探放水设计及安全技术措施

探放水设计及安全技术措施探放水设计及安全技术措施 一 概况一 概况 1 工作面概况 12020 工作面里段位于我矿井田 87m 水平西翼一侧 该工 作面东侧为 12020 工作面采空区 南部 上部 为本矿上水平 工作面采空区 西部 北部 下部 为原始煤层 开采煤层为 五 3 煤 12020 工作面 里段 走向长 760 米 倾向长 150 米 煤层倾角 25 30 度 煤层厚度 0 6 0 9m 平均厚 0 69m 工作面地 质储量 11 7 万吨 12020 上下付巷沿煤层走向掘进 2 地质情况 12020 工作面上付巷掘进 515 米 下付巷掘进 650 米时揭 露新 f7 断层 走向 155 倾向 65 倾角 48 延伸长度约 350m 落差 0 30m 该工作面上部最高海拔标高为 660 米 最 低海拔标高为 590 米 相对高差 70 米 地面处在伏牛山的顶 部 地表荒芜 无居民及建筑物存在 3 水文地质情况 大气降水 地表水及新近系潜水 本区为低山丘陵地形 地面坡度较大 冲沟发育 大气降 水迳流排泄条件好 因而无常年性地表水体 区内新近系地层 呈零星发育 以坡积 洪积及冲积于沟谷 坡脚处 厚度较小 岩性复杂 含富水性差 加之上部上石盒子组隔水层较厚 故 此大气降水 地表水及新近系潜水对五 3 煤开采无影响 仅在 井筒揭穿层段有少量淋漓水现象 五 3 煤层顶板砂岩裂隙承压水 五 3 煤层顶板砂岩裂隙含水层 系指煤层之上 60m 范围内 所含砂岩裂隙含水层 岩性为中粒砂岩 一般发育 2 5 层 累 计厚度约 0 30m 一般 20m 左右 岩性完整致密 裂隙不发 育 且部分被方解石脉所充填 生产开采过程中该含水层裂隙 承压水将首先充入矿坑 是矿坑涌水的主要充水水源之一 由 于该含水层单层厚度较薄 裂隙不甚发育 且补给条件差 裂 隙水储存量有限 导 富水性弱 生产中易于疏排 五 3 煤层底板砂岩裂隙承压水 主要由 1 2 层中粒岩屑砂岩组成 厚 2 39 11 09m 平均 5 70m 泥质胶结 局部含泥砾及石英细砾 砂岩致密坚硬 裂 隙不发育 含富水性弱 为五 3 煤层底板直接充水含水层 该 含水层厚度较小 裂隙不甚发育 且极不均一 因本区属大陆 性半干燥气候区 年降水多集中于 7 9 月份 其水源补给时间 短 加之含水层被新近系地层覆盖 补给量不足 故而其富水 性相对较弱 一般情况下对开采五 3 煤层影响不大 以往开采 生产过程中也未发生过充水现象 断裂构造对矿床充水的影响 本区发育的主要断裂构造位于矿区浅部的新 f7 一般情况下 断裂构造在形成过程中 由于受应力牵引 拖拉作用而在断裂带两侧形成较密集的羽状断裂 破坏了地层 的连续性 使多个含水层间产生不同程度的水力联系 同时 断裂破碎带为地下水的运移 富集提供了通道和空间场所 在 开采过程中 要加强新 f7 断层附近涌水点的涌水量观测 老窑老空水 矿区浅部为五 3 煤层采空区 推测会积存有老空老塘水 似一 地下水库 其浅部采空区最低标高约 100m 左右 是威 胁矿井后期生产的潜在危险因素 生产中 对 12020 上下付巷 要先坚持直流电法仪超前探 发现有异常时 再进行钻探验证 并保留至少 30 米超前距 同时 在老窑老空相应的地表塌陷区 应做好防洪排涝工作 钻孔对矿床充水的影响 工作面附近无钻孔 掘进时不会受到钻孔水的影响 4 周边采掘情况 本工作面南部为已回采完的上水平采区 西翼为正在开采 二 1 煤层的新丰煤矿 二 设计目的二 设计目的 1 探查前方地质构造 消除水害对采掘工程施工的威胁 2 对物探低阻区钻探验证 或对导水断层进行探查 消除 突水危险 三 设计依据三 设计依据 1 水源性质 预计水源主要为煤层顶 底板砂岩裂隙水 2 矿井配备一台 zby3 7 0 11 型注浆泵 两台 zdy 550s 探 放水钻机 配合 75mm 和 113mm 硬质合金刮削型钻头 各 不少于 2 个 50mm 钻杆 钻杆每节长 0 8m 钻杆数量 200 根 全部使用水力排粉 钻孔均采用无芯钻进 四 探放水钻孔的设计参数四 探放水钻孔的设计参数 1 探水起点的确定 12020 上 