国兴掘进探放水设计方案

1、山西朔州平鲁区国兴煤业有限公司探放水设计方案第一章 工作面概况 山西朔州平鲁区国兴煤业有限公司位于朔州市平鲁区榆岭乡韩村南，地理坐标为东经112度27分45秒-112度30分33秒.北纬39度30分28秒-39度31分33秒.矿井始建于19 81 年， 2009年经山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室晋煤重组办发2009116号文件批准，同意以国电燃料有限公司 为主体企业，将山西朔州兴泰源煤业有限公司、山西万成煤业有限公司、山西朔州三家窑煤业有限公司等3处矿井重组整合为1处矿井。正式更名为山西朔州平鲁区国兴煤业有限公司，矿井正式立项。山西省国土资源厅于2009年12月11日正式颁发了采矿

2、许可证，其证号为C1400002009121220047600。井田面积6.0593km2，批准开采411号煤层，生产规模120万t/a。开采标高13101170米,现开采9号煤层,井田内煤层层理、斜交节理发育，煤层倾角3-5度。根据生产矿井地质报告的描述，井田总体为一向北东-北西的背斜，地表及井下发现6条断层、陷落柱1个等构造，井田构造属简单。第二章 区域水文地质概况 根据生产矿井地质报告、矿井水文地质类型划分报告、矿井水文地质补充勘探报告和矿井区域水文地质图，本区域内水文地质条件为中等，各含水层水力联系较弱，补给条件差。含水层单位涌水量0.056-0.01L/s.m，渗透系数为0.209-

3、0.176m/d。为弱富水性含水层。奥灰系岩溶裂隙静水位标高为1060米左右，低于9号煤层底板，不存在带压开采，公司现所采9号煤层属于本区域，但掘进过程中仍要进行探放水工作，确保矿井安全。第三章 探放水原则1、矿井防治水规定：矿井必须做好水害分析预报，坚持“预测预报，有疑必探，先探后掘，先治后采”的探放水原则。 2、煤矿安全规程第二百八十六条规定：采掘工作面遇到接近水淹或可能积水的井巷、老空或相邻煤矿时，必须确定探水线进行探水。经探水确认无突水危险后，方可前进。 3、我公司现采掘9号煤层，为防患于未然，必须认真执行“安全第一，预防为主，综合治理”的安全生产方针和“有掘必探”的原则，必须进行探放

4、水工作。第四章 探水钻孔设计及布置 1、探水起点的确定： 因探水巷道其边界准确，水压不超过10kPa，所以，设计探水线至积水区的最小距离：煤层中不得小于30米； 2、警戒线的确定：沿探水线终孔位置外推30米。 3、超前距离：探水钻孔终孔位置始终超前掘进工作面的距离采用30米。 4、允许掘进距离：经探水证实无水害威胁，可安全掘进的距离：探水中心钻孔深度（或5个钻孔的最小平距）减去30米。 5、帮距：为使巷道两帮与可能存在的水体之间保持一定的安全距离，布置的最外侧探水钻孔所控制的范围与巷道帮的距离取30米。 6、超前距离的计算： a=0.5A L ×(3p/kp)1/2 式中：a -超前

5、距离（m） L-巷道的跨度（宽或高，取其最大者）m Kp-煤的抗张强度（Mpa） P-水头压力（Mpa） A-安全系数，一般取25；本设计取5。 a=0.5×5×4.7×3×20/10=0.5×5×4.7×2.4529（m）， a（实）29m 据此，超前距取30米，帮距取30米。 7、钻孔参数的确定 （1）、根据工作面水文地质情况,工作面迎头布置5个探放水钻孔：中孔1个，左帮孔1个，右帮1孔个，顶孔1个，底孔1个。中孔沿巷道工作面垂直方向打设，距巷道两帮2.35m,距底板1.75m。左、右帮孔与巷道方向以15º-1

6、7 º夹角外斜打设，各距巷道两帮0.8m。顶底孔与巷道方向以10º-17º夹角上下打设，距巷道顶底板0.8m。钻孔布置如图所示: （2）、钻孔直径： 50mm。 （3）、钻孔沿煤层倾向呈扇形布置，超前距30米，准掘70米。 （4）、在每个钻场地点做好标记，并挂牌管理。 8、老空的探水线：沿老空积水线或老空边界平行外推80米，其探水设计同上。 9、井巷通过导水或可能导水断层前的探水设计： （1）、超前探水：探水线（探水起点）至断层交面线的最小距离为30米，当水压大于2Mpa时按每增加0.1Mpa增加1m。 （2）、其他技术参数同上（探水设计）。 探放水钻孔参数设计表

