煤矿井下探放水作业

煤矿井下探放水作业平煤大庄矿职教中心袁朝刚题纲探放水施工平安作业规程24井下探放水的原那么1井下探放水工程设计3井下探放水施工工艺煤矿典型水害事故案例分析5第一节井下探放水的原那么?煤矿平安规程?第二百六十七条规定：“矿井采掘工作面探放水应当采用钻探方法，由专业人员和专职探放水队伍采用专用探放水设备进行施工。同时应当配合其他方法〔如物探、化探和水文地质实验等〕查清采掘工作面及周边老空水、含水层富水性以及地质构造等情况，确保探放水的可靠性〞。探放水在煤矿生产中的重要性：水害是煤矿的主要灾害之一，易发生群死群伤事故。在煤矿重特大事故中，水害事故仅次于瓦斯事故。水害事故发生后，具有抢险难度大、救援复矿时间长、经济损失大、社会影响广等特点。一、煤矿井下探放水的相关规定因此，探放水的根本方法就是以钻探为主，物探为辅。人们在工程实践中总结出了“物探先行、钻探验证、长钻掩护、化探定〔水〕源、实验定〔水〕量〞等综合探放水法。1.先预报后探放的原那么2.先设计后探放的原那么3.探放水“三专〞原那么4.探放水效果职能部门认定的原那么二、井下探放水的根本原那么〔参考煤矿防治水手册〕水害预报是井下探放水工作的根底工作，水害预报资料是探放水工程设计的根底依据。探放水工程设计是探放水施工的依据，指导探放水工程按正确的方法施工，能有效防止探放水过程发生水害事故。井下探放水应根据水量的多少、水源补给量的大小及矿井现有排水能力和疏干水后可解放煤炭资源量等因素，进行综合考虑，到达平安、经济、合理的目的。探放水施工的原那么，总体来说包括“五先五后〞1.先探放后开采的原那么当井下含水体不在地面或井下重要建(构)筑物下，与其他含水层和地表水没有水力联系，排放积水体时不会过分加重矿井排水经济负担，积水体下又存在大量煤炭资源亟待解放时，为彻底消除开采时的水患威胁，必须采取积极探放的方法，将积水提前疏放出来，再进行开采。三、探放水施工“五先五后〞的原那么2.先隔离后探放的原那么为了防止矿井增加长期排水费用，应对积水体采取先设法阻断其补给水源或减少其补给水量，然后再进行探放水。3.先降压后探放的原那么对于矿井水量大、水压高的积水区，应先从煤层顶、底板岩层打穿放水孔，把水压降下来，把水量减下来，然后再沿煤层打钻探放水。4.先封堵后探放的原那么当矿井含水体被其他强含水层或与水源有水力联系的水体所淹没，含水体有很大的补给量时，一般应该先封堵出水点，然后再探放水。5.有疑必探的原那么凡对采掘工作面上下左右及前方水患情况有疑问的地点都必须进行探放水。?煤矿防治水规定?第三条：防治水工作必须坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采〞的原那么，采取防、堵、疏、排、截的综合治理措施。预测预报应在水害隐患排查的根底上进行，原煤生产、基建单位及矿井必须坚持水害的隐患的周、月、年排查制度，及时编制矿井水文地质年报、月报和临时预报。预报内容：煤厚变化、顶底板岩性及厚度，地层产状变化、地质构造、岩浆岩入侵、水情水害情况对生产的影响及建议采取的措施等其它简述。防治水“五项〞综合治理措施防：合理留设各类防水煤柱堵：注浆封堵具有突水危险的含水层疏：探放老空水和对承压含水层进行疏水降压排：完善排水系统截：加强地表水的节流治理第二节井下探放水工程设计?煤矿防治水规定?第九十二条规定：1.接近水淹或者可能积水的井巷、老空或者相邻煤矿；2.接近含水层、导水断层、暗河、溶洞和导水陷落柱；3.翻开防隔水煤〔岩〕柱进行放水前；4.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；5.接近有出水可能的钻孔；6.接近水文地质条件复杂的区域；7.