下付巷钻场位置布置在开口向西 1170m 方向 钻场支护方式采用 2 5m 2 5m 工字钢对棚进行支护 棚距为 500mm 断面为梯形 净断面 6 0 掘进断面 8 0 对迎头和 巷道 丁字口 十字口 处 10m 范围内巷道连锁加固 2 超前距离 帮距的确定 12020 上 下付巷探放水时 确保钻孔终孔位置距巷帮距 离不小于 20m 超前距离保持不少于 30m 3 允许掘进距离 经每回次探放水证实无水害威胁 经我矿地测防治水科 通风安全科 生产技术科联合验收合格下发允许掘进通知单后 方可在允许的安全距离内掘进 在掘进过程中始终保持 30m 的 超前距离 严格按照 探放水设计及安全技术措施 的规定操 作 4 套管规格及固定方式 钻孔开孔孔径为 113mm 钻进 10 5 后下设套管为 108mm 的无缝钢管 10m 每节套管长度 2m 使用内丝外丝 连接 丝扣长度为 100mm 外端焊法兰盘和阀门连接 安装孔口管长度为 10 米 孔口管管外端有焊接牢固的耳把 与立柱支护捆绑牢固 同时用戗柱顶牢 并采用绷带 麻纤包 裹孔口管以增大摩擦力 防止套管鼓出 再用 75mm 钻头进 行深孔钻进 5 钻孔设计具体参数 1 12020 上下副巷及切巷钻场探放水计划各施工 3 个钻 孔 分别为 1 2 3 均采用无芯钻进 2 12020 上 下付巷及切巷探放水钻孔均在五 3 煤层所 在的巷道中施工 其施工顺序按钻孔标号顺序施工 12020 上 下付巷 1 3 钻孔终孔位置分别位于五 3 煤层的顶 底板 2 钻孔位于巷道中心线上 各个钻孔之间间距为 500mm 3 12020 切巷 1 3 钻孔终孔位置均位于五 3 煤层巷道 两帮底板 2 钻孔终孔位置位于巷道中心线上 各个钻孔之间 间距为 500mm 4 12020 上 下付巷及切巷探放水钻孔参数 如下表所 示 12020 上副巷钻场掘进探水钻孔设计参数如表 孔号 方位角 倾 角 钻 孔深度 1 254 30 9 30 64 2 米 2 273 0 60 米 3 291 30 9 30 64 2 米 12020 下副巷钻场掘进探水钻孔设计参数如表 孔号 方 位角 倾 角 钻 孔深度 1 251 30 9 30 64 2 米 2 270 0 60 米 3 288 30 9 30 64 2 米 12020 切巷掘进探水钻孔设计参数如表 孔号 方位角 倾角 钻 孔深度 1 176 30 26 72 7 米 2 194 28 68 米 3 212 30 26 72 7 米 6 排水系统 12020 上付巷在施工时 工作面铺设铁质水槽 宽 300mm 高 200mm 水流由工作面经 12020 里切巷后进入 12020 下付 巷 再由 12020 下付巷流至 87m 水平水仓 87m 水平泵房安装 三台 md85 45 7 型水泵 配套电机 132kw 接有 159 6mm 排水管 排入 320m 水平水仓 320m 水平泵房安装三台 md46 30 9 型水泵 配套电机 55kw 接有 108 4mm 排水管将水排 至地面 12020 下付巷在施工时 工作面铺设铁质水槽 水流经 12020 下付巷流至 87m 水平水仓后经泵房排水管排至地面 8 探放水效果确认方法标准 钻孔按设计要求打到煤层顶底板时 解除前 上方水害威 胁 探放水单孔验收有地测组织机电 安全 生产 调度各科 室相关人员参加 做到有验收 有记录 实行谁验收 谁签字 谁负责 9 探放水设计附图 1 探放水钻孔布置平面图 比例 1 1000 2 钻孔布置剖面图 比例 1 500 3 单孔结构图 比例 1 500 4 钻孔布置断面图 比例示意 5 迎头篦子打设断面图比例示意 6 单孔地质柱状图比例 1 500 五 安全技术措施五 安全技术措施 一 安装钻机探放水前的准备工作 对钻探巷道迎头后 10m 范围内要进行连锁加固 巷道两帮打一梁三柱台棚及顶梁 使用铁拉板加固 联巷交叉口铁拉板加固长度不少于 10m 腿 与退之间梁与梁之间用撑杆打牢顶实 迎头打好坚固的间距 50cm 的 4 根立柱 立柱埋深 30cm 顶部超出棚梁 30cm 50cm 迎头并打 4 根横梁 间距为 50cm 横梁深入两帮煤壁 30 