探放水工程设计

1、 在一些生产矿井井田范围内，存有充水的小窑老空、含水断层、富含水层及封孔不良的充水钻孔等。在采掘工作接近这些水体时，就可能发生地下水突然涌入井巷的事故。为了消除这些隐患，要求在采掘过程中探明工作面前方的水情，若有水时，应根据水量大小，有控制地将水放出，而后再进行采掘工作，以保证安全生产。 为杜绝重大水害事故，保证职工生产安全，保护国家资源和财产不受损失，保证煤炭生产持续稳定地发展，原煤炭工业部于1986年9月9日颁发了煤矿防治水工作条例，另外煤矿安全规程也对探放水作出了相应规定，他们作为煤矿防治水工作的规章和依据，煤矿行业的全体职工必须严格执行。凡有水害威胁的矿井，必须坚持“有疑必探，先探后掘

2、”的原则，这是广大煤矿工人和技术人员在长期生产实践中积累的防止水害经验，因此，决不能疏忽大意或存有侥幸心理。 矿井水文地质工作人员要做好探放水工作，除了要掌握探放水方法和技术之外，还要经常向矿防治水领导小组、总工程师汇报和请示工作，取得领导支持，同时还要向基层领导和群众反复宣传探放水工作的重要性。只有在既取得领导支持又变为群众的自觉行动之后，探放水工作才能真正起到保证矿井安全生产的作用。 探放水虽然是防止水害的重要方法之一，但这项工作并不能把所有的水害威胁都能探明。例如，断层滞后的突水。必须在全面分析水文地质资料之后，才能做出有无可能发生水害的结沦。 对小窑老空充水区，充水巷道，导水断层，强含

3、水层，陷落柱，老钻孔等需探放水的地区，都必须确定探水警戒线，并准确地绘制在采掘工程平面图上。当开拓掘进工程到达警戒线时，必须先探后掘。大同矿务局规定在采前应编制探放水工程设计，平顶山矿务局规定探放水工作必须有专人负责，严格掌握探水钻孔的超前距离。 采掘工作面除了根据作业规程进行有计划的探放水工作外，遇到下列情况之一时,必须制订和采取探放水措施，探水前进： (1)接近水淹的或情况不明的井巷、老空、老窑或小煤矿时， (2)接近含水断层、导水断层、溶洞和“自然井”时， (3)接近或需要穿过强含水层时， (4)接近未封闭或封闭不良的导水钻孔时， (5)接近各类防水煤柱或打开隔离煤柱放水时， (6)接近

4、水文地质复杂或水文地质条件不清的区域，或有出水征兆时， (7)上层采空区有积水，在下层进行采掘工作，两层间垂直距离小于回采工作面采厚的40倍或小于掘进巷道高度的10倍时， (8)接近有水或有稀泥的灌浆区时， (9)采掘地点受顶底板承压含水层的威胁，其岩柱厚度小于计算的安全值时。 除了上述各种情况需要进行超前探水之外，有些矿区根据本矿区水文地质条件的特殊性或历史上发生水害的实际经验，制定有适合本矿区的探放水具体规定。如：平顶山矿务局规定“五矿、七矿，十一矿范围内开采浅部已组煤层时，顶板砂岩含水层与(不整合超覆其上的第三纪)泥灰岩含水层水力联系密切。 回采工作面初次顶板冒落时大量顶板砂岩水溃入井下

5、造成水害。因此需探放顶板砂岩水，具体探放方法见矿井水文地质规程第28、35条。当预计涌水量较大时应在浅部布设专门泄水巷道进行疏水降压，尽可能把泥灰岩水 疏降到底板以下，切断地下水通道。需开掘疏水巷时应有专门设计，并报局审批”。大同矿务局规定“新井、新水平、新区的首采工作面应特别注重提前做好探放水工作”。l 根据矿井生产需要和年度采掘计划，矿井在采掘过程中不断地遇到亢水小窑、老空、含水断层、灰岩岩溶裂隙及封闭不良钻孔等，当采掘工作面接近这些水体时有可能发生地下水突出造成预料不到的突水事故。为消除这些隐患，要求在采掘过程中采用探放水方法，探明工作面前方水情。在有水的情况下，根据水量大小有控制的将水