采掘破坏影响范围内有承压含水层或含水构造、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；8.接近有积水的灌浆区；9.接近其他可能突〔出〕水的地区。一、什么情况下必须进行探放水二、明确探放水目的，分析水文地质情况确定积水线探放水目的查明水情消除水患确保安全〔一〕采掘工作面探水前，必须编制探放水设计，设计由地测部门提出，矿总工程师组织审定，并严格按照设计进行探放水。〔二〕探放水包括探水和放水两个方面：1.探水：指矿井在采掘过程中用超前勘探的方法，查明采掘工作面顶底板、侧帮和前方的含水构造〔包括陷落柱〕、含水层、老窑水等水体的具体空间位置和产状等2.放水：指为了预防水害事故，在探明情况后采取钻孔等平安方法将水体放出什么是煤矿井下“探放水〞呢？探放水的特点：超前探水时，钻孔很少一次就能打到积水目标区，常是探水—掘进—再探水—再掘进，循环进行〔三〕探放水起点的确实定根据矿区开采和探放水经验，结合开采调查和勘探〔包括物探〕获得的老窑、采空区及老空区分布资料，经过分析后，在“采掘工程平面图〞上按积水范围分别划定积水线、探水线和警戒线三条线来确定探放水起点〔山掘进时，三线那么为顺层的斜距〕(1)积水线是指经过调查核实后的积水边界线。实际上就是小煤窑采空区的边界范围，其深部界线应根据小煤窑的最深下山划定，是经过分析原小煤窑开采图纸，走访有关小煤窑开采的当事人或知情人，经过物探和钻探核定后划定的积水区范围。〔2〕探水线探水线是指沿积水线向外推移一定距离而划出的的一条界线〔上山掘进时，那么为顺层的斜距〕。探水线是探放水的起点。当采掘工程到达探水线时，开始进行探放水工作。当积水情况清楚，水压不超过1MPa，探水线距积水线距离一般煤巷不小于30m，岩巷不小于20m。〔3〕警戒线警戒线是指沿探水线向外推移一定距离而划出的的一条界线当巷道进入此线，就应警惕积水的威胁，注意迎头及巷道两帮的变化，发现异常立即停止掘进，进行提前探放水。三、探放水现场环境及防水方案设计1.探水区的开拓方案2.巷道布置及施工顺序3.巷道断面及支护形式4.排水路线和排水沟5.临排水设施6.水闸门及水闸墙7.通风系统及风量8.人员避灾路线探放水现场环境及防治水方案关系到能否能否有效防止探放水过程中水害事故发生，包括以下主要内容：依据?煤矿防治水规定?第九十四条布置探放水钻孔必须遵循以下规定：1.探放老空水、陷落柱水和钻孔水时，探水钻孔成组布设，并在巷道前方的水平面和竖直面内呈扇形。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及与煤层顶底板的垂距均不得超过1.5m。开孔位置应根据煤〔岩〕柱强度及完整情况保持适当距离；2.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；3.煤层内，原那么上禁止探放水压高于1MPa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；四、探水钻孔施工设计4.上部存在水害威胁时，原那么上不得上山施工；确需上山施工的，应当进行双巷掘进，其中一条超前探水和汇水，另一条用来平安撤人。双巷间每隔30-50m掘一个联络巷，并设挡水墙；5.探放水压高于1MPa的充水断层水、含水层水及陷落柱水时，必须计算确定最小的平安距离，以保证有足够的下套管平安距离。如不具备下套管平安距离，必须调整设计，确保套管能平安下入，否那么，不准施工。钻孔布置考虑的主要因素：1.超前距—在探放水过程中，探水孔的终孔位置应始终保持超前巷道一段距离，这段距离叫超前距。2.允许掘进距离—指经过探水后，证明巷道前方无任何水害威胁的掘进的长度。3.帮距—探水钻孔最外侧斜孔到巷道帮的平安距离。其值与超前距相同，一般采用20米到30米。4.钻孔密度—指在允许掘进距离的终点位置，探放水钻孔之间的距离。钻孔密度通常规定不得超过3米，以免漏掉老巷。探放水钻孔设计：※名称：

