回采工作面探放老空水钻探施工安全技术措施培训

回采工作面探放老空水钻探施工安全技术措施培训勇于跨越追求卓越CONTENTS目录01老空水防治概述02水文地质条件探查03探放水钻孔设计规范04钻探施工工艺与管理CONTENTS目录05排水系统设计与运行06安全技术措施与风险管控07应急处置与避灾路线08施工组织与管理要求01老空水防治概述

老空水的定义与危害老空水的定义老空水是指煤矿废弃矿井、老窑或采空区中积存的水体，是煤矿生产中常见的水害隐患之一。

老空水的主要危害老空水突然溃出会造成人员伤亡和设备损坏；大量老空水涌入矿井可能导致矿井被淹，生产受阻；老空水中含有的煤尘、岩屑等杂质还会对周边环境造成污染。

老空水害的特点老空水害具有突发性和难以预测的特点，给煤矿安全生产带来极大威胁，近年来多起煤矿水害事故均与老空水害有关。

防治水基本原则与法规依据核心防治水原则坚持"预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采"的十六字原则，严格执行"物探先行、化探跟进、钻探验证"的综合超前探测十二字方针，确保采掘安全。

三专两探管理要求必须由专业技术人员设计、专用钻机施工、专职队伍操作的"三专"要求，同时采用钻探、物探两种方法相互验证，查清老空水、含水层等水文地质情况。

国家层面法规依据主要依据《煤矿安全规程》《煤矿防治水规定》《煤矿防治水细则》及KA/T1-2023《井下探放水技术规范》等，明确探放水设计、施工及安全措施要求。

地方层面实施标准如《山西省煤矿老空水害防治工作规定》，要求建立防治水机构、配齐专业人员和设备，严格执行"三线"管理及探放水工程验收考核制度。回采工作面水害风险分析老空区积水威胁特征回采工作面常受上部或周边采空区积水威胁，积水区多因隔离煤柱薄弱（如2～6m）、采空区形态复杂（中间高两端低）形成分段积水，积水量可通过公式“积水面积×平均积水厚度×充水系数（0.3～0.5）”计算，误差需控制在10%以内。水文地质条件复杂性工作面可能位于柳林泉域等径流区，奥陶系岩溶水水压可达0.5MPa以上，同时受地表水（如三川河年平均流量2.88亿m³）、含水层富水性（单位涌水量<0.1L/s·m）及断层导水性等多重因素影响，需通过物探（TEM、直流电法）圈定富水异常区。突水征兆与危害识别突水前常出现挂红、挂汗、空气变冷、水叫、顶板淋水加大、底板鼓起、水色发浑、有臭味等征兆。历史案例显示，违规使用煤电钻探水、超前距不足（如实际钻进仅7m，小于设计30m）可导致老空水溃入，引发重大事故。有害气体协同风险老空积水区常伴随瓦斯、一氧化碳等有毒有害气体，钻孔揭露时可能瞬间涌出，需在孔口下风侧1-5m处吊挂便携监测仪，实时监测气体浓度，超标时立即启动通风及排毒措施。02水文地质条件探查

井田区域地质概况区域构造背景本井田位于鄂尔多斯断块、兴县～石楼南北向褶带东侧，与离石～中阳菱形复向斜相邻，地层总体倾向南西，呈一单斜构造。

地层分布特征由东向西出露地层依次为古生界奥陶系碳酸盐岩、石炭系、二叠系、三叠系碎屑岩和新生界松散岩层。

区域地貌类型可划分为剥蚀构造中低山区、剥蚀堆积黄土丘陵区和侵蚀堆积河流谷地三种地貌形态。

水文地质单元归属区域深部奥陶系岩溶地下水属柳林泉域水文地质单元，井田位于该泉域的径流区。01老空区积水特征分析积水分布与范围特征老空区积水常因原工作面起伏形成分段积水，如某工作面外段积水面积约2250m²，里段约1020m²，隔离煤柱厚度仅2～6m时易构成突水威胁。02积水量与水压特征积水量按公式“积水面积×平均积水厚度×充水系数（0.3-0.5）”计算，如某采空区外段积水量约2480m³，里段约1147m³，预计孔内水压可达0.5MPa。03充水水源与通道特征充水水源包括大气降水、地表水及含水层补给，通过采空区裂隙、断层等通道渗透，部分老空水与柳林泉域等水文单元存在水力联系，水位标高790～801m。04水质与危害特征老空水水质复杂，溶解性总固体370～1850mg/L，常含煤尘、岩屑等杂质，突水时易造成人员伤亡、设备损坏及矿井淹井，且可能释放有毒有害气体。老空积水区特征充水水源与通道识别