6、放出，然后再进行采掘工作。在进行探放水之前，必须编制探放水工程设计。设计编制程序步骤如下：l (1)由矿领导或设计部门根据矿井年度生产计划安排提出需要探放水工程的设计任务书，按照任务书的要求和探放水地区位置、生产安排、开采方式和生产日期安排，编制探放水工程设计。l (2)地测部门接到探放水工程设计任务书后，要组织有关人员广泛细致的收集探放水区域及邻区的地质及水文地质资料、煤层顶底板、灰岩岩溶裂隙、砂岩裂隙发育程度，老窑老空积水情况及范围、确切的水头高度、积水量、上下层采空区关系等资料，进行综合研究分析和整理，并将各项资料填绘在有关图纸上。l (3)首先编制探放水工程方案设计。要以最少的工作量，

7、最快的速度，最佳探水手段，编制两种以上探放水工程设计方案，并向有关领导和单位汇报，组织专家学者和有经验的工程技术人员进行咨询和技术论证。根据咨询和论证意见，征得矿总工程师同意，按最佳方案编制探放水工程设计。 为预防水害发生，确保探放水工程安全顺利进行，并收到预期效果，凡有探放水工程，必须由矿地测科编制探放水工程设计，并报矿总工程师组织审批，必要时报矿务局审批。 1) 简述设计区域的地质、水文地质概况及其与邻区的关系。主要水害性质、充水因素。 2)指出存在何种危险性，并提出分析预测的依据。对含水层、导水断层或“自然井”等，要预测其位置、水压和可能的涌水量，对老空、矸子窑要圈出积水范围，估算出积水

8、量，并指出积水区标高。 3）纸上标明受水威胁区的范围和划出探水起始线(或称警戒线)的位置。 4）提出探放水的具体要求。主要包括：钻孔的位置、孔数、分组、间隔、方向、倾角、孔深、施工顺序以及对孔口管、钻孔结构的规格与深度的设计要求和有关安全技术措施。如设计探放水巷道，主要包括：探水巷道的位置、断面规格、支护形式、坡度及施工工序 设计还包括：允许安全水头值和疏降水头值计算，疏降动、静储量和影响半径计放水过程中的观测系统、地表观测网、井下测压网孔。探放水工程的供电、排验工作。设计中还应包括安全施工措施、避水路线、排水能力、新增排水能力，水闸门和排水系统设计。探放水领导和劳动组织系统和劳动组织设计，整

9、个工程及单项工程费用概算。 5）提出符合煤矿安全规程和矿井水文地质规程、煤矿防治水工作条例的技术和安全措施。 6）设计中的附图： （1）矿井充水性图或采区亢水性图， （2）水文地质剖面图， （3）相关曲线图： （4）防治水工程设计平面布置图， （5）单项工程设计图。 为编制好探放水工程设计，按照设计内容的要求，首先应简述一下设计地段所处的区域或井田水文地质单元的位置，并简述地质及水文地质概况。 一、 矿井涌水条件 矿井涌水的几种主要水源。 在形成矿井涌水的过程中，必须有某种水源的补给，这些水源可以通过一个或数个途径来，它可以是赋存于岩石空隙中的地下水，或是老窑水、地表水，也可以是大气降水直接滲