××矿××工作面××巷探放水设计说明书※内容：一.××工作面概况二.矿井水文地质概况三.××工作面及其周边水文地质概况

四.探放水设计

五.探放水钻孔布置方式六.附图五、探放水施工设计的编写一.××工作面概况主要内容：〔一〕位置〔地面、井下〕；〔二〕工作面设计参数〔走向长、采长、标高〕；〔三〕工作面四周〔东、西、南、北、上、下〕采掘情况；〔四〕目前工程进度或方案开工日期；〔五〕工作面地质构造及煤层赋存情况。二.矿井水文地质概况主要内容：矿井水文地质划分类型、矿井主要水害类型、发生突〔透〕水事故情况、矿井正常及最大涌水量、矿井目前涌水量、矿井主要排水系统能力及完善情况。三.××工作面及其周边水文地质概况主要内容：〔一〕工作面顶板主要含水层与工作面的空间结构分布关系、工作面受顶板水威胁情况分析；〔二〕工作面底板主要含水层与工作面的空间结构分布关系、各含水层的水压、水位观测资料、工作面受底板承压水威胁情况分析〔通过计算确定突水威胁区或危险区〕；〔三〕工作面受老空水威胁情况分析〔小窑老空水和本矿老空水积水范围、积水标高、积水量预计及积水线、探水线、警戒线划定〕；〔四〕工作面受其它水体威胁情况分析〔河流、水库、断层、钻孔、陷落柱等〕。〔五〕工作面涌水量预计方法及预计结果。四.探放水设计〔一〕探放水目的：探放小窑水、本矿老空水、顶板水、底板承压水、断层水或其它水体，防止掘进或回采中发生透水、突水等事故。〔二〕手段及方法：超前物探、底板物探、超前钻探、底板钻探、物探与钻探综合探测等方法。〔三〕设计钻探参数：物探仪器或钻机型号选择，有效探测距离，钻探组数、钻孔个数、超前距离和侧帮等。〔四〕确定起探位置：主要根据积水位置、积水水位、水压等预计资料。〔五〕单孔设计：钻孔方位角、钻孔倾角、钻孔深度、终孔层位、钻孔结构、套管长度、封孔方式、耐压试验等。〔六〕排水系统：泵窝容量、水泵选型、水泵数量、排水管路尺寸、排水管路趟数、排水线路等。〔七〕避灾路线：水灾避灾路线、有害气体避灾路线。五.探放水钻孔布置方式探放水钻孔的布置方式与巷道类型、煤层厚度和产状有关布置方式主要要有扇形和半扇形两种。扇形布置—

应用与巷道处于三面受水威胁的地区，需要进行探索性探水的情况。可使巷道前方、左右两侧需要保护的煤层空间均处于钻孔控制之中。半扇形布置—应用于积水区位于巷道一侧的情况。可以使巷道前方和一侧需要保护的煤层空间处于钻孔控制之中。六.附图〔一〕探放水工程设计平面位置图〔二〕钻孔布置平面图〔三〕钻孔布置断面图〔四〕钻孔布置剖面图〔五〕钻孔结构示意图〔六〕排水系统、排水路线及避灾路线图〔七〕工作面钻孔柱状图第三节井下探放水施工工艺〔一〕审批：

2.探放水设计1.工作面水文地质预报

工作面水情水害预测月度评价表3.停掘通知4.探放水通知单5.探放水原始记录6.探放水钻孔质量验收台帐7.探放水效果评价8.探放水工作总结9.允许掘进通知书〔二〕工作流程：地测部门编制矿井总工程师会审同意主体总工程师批准一、探放水设计的审批及工作流程1.矿用机械探水钻机；一般采用机械式回转驱动，液压给进。主要优缺点：该类钻机具有集成性好，安装使用方便等优点，但扭矩较小，不具反压功能，一般在水压不大、钻深较小的地点使用。一.探放水钻机的分类：按给进、回转驱动方式不不同，主要分为两种类型。2.矿用全液压钻机；分主机、泵站、操作台三大局部，回转、给进均为液压驱动。主要优缺点：解体性好，搬运方便，布置灵活，回转器与夹持器联动具有反压功能，人机别离，平安性好。适用于水压高、水量大、钻深大的地点施工，但垂面角度调整范围较小，移动对孔较困难。二、探放水钻机及其平安装置反压、放喷定义：反压就是给一个与水头压力反向的作用力防喷就是防水、防钻杆、防孔内碎岩石块喷出?