老空积水区由废弃矿井、采空区形成，具有积水范围、标高和积水量等特征，如某工作面外段积水面积约2250m²，积水量约2480m³，里段积水面积约1020m²，积水量约1147m³。含水层充水特性

含水层富水性分为强、中、弱三类，强富水区钻孔间距不应超过15米。区域深部奥陶系岩溶地下水属柳林泉域水文地质单元，泉水多年平均流量3.19m³/s，水质类型复杂。导水通道类型

导水通道包括导水断层、陷落柱、裂隙带等。如断层导水性需结合钻孔涌水试验结果分析，采掘工作面接近导水断层时必须探放水。充水强度影响因素

充水强度受充水水源、通道大小及水压等影响。老空积水的充水强度与积水区范围、水压相关，预计水压0.5MPa时需采取相应降压措施。积水量计算与水压评估老空积水量计算方法采用公式：积水量=积水面积×平均积水厚度×充水系数。其中充水系数根据顶板垮落情况取值，完整顶板取0.3，破碎顶板取0.4～0.5，多点测量求均值，计算误差控制在10%以内。水压评估标准与方法水压评估需结合钻孔实测数据，采用经校验的压力传感器实时监测。预计孔内水压≥0.1MPa时，需安装孔口控水装置；水压≥0.5MPa时，立即停钻并上报调度室评估风险，稳压30分钟无渗漏方可继续作业。计算参数与案例应用例如某工作面外段积水面积约2250m²，平均积水厚度按公式推算，充水系数取0.4，积水量约2480m³；里段积水面积约1020m²，积水量约1147m³，为排水泵选型和安全煤柱留设提供依据。03探放水钻孔设计规范

钻孔布置原则与"三线"管理

钻孔布置核心原则坚持"预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采"原则，严格执行《煤矿安全规程》第281条，钻孔间距不超过20米，呈扇形覆盖掘进前方全断面，确保无探测死角。

老空水"三线"划定标准积水线：老空区实际积水边界线；探水线：积水线外推60-150米（依据附录A积水线外推法）；警戒线：探水线外推50-100米，进入警戒线必须启动探放水程序。

钻孔参数设计要求超前距：厚煤层≥20米，薄煤层≥8米；帮距：与超前距一致，最低不少于3米；终孔孔径：按KA/T1-2023规定，不得大于94mm，确保排水能力与施工安全。

特殊条件布孔规范老空位置不清时，钻孔成组布设，水平面终孔间距≤3米，厚煤层竖直面间距≤1.5米；探放断层水时，扇形布置不少于3个钻孔，含水体方向至少2个。单孔技术参数确定孔径选择标准开孔孔径通常为113mm，用于安装孔口管；终孔直径不大于75mm，如采用复合片金刚钻头，确保钻进效率与排水能力平衡。孔深与超前距设定孔深根据水压和积水区距离确定，最大钻进距离可达300m（如ZYJ-820/200型钻机）；超前距按《煤矿防治水规定》，煤巷不小于30m，岩巷不小于20m。方位与倾角设计方位角依据积水区相对位置设定，如某工作面掘进方位352°；倾角需覆盖积水区高、中、低位，确保扇形布孔控制全断面。孔口管与耐压要求孔口管长度不小于10m，采用水泥-水玻璃双液浆固管，耐压试验不低于2.5MPa，稳压30分钟无渗漏方可继续钻进。

孔口安全装置设计要求孔口管材质与规格采用Φ108mm无缝钢管，壁厚≥6mm，长度根据水压确定：低压放水（<0.1MPa）≥5m，中压（0.1-1.6MPa）≥10m，高压（>1.6MPa）≥15m，外壁需缠麻绳增强密封性。