7、：见附图 探放水钻孔布置示意图：见附图国兴煤业有限公司探放水记录钻孔布置图钻孔参数钻探情况总工程师个数编号深度5个巷道名称巷道长度钻探时间年 月 日 附表二：山西朔州国兴煤业有限公司探 放 水 记 录巷道名称技术负责人备 注负责人操作人探眼深度探眼数量探眼位置及角度钻探时间钻孔直径安全员瓦斯员施工负责人第六章 设备选型根据钻孔参数以及探水超前距离设计选用ZDY-1000S型煤矿用全液压坑道钻机。钻机有效钻探长度150煤，钻孔直径 50mm。第七章 钻机使用1、开机前的准备 a. 油箱加满液压油，一般选择用N46抗磨液压油，环境温度较高可用N48抗磨液压油； b. 检查各紧固件连接是否可靠，主机

8、安装是否牢固； c. 在需要润滑的部位加注润滑油或润滑脂； d. 检查各油管连接是否正确； e. 将液压泵排量调到额定值的四分之一； f. 将操纵台上各手把放在中间位置，增压、背压调节手轮顺时针旋转到极限位，给进压力调节手轮反时针调到中间位置，变速箱上的手把扳到所需要的档位上； g. 打开油箱上的截止阀（手把与连接管路平行）。 h. 接通电源。 2、启动 a. 试转电机，注意转向是否和液压泵的要求一致； b. 启动电机，观察液压泵是否运转正常。检查各部件有无渗漏油； c. 一般情况下，应使系统空运转35分钟，方可开始试运转。 3、试运转 a. 液压马达正转、反转，回转器的回转应平稳、自如； b

9、. 回转器前进、后退，排除油缸的空气，直到运行平稳为止； c. 实验卡盘、夹持器、开合灵活、夹持可靠、动作正确； d. 工作机构的动作应与指示牌的方向一致，不一致应及时调换有关油管。 4、无岩心开孔 a. 起下钻转换手把置于下钻位，给进起拔手把向前推，夹持器打开，关上截止阀，夹持器处于松开状态； b. 给进起拔手把向后拉，再打开卡盘； c. 从回转器后端插入钻杆，穿过卡盘、夹持器； d. 给进起拔手把推到中位，卡盘夹紧钻杆。在夹持器前方人工拧上无岩心钻头，准备钻进。 5、钻进 a. 接上水龙头，起下钻转换手把置于起钻位，后退回转器，使钻具提离孔底。开动泥浆泵，向孔内送入冲洗液； b. 待孔口见

10、到返水后，将给进起拔手把拉到起拔位置（后拉）使回转器退回到极限位置，夹持器打开，随之关闭截止阀，使夹持器保持常开状态。马达手把向前推，回转器正向旋转。给进起拔手把回到中位，起下钻转换手把置于下钻位； c. 给进手把向前推，调节给进压力手轮（顺时针旋转），逐渐增大给进压力，当钻具开始移动时，停止增压，让钻头慢慢进行扫孔，扫孔完毕，再调整给进压力到规定值，开始正常钻进。如果系统压力较低，不能满足给进压力时，则可反时针旋转增压调节手轮，增加系统压力，达到给进压力的所需值。 钻进过程中，转速和给进压力应根据工艺需要及时调整。孔底压力可按以下公式算： P钻=210P给 -310P背-9.8q·

11、L·Sin 式中：P钻孔底压力（N）； P给给进压力表读数(MPa)； P背起拔压力表读数(MPa)； q每米钻杆重量(kg/m)，考虑接头其近似值，42钻杆为5 kg/m,50钻杆为6.5 kg/m； L钻具长度(m)； 9.8重力加速度(m/s)； 钻孔轴线与水平面的夹角，上斜孔的取为“正”，下斜孔的取为“负”，相应的Sin也有正负之分； 310和210分别为给进与起拔压力的换算系数。 6、倒杆 a. 减小孔底压力，停止给进，然后停止回转，打开截止阀，夹持器夹住钻具。 b. 退回回转器 c. 借助给进打开夹持器，关闭截止阀，重新开始钻进（操作同前）。 7、加杆（接长钻杆） a.