煤矿防治水规定?第九十五条规定：“井下探放水必须使用专用的探放水钻机。严禁使用煤电钻探放水。专用探放水钻机指钻探深度较大、可固牢、稳定性好、能与防喷反压装置配合使用、特殊情况下能在短时间内固定钻具或可断开钻具的坑道钻机。〞二.平安装置三、探放水钻机的使用1.钻孔位置选择在顶板，煤壁条件好的巷道；2.排水设备先进行试运转；3.进行耐压封闭试验；4.提前设计，保证钻孔打中水体；5.安设专用联系；6.及时监测水情，监测有毒有害气体；7.是否解除水灾威胁，必须进行鉴定；8.施工人员必须熟知水灾避灾路线。四、探放水时的本卷须知9.钻进时，假设发现煤岩松软、片帮、来压或钻孔中的水压、水量突然增大，以及有顶钻等异状时，必须停止钻进，但不得拔出钻杆，现场负责人员应立即向矿调度室报告，并派人监测水情。如果发现情况危急时，必须立即撤出所有受水威胁地区的人员，然后采取措施，进行处理。?煤矿防治水规定?第九十六条：在安装钻机进行探水前，应当符合以下规定：〔一〕加强钻场附近的巷道支护，并在工作面迎头打好巩固的立柱和拦板；〔二〕清理巷道，挖好排水沟。探水钻孔位于巷道低洼处时，必须配备能力与单孔最大放水量相适宜的排水系统，并进行试运行；〔三〕在打钻地点或附近完善三条生命线〔专用、供水管、压风管〕；〔四〕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，钻孔参数一旦确定，不得随意变动；五、探放水前的准备工作在探放水过程中仍有许多未知的水源条件，随时会发生突水。因此探放水中应采取如下平安措施：1.探放水人员必须严格按照批准的设计施工，未经单位批准，不得擅自改变设计。2.选择煤〔岩〕坚硬完整处施工，并加修探水工作面的支护，以防止高压水冲垮煤壁及支架。3.探放水作业地点或附近必须安设专线与调度室保持联系。4.检查排水系统调查排水路线，清挖好排水沟和相当容积的缓冲水仓，进行联合试运转。5.钻机安放平稳、牢固。6.地测和探水人员应填写掘进通知单，做到记录清晰，严格把握探放水钻孔的方向、角度，严格执行现场交接班制度。7.在可能出现突然大量涌水情况下探水时，应在探水工作面附近设临时水闸门。8.做好水量水压观测记录，发现堵孔及时处理。9.监测有毒有害气体，发现问题及时采取对策，施工人员应熟知避灾路线。10.规定突水时的联络信号及对策，施工人员应熟知水灾避灾路线。11.钻探过程中发现孔内显著变软，或水沿钻杆流出时，应立即停钻检查。孔内压力很大时，应马上将钻杆固定，严禁移动或拔起。钻机后面严禁站人，以免钻杆伤人。12.放水工作应尽量防止在雨季进行。13.水放完后，要进行检验。14掘进至距透窝点1.5m时改用手稿落煤。〔一〕采掘工作面透水前的一般预兆有：1.煤层发潮、发暗。2.煤壁“挂汗〞；顶板多呈尖形水珠，有“承压欲滴之势〞。3.顶板淋水加大，犹如雨状。4.有时透水前底板突然涌水。5.工作面温度下降，空气变冷，产生雾气。6.煤层里有“吱吱〞的水叫声。7.出现压力水流，说明作业地点距水源很近。8.工作面有害气体增加。9.煤壁或巷道挂红，酸度增大，味发涩，有臭鸡蛋味。七、井下突水征兆及应采取的措施1.停止作业。2.采取防灾措施〔开启全部排水水泵、关闭水闸门、加固支架、切除电源〕。3.立即报告调度室。4.发出警报，撤出所有受水危险地点的人员。5.遇有毒有害气体，戴好自救器。6.人员升井后，清点人数，向领导汇报。〔二〕发现突水预兆后应采取的措施：第四节探放水工平安作业规程〔2〕井下钻场应保持整洁，钻杆排放整齐。〔3〕井下钻场必须具备的平安措施条件如下：①在上山工作面或独立巷道探水时,应有平安躲避硐室及平安撤离措施。②井下钻场应设专用。③放水前要疏通事先挖好的水沟。④探水人员应备有自救器。