止水套管固管工艺采用水泥-水玻璃双液浆注浆固管，水灰比0.8:1，注浆压力不低于静水压力1.5倍，凝固48小时后进行耐压试验，稳压30分钟无渗漏，压力下降≤0.1MPa为合格。

孔口控制装置组成必须安装高压闸阀（耐压≥6MPa）、压力表（量程为预计水压1.5-2倍）、防喷逆止阀，以及测压接口和控水阀门，实现测压、控水、防喷一体化控制。

防腐与防顶钻措施孔口管采用镀锌或防腐涂层处理，高压水探放时增设缓冲装置和防顶钻固定支架，钻孔施工中发现钻杆自动推进时立即关闭闸阀，防止高压水顶出钻具伤人。轨迹测量技术要求钻孔轨迹测量与质量控制采用钻孔轨迹测量仪或随钻测量设备，每钻进10米校正一次钻孔深度、方位及倾角，确保实际轨迹与设计偏差夹角不大于3°，终孔位置平面间距不得大于3米。钻孔窥视与验证对重点探放水工程及异常区域钻孔，应用钻孔窥视仪抽检，观察孔内岩层裂隙、涌水点及套管完好情况，发现轨迹偏差影响探测结果时必须补孔。钻探施工质量管控严格执行“先止水后钻进”原则，孔口管安装后需进行不小于1.5倍静水压力的耐压试验，稳压30分钟无渗漏；钻孔施工记录需包含开孔时间、钻速、返水颜色、涌水量等关键参数，每30分钟记录一次。钻孔验收标准钻探结束后，依据测斜数据修正轨迹，绘制钻孔实际剖面图；放水钻孔需测定终孔水压、涌水量，封孔采用水泥-水玻璃双液浆，封孔段长度不少于孔深的1/3且不小于6米，验收合格后方可结束作业。04钻探施工工艺与管理施工设备选型与安装调试

钻机选型标准根据探放水需求，选用ZYJ-420/200型（功率15KW，钻杆Φ42mm，最大钻进200m）或ZYJ-820/200型（功率22KW，钻杆Φ50mm，最大钻进300m）架柱式液压回转钻机，终孔直径不大于75mm，确保满足不同孔深和水压条件。

配套设备配置配备Φ42mm或Φ50mm地质钻杆（每根长1000mm）、不大于75mm复合片金刚钻头；排水系统需包含与水泵型号匹配的管路，水泵流量不小于预计最大放水量，确保排水线路畅通。

设备安装要求钻机安装需靠帮码放整齐，开关上架，操作台置于顶板完好无片帮危险处且视线覆盖孔口及设备；立柱撑紧并与顶板钢带连锁，确保稳固。安装前检查设备完好性，无失爆，供电线路符合防爆要求。

调试与验收标准安装后进行试运转，检查油泵、泥浆泵（或供水阀门）运行正常，各旋转部位灵活无卡阻；孔口管安装后需进行不小于2.5MPa耐压试验，稳压30分钟无渗漏，钻孔参数符合设计要求方可开工。

钻探作业流程与操作规范设备安装与调试要求钻机安装需靠帮码放整齐，开关上架，操作台置于顶板完好无片帮危险处，确保孔口及设备在视线范围内。安装工艺依次为连接油管、撑紧立柱、固定机架、调整钻孔方位角与倾角、紧固机身螺丝。启动前检查机电设备完好性、供排水系统通畅性及油泵液位，添加46#抗磨液压油至警戒线上。

钻孔施工工艺流程施工前剪开开孔处支护网300mm×300mm，吊挂甲烷等便携监测仪于孔口下风侧1-5m处。启动油泵、泥浆泵试运转，用113mm钻头开孔取芯，安装10m孔口管（外部缠麻绳）并注水泥浆凝固，再用75mm钻头开孔钻进，按“先通水后开钻”原则作业，每钻进一根钻杆后及时退钻接杆。

钻探过程控制与记录钻进中每30分钟记录孔内水压（MPa）和涌水量（m³/h），使用校验压力传感器实时监测。每钻进10米，探放水工与钻机工核对钻孔深度、角度等数据。钻孔终孔后通过测斜数据修正轨迹，确保代表性。施工记录需包含开孔至终孔全过程参数，异常情况（如钻杆突然下沉、返水异常）须立即处理并汇报。

