煤矿探放水方案

1、煤矿探放水方案（设计）编制日期：2017年1月19日煤矿探放水方案（设计）一、设计背景鉴于二采区采掘工程布置于原3号煤层和7号煤层之间，有一定的水患，前期探放水工程放出了部分采空区积水，但采空区积水仍然存在，为了杜绝巷道掘进过程中水害事故的发生，确保我矿掘进施工安全，按照“预测预报、有掘必探、物探先行、钻探验证”的原则，结合二采区实际水文地质情况及前期探放水资料，制定本设计方案。 二、 采区地质及水文地质情况 1、巷道相应的地面位置、标高，区域内的水体和建、构筑物对工程的影响：巷道相应的地面标高在+1524m至+1600m之间，地表区域内没有河流、湖泊、水库等，水系不发育，季节性小沟发育，属季

2、节性溪沟，流量受大气控制明显。由于山高坡陡，雨水季节雨水难免会沿裂隙渗入井下，造成井下涌水增加。地面无建、构筑物，原瓦斯泵房及其他构筑物对工程无影响。 2、巷道与相邻煤（岩）层、邻近巷道的层间关系，附近已有的采掘情况对工程的影响：所布置的三条下山处于7号3号煤层之间，该工程附近无其他采掘活动，但下山上部距原老系统老巷、采空区具有一定的积水，积水情况如下：3号层北部已采到+1382.089m标高（含3号层井底水仓），南部已采到+1410m标高；7号层已采到+1405.287m标高；由于该标高以上已开采，开采后采空区内有大量积水；根据原老空区回采的测量数据及地质资料，原老系统下山方向无断层、陷落柱

3、等大的地质构造，产状稳定。经计算，3号层积水5.06万立方米，回风上山第六循环探放水时开孔口标高为（+1457m），孔底标高为（+1467m）放出1.2万立方米积水，现还有3.8万立方米积水，在+1418m标高放水量约为2.5万立方米，水压达到0.55 MPa，放水时间预计30天放到预定标高。剩余的采空区积水待巷道掘至标高+1382m时再进行探放水；7号层积水9.09万立方米，通过皮带上山每个循环探放水时都会将积水放出，现还有1.8万立方米积水，正在7号层采空区最低标高也是开孔口和孔底标高（+1402.664m）进行放水，积水压力0.2 MPa。掘进过程中必须加强钻探。3、煤（岩）层产状、厚度

4、、结构、坚固性系数（f），预计巷道揭露的各煤层间距，顶、底板岩性及特性分析：煤层产状为：走向334度、倾向244度、倾角24度。7号煤层平均总厚度6.39米，结构复杂一般分为三个自然层，夹矸有变厚及变薄的交错现象；煤层坚固性系数（f）0.28；7号煤层顶板距3号煤层法线距离59米，3号层煤厚1.05米；本工程处于3号煤层和7号煤层之间，围岩岩性以粉砂岩为主，局部为砂岩及石灰岩，坚固性系数（f）5-8。4、 断层情况:工程南部距轨道上山30米有一条F20号断层，20号断层为斜交正断层，北东起于小坝地，南西在落水洞交于21号断层上，据槽探及24号孔资料，垂直断距115m，水平位移173m；根据原老

5、系统采掘工程分析，该工程在积水范围内没有大的断层，但在F20号断层附近没有工程控制，受断层影响，0.52.0小断层可能发育，掘进时必须加强断层带的瓦斯管理。区内无火成岩侵入的岩墙、岩床，陷落柱等；三、巷道布置及施工情况：二采区施工情况，目前副平硐、回风斜井及上部车场及回风系统已形成，二采区回风上山、轨道上山、运输上山正在施工。轨道上山、皮带上山、回风上山相距30米，目前回风上山已施工到变坡点（+1503）以下278米处（标高+1401.407米），皮带上山已施工到变坡点（+1503）以下263米处（标高+1396.726米），轨道上山已施工到变坡点（+1503）以下289米处（标高+1384.

