大。间接充水含水组为飞仙关组，在自然状态下对矿井充水影响也是很小的。井田内河流、溪沟虽然发育，且雨季流量较大，但在自然状态下是地下水补给河水，河流、溪沟是地下水的排泄地带，所以河流、溪沟水不是矿床充水的主要因素。井田内小窑虽多，但开采深度不大，其中多数不积水，少数有积水者积水量甚少，故对矿床充水影响不大。但整合改造前各井开采均形成一定范围的采空区，在开采布置时应尽量避开积水区或留设保护煤柱。井田内发育的龙潭组内断层规模一般不大，其破碎带挤压紧密，富水性很微弱，导水性也较差，不易造成各含水岩组之间的水力联系。故对矿床充水影响不大。六、开采后的水文地质条件变化及趋势随矿井开采深度增加，采空区加大，采空区地裂缝等导致矿山水文地质条件的改变，从而引起矿山充水因素的变化。由于开采裂隙的产生，使含（隔）水层均遭破坏，隔水层不起隔水作用，甚至变成透水或含水层，且含（隔）水层之间产生了水力联系。（2）岩层含水性的变化开采裂隙的产生，将大大增加降雨量的渗入补给，使弱含水层变为强含水层。（3）地下水运动状态的变化开采前，含水层中由于薄层隔水层的作用，地下水以沿层面流为主，循环交替缓慢，开采裂隙产生后，使层面流变成垂直层面流，循环交替加快。（4）地下水补、迳、排条件的变化开采前，矿山内河流、溪沟都是地下水的排泄场所，主要表现为地下水补给地表水。开采后，由于人工裂隙的产生和矿井长期排水，开采区地下水位下降，低于地表河床，部分地表水会反过来补给地下水，然后由矿井排出地表。七、矿井涌水量预测根据矿区周边现已停采老硐及整合改造前各井涌水量的调查，在整个开采过程中未出现矿坑突水、淹井等现象。根据计算，预测本矿井正常涌水量为40m3/h，雨季最大涌水量为120m3/h。第三节 工作面水文地质分析根据矿井水文地质规程分类，本矿井水文地质条件属简单类型。 一、工作面水文地质分析地表水：根据井上下对照图分析，该工作面对应地表水体如下：、矿井中部溪沟在巷道开门点向前30m位置，巷道将通过矿区中部的仙水沟，沟水由北流向南，这是一条季节性溪沟，由于溪沟高差大，下雨有水，久旱即涸，流量随降雨量的变化而变化。从矿井井上下对照图分析可知：矿井以往井巷工程有多处穿过溪沟，在汛期水量增大，表现为断层裂隙水。老主斜井有淋涌水处至矿井中部溪沟距离（平面距离）14m。预计老主斜井出水与仙水沟有关。、矿井南部溪沟矿井南部的xx河距巷道掘进控制区平面距离达700m左右，与该巷道没有直接水力联系。为预防老主斜井积水，在布置巷道时已预留60-70m防隔水煤柱。、原xx煤矿主斜井： 巷道在老主斜井以东，开采矿井东翼+1827m上部资源，+1827m水平上部积水已经上部采区疏排，距本巷道水平距离94m未采动，可视为隔水煤柱。7、 钻孔水：工作面向东约200m处有ZK1404钻孔，因而要防治因为钻孔封闭不良引起的含水层与裂隙构造导通工作面而造成的水害。 二、工作面主要水害1、主要水害上述分析表明，22602运输巷掘进工作面主要水害是： 老主斜井积水及其动态补给水源。 由小断裂构造或煤层顶板基岩裂隙含水。（3）邻近煤层开采后的老空积水。2、 探放水的主要对象： 老主斜井积水及其动态补给水源。 巷道掘进方向断层裂隙水。 封闭不良钻孔导通煤、岩层的淋涌水。第三章 排水系统一、矿井排水系统矿井正常涌水量： 40m3/h，最大涌水量：120m3/h。排水系统水仓布置在+1758水平井底车场位置，设主、副水仓：主水仓50米，容积375m，副水仓45米，容积337.5m。水泵安设情况：安设MD85-454型水泵3台，正常涌水时1台工作，1台备用，1台检修；最大涌水时2台工作，水泵的技术参数见表1MD85-454型多级水泵技术参数表（表1）型号流量(m3/h)扬程(m)转速(r/min)防爆电机功率(kW)电机电压(kV)效率%必须汽蚀余量(m)MD85-454851802950750.66724.2管路布置情况：设置2趟管路，管道选用2195mm无缝钢管1趟工作，1趟备用，每趟管路长度317m，沿副斜井、管子道的一侧铺设。 