回风巷探放水设计方案.doc

群力煤矿2075探煤回风巷掘进工程 探放水设计方案矿 长: 生产副矿长: 机电副矿长: 通风副矿长: 总 工 程师: 编 制 人: 编 制 日期: 2010 年 4 月 10 日会审意见规程措施名称群力矿2075探煤回风巷掘进工程探放水设计方案会审地点会审时间年 月 日参加会审人员姓 名职 务姓 名职 务 一、工程概况根据我矿采掘接替计划，2075工作面作为2013工作面的接替面，经过矿委会研究自2076回风巷口往下6米（即+1588水平）往另一翼（西北方向）沿601#煤层跟顶布置。为了确保施工安全，特设计本方案该探煤回风巷开口底板标高为1588m,设计长度至采区边界有500m,但根据地质构造情况定约只有200米左右,该数字尚不保险,还必须待本探巷探清前面地质构造情况,方可作为该工作面回风巷道使用。该平巷方位根据煤层情况临时调整，方位角约为300320之间，煤层倾角约在2527左右。巷道坡度为3。该工程预计开工时间2010年4月中旬，工期大约100天左右，工程影响难以估计，约2010年7月底完工。2075探煤回风巷与其它巷道的相邻关系见巷道平面布置图。二、探放水地区的水文地质（一）、矿井水文地质情况1、含水层：矿井水文地质条件简单，区内含水岩层主要为上二叠统宣武组煤系地层中的砂岩。从岩性结构来看，含水类型为裂隙含水层，为若含水岩组。该地层含浅部风化裂隙水有泉水点出露，愈往深部含水性愈微弱。井下巷道中顶板淋水为该地层浅部风化裂隙水；第四系主要为坡积物、残坡积物，厚度一般015米左右，透水性强、含水性中等，主要受大气降水的控制。2、隔水层：主要是含煤岩组及上伏地层中的灰岩和粘土岩、砂岩；3、地表水：区内地表水较发育，矿区北东面为连山河，井口和工业场地均高于50年一遇洪水位，河流对井下涌水的影响较小。4、地下水：主要为煤系地层含水和小窑积水。地下水涌水量及民采小窑积水等水文地质不详。5、矿井充水因素分析：矿井充水水源有三种。其中主要来源为地表水和河水渗入水等大气降水、次为老窑积水和浅部采空区积水。6、涌水量：整合后预计矿井正常涌水量为20米3/小时，最大涌水量为50米3/小时。（二）、2075探煤回风巷地质情况1、所处位置及与井上下相邻关系：2075探煤回风巷位于风井井筒西北翼，上段2073采面未能正常布置，东南面2076工作面已回采结束，地面无建筑物，地形较陡。2、巷道顶底板岩性：本探煤回风巷沿601煤层顶板掘进。601煤层顶板岩层有：泥岩、细砂岩、石灰岩、粉砂岩。底板为泥岩、细砂岩，遇水膨胀，必须加强掘进期间的排水管理工作，构造中等复杂，对掘进有一定影响。3、水文地质水文地质条件简单，由于主井西北翼构造较为发育，掘进期间有构造裂隙处的淋滴水。因此必须加强巷道掘进期间的顶板管理。三、积水区基本情况从井上下对照图和采掘工程综合平面图上可以看出，影响本工程施工的主要充水水源可能是构造裂隙水、断层水或老窑水。因为它是本井田的首采煤层，故在施工过程中，要特别注意碰见老窑水。其他如含水层等基本上对本巷施工无多大影响。四、探放水作业参数1、 探放水钻孔的超前距允许掘进距离、帮距、密度。（1） 超前距：探水时，从探水点开始向前打钻探水，一次打透积水的情况较少，常常是探水掘进探水循环进行，而探水钻孔位置应始终保持超前掘进工作面一段距离，经探水后证明无水灾威胁可以安全掘进允许掘进的长度，在实际施工过程中，一般探水长度为35m，超前距为20m，允许掘进长度为15m。