6、724米）。三条下山的层位关系：皮带上山、轨道上山距7号煤层顶板（采空区）13米，距3号煤层底板（采空区）43米；回风上山距7号煤层顶板（采空区）25米，距3号煤层底板（采空区）31米；详见巷道布置平、剖面图。四、探放水设计（1） 探水设计1、设计依据：根据煤矿防治水规定的要求，严格遵守“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则。2、探水线的确定：按照规定，巷道掘进时我矿从开始掘进，按照30米的探水线进行控制，即掘进前施工9个探水孔，控制巷道前方、上方、下方各30米，确保巷道轮郭线内30米没有积水。 3、由于皮带上山、轨道上山距7号煤层顶板（采空区）13米，距3号煤层底板（采空区）43米

7、；回风上山距7号煤层顶板（采空区）25米，距3号煤层底板（采空区）31米；在探水过程中，皮带上山由于超前于其它两个巷道，且距7号层积水区最近，因此采取从皮带上山集中放水方式排7号层积水，目前已将7号煤层的积水放出。而距3号煤层最近的回风上山安全距离符合规定，施钻时只有少量的积水通过裂隙从钻孔内放出，需要单独打放水孔采取阶段性放水的方法排放采空区积水。（探水设计详见设计图） （二）放水设计: 1、由于7号层积水在皮带上山探水时已经自上而下逐渐放出，无需专门进行放水； 2、考虑到与3号层最近的回风上山距离有30米，在煤矿探放水规定所规定的岩柱安全范围内；结合施工实际，采用阶段性集中放水方式进行放采

8、空区积水。 3、放水钻孔参数（详见设计图）：钻孔编号方位（°）倾角（°）孔深（m）1220156022203550 4、探水设备： （1）钻具：采用ZDY750型钻机；钻杆每节钻杆长度为0.76米；钻孔直径为套管段90，其它段75毫米；携带钻杆数量70节90节； （2）水泵及排水管路： 采用潜水泵二级排水，工作水泵及备用水泵型号为：IBQS50-65-18.5;功率为18.5千瓦，扬程65米、排水量50m3/小时， 采用直径为100mm的无缝钢管和80mm的输水带进行排水，即工作面放水点放出的老空水流入水仓后，用水泵抽到中间水仓，中间水仓内的水泵通过排水管路抽到回风上山上车

9、场水沟内排出地面。 5、放水的工序： （1）每次探水循环掘进结束后，在回风下山齐头退回往2米处掘进躲避硐（兼做临时水仓），躲避硐规格为：宽3m高2.5m长5m；再在躲避硐里段进行卧底施工临时水仓，（水仓规格宽3m长3m深2m见后图所示）安装水泵及备用水泵，接好管路进行抽水。 在水仓口上部根据钻孔参数施钻10米后拆除钻杆，安装套管，套管采用80mm无缝钢管加法兰盘，以便安设闸门。套管长度不得小于10米,采用内丝扣连接，用马丽散在孔口1.5m处堵孔并预埋注浆胶管后用水泥浆堵孔。如条件限制不能封孔10米时，在套管端头所焊接的固定钩上设置连环，将封孔管路固定在锚杆上，并上好螺丝，确保封孔管路牢固可靠。

10、 （3）完成套管安装后继续安装钻杆施工放水孔，直至施工到采空区后停止钻进，进行放水。 （4）躲过最高水头后拆除最后钻杆一根钻杆或将钻杆全部推入套管内，再在套管上安装闸门控制水量有序进行放水，并在闸门外安装管路将水引入水仓内通过水泵进行抽水。 （5）水放完后施工检验孔进行放水检验，确认水是否彻底放空。3、 本次探放水将整个二采区3号层（1418m）标高以上积水放出。五、安全要求及措施 （一）组织保障1、成立探放水领导小组 组 长：xxx 副组长：xxxxx 成 员：xxxxxxxxx。领导小组下设办公室，办公室设在地测科，主任由惺惺惜惺惺兼任，全面具体落实探放水方案。领导小组职责：组织制定并实施