二、工作面排水巷道水经过已掘巷道流入22602运输巷，在22602运输巷低洼处安装有风动排水泵，然后通过1770水平运输石门排入井底水仓，排到地面。 第四章 探放水设计第一节 探放水原则根据煤矿安全规程和煤矿防治水规定，矿井探放水必须遵循以下原则：1、 矿井防治水工作应当坚持“预测预报、有掘（疑）必探、先探后掘、先治后采”的原则，采取防、堵、疏、排、截的综合治理措施。2、 在矿井受水害威胁的区域，进行巷道掘进前，应当采用钻探、物探和化探等方法查清水文地质条件。遵循“物探先行、钻探验证”的原则。3、 在矿井防治水中，必须坚持“先探后掘、长探短掘”的原则。第二节 钻探（老巷积水探放）一、防隔水煤（岩）柱留设尺寸验算根据1770接续采区安全设施设计，采区设计时，22602运输巷采用预留防隔水煤柱方法。1、巷道与水体之间最小距离验算煤矿防治水规定附录三防隔水煤（岩）柱的尺寸要求之五规定：五、水淹区或老窑积水区下采掘时防隔水煤（岩）柱的留设 1.巷道在水淹区下或老窑积水区下掘进时，巷道与水体之间的最小距离，不得小于巷道高度的10倍。2.在水淹区下或老窑积水区下同一煤层中进行开采时，若水淹区或老窑积水区的界线已基本查明，防隔水煤（岩）柱的尺寸应当按附录三之二的规定留设。3.在水淹区下或老窑积水区下的煤层中进行回采时，防隔水煤（岩）柱的尺寸，不得小于导水裂缝带最大高度与保护带高度之和。验算结论：根据1770接续采区设计巷道布置图分析，22602运输巷沿煤层+1775m等高线布置，22602运输巷与上部开采的平面距离最小为60m。满足煤矿防治水规定附件三防隔水煤（岩）柱的尺寸要求之五第1款规定要求。2、 防隔水煤柱宽度验算根据煤矿防治水规定附件三防隔水煤（岩）柱的尺寸要求之五第2款规定，防隔水煤柱宽度按下列公式确定。 式中： a-巷道迎头或侧帮至含水层、含水构造之间的安全隔水岩柱(或煤层)宽度，m；k-安全系数(25)，取5；M-巷道跨度（宽或高取其大者），m； 设计净宽3.4m，净高2.4m，计算时取3.5m；P-煤（岩）层承受的静水压力,MPa。 巷道底板标高+1774m，对应地表标高+1940+2080m，埋藏深度168 308m,矿井最低侵蚀基准面为1860m,计算时取3.06 MPa；-隔水岩层（或煤层）的抗拉强度，MPa 我矿取值范围：顶板灰岩：Kp814 MPa 计算取8MPa。 底板粘土岩：Kp36 MPa 计算时取3MPa 煤 层：Kp25 MPa 计算时取2MPa。将相关参数代入计算： a =18.72m验算结论：根据计算求得a18.72m。1170接续采区安全设施设计时实际煤柱留设宽度为60m（水平距离）。满足煤矿防治水规定附件三防隔水煤（岩）柱的尺寸要求之五第2款规定要求。二、探水线确定 根据井下探放水技术规范（MT/T632-1996）第5条第1款之规定：“一般应沿老空积水线或老空边界平行外推60150m，定为老空的探水线”。 在22602运输巷掘进200m范围内，巷道处于探水线范围内，所以需布置扇形钻孔进行探放水。三、钻孔数量确定为有效预防治上部采空积水，确保22602运输巷施工安全，根据煤矿防治水规定、1770接续采区安全设施设计说明书、巷道布置图、2017年3月18日22602运输巷第1次物探成果资料，设计在掘进迎头布置5个扇形钻孔对22602运输巷左、右侧（上下帮）实施钻探验证。 