如下图所示：探放水设计示意图 （2）、帮距：探放水钻孔一般不小于3个，一个中心眼另两个为外斜眼与中心线成一定的角度构成一个扇形，中心眼与外斜眼终点之间的距离称为帮距，帮距一般等于或小于超前距12m。（3）、钻孔密度：指允许掘进距离的终点线上探水孔之间的距离，一般不应大于老窑空巷的宽度，在正常的掘进过程中一般巷道宽度为2.5m3m即巷道允许掘进终点钻孔间距不得大于3m。2、探放水的起点2075探煤回风巷在掘进时，老空具体位置不准确，探水起点定为2075探煤回风巷迎头点。但考虑安装钻机和打钻施工的方便，探水点起点定于自开口往西北方向掘进1015米处。3、钻孔深度与超前距离在掘进2075探煤回风巷时，应边探边掘，探放水孔的孔底位置必须始终保持超前掘进工作面一定距离，留有一定厚度的煤柱，以确保掘进工作面的安全。超前距的计算公式：L=0.5KM（3p/Kp）1/2式中L-超前距,m M-煤厚或采高,m Kp-煤的抗张强度，Kgf/cm2P-水头压力，Kgf/cm2K-安全系数，本设计取5我矿603#煤层高度为1.82.2米,平均高度为2.0米,按上限最大高度2.2米计算，煤的抗张强度为1 0 Kgf/cm2，水头压力P为20 Kgf/cm2，则超前距： L=0.552.2（320/10）1/2=13.475（m）2075探煤回风巷最小超前距取20米，帮距取16米，即钻孔深度35米，允许掘进距离为15米；帮距小于16米时，则巷道改向，确保帮距16米。4、钻孔直径和数量（1）、我矿2075回风巷掘进是利用探水钻孔放出积水，因此，钻孔直径的大小要求既能使积水顺利排出，又能防止冲垮煤壁，故钻孔直径在4575mm为宜，以便遇水时能及时加以控制。（2）、本设计选择布置6个探水孔，其中15号孔其方向应保持在工作面前方的中心和左、右，保证都能起到探水作用。3#中心探水孔长度为35m，超前距为20m，允许掘进长度为15m；考虑到2075回风巷上帮可能有老巷，在巷道上帮沿煤层倾向用电煤钻施工一个钻孔，钻孔深度不小于15米钻口直径为27mm，钻孔滞后迎头不得大于8米。探到有水时可根据水压的大小适当扩口。 5、探放水效果的好坏与钻孔的布置方法有很大的关系，因此，钻孔应布置成扇形，1#孔沿煤层走向约210左右方位角水平布置，长35米；2号和4号孔终孔位置在巷道轮廓线以外6.5米，1号和5号孔终孔位置在巷道轮廓线以外约15米。6、钻孔布置的要素及具体要求：（1）、中心孔方位角沿煤层走向210左右，按帮距16.32米、第一外斜孔与中心孔138夹角, 第二外斜孔与中心孔按251夹角，则待掘巷道终点孔间距为3.5m，且终孔帮距为16.32m,接近超前距,基本达到设计要求。（2）、15#孔在平面上呈扇形水平布置；6#孔滞后迎头8米在巷道上帮沿煤层倾向布置 ，用电煤钻钻孔，钻孔深度不小于15米，钻口直径为27mm。钻孔滞后迎头不得大于8米。其2075探煤回风巷掘进工程探放水施工设计图如下：探放水设计图1500050002600160040000600400300150005000260016004000060040030015000500026001600400006004003001500050002600160040000600400300（3）、掘进时所留煤层必须保证探放水孔超前迎头距离不小于20m，帮距不小于16m；岩石必须保证探放水孔超前迎头距离不小于15米，（4）、迎头探放水钻孔在煤层中钻进深度超过30m时钻孔有效；在岩层中钻进深度超过25米时钻孔有效。