10、入。 在编制矿井探放水工程设计中正确的判断矿井涌水来源，对于矿井探放水工作将具有十分重要意义。 1 岩石空隙中的地下水 煤层围岩中大小不等，性质不同的空隙，常含有地下水，当有通道与采掘空间连通时，就会成为井下涌水的水源。 根据含水岩层空隙性质不同，可分为孔隙水、裂隙水和溶洞水； 孔隙水：多在开采松散岩层的下伏煤层时遇到这些水源。例如开滦矿务局有的矿井就曾经发生过水、砂突入矿井的事故。 裂隙水：往往是在采掘工作面揭露含裂隙水的岩层时，这种地下水就流入工作面。其一般特点是：水量虽小，但水压往往很大。当裂隙水和其他水源无水力联系时，在多数情况下，涌水量会逐渐减小，乃至干涸，反之，涌水量便会逐渐增加，

11、造成突水事故。 溶洞水：这种水源在我国华北和华南许多矿区较为常见。如华北石炭二叠纪地层，假整合于岩溶比较发育的奥陶系或寒武系石灰岩强含水层之上。不少矿区发生的重大突水事故，其直接或间接水源绝大多数皆为石灰岩含水层中的溶洞水。这类水源的突水特点是一般是水压高、水量大、来势猛、涌水量稳定、不易琉干、危害性较大。其突水规律受岩溶发育程度和规律控制。 因此说，地下水往往是矿井涌水最直接、最常见的主要水源。突水量的大小及其变化，则取决于围岩的富水性和补给条件。地下水流入矿井通常包括静储量和动储量两部分。开采初期或水源补给不充沛的情况下，往往是以静储量为主。随着生产的发展，长期排水和采掘范围不断扩大，静储

12、量不断被消耗，动储量的比例就相对增加。 开采位于海、河，湖泊、水库、池塘等地表水体影响范围内的煤层时，在某种情况下，这些水便会流入坑道成为矿井涌水的水源。 地表水能否进入井下，主要取决于巷道水体的远近和水体与巷道之间的地层及构造，其次是所采用的开采方法。 我国华北与华南有许多煤田分布在山区边缘，矿区中常有小河和湖泊分布，它们多处于渗透良好的砂、砾石层之上，这是地表水体下渗的有利条件。既使是季节性河流，旱季虽然地表断流，但冲积层中地下迳流却依然存在，仍然起到补给基岩含水层的作用。 大气降水是很多矿井涌水的经常补给水源之一。大气降水的渗入量，与该地区的气候、地形、岩石性质、地质构造等因素有关。当其

13、成为矿井涌水水源时，有如下规律， (1)矿井涌水的程度与地区降水量大小、降水性质、强度和延续时间有相应关系，降水量大和长时间降水对渗入有利，因此矿井涌水量也大。一般来说，我国南方矿区受降水的影响要大于北方的矿区。 (2)矿井涌水量随气候具有明显的季节性变化，但涌水量出现高峰的时间则往往比雨季后延。 (3)大气降水的渗入量随开采深度的增加而减少，即同一矿井不同的开采深度差别很大。 当井下采掘工作面接近古代小窑或现在已停止排水的旧巷道时，它们的积水就可成为矿井涌水的水源。这种水源涌水时的特点是： (1)在短促的时间内可以有大量的水涌入矿井，来势猛，具有很大的破坏性。 (2)水中含有大量的硫酸根离子

14、，具有腐蚀性，容易损坏井下设备。 (3)当其与其他水源无联系时，则易于疏干，若与其他水源有联系时，则可造成量大而稳定的涌水，危害较大。 上述是几种常见的主要水源。在实践中常有由一种水源起主导作用而多种水源混合的涌水事例。因此，在编制探放水工程设计中，在分析矿井涌水水源时，必须要充分做好调查研究，找出它们的主次关系。 水源和涌水通道是构成矿井涌水的两个方面。涌水通道分为以下三种： (一)岩层的孔隙 单纯的孔隙水，只有在煤层围岩是大颗粒的松散岩层并有固定的强大的补给水源围岩本身是饱和的流砂层时，才能谴成灾害性的突水。 (二)岩层的裂隙 岩层的风化裂隙、成岩裂隙，构造裂隙都能构成矿井涌水的通道。对矿