四、超前保护距离、允许掘进距离、巷帮保护距离确定根据煤矿防治水规定，探水孔超前保护距离及巷帮保护距离按下列公式计算： 式中： a-巷道迎头或侧帮至含水层、含水构造之间的安全隔水岩柱(或煤层)宽度，m；k-安全系数(25)，取5；M-巷道跨度（宽或高取其大者），m； 设计净宽3.4m，净高2.4m，计算时取3.5m；P-煤（岩）层承受的静水压力,MPa。 巷道底板标高+1774m，对应地表标高+1940+2080m，埋藏深度168 306m,矿井最低侵蚀基准面为1860m,计算时取3.06 MPa；-隔水岩层（或煤层）的抗拉强度，MPa 我矿取值范围：顶板灰岩：Kp814 MPa 计算取8MPa。 底板粘土岩：Kp36 MPa 计算时取3MPa 煤 层：Kp25 MPa 计算时取2MPa。1、 超前保护距离 18.72m经计算，超前保护距离为17.28 m,设计时取30m。 2、允许掘进距离经过钻探验证证实无水害威胁后，允许掘进距离：LL1a式中：L-允许掘进距离，m；L1-钻孔有效孔深，m；a预留超前距，m；经计算：LL1a703040(m)3、巷帮保护距离本次探水钻孔布置在煤层中，巷帮保护距离计算如下： 18.72m经计算，巷帮保护距离为18.72 m,设计时取30m。 4、止水套管长度煤矿防治水规定第九十八条规定：探水钻孔超前距离和止水套管长度，应当符合下列规定：（一）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10 m；（二）沿岩层探放含水层、断层和陷落柱等含水体时，按表5-1确定探水钻孔超前距离和止水套管长度。表5-1 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）1.01.0-2.02.0-3.03.0101520255101520 本设计确定止水套管长度为20m。五、探水钻孔设计参数表孔号方位角（）与中线夹角（）倾角（）终孔孔径（mm）钻孔深度(m)止水套管长度（m）超前保护距 离（m）允 许掘进距离（m）备 注1#11100757020按水平投影距离计算预留30m按水平投影距离计算允许掘进40m中线方向4#87左24-117577.720下帮沿煤5#99左12-67572.020下帮沿煤6#123右11+67572.020上帮沿煤7#134右23+117577.720上帮沿煤钻孔进尺 小计369.4备注：如果煤层底板等高线发生变法，则需根据现场实际情况调整钻孔倾角。第三节 钻探（断裂构造水和岩溶水探放）一、钻孔数量确定煤矿防治水规定第九十四条第（二）款、第（三）款规定： （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。 （三）煤层内，原则上禁止探放水压高于1 MPa的充水断层水、含水层水及陷落柱水等。如确实需要的，可以先建筑防水闸墙，并在闸墙外向内探放水。根据矿井地质及水文地质情况，结合物探成果，22602运输巷探放水钻孔设计2个钻孔（附图1、钻孔布置断面图）二、超前保护距离、允许掘进距离、巷帮保护距离确定根据煤矿防治水规定附件三防隔水煤（岩）柱的尺寸要求之二规定，巷道迎头或侧帮至含水层、含水构造之间的安全隔水岩柱按下列公式求得a值确定的界线。 式中： a-巷道迎头或侧帮至含水层、含水构造之间的安全隔水岩柱(或煤层)宽度，m；k-安全系数(25)，取5；M-巷道跨度（宽或高取其大者），m； 设计净宽3.2m，净高2.0m，计算时取3.5m；P-煤（岩）层承受的静水压力,MPa。 巷道底板标高+1772m，对应地表标高+1940+2080m，埋藏深度160 306m,矿井最低侵蚀基准面为+1860m,计算时取3.06 MPa；-隔水岩层（或煤层）的抗拉强度，MPa 我矿取值范围：顶板灰岩：Kp814 MPa 计算取8MPa。 