12、减小孔底压力，停止给进、回转，打开截止阀； b. 停供冲洗液，卸下水龙头； c. 接上加尺钻杆，再接上水龙头，退回回转器，打开夹持器，关闭截止阀，即可开始钻进。 8、停钻 a. 减小孔底压力，停止给进、回转，打开截止阀； b. 将钻具提离孔底一定距离。 9、退钻 a. 停供冲洗液，卸下水龙头； b. 起下钻转换手把置于起钻位，给进起拔手把向后位，回转器后退拉出钻杆，待接头露出夹持器250300mm时停止，马达反转，拧开钻杆（注意：需将变速手把扳到低速档，以便增加转矩。卸钻杆扣时，回转器应留70mm以上的后退距离，以便在卸扣过程中随着丝扣的脱开而自动后退，否则将损坏机件或钻杆丝扣）； c. 向前

13、移动回转器（卡盘松开，夹持器夹紧），使孔内的钻具尾端进入卡盘，同时取下已卸开的钻杆； d. 拉出下一根钻杆，再如上述拧卸，如此循环往复，直到拔出孔内全部钻杆； e. 最后取出粗径钻具。第八章 打钻注意事项 1、探放水人员必须由探放水队组织专门的培训。作业人员要熟习钻机的性能、结构、操纵方法及公司规定的一般安全事项； 2、在将钻机通过胶管连接到液压动力站前，必须保证钻机控制阀和动力站截止阀均处于关闭状态； 3、在探放水作业过程前，机组要向后退距工作面5米，并闭锁，防止机组突然开停。如需启动，机组司机必须与钻机操作人员联系，确认安全后方可开停； 4、钻机和钻架的支撑安装必须牢靠，钻头应锐利、硬度好

14、； 5、所有操作人员必须穿戴利落，以防衣物缠绕进钻机部件内，开钻时所有人员应撤至安全位置； 6、先供水，后开钻，先停钻，后停水，严禁干打眼； 7、开始打钻前应人工在岩体上凿出位坑，当钻头进入位坑后方可开钻； 8、钻孔中若发现突然卡钎停钻或钻杆弯曲，应立即松开离合器，撤退钻机，检查钻头是否有崩片或刃口磨损过大等情况，以决定是否更换钻头；遇局部硬岩层时，可操纵离合器缓慢推进； 9、孔内有钻杆时，除按规定程序卸钻杆外，不允许马达反转； 10、操作开关或按钮必须固定在钻机附近2米以内的地方并由专人负责； 11、钻机用电必须由专职电工负责，不得出现失爆等； 12、用马达反转卸钻杆打接头时，须留出足够的卸

15、扣长度； 13、在钻进过程中要随时注意观察各压力表的读数变化，发现异常及时处理； 14、交接班时若正在进行打钻，严禁停钻。第九章 探放水安全技术措施 1、必须向探水受水威胁地区的人员贯彻、交待报警信号及避灾路线。 2、探放水时，必须撤出受水害威胁区域内的所有无关人员。清理好巷道，保证水灾避灾路线畅通无阻； 3、在探水点附近要安设电话和报警装置，遇到水情及时向安全指挥中心和调度室汇报，并停止作业，根据实际情况按放水设计要求组织放水； 4、打钻前必须对排水设备和管路完好状况进行确认，水泵、管路均无异常后方准开始作业； 5、在探放水过程中，若遇探水孔出水时，应停止工作面一切作业，并及时报告安全指挥中

16、心和调度室及相关科室，分析出水原因。水量较大时，所有人员应立即按照作业规程规定的避灾路线撤出工作面至安全地点。将充水区域水放出至不受威胁时，方可边掘边放，然后由相关部门进行分析，并按本方案中的放水设计进行放水； 6、在探放水钻进中，发现煤岩松软、片帮、来压或者钻眼中水压、水量增大或沿钻杆向外流水超过正常打钻供水量或冲击钻具透水征兆时，应当立即停止钻进，但不得移动或拔出钻杆并记录好孔深同时将钻杆固定，应当立即向安全指挥中心和调度室汇报，派人监测水情。发现情况紧急，应当立即撤出所有受水威胁地区的人员到安全地点，然后采取安全措施，进行处理。 7、瓦检员要做好有害气体的检测，发现钻孔内有害气体超标时，

17、必须立即停止打钻，切断电源，并将人员撤到有新鲜风流的地点，并向安全指挥中心报告，通知相关科室，采取措施及时处理； 8、遇高压水顶钻时，可用逆止阀交替控制钻杆，使其慢慢地顶出孔口，操作时禁止人员直对钻杆站立； 9、在接近有出水可能的地区打钻时，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，严禁将钻杆拔出； 10、钻孔探后出水时，要观测水压、水质、水量等。并对水的来源作出正确的判断，采取相应的措施； 11、打钻前尽量选择煤壁较好，无片帮处进行钻进。 12、探放老空水前，应当首先分析查明老空水体的空间位置、积水量和水压。探放水孔应当钻入老空水体，并监视放水全过程，核对放水量，直到老空水全部放完为止。当钻孔接近老空时，应当设有瓦斯检查员在现场值班，随时检查空气成分。如果瓦斯或者其他有害气体浓度超过有关规定，应当立即停止钻进，切断电源，撤出人员，并报告安全指挥