五、探放水准备工作1、探水前于2014联络斜巷安装好两道调节风门，并预留好风筒过道和底部溜槽孔位置。再于1614运输石门正反风门进风侧安装一趟风机，风筒经本石门沿2014运输巷，再经2014联络斜巷至迎头，回风经1640回风石门沿风井流出地面。迎头积水沿1640回风石门进入风井往下经井底水仓水泵排出地面。因此，务必于开口点往东的2014风巷内砌筑400mm左右高的挡水墙，迫使迎头积水沿风井流下。2、施工探放水钻孔前要先在开口点准备一趟排水管路，在巷道低洼处设置好两台5.5kw水泵，进入负坡施工时，必须提前把泵和排水管准备到位。3、必须配齐探放水工具，探水钻型号为ZDY620型煤矿用坑道钻机,钻杆数量要足够，其数量为使用数量的二倍。4、设好开关、电源、排水管等，并安装好电话，以便于联系。5、探放水过程中必须准备好直径不小于90mm的圆木楔子35个，以备控制水流涌出量。6、迎头探放水钻孔沿巷道前进方向呈扇形布置，每组5个孔、另一个6号孔滞后迎头8米于巷道上帮沿煤层倾向布置 。7、采用边探边掘循环作业。8、探放水时跟班副矿长必须亲自到现场指挥，执行好探放水工作并作好探放水原始记录。值班电工要随喊随到，坚守工作岗位。瓦检员要随时检查瓦斯。六、探放水应注意的安全事项探放水工作是直接与水害作斗争，不仅直接关系到探水人员的安全，也关系到探水周围以外地点人员的安全，应高度重视探放水的安全工作：1、打钻之前必须严格检查作业地点及附近20m范围内的支护、瓦斯等情况，如有隐患必须待排除后方可进行打钻。2、打钻时严禁空顶作业，必须在永久支护到位后方准进行打钻工作，挖好探放水路线上的排水窝。3、进行探放水之前，必须将钻场后方排水路线上的浮煤、矸、水沟清理畅通，并安装好两台5.5KW的水泵。一台工作、一台备用。4、探放水前必须安排专人通知受害威胁区内的人员（包括与探放水无关人员）撤至安全地点，并将所有电气设备运至安全地点方可进行探放水。5、钻机必须由经过专门培训过的熟练探水工操作，施工人员必须将钻机架设稳固后方可开钻。打钻人员严禁戴手套，毛巾必须塞进衣领，并将衣服封扎好，以防钻杆扭缠伤人。6、打钻人员严禁正对钻机，以免钻杆顶出伤人。7、必须确保打钻地点的的正常通风，并派专职瓦检员检查瓦斯。当钻探地点风流中、电动机或其开关安设地点附近20米以内风流中瓦斯浓度达到1%时，必须停止工作，切断电源、撤出人员，进行处理。8、当钻孔钻进老塘后，严禁拔出钻杆，待钻孔无水，流量突然变小或断水时，必须再用钻杆拥孔35次，只有确认老塘积水放完或无水后，方能结束探放水工作。如果确认探到有水，则必须安排于工作面迎头打上坚固的顶柱和木垛挡头，以防高压水冲垮煤壁和巷道支架。9、每组迎头6个钻孔全部施工完毕且确认无积水探出后，方准继续向前掘进，若有积水探出则必须待积水排放完后方可继续掘进作业。另外钻孔瓦斯涌出量较大时，在掘进过程中不能放炮，采用风镐刹或人工挖的方式掘进。10、严格按设计要求施工探放水孔，由现场跟班副矿长、安全员进行监督，严禁弄虚作假。11、打钻时必须有专人清理钻孔煤矸渣，并及时运走，保证巷道畅通。