⑤工作人员进入钻场必须首先检查钻场周围的支架、顶板、工作面及两帮的平安情况是否良好，如有不平安因素，不得工作。〔4〕设备拆卸与运输中必须做到以下几点：①钻机在车盘上必须捆绑结实，不准超高或超长。拆下的螺丝等零件，要用有盖的木箱和铁箱装好。易于丧失的零件，由钻工自带，不得装车。②在拆卸搬运时，设备的气孔、油眼必须堵严，各连接螺栓、螺母、轴座、销子等应装回原处。装卸设备时，应用专用工具，严禁用锤直接敲打。③井下工人搬运设备时，设备要用绳子系牢，并要轻抬轻放，要有专人统一指挥，起落行动一致。三、井下钻机运转〔1〕钻机开工前，必须由班长亲自检查立轴的方位，倾角是否与设计相符，检查钻机各部件安装是否稳固，并进行试运转。〔2〕正式开钻前应进行以下检查：①操作系统各手把、按钮、仪表是否齐全、灵活可靠。②液压系统的油量和各油管接头控制阀密封是否完好，油压系统要调整到“0〞位。③制动装置、摩擦离合器、锁闭装置是否正常，必要时进行调整。④水泵转动是否正常，排水量应到达要求。四、探水作业〔1〕安设探放水钻孔口管及其固定的方法必须符合设计要求。〔2〕采用胶塞或水泥止水时，应先按设计要求试压，到达预定抗水压力，并保持30min后，套管不松动、不漏水，再安装止水阀门，方可钻进。〔3〕止水套管的接头必须用棉丝、铅油严加密封，防止漏水。〔4〕钻进中一旦发现：“见软〞、“见空〞、“见水〞和变层，要立即停钻，丈量并记录其深度。〔5〕每竣工一个探放水钻孔，都必须核实该孔的方位、孔斜角度，并重新丈量钻杆长度，核实钻孔实际深度。撤钻时，应在原孔所在的帮或顶位置打上明显标记，并通知测量部门测出该标记点的坐标、标高。〔6〕在钻进中，假设发现孔内涌水，应测定水位〔压〕和涌水量。〔7〕钻孔内水量、水压过大时，应立即停钻，但不拔出钻杆，需继续钻进时，必须采取反压和防喷措施。〔8〕为防止埋钻，钻具下至距孔底1～2m时，立即开泵送水，见返水后才能钻进。〔9〕正常钻进时，应保持压力均匀，要随时观察仪表，注意钻速、钻井液消耗量和回水颜色变化等。假设发现孔内有异状物，应及时处理。〔10〕操作钻机时，应遵守以下规定：①禁止用手和脚直接制动机械的运转部件。②操作高压电器时，应戴绝缘手套，穿绝缘靴，脚踏绝缘垫。③探放水钻机后面和前面的给进手把活动范围内，不准站人，防止高压水将钻具顶出伤人或给进手把翻起打伤人。④操作人员应穿戴整齐，扎紧袖口，防止绞入转动部件。〔11〕钻进时，记录员必须在现场边施工边用钢笔逐项填写班报，不得漏记和补记。五、井下透老空及放水要求〔1〕透老空后，如孔内无水流出，经瓦斯员检查有有害气体溢出时，应立即用木塞、黄泥封闭。〔2〕发现煤岩松软、片帮、来压或钻孔中水压水量突然增大、顶钻等异常现象，必须立即停止钻进，但不拔出钻杆。〔3〕疏通钻孔时，操作人员不准直对钻杆站立操作。〔4〕放水地点值班人员要认真监测钻孔水量和有害气体变化情况，做好记录，遇有异常变化时，应立即报告调度室。第五节煤矿典型事故案例分析〔案例一〕平顶山裕隆源通煤业透水事故时间：2021年4月14日16时左右事故单位：河南省煤层气公司所属平顶山裕隆源通煤业伤亡人员：9人死亡事故原因：该矿探放水措施不落实，废弃井筒与上部采空区连通并积存大量积水，复采工作面机巷保护煤柱不够，造成上部井筒采空区积水溃入。最终酿成事故。〔案例二〕山西王家岭煤矿透水事故〔案例三〕广东大兴煤矿透水事故时间：2005年8月7日13时13分事故单位：广东省梅州市大兴煤矿伤亡人员：121人事故性质：特别重大透水责任事故该矿未取得采矿证和营业执照，属违法生产矿井,该矿浅部采空区积水达1500～2000万m³〔相当于在一个中型水库下面采掘〕，中间防隔水煤柱仅有110m，布置46个采掘工作面。经过23天日夜抢救，鉴于被困矿工生还无望，抢险工作又面临较大平安隐患，广东兴宁市大兴煤矿“8·7〞特别重大透水事故抢险救援指挥部于29日16时3