11、二采区探放水设计及专项安全技术措施，确保探放水装备、物资投入，统筹调度探放水工作，做到早安排、早布置，确保矿井安全完成探放水工作；集中精力抓好矿井探放水工作，提高我矿防治抗灾能力，采取有效措施遏制事故的发生。 2、部门职责:地测科：探放水工作实施部门，根据副组长安排制定探放水措施，掌握开拓进度，及时填写图纸，为探放水提供准确的技术资料，正确指导施工。安环科：按照探放水技术方案，进行现场监督、监视工作实施情况。机电科：负责机电设备的配置与检修及排水管路、水泵安装，保证探放水设备正常运转与电力供给。通风科：负责探水工作面的通风管理，并随时监视各种有害气体的变化情况；并及时处理。调度室：负责调度通知

12、、各种信息上传下达。信息科：负责保证矿井通讯及视频系统的通畅。防突队：负责井下探放水工作实施落实情况。(二)安全技术措施 A、探放水施工要求： 1、探放水前的准备工作：（1）放水地点必须具备以下条件：保证该掘进工作面全部上网支护完好，保证后退路畅通，并保证放水及现场人员熟悉避灾路线。（2）排水系统：放水前必须接通排水管路；根据实际情况，排水泵选用排污能力强，排水量每小时达50m³以上及安装方便的污水泵两台排水泵，一台主排水用，一台备用，两台水泵主要参数均为：配套安装两趟无缝钢管排水管道。水泵开关安设地点必须高于放水眼6米位置，并对排水系统进行测试成功。 （3）排水路线：将排水管路接通

13、到上部车场水沟口，积水通过管道排到水沟里再顺水沟流出井口到地面。 （4）、工作面放水时必须停止该区域内其它任何工作，撤出除放水人员以外的其他人员，设警戒线。（5）、放水人员：本次负责放水的人员是矿防突队人员进行，放水前首先由地测科给出探眼的开口位置、方向，探放水时当班瓦斯员、安全员在现场监督。（6）、将本措施落实、贯彻队组里，施工人员和监管人员培训后方可执行。2、技术要求:（1）安装封口管，封口管安装角度与探水钻角度一致，选用的钢管，跟据实际情况来选用钢管，封口管长度按实际情况进行封管，用水泥注浆把封口管固定到岩帮中在用铁线锁到边邦上山进行加固，角度与探水钻眼角度一致，并在封口管流水口处安设阀

14、门。（2）探水钻在施钻孔时必须有防突队干、瓦斯员在现场协助工作，瓦斯员检查瓦斯、二氧化碳情况，如瓦斯或二氧化炭超过0.5%时，必须立即停止钻进，切断电源，撤出人员并报矿调度室。（3）确定主要放水孔位置时，由测量人员进行标定，负责放水工作人员亲临现场，共同确定钻孔的方位、倾角、深度和钻孔数量。（4）加强钻孔附近10米的巷道支护。放水眼周围10米的巷道支护固定，加强锚网加固。（5）钻进时操作人员不准离开钻机，并做到“三看”、“二听”、“一及时”；即看给进压力和进尺速度，看泵压表及回水情况，看钻进距离；听机器运转声，听孔内振动声；发现异常情况应先停止钻进并立即汇报调度室。 （三）探放水安全注意事项：

15、 （1）施工前，必须对排水系统的设备进行检查、维护，保证设备运行正常，排水量满足排水需要要求。打钻前，迎头要铺设好临时排水管路和水泵，以免造成迎头积水不能进行钻探作业。（2）施工前，必须对施工作业地点进行安全检查，加强巷道支护强度，排查、处理不安全隐患，确认安全后才能施钻。打钻人员进入作业现场，必须先敲帮问顶，仔细检查作业范围内的帮顶安全状况，发现不安全因素，必须先进行处理。固定钻机时，必须将钻机固定在安全可靠的地方，同时将钻机固定牢固平稳，确保打钻安全及参数的准确性。 （3）必须备足防水、防瓦斯突出等应急材料，遇到特殊情况能够及时处理。（4）开机前，必须先送水，无水或水压、水量不够，不准开机