15、井涌水具有普遍而严重威胁的是构造裂隙(断裂)，其中包括各种节理、断层和巨大的断裂破碎带。当掘工作面接近或相遇这些不同数量、不同性质、不同规模和不同时期所形成 的构造断裂，与它们有关的水源则往往会通过它们导入井下，造成水灾，而遇见最多、危险性最大是各种中、小型断裂。l 表表6-2-1 断裂带透水类型划分表断裂带透水类型划分表1隔 水 的断 裂 带1.天然隔水开采后仍然隔水2.天然隔水开采后仍然透水的透 水 的断 裂 带1.与其他水源无联系1)本身透水2)本身及两侧皆透水2.与其他水源有联系有垂直水力联系有水平水力联系垂直,水平联系皆有 各类型水文地质特点概述如下(表62-1)： 第1类：隔水的断

16、裂带，主要是指断裂带本身及其两侧的含水层无水力联系而言。开采后的表现可分为两种： (1)开采后仍能起隔水作用的。 (2)开采后透水的；指开采后在静水压力和矿山压力作用下，促进断裂带进一步破或因其中的疏散填物被冲蚀掉而变为透水。即开采过后一段时间，始发生底鼓、破、塌帮、继之发生“迟到”突水。 第类：透水的断裂带多数是张性和张扭性裂，少数是压性和压扭性断裂。根据是否有补给水源，又可分为两种： (1)与其他水源无联系的：由于它不与固定水源(巨大含水层、老空水、地表水体等）相联系，而成为孤立的含水断裂带。这种水可以有巨大的水头压力，但一般水的储量大。如发生突然涌水，通常是开始水量大，以后逐渐减少甚至干

17、涸，对采矿工作无多大向，一般不需采取复杂的措施。在这类断裂带中，有的是断层带本身透水，有的断层本身及其一侧或两侧破碎带皆透水。它们在透水后的动态变化规律是一样的，但在防探水工上则有差别。 (2)与其他水源有联系的：这种与其他水源有联系的含水断裂带，一旦造成矿井突水，水量大而稳定，不易疏干，常常造成淹井事故。 这种空隙主要是由碳酸盐类岩石溶蚀而成。从细小的溶孔到巨大的溶洞，彼此连通或单独存在，其中可赋存大量的水或勾通其他水源，当巷道接近或揭露它们时，易造成灾害性冲溃。 岩溶一般沿断裂带、节理裂隙及层面裂隙发育，多分布于含水层的浅部及顶部+随着深度的增加而逐渐减弱。 (四)人工作用对矿井涌水条件的

18、影响1旧钻孔 未封闭或封闭不良的旧钻孔勾通采掘工作面顶，底板含水层或地表水的通道，采掘中遇到或接近(一般35m)时，会发生涌水或造成淹井事故。 2矿井长期排水 矿井长期排水的水源有以下几种情况； (1)涉及新水源。由于长期排水，降落漏斗必然逐渐向外扩展，而涉及到新的水源。 (2)引起地面沉降、开裂、塌陷。长期排水造成地面沉降开裂、塌陷，产生井泉 干涸、河水倒灌现象，使矿井下涌水量急剧增加。 (3)采矿活动。采空后造成隔水层的破坏。 探放水工程设计编制前；除收集设计地段的水源和涌水通道的资料外，还要对设计地段的涌水量进行正确预计，它是编制探放水工程设计及采取有关安全技术措施的主要依据。 预计涌水

19、量资料由矿井水文地质人员提供。简要说明水文地质影响条件、参数的合理确定及计算方法和公式选用的可靠性程度。 矿井涌水量预计是矿井探放水工程设计的重要依据之一。 矿井涌水量的计算方法很多，归纳起来大致可分为三类，即水动力学法、统计法和模型模似法(表6-2-2)，而每一类方法还可以进一步细分为若干种方法。由于各种方法适用条件不尽相同，因而解决具体问题时，应根据水文地质条件的复杂程度、实际资料情况及经济合理性等因素综合考虑，选择一种较好的方法，也可以选择几种方法，以便互相验证对比。目前，实际常用统计法计算，如曲线法(Q-S)和水文地质比拟法计算含水层量。对老空积水则采用一般体积系数法计算。 介绍稳定流