底板粘土岩：Kp36 MPa 计算时取3MPa 煤 层：Kp25 MPa 计算时取2MPa。1、超前保护距离 a =18.72m根据计算，超前保护距离18.72m。设计时顶板保护距离取20m。 2、允许掘进距离 钻孔深度根据2017年3月18日物探成果，本次物探基点前150m范围内无低阻异常区，58m 以外存在低阻异常区，为进一步做好“物探先行、钻探验证”工作，本次钻探（钻孔）深度设计为70m。在预留40m超前距后，允许掘进距离30m 允许掘进距离经过钻探验证证实无水害威胁后，允许掘进距离：式中：L-允许掘进距离，m；L1-钻孔有效孔深，m；a预留超前距，m；取30m。计算得：703040(m)3、巷底保护距离（控帮距）为满足煤矿防治水规定第九十四条第（二）款之规定，根据现场实际情况钻孔施工在煤层底板龙潭组第三段（P31）之中。控帮距计算如下：a 14.7m煤层直接底板岩性为深灰色粉砂岩泥岩、粉砂质泥岩为主，间夹泥岩和细砂岩厚度2030m，该层弱含水性，为隔水层。根据计算，底板板岩层控帮距为14.7m，设计时控帮距取20m。 三、止水套管长度煤矿防治水规定第九十八条规定：探水钻孔超前距离和止水套管长度，应当符合下列规定：（一）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10 m；（二）沿岩层探放含水层、断层和陷落柱等含水体时，按表5-1确定探水钻孔超前距离和止水套管长度。表5-1 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）1.01.0-2.02.0-3.03.0101520255101520 本设计确定止水套管长度为20m。 四、探水钻孔设计参数表孔号方位角（）与中线夹角（）倾角（）终孔孔径（mm）钻孔深度(m)止水套管长度（m）超前保护距 离（m）允 许掘进距离（m）备 注2#1110+16757620按水平投影距离计算预留30m按水平投影距离计算允许掘进40m巷道顶板3#1110-16757620巷道底板钻孔进尺 小计152备注：如果煤层底板等高线发生变法，则需根据现场实际情况调整钻孔倾角。 调整方法是：钻孔倾角 = 设计倾角现场巷道坡度（煤岩层沿巷道方向伪倾角）特别说明：钻孔施工顺序：先施工探老巷积水的5个钻孔，在探明无老巷积水害威胁后，再施工探断裂构造水和岩溶水的2个钻孔，进一步探明巷道前方断裂构造水和岩溶水致灾因素。 第四节 循环探水22602回风巷设计长度为400m(10)，需经多次循环探水，经过“探水掘进再探水再掘进”的循环过程。一、物探（物探先行）根据20175年3月18日22602运输巷第1次物探结论，工作面向下30与巷道夹角80-90出现低阻异常区，为确保物探工作的连续覆盖，矿井从本次物探基点掘进80m（该巷道200m处）时，停止掘进作业（严禁超掘），通知集团公司技术部进行第2次物探。二、钻探（钻探验证）根据2017年3月18日22602运输巷第1次物探结论，第1次钻探验证设计钻孔深度70m，预留超前距30m，允许掘进40m，到位后停止掘进作业（严禁超掘）。为探明巷道前方隐蔽致灾因素（水害），根据新一循环物探成果，重新编制（修改完善）探放水钻孔设计。