16、。（5）探水施工作业，必须有专人使用专项记录簿记录钻孔实际方位、每班钻进距离、深度、钻杆数量、水量、顶卡钻情况及操作人员名单等，并填写钻孔施工、验收小票，并及时报调度、地测备案。（6）每班必须向矿调度室汇报探放水施工进展情况。（7）作业点必须安设瓦斯传感器和瓦斯电闭锁，实现钻机远程断电，要经常检查作业现场瓦斯等有害气体，瓦斯浓度超过0.8时，停止作业，并采取措施，降低瓦斯浓度，当瓦斯浓度达到0.8；要停电撤人，并向调度室汇报有关情况。 （8）通风系统完整，风筒，探头吊挂到位，并有备用风筒防止孔内大量瓦斯涌出时，连接临时风筒吹散瓦斯积聚。采空区水放完后应及时关住封口管阀门，防止有害气体溢出。（9

17、）电器设备的安装、电缆的悬挂必须符合规定要求，不得有失爆现象。（10）打钻时，必须随时观察钻孔异常情况，如发现钻孔中水量、压力突然增大、顶卡钻等情况，应立即停钻检查并汇报矿调度室。如钻孔中水的压力很大，应立即将钻杆固定，不得移动或拔钻，钻机后面不得站人，防止高压水将钻杆顶出伤人或造成透水事故。（11）探放水作业严格按照煤矿安全规程规定执行。 加强钻孔附近的巷道支护，并在工作面迎头打好坚固的立柱和拦板； 清理巷道，挖好排水沟。探水钻孔位于巷道低洼处时，配备与探放水量相适应的排水设备； 在打钻地点或其附近安设专用电话； 由测量人员依据设计，确定进行标定探水孔位置时，负责探放水工作的人员亲临现场，共

18、同确定钻孔的方位、倾角、深 度和钻孔数量。 在预计水压大于0.1 MPa的地点探水时，预先固结套管。套管口安装闸阀，套管深度在探放水设计中规定。预先开掘安全躲避硐，制定包括撤人的避灾路线等安全措施，并使每个作业人员了解和掌握。 钻孔内水压大于1.5 MPa时，采用反压和有防喷装置的方法钻进，并制定防止孔口管和煤（岩）壁突然鼓出的措施。 钻机安装必须平稳牢固。安装好钻机接电时，要严格执行停送电制度。 按预计流量修建排水沟，清理巷道并挂好风筒、电缆、管道等。 探放水钻孔应安设孔口安全装置。孔口安全装置由孔口管、泄水测压三通、孔口水门和钻杆逆止阀(必须安装)等组成。 孔口管的安装与固定：选择煤（岩）

19、层坚硬完整地段开孔，孔径为94mm，套管管径为80mm，钻至预定深度后，将孔内冲洗干净。注浆使孔口管(管周围应焊扶正肋骨片)与孔壁间充满水泥浆。待孔口管周围水泥浆凝固后扫孔，扫孔深度应超过孔口管长度05m。 （12）钻入老空区时，有以下特征： 孔底的压力突然下降。孔内返回的水量增加或减少。停止供水后，孔内继续流水。流出的水有臭味。 （13）钻入老空区时，不许继续钻进或撤出钻杆，在加强通风、观察水流的同时，立即汇报矿调度室及有关领导，撤出全体人员，并通知受水害威胁的其他工作面人员撤离到安全地点，待安全检查，确认安全后，方可进行作业。 （14）钻孔探到水后，要观测水压、水质、水量和估计积水量或补给量。控制放水孔流量或调整排水能力，并清理临时水仓、水沟等。 （15）严格按照煤矿防治水规定第100条和第101条规定执行。（ 第100条：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，直到老空水放完为止。当