20、基本公式：水平巷道涌水量计算公式承压水潜水完整型计算公式：单巷 双巷 )(2)2(2适用一侧进水条件RhMMHLKQ)()2(2适用两侧进水条件RhMMHLKQ)(2lglg)2(73.2)2(22件适用两侧及两头进水条BRhMMHKRhMMHLKQ)(2)2(111条件适用双巷道各一侧进水RMMSLKQ2222)2(RMMSLKQ式中 Q水平巷道涌水量， L水平巷道长度， 类别具体方法适用条件水动力学法解析法边界条件简单的含水层;均质各向同性;一维,二维稳定或非稳定问题;承压流动或满足裘布依假设的无压流动数值法边界条件简单或复杂的含水层;均质或非均质各向同性或各向异性介质;一维,二维,三维稳

21、定或非稳定问题;承压流动,无压流动或二者并举的流动统计法Q-S曲线法需三个或三个以上的稳定阶梯流量和降深资料;一般只能在小范围内下推流量或降深水文地质比拟法只能用水文地质条件相类似的矿区相关分析法需较多的相关变量数据均衡法只能用来粗略估计水量,一般作为辅助方法模型模拟法砂槽模型主要用于研究井流,观测流动现象,验证理论公式水电模拟边界条件简单或复杂的含水层;主要是均质各向同性;一维承压稳定或无压非稳定问题; 二维承压稳定电力积分仪边界条件简单或复杂的含水层;均质或非均质各向同性或各向异性介质;一维,二维,三维稳定或非稳定问题; 二维承压稳定问题水力积分法边界条件简单或复杂的含水层;均质或非均质各

22、向同性或各向异性介质;一维,二维稳定或非稳定问题;承压或无压流动潜水:承压水:潜水-承压水:式中 Q预计的矿井涌水量， K-潜水含水层的厚度或承压含水层的水头 高度(从巷道底算起)， M承压含水层的厚度， h巷道内的水柱高度 002200lglg366. 1lglg)2(366. 1rRhHKQrRSSHKQ或0000lglg)(72.2lglg73.2rRhHHKQrRSMKQ或0022lglg2366. 1rRhMHMKQ S由于矿井排水所产生的水位降低值; R0 矿井排水的引用影响半径,R0=R+r; r 假想的大井的半径; R含水层抽水时得出的影响半径 2.统计法 1) Q-S曲线法.

23、Q-S曲线法见表6-2-3. 判别经验方程类型曲度法;用量曲线Q=f(S)的曲度值来判别曲线类型.曲度值n可由下式求得: 当n=1时,为直线型; 当1n2时,为对数型; 当n294.199510498.0665 104 294.1995 10498.06651042016141. 21.6294.199510498.0665 104 294.1995 10498.06651042014100.71.2294.199510498.0665 104 294.1995 10498.0665104181210294.199510498.0665 104 294.1995 10498.066510416

24、108表表6-2-6 6-2-6 淄博矿区经验数据表淄博矿区经验数据表 帮距:探放钻孔每组一般不少于三个，一个为中心跟，另两个为外斜眼，与巷道中线 呈一定角度的扇形布置。中心眼终点与外斜眼终点之间的距离称为帮距。帮距一般应等于超前距，有时可略比超前距小12m。 钻孔密度：是指掘进允许到距离的终点处的探水钻孔之间的间距。间距的大小视具体情况而定，一般应小于老空老巷的宽度。例如老空老巷巷宽3m，则巷道允许掘进终点钻孔间距最大不得超过3m。有时为了减少工程量可在允许掘进距离内用小电钻补探，以保证不打漏积水的老空老巷。 l 4探水钻孔布置方式的设计 探水效果的好坏与钻孔布置方式有很大关系。在布置探水钻