12、加强巷道支护，保证探水地点避灾路线、泄水巷道不发生冒顶事故。准备好木塞，以便必要时堵塞钻孔，在积水区、水压大的地方探放水时，要设套管，钻杆通过套管打探水孔，套管上安有水压表和阀门，探到水源后利用套管放水。 13、探放水地点随时可能涌出二氧化碳、硫化氢、瓦斯等有害气体，因此，要保持通风良好，瓦检员要加强对有害气体的检查，如果发现有害气体逸出时，要及时采取通风措施。有害气体突然出现，往往是接近积水区的先兆，必须经检查和制定措施后，方可继续探放水。14、在钻进过程中，要密切注意钻孔情况，若发现孔内煤层松软、片帮、来压或沿钻杆向外流水、冲洗液突然增加以及钻孔中水压、水量突然增大、顶钻等透空预兆时要立即停止钻进，应马上将钻杆固定切勿移动或超拔，更不能退钻，钻机后面不要站人，以防有害气体和大量高压积水突然涌出，将钻杆顶出伤人或造成透水事故。发现上述情况时，现场负责人员应立即向矿调度室报告，并立即撤出所有受水害威胁地区的人员，然后采取措施，进行处理。待情况查明，各项安全措施准备完毕，确认无危险后，方可用旋转钻杆的方法，慢慢把水放出。 15、严格执行现场交接班班制度，交班时交班人员必须把钻孔孔号、方位、角度、孔深及设备运转情况向值班人员交待清楚。接班人员接班后必须把上一班遗留的安全隐患处理好后，方能施工。16、钻机操作注意事项：钻机在钻进过程中，绞车离合器手把始终处于离开位置 ；绞车离合器的离合，变速离合器的换档都必须先停止电动机后再操作；使用绞车时，禁止两个制动闸同时制动；注意各运动部件温升情况，各处温度不得超过60C，液压油油油温不得超过50C，否则应停机检查并加以处理。17、避灾路线（详见巷道平面布置图）：A、当探钻迎头发生突水预兆或突水事故时：迎头作业人员按2075探煤回风巷迎头2075探煤回风巷进入风井沿风井往上风井井口地面的路线撤出地面。B、但当发现有瓦斯突出动力现象或瓦斯、火灾事故时：迎头作业人员按2075探煤回风巷迎头2075探煤回风巷2076行人上山2076运输巷601暗斜井二级提升平台主井底主井往上主井口地面的路线撤出地面。七、组织措施1、成立打钻探放水领导小组组长：毛友文 钻机队员：陈清油、毛朝华、王加林安全员：卢启能 瓦检员：常开义 机电员：姚应富2、施工时必须有跟班副矿长现场指挥，并为安全第一责任者，安全员在现场负责监督探放水安全情况，若有安全隐患必须立即汇报调度室。3、每次探放水孔的深度，必须由现场安全员进行监督，严格执行现场跟班副矿长、班队长、安全员、瓦检员 “四人连锁退杆制度”，并有签字的打钻小票做记录备案。每次撤钻前都必须对各孔做好标记附探放水打钻记录台帐或探放水记录表于后：打钻登记记录台帐打钻登记记录台帐巷道名称打钻日期班次钻孔编号方位倾角（仰、俯角）钻进深度（米）钻孔总深（米）超前距离可掘距离涌水情况瓦斯情况早中夜早中夜早中夜早中夜早中夜早中夜 水城县木果乡群力煤矿探放水记录表探水日期探水地点探水目的钻孔编号方位倾角煤层编号钻孔深度探水钻孔布置图打钻时瓦斯情况有无透水预兆参加打钻人员早班中班晚班工程师意见总工意见矿长意见4、本措施由矿技术人员统一贯彻，未参加学习签名人员不得参与探放水工程施工与管理。八、煤矿坑道钻机安全技术使用一、 钻机的技术参数我矿使用的钻机是ZDY620型煤矿用坑道钻机。