钻孔封堵与验收标准钻孔施工完毕，有水时用蛇形管导入排水沟或排水设备处排放；无水或涌水放完后，立即用挡盖和密封圈封堵孔口。封孔采用水泥-水玻璃双液浆，注浆压力不低于1.5倍静水压力，封孔段长度不少于孔深1/3且不小于6米。验收需检查封孔质量、钻探记录完整性及相关图表，合格后提交报告。

钻探过程监测与记录要求01钻探参数实时监测每钻进10米，探放水工与钻机工核对钻孔深度、角度、返水颜色及流量变化等参数，确保一致后方可继续。每30分钟记录一次孔内水压（MPa）和涌水量（m³/h），使用经校验的压力传感器实时监测。

02异常情况处置与汇报出现钻杆突然下沉、返水流量剧增或水压快速上升等异常，立即停止钻进，缓慢退出钻杆，探放水工向调度室报告，启动应急预案，严禁擅自处理。

03钻探记录规范详细记录开工、钻探过程、跟班情况、异常处理、钻探结束标准、验收、封孔等信息。钻孔终孔后通过测斜数据修正实际轨迹，确保探测代表性，原始记录、台账、卡片等齐全准确。

04气体与安全监测将甲烷、一氧化碳、硫化氢便携监测仪吊挂在孔口下风侧1-5m处，实时监测有毒有害气体浓度。同时监测出水情况及钻场顶帮安全状况，发现问题立即处理。

钻孔封孔技术标准封孔材料与配比要求采用425优质水泥机械注浆固管，水灰比不低于0.8:1，确保浆液均匀充满套管四周间隙。高压水害区域可添加水玻璃双液浆，初凝时间控制在2～3分钟。

孔口管安装与固管工艺套管丝扣必须缠棉纱并拧紧，外壁焊结小段圆钢防止贴壁。注浆采用拔哨进浆、套管内出浆方式，孔口大量出浆后方可停止，凝固48小时后进行耐压试验。

耐压试验与验收标准试验压力不小于静水压力的1.5～2.0倍且不低于1.5MPa，稳定时间不少于30分钟。孔口周围无冒浆跑水、套管无松动视为合格，否则需重新注浆。

终孔封孔与质量控制涌水放完后立即用挡盖和密封圈封堵孔口，封孔段长度不少于钻孔深度的1/3且不小于6米。采用水泥-水玻璃双液浆时注浆压力不低于1.5倍静水压力。05排水系统设计与运行

排水设备选型与管路布置排水泵选型依据根据探放水设计预计的最大涌水量、水压及排水高度进行选型，排水能力应不小于预计最大涌水量的1.5倍，常用型号如流量不小于80m³/h、扬程不小于60m的水泵。