25、孔时必须注意两个问题；一要确保安全，二要既保证工作效果又要使工作量最小。 探水钻孔布置从平面上看，一般常布置成扇形和半扇形。上山巷道内常布置成扇形，倾斜煤层平巷掘进时常布置成半扇形。扇形和半扇形布置又分为“大夹角”扇形布置和“小夹角”扇形布置，如运用得当，两种形式都可以取得良好的效果。 (1) “大夹角”扇形布置。倾斜煤层煤厚小于2m时，上山掘进应呈扇形布置，两 侧各布置23组钻孔，每组l一2个孔， 中间沿巷道前进方向一组，每组钻孔之间的夹角7-15,如图6-2-3所示。 煤厚大于2m的倾斜煤层，上山掘进钻孔的布置与上述一样，每组钻孔夹角715 。由于煤厚增大，每组钻孔的孔数不得少于3个。其中

26、应包括有见底板和见顶板的钻孔，以保证不漏掉垂直方向上的积水空硐。如图6-2-4所示。 倾斜煤层平巷掘进时，探水钻孔呈半扇形布置34组，钻孔夹角7-15。煤厚小于2m时，每组施工12个孔。如图6-25a、b所示，煤厚大于2m时，每组不得少于3个钻孔， 如图6-2-5c所示。 厚煤层沿顶板掘进的全煤巷道，每组钻孔中除一个钻孔平行煤层顶板外，其余各钻孔应依次向下倾斜，并至少有一个钻孔见底板，如图6-2-6所示。沿煤层底板掘进的全煤巷道，钻孔在剖面的布置和沿顶板掘进的相反，如图6-2-7所示。 在薄煤层中有时施工小断面巷道，不打破煤层顶底板，巷道低矮，无法安装大钻机，此时可用小钻机探水，其钻孔布置方向

27、，角度、钻孔组数及每组孔数确定的方法和大钻机探水相同。如使用小电钻带动的活节麻花钻方法探水，钎子总长应超过12m。 如管理得当，设计合理，长钎子探水比大钻机探水更为安全经济. 这种“大夹角”的钻孔布置方法，控制的范围大，但易打漏积水的老硐，为确保掘进安全，必须以小电钻提前补探，补探方法如图6-2-8所示，小电钻补探超前距不得小于2m. 所谓“小夹角”即两组钻孔之间的夹角较“大夹角”要小，一般在1-3之间。用“小夹角布置钻孔探水，一般在巷道正前方不易漏探小积水硐子，因而允许掘进距离可以加长，提高工效。 “小夹角”探水钻孔布置一般也是顺巷，道前进方向布置一组，两侧各2-3组，每组钻孔间夹角为1-3

28、，每组钻孔数要求与“大夹角”钻孔数相同。但当探水深度小时，两侧控制范围(帮距)较小，因而在探水起点附近的两帮；形成盲区(未探清的区域)，为此应设计小电钻补探。补探的孔深及密度，以保证一定的帮距，不漏掉两侧的小洞子为依据，视具体情况而定。 (3)探水施工。不论采用上述那种方法探水，都必须根据巷道的方向及煤层产状,事先换算好钻孔水平夹角、方位角，倾(仰)角和钻孔深度，以便施工。而后根据实际施工情况，确定允许掘进距离和小电钻补探钻孔的技术要求，最后填写允许掘进通知单。探水后的允许掘进通知单由防探水技术人员整理探水钻孔资料后填写，其内容包括：钻探情、况、钻探工程平面图、剖面图及允许掘进距离、注意事项等