第五节 探放水设备 一、探水钻型号及技术参数1、 钻机型号：ZDY-750型 2、主要技术参数： 1）钻孔深度 m 150/100 (可以视情况而定) 2）开孔直径 mm 110 3）终孔直径 mm 75 4）钻杆直径 mm 42/50 5）钻孔倾角 090 6）回转速度 r/min 110 /230 7）最大扭矩 Nm 650 8）给进能力 kN 25 9）起拔能力 kN 36 10）功率 kW 15 11）整机质量 kg 950 12）主机外形尺寸 m（长宽高） 1.80.631.423、钻杆 1）钻杆的直径：=42mm 2）钻杆的长度：每根1.5m，要求不少于80m.4、 钻头：三翼硬质合金三级组合钻头二、ZDY750型全液压钻机操作规程 1、开机前的准备工作： 1）检查各油管连接是否正确； 2）检查各连接螺丝是否拧紧，立柱是否锚牢固； 3）点动电动机，检查电动机的旋向与齿轮泵壳体上的标定转向是否一致； 4）冷却水是否正常流通； 5）检查操纵多路阀手把，使其处于中位。 2、钻进时的操作： 1）钻机空运转1分钟，检查钻机各部件运转是否正常； 2）操作卡盘手把，使卡盘夹紧水辫轴锥螺纹或钻杆，开启冷却水； 3）操纵旋转手把至正转位，使动力头带动钻杆正转； 4）待孔口见到返水后，操纵前进、后退手把至前进位，使给进油缸以正常速度钻进； 5）在钻进过程中，因切削阻力发生变化时，可调节微调来控制推进速度。微调反时针旋转，推进速度加快顺时针旋转推进速度减慢。 3、加接钻杆时的操作： 1）钻进完成1根钻杆深度需加接钻杆时，先停止推进，再停止旋转，关闭冷却水； 2）操纵夹持手把，使夹持器夹紧钻杆，将微调节流阀开启（右旋）；3）回转器反转，与此同时，后退进给油缸，使水辫轴与钻杆旋离； 4）停止旋转，操纵快速进退手把至快退位置，使卡盘快速退到位； 5）将要加接的钻杆接在前一根钻杆上，回转器边旋边前进，当水辫轴梯形锥螺纹与新加接钻杆锥螺纹旋合接触时，立即操纵夹持器手把，松开夹持器，完成钻杆加接。 4、卸钻杆的操作： 1）夹持器夹紧水辫前的第一根钻杆，回转器反转，同时推进手把置于后退位置，使水辫轴于第一根钻杆分离； 2）松开液压卡盘，取下水辫； 3）打开、并推进液压卡盘，用卡盘夹紧第一根要退出的钻杆，松开夹持器，操纵前进、后退或快速进退手把，使钻杆后退到适当位置，既第一根钻杆与第二根连接处露出在卡盘与夹持起器之间，打开微调节流阀（右旋），操纵夹器手把夹紧钻杆，回转起器反转，同时推进手把置于后退位置，松开钻杆之间的螺扣； 4）操作卡盘手把，松开卡盘，卸下第一根钻杆，再按上一条操作，如此循环反复，直到卸完全部钻杆。 5、操作中的注意事项： 1）孔内有钻具时，除按规定程序的动作需要外，不允许回转器反转； 2）回转器反转拆卸钻杆时，油缸必须留足卸扣行程，以免损坏钻杆螺纹； 3）钻机工作过程中，应随时注意各运动部件的温度变化。轴承、齿轮、油泵、油马达、电动机等处的温升不得超过45度，油箱出油口处的温度不得超过60度，否则应停机检查并加以处理； 4）观察泵站回油压力表，发现回油压力超过0.35Pa时应停机更换或清洗过滤器； 5）钻机工作时，注意液压系统的元件，胶管及管接头是否有漏油现象，如有故障应及时处理； 6）钻机工作时，除了因钻进负荷变化而引起的供油压力，旋转和推进速度的相应变化，系统压力突然大幅度升降引起旋转、推进速度巨变，应立即停机，找出原因。处理故障； 7）当钻机停止工作时，所有操作手把应置于中位。 8）从钻杆中正常退钻杆时，必须使用夹持器或卡杆器将钻杆卡紧后，取杆人员必须离开钻杆1m以外安全地点后， 方可叫钻机司机按操作规程要求开动钻机进行退钻杆。退钻杆过程中，取杆人员和钻机司机必须密切配合，相互照应，精力集中，防止误操作而发生异外。 9）当水辨轴与钻杆联接接头咬死，无法使用卡杆器或夹杆器时，可使用管钳将钻杆卡紧，并用加长杆（0.5-1m）联接管钳（增大力矩）后，人力将钻杆联接处松退。 10）当水辨轴与钻杆联接接头咬死，人力配合管钳无法将其松退时，可使用管钳卡紧钻杆，管钳一端紧靠机架作支点，并用铁丝将管钳固定在机架上，钻场内人员离开钻场到安全地点后，钻杆司机方可开动钻机反转松动钻杆，防止误操作造成管钳飞脱伤人。 