1、 用途及适用范围ZDY620煤矿用坑道钻机主要用于煤矿井下钻进瓦斯抽排放孔、注浆灭火孔、煤层注水孔、地质勘探孔及其它工程孔，也可用于地面地质勘探孔及其相应的种类孔。适用于岩层坚固性系数f8的各煤层、岩层。井下使用时要求巷道或钻场断面大于4m2，宽度大于2.3m,高度大于1.8m。2、主要机构及工作原理ZLJ360/ZLJ500煤矿用坑道钻机系机液传动形式，其机械传动使钻具获得旋转运动和扭矩；液压传动使钻具获得直线往复运动和推拉力、达到钻具在煤岩层中钻孔的目的。ZLJ360/ZLJ500煤矿用坑道钻机主要由动力头、变速箱、绞车、制动闸、底架、操纵台和钻具等七部分组成。（1）、动力头（ZLJ01）动力头主要由夹持器、六方套、锥齿轮、油缸、液压卡盘等组成。动力头是通过连接体与变速箱箱体连接，动力头中锥齿轮与变速箱中锥齿轮啮合。其功能是传动旋转运动和扭矩、直线往复运动和推力、拉力给钻具。（2） 变速箱（ZLJ02）变速箱主要由皮带轮、轴、齿轮、箱体、变速机构等组成。其功能是将旋转运动和扭矩传递给动力头并变速。变速箱内用20#机油润滑，箱体内设有2个齿轮离合器，即绞车离合器和变速离合器。绞车离合器设有离、合两个位置，并标有指示；变速离合器设有低速、中速、高速、空挡四个位置，并有标牌指示。换挡时应在停机状态下进行。（3） 绞车（ZLJ03）和制动闸（ZLJ04）绞车系行星齿轮机构，制动闸系环形皮带抱闸机构，其动能是升、降、停钻杆（钻具），当绞车离合器啮合时（变速离合器应置于空挡），左制动闸闸住闸筒，右制动闸松开，卷筒转动缠绕钢丝绳，提升钻杆；左左制动闸松开，右制动闸闸住卷筒，卷筒不转动，钻杆即停止在某一位置；左右制动闸同时松开，钻杆在其自重作用下下降或人工放出钢丝绳。在使用绞车时，左、右制动闸禁止同时制动；钻机在钻进时，绞车离合器始终位于离开位置。（4）、底架（ZLJ05）底架系框架焊接结构。其功能是支承和安装变速箱（包括动力头）、绞车、制动闸、操作台和动力源。（5）、操纵台（ZLJ06）操纵台主要由多路阀、节流阀、压力表、阀座、胶管接头等到组成。其功能是操作进给油缸（即钻具）的进、退和打开液压卡盘。节流阀可调节（微调）油缸（即钻具体化）的钻进速度。工作压力表中显示。操纵台通过阀座安装在底座上。（6）、钻具（ZLJ07）钻具包括钻头、钻杆和后置水辫。钻头为三级组合三翼硬质合金塔式钻头，直径分为65mm中心钻头，87mm二级钻头，115mm三级钻头，可二级和中心钻头混合用，也可单独使用中心钻头。钻杆直径为42mm，长度为800mm。采用圆锥螺纹连接。后置水辫的作用通过钻杆内孔向钻孔内供水，既可排渣又可泠却和润滑钻头。3、电动机：电动机为YBK2132S4型三相异步防爆电机三、钻机操作程序和使用方法将手把置于离开位置，变速离合器手把置于低速档，节流阀置于全开位置，打开供水阀门，给后置水辫供水。启动电动机，将进退手把置于前进位置，缓慢调节节流阀，钻具徐徐推进。当钻进一定深度且钻机、钻具运转平稳后，进行正常钻进。（1）、当动力头推进完一个行程需要换位时，首先停止供给（将进退手把打到中位），操作多路阀卡盘手把，打开液压卡盘，此时钻具停留在孔内（在钻进上行孔时，应防止钻具从钻孔内滑出）。将进退手把置于后退位置，使动力头后退。将液压卡盘手把置于卡盘浊缸回油位置，液压卡盘夹紧钻杆，再缓慢后退1020mm，完成换位操作程序。（2）、加接钻杆操作：需加接钻杆时，首先停止