29、，一式三份。填写后由防探水技术人员、巷道施工单位、安全检查部门及矿总工程师审批后执行。 探断层水、强含水层水及其他可疑水源的方法与探老空水相同；但探水钻孔的孔数较探老空水的孔数要少。 探断层水的钻孔往往与探断层构造的钻孔结合起来，在探明断层的位置、产状要素，断层带宽度的同时，着重查明断层带的含水情况、含水层的接触关系和水力联通情况，静水压力和涌水量大小，以达到一孔多用的目的。例如在正断层上盘巷道内探下盘含水层的钻孔，可布置在上盘巷道内，选择适当地点，向下盘的含水层打钻孔。如图6-29所示。 断层水探明后，应根据水的来源、水压和水量采取不同措施。若断层水来自强含水层)则要注意封闭好钻孔，按规定留

30、设煤柱，已进入煤柱的巷道要加以充填或封闭。若断层含水性不强，可考虑放水疏干。 探强含水层及其他可疑水源的方法也与探老空水类似。综上所述探水方式见表627 在探明老窑老空水的确切位置之后，根据其静储量和动储量的大小、巷道排水能力、矿井实际排水能力、生产衔接允许的放水期限以及地质和水文地质条件，来设计放水钻孔。 一、钻孔孔径的设计 放水钻孔孔径的大小，应根据煤层的坚实程度，放水孔深度等因素来确定。如煤层坚实系数较大、钻孔较深，可选用稍大一点的孔径，反之则应选用较小的孔径。在生产实践中常采用的孔径为42mm，54mm、75mm，一般不超过75mm，以免因流速过高，冲跨煤柱，这种探放水钻孔的钻孔结构一

31、般都很简单，开孔孔径较大，常为150mm，封固孔口管后，一个孔径打到底。 二、钻孔孔数的计算 1。单孔出水量的估算 单孔出水量可用下式进行估算： 式中 q单孔出水量，m3s， C流量系数，其大小与孔壁的粗糙程度、孔 径大小、钻孔的长度等因素有关，可由试验得出，无资料时可用0. 6一0.62; 钻孔的断面积，m2， g一重力加速度，98ms2， H钻孔出口处水头高度，m。gHCq2 由于放水时该数是个不断变小的值，属于非稳定流状态，为简便计算钻孔的平均放水量，可用钻孔出口处最大水头高度的4045。 2最大放水量(Qmax)的计算 最大放水量可用下式计算 :式中 Qmax最大放水量，m3s W静储

32、量，m3， t允许放水期限，s， Qd动储量，m3s。dQtWQmax 3钻孔的孔数(N)用下式计算 N=Q/q式中 N放水钻孔孔数， Q老窑老空积水总储量，m3，即放水量， q单孔出水量，m3s。 l在探放水工作中，一般水量和水压不大时；积水可通过探水钻孑l直接放出。但遇探放水量和水压较大的积水区或强含水层时，为了保证安全生产，达到有计划的放水和收集有关放水资料的目的，必须安装专门的孔口管。 l 孔口管的安装必须固定在岩石坚硬完整的地段。如果固定在疏松、破碎岩层内，一旦揭露含水层，孔口管就会跑水，如果水压大，会使孔口管崩脱，失去控制水量的作用。 孔口管施工时，一般都是先用大口径钻头开孔至一定

33、深度(一般根据水压大小而定)，下套管后，在管外围灌注水泥，待水泥凝固后再用较小直径的钻头在套管内钻进，直至钻透老空(或含水层)，然后退出钻具，在孔口管外露部分装上压力表、水阀门和导水管等，如图6-2-10和图6-2-11所示。 受水害威胁的地区，必须与掘进施工管理相配合，才能取得良好的防探水效果。 一、双巷掘进交叉探水 上山巷道掘进因积水区在上方，巷道三面受水威胁，一般应采用双巷两条上山)掘进交叉探水，如图6-2-12所示。双巷之间隔一定距离(采矿设计确定的上山间距，一般约50m左右)掘一联络巷，作为安全躲避地点。探水钻孔布置应呈扇形。而其探水程序一般是：甲探水，乙掘进，乙探水，甲掘进，如此轮