11）当钻杆倾角大于30在处理钻杆断杆时，操作人位置不得正对钻杆，防止钻孔中钻杆滑出伤人。 6、钻机的维护和保养： 1）钻机在使用过程中，必须保持清洁、完好、功能齐全、灵活可靠，必须进行日常维护和定期检修。 2）接班时，必须检查各操作手把是否灵活可靠，各压力表指针是否能正确指示压力，系统有无渗漏现象，发现问题及时处理； 3）一般当钻机正常运行三个月后要对油箱内油质检查一次，若不合格应将油全部放出，并清洗油箱，注入新的液压油。 4）油温过高时应检查以下部位： 油箱内油量是否不足，如油位低于油位指示计下限时应及时补油。 油路阻力过大，检查各快换自封接头是否失灵，粗精过滤器是否受堵，否则应及时修理、清洗或更换。 冷却器通水量是否不足，否则应增大冷却水量。 观察操作台上的压力表，判断钻机是否过载，出现过载现象，调节微调，降低钻进速度，减小负荷。 液压卡盘、夹持器的卡瓦应移动灵活、可靠、卡瓦若过渡磨损，应酬及时更换。 随时检查液压系统是否有漏油现象，水辫是否漏水，若有泄漏，应及时更换密封件。钻工工具箱内要备有足够易损件和备用件供更换。 减速箱每三个月开盖内检查箱内齿轮及润滑情况一次，主要检查齿轮，磨损情况，是否缺润滑油等，发现问题及时处理。第六节 钻探作业1、一般规定、井下探放水应当采用专用钻机,由专业人员和专职探放水队伍施工。、探放水工必须掌握钻机的操作要领和维护保养及排除故障的知识。、探放水工应掌握各种钻孔的封孔和施工方式。、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。2、装运钻机时应注意以下问题 、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，钻杆钻具等应无损坏现象；、钻机装车后，要捆牢固，平巷运输时，两车之间要拉开一定距离（不小于30m），拐弯时要发出信号，斜巷运输时，听从上、下车场把钩人员的指挥；、装运不允许进脏物的部件时，要封堵好。3、在安装钻机进行探水前，应当符合下列规定：、加强钻孔附近的巷道支护，并在工作面迎头打好坚固的立柱和拦板。、清理巷道，挖好排水沟。探水钻孔位于巷道低洼处时，配备与探放水量相适应的排水设备。、在打钻地点或其附近安设专用电话。、依据设计，确定主要探水孔位置时，由测量人员进行标定。负责探放水工作的人员亲临现场，共同确定钻孔的方位、倾角、深度和钻孔数量。、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。、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。 、煤层内，原则上禁止探放水压高于1 MPa的充水断层水、含水层水及陷落柱水等。如确实需要的，可以先建筑防水闸墙，并在闸墙外向内探放水。4、安装钻机时应注意以下问题：、钻场面积必须大于钻机座，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；、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，按中腰线摆正钻机；、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、保护栏。5、操作前的准备工作：、钻机安装应牢固，变速箱及油箱内的油位应合适，安全防护罩及防尘盖必须齐全；、各部分操作手把应处在正确位置；、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，接水源，由司机操作开始钻孔。6、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、