50cm 立柱与横梁十字交叉处使用 8 铁丝捆扎结实 篦子 使用 10mm 厚的木背板搭接闭严 并且木背板与立柱横梁用铁 丝连接 采用 11 矿工钢并紧贴棚子 间隙不大于 50mm 钻孔 方位及坡度由地测防治水科测量人员用经纬仪和坡度规标定 不经过技术人员同意不得擅自改动钻孔参数 施工时方位角误 差不得超过 1 二 探放水期间材料准备 由施工队在探放水前在钻场附近合适位置 备足探水钻杆 100 根 钻头 2 个 45 根 2m 长的套管 5 个法兰盘和 5 个配套 的闸阀 做到有备有用 备足海带和棉纱 备足必须用的工具 探水地点由施工队负责在打钻地点配备两台灭火器和不少于 50kg 黄土 三 探放水前准备工作 1 钻机在装卸 运输过程中必有有专人负责 做到保证人 员和保护好钻机不受损坏 钻机安装时底部用道木垫实 再将 钻机支撑架站稳站牢 保证钻机架牢固可靠 固定好钻机后 仔细检查钻机各部件安装是否正解 并用手转动其各有关部件 是否灵活 如有问题应及时解决 由施工队负责 2 通风安全科负责铺设风 水管路至迎头 5m 处 探放水 期间保持正常通风排水 并悬挂瓦斯和一氧化碳探头至正确位 置 3 由调试室负责在打钻地点 10m 范围内安装一部通讯电 话 12020 上付巷 8071 12020 下付巷 8081 并安排专人管理 随时保持井上下联系 4 机电科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 5 12020 下付巷探放水期间巷道内无杂物 净高达到 2m 以上 四 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 般要求 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 在钻进中 一 旦发现 见软 见空 见水 和变层 要立即停钻 丈量残尺并记 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并及时向矿调度室汇报 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 并对孔口管和迎头篦子进行加固防止孔口管和煤 岩 壁突然鼓出的措施 5 遇高压水顶钻杆时 可用立轴卡瓦和逆止阀交替控制钻 杆 使其慢慢地退出孔口 操作室禁止人员直对钻杆站立 6 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 7 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 8 通风科要安排专人对打钻地点的瓦斯等有害气体进行检 查 施工队打钻时迎头要悬挂便携式瓦斯报警仪 并与县挂的 瓦斯传感器相对照 保证其准确 灵敏可靠 瓦斯超限时 要 求打钻人员停止 切断电源 并报矿调度室 听从指挥并积极 进行处理 9 探放水期间有施工队安排专人对水流经过路线的水槽进 行维护 防止水槽於堵 五 探放水的技术要求 1 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 调整平排水能力 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 六 现场验收 1 开拓 2 套管 3 单孔 终孔 每个钻孔下入孔口套管前 每个钻孔达到终孔设计深度时 及每回次探放水首个钻孔固定好孔口套管准备进行深孔钻进探 放水时要及时向地测防治水科进行汇报 由矿总工程师组织各 生产部门现场监督 落实 验收 做到有验收 有记录 实行 谁验收 谁签字 谁负责 七 探放水效果的确认 钻孔按设计要求打到煤层顶底板时 解除前方 上方水害 威胁 探放水单孔验收由地测科组织 机电 安全 生产 调 度各科室相关人员参加 做到有验收 有记录 实行谁验收 谁签字 谁负责 在巷道掘进过程中时刻保持 30m 的超前距 并采取短钻疏水措施 六 探放水工操作规程六 探放水工操作规程 1 每台钻机操作人员不少于 3 人 并明确责任分工 机长 班长 为当班安全技术与操作第一责任者 2