管路规格与材质要求管路直径需满足排水流量要求，通常选用耐磨、耐压的无缝钢管，如探放水钻孔引出的排水管直径应根据预计最大放水量确定，确保水流通畅无堵塞。

排水线路规划原则排水线路应选择最短路径，优先利用现有排水沟道，从钻场经巷道水沟、排水管路引至井底水仓，确保排水坡度合理，避免出现低洼积水点影响排水效率。

备用排水设备配置必须配备与主排水设备能力相当的备用泵及管路，确保在主设备故障时能迅速切换，保障排水系统持续可靠运行，应对突发涌水情况。

排水能力计算与系统维护01排水能力计算标准根据《煤矿安全规程》要求，排水系统总能力需达到正常涌水量的1.5倍以上，水仓容量应满足8小时正常涌水量存储需求。

02水泵选型参数常用ZYJ系列钻机配套排水泵流量不小于80m³/h，扬程不小于60m，需根据预计最大涌水量（如10000m³老空积水）进行校核。

03管路布置要求排水管路应选用Φ108mm以上无缝钢管，耐压不低于2.5MPa，安装时确保坡度不小于3‰，避免出现存水死角。

04系统维护周期水泵密封件每周检查1次，管路连接处每月进行耐压试验，雨季前必须清理沉淀池和水沟，确保排水畅通。

05备用设备配置必须配备1台以上同型号备用水泵及电机，易损配件（如叶轮、密封圈）储备量满足3次更换需求，确保故障时快速恢复排水。水仓清理与应急排水预案

水仓定期清理制度必须定期清理水仓及沉淀池、水沟，每年雨季前必须清理一次，确保排水畅通，防止淤泥堵塞影响排水效率。

水仓容量与排水能力要求水仓容量应维持8小时正常涌水量存储能力，排水系统总能力需达到正常涌水量的1.5倍，确保满足探放水期间排水需求。

应急排水设备配置探放水施工地点附近必须安设流量不小于80m³/h、扬程不小于60m的水泵，并铺设一趟108mm排水管路，同时配备备用排水设备。

应急排水路线规划明确排水路线，如“打钻地点→3206机巷→32轨道石门→北翼轨道大巷→井底车场→井底水仓”，确保水路畅通无阻。

应急演练与设备检查每月至少组织一次突水事故应急演练，每周检查水泵密封件、吸水管滤网等关键部件，确保应急设备处于良好状态。06安全技术措施与风险管控作业前准备与安全确认施工方案与技术交底严格按照地测科下发的探放水设计施工，明确钻孔孔径、孔深、方位、倾角等参数。施工前组织学习探放水设计及安全技术措施，确保所有参与人员掌握施工要点和安全注意事项。设备检查与安装调试检查钻机、钻杆、钻头等设备完好情况，确保无失爆。钻机安装牢固，操作台设置在顶板完好无片帮危险处，远控按钮安装在操作司机随手可及位置。油泵液位低于警戒线下时添加46#抗磨液压油。排水与供电系统准备提前铺设排水管路，安装符合要求的水泵，确保排水能力满足预计涌水量。供电系统开关上架，电缆连接牢固无泄露，严格执行停送电制度，停电时悬挂停电牌并派专人看护。安全环境与防护准备清理钻场前后20米范围顶帮浮矸，执行“敲帮问顶”作业。在孔口下风侧1-5米处吊挂甲烷、一氧化碳、硫化氢便携监测仪。准备好救生衣、防水防爆手电筒、隔绝式化学氧自救器等应急装备，并检查其完好性。现场安全确认确认通风系统正常，供风量满足要求。检查孔口管安装及耐压试验情况，试验压力不小于1.5倍静水压力且稳定30分钟以上。施工前由调度、通风、安监、地测科等相关部门现场查验各项准备工作，符合要求后方可开工。顶板管理与支护安全措施钻场顶帮检查与处理每班作业前必须对钻场前后20米范围内的顶帮支护情况进行检查，严格执行“敲帮问顶”作业，及时处理顶板离层及片帮现象，确保施工环境安全。钻场支护要求钻场应选择顶板完好、支护可靠的区域，若顶板有铁丝网，开孔前需剪开300mm×300mm大小眼孔；必要时在钻孔开孔地点附近打好坚固的立柱和拦板。施工过程中顶板监测钻探施工过程中需持续关注顶板动态，发现顶板来压、淋水加大等异常情况时，立即停止作业，采取加固措施并报告调度室，确认安全后方可继续施工。支护材料与质量标准钻场支护材料需符合设计要求，如采用U29型钢支护时，棚距不大于0.5m，棚上铺塑带编制网配背木背帮顶，背木直径不小于50mm，确保支护强度。有害气体监测与通风管理

监测气体种类与标准重点监测甲烷、一氧化碳、硫化氢等有毒有害气体。甲烷浓度不得超过1.0%，一氧化碳浓度不得超过24ppm，硫化氢浓度不得超过10ppm。

监测设备布置与要求甲烷、一氧化碳、硫化氢便携监测仪应吊挂在孔口下风侧1-5m处。所有监测设备必须定期校验，确保数据准确可靠。

通风系统保障措施加强对施工地点的通风情况检查，确保供风量满足瓦斯排放需要。按时调校监测探头，保证断电范围和断电点符合规定。

气体异常处理流程当发现有害气体浓度超标时，必须立即停止作业，撤出人员，采取措施进行处理。加强通风，待气体浓度降至安全范围后方可恢复施工。机电设备安全操作要求设备选型与安装规范选用ZYJ-420/200型（功率15KW，钻杆φ42mm）或ZYJ-820/200型（功率22KW，钻杆φ50mm）架柱式液压回转钻机，最大钻进距离分别为200m、300m。安装时靠帮码放整齐，开关上架，操作台置于顶板完好、无片帮危险且视线良好处，立柱必须与顶板钢带连锁固定。开机前检查与试运转检查机电设备完好性，确保无失爆；供水排水系统通畅、连接牢固无泄漏；油泵液位在警戒线上，添加46#抗磨液压油。启动油泵、泥浆泵试运转，确认旋转方向与减速箱箭头一致，空载运转5分钟，主机前进后退不少于三次，运转无异常声响。钻探操作与参数控制严格执行“先通水后开钻”原则，开孔时用113mm钻头，钻头体全部钻入孔内后拧紧离合器，钻进一根钻杆后迅速反向转动手轮停止前进，退钻接杆持续钻探。每钻进10米核对钻孔深度、角度等参数，每30分钟记录孔内水压（MPa）和涌水量（m³/h），使用校验合格的压力传感器实时监测。设备维护与停送电管理机电设备设专人维护，定期检查防爆性能，电工携带瓦斯监测便携仪，工作地点20米范围内瓦斯浓度达0.5%时严禁打开电气设备。严格执行停送电制度，停电悬挂“有人工作，不准送电”牌，派专人停送电，检修或移钻时必须停机并将开关手把打至零位，严禁带电检修和搬迁设备及电缆。有害气体中毒风险主要危险源辨识与防控措施

老空水探放过程中可能释放瓦斯、一氧化碳等有毒有害气体，需在孔口下风侧1-5m处吊挂便携监测仪，实时监测气体浓度，超标时立即停止作业并处理。旋转部位机械伤害风险

钻机、油箱等旋转部位易发生搅伤事故，施工时严禁人员靠近旋转部位，更换钻杆时禁止戴手套，防止被钻机缠绕导致手部受伤。高压水喷溅伤人风险

孔内高压水或气体可能因压力过大喷出，所有人员不得正对钻孔及用肉眼观察孔内情况，钻孔施工前需安装合格的孔口控水装置，如测压、控水设备和足够长度的孔口管。钻机倾倒伤人风险

钻机安装不牢固或无关人员靠近可能导致倾倒伤人，施工时班长须派专人设警戒，钻机立柱必须与顶板钢带连锁，确保设备稳定。顶板离层矸掉落伤人风险

打钻过程中顶板离层矸掉落易造成人员受伤，必须严格执行“敲帮问顶”作业，每班作业前检查钻场前后20米范围内顶帮支护情况，确认安全后方可施工。07应急处置与避灾路线

突水征兆识别与响应流程常见突水征兆类型包括挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板淋水加大、顶板来压、底板鼓起或产生裂隙渗水、水色发浑、有臭味等异状。

征兆现场确认要点施工人员需实时观察工作面及周边环境变化，发现上述任一征兆时，立即停止作业，第一时间向矿调度室报告。

应急响应四步流程严格执行"停钻—关阀—报警—撤离"程序：停止钻机运行、关闭孔口控制阀、触发声光报警并向调度室报告、沿预定避灾路线有序撤离。

避灾路线执行要求撤离时必须选择高处通道逆流而上，严禁顺水流方向逃跑，所有人员须在5分钟内抵达最近的安全硐室并完成自救器佩戴与信息上报。

避灾路线规划与应急演练避灾路线设计原则避灾路线应遵循“就近、快速、安全”原则，选择地势高、顶板稳定、无积水威胁的通道，确保所有作业人员熟悉路线。

路线标识与维护要求巷道内每隔30-50米设置醒目的避灾路线指示牌，箭头指向安全出口方向；定期清理路线障碍物，保证宽度不小于0.8米，照明充足。

应急演练组织与频率每月至少组织1次突水事故应急演练，模拟不同涌水情景，检验撤离速度与避灾硐室启用流程，参演人员需在5分钟内抵达安全区域并完成自救器佩戴。

演练效果评估与改进演练后由矿总工程师组织评估，重点检查路线畅通性、通讯可靠性及人员响应速度，针对暴露问题修订措施并重新培训，留存影像记录备查。

应急装备配备与使用方法核心应急装备清单探放水作业人员必须随身携带隔绝式化学氧自救器（防护时间不少于30分钟）、救生衣、防水防爆