34、番探水和掘进，直至探水结束，巷道到达设计终点。 在倾斜煤层中平巷掘进时，一般是用上方巷道超前探水，探水钻孔布宜成扇形，如图6-2-13所示。 三、平巷和上山互相配合探水 在同一煤层内，上方施工水平巷道，下方向上掘上山，应先探水掘进平巷，然后再施工上山。这样既减少上山掘进的危险性，又减少上山掘进时的探水工程量，如图6-2-14所示。 四、下山巷道掘进 除防止迎头或两帮来水外,还应特别注意后面来水.当山上巷道水害未消除或正在探水、下山巷道应停止前进，以保证安全，等水害威胁消除后再继续进行，如图6-2-15所示。 在水压高、水量大，煤层松软、节理发育的情况下，在煤层中打钻探水很不安全， 可采用下述方

35、法探水： (1)掘专门探水石门，如图6-2-16 所示。 (2)砌隔水墙；在墙外探水，如图6-2-17所示。 (3)隔层探水，当煤层间距大于20m，相邻煤层又有探水和排水条件时，可采用隔层向上方打探水孔，如图6-2-18所示。 探放水作业是直接与水害作斗争，不仅直接关系到探放水人员的安全，也关系到探放水周围地区甚至整个矿井的安全。所以施工中应严格遵守下列规定： 1)坚持有疑必探，先探后掘的探放水原则。探水或接近积水地区的掘进或排放被淹井巷的积水，都必须编制探放水工程设计与对沼气等其他有害气体防治的安全措施，并报矿总工程师批准。 对探水钻孔的布置和超前距离，应根据水头高度、煤岩层厚度和硬度等在探

36、放水工程设计中作出具体规定。 探放水工作必须明确专人负责。 2)采掘工作面遇到下列情况之一时，必须探水，确认无水害后，方可前进： (1)接近水淹的井巷、老空、老窑或小煤矿时， (2)接近水文地质复杂的区域，并有出水征兆时， (3)接近含水层、导水断层、溶洞和陷落柱时， (4)打开隔离煤柱放水时， (5)接近可能同河流、湖泊、水库、蓄水池、水井等相通的断层破碎带时， (6)接近有出水可能的钻孔时， (7)接近有水或稀泥的灌浆区时， (8)接近其他可能出水地区时。 3)在煤系底部有强岩溶承压含水层的矿井中，开采煤层距其含水层较近，在回采前，必须采用物探、钻探等方法，探测回采工作面内部是否有导水的隐

37、伏陷落柱和断裂构造，以便预先采取措施，防止突水。 4)在安装钻机探水前，必须遵守下列规定； (1)加强钻孔附近的巷道支护，背好顶帮，并在工作面迎头打好坚固的支柱和拦板， (2)清理巷道浮煤，挖好排水沟， (3)在打钻地点或其附近安设专用电话 (4)确定主要探水孔的位置时，应由测量和探水负责人亲临现场，共同确定钻孔方位、倾角、孔数和孔深； 5)预计水压较大的地区，正式探水钻进前，必须先安好孔口管和控制闸门。孔口管的长度，应根据水压和围岩性质在探放水工程设计中明确规定。孔口管与孔壁之间，必须灌注水泥浆固定，待水泥浆。凝固后进行扫孔，扫孔后必须、进行耐压试验，达到能承受设计水压后，方准继续钻进。特别危险地区，还应预先采取开掘安全躲避洞，规定撤人的避灾路线等安全措施。 6)钻进时，发现煤岩石松软、片帮、来压或在钻跟中水压、水量突然增大，以及有顶钻等异常时，必须停止钻进，但不得拔出钻杆，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。 7)钻孔接近老空，预计可能有沼气或其他有害气体涌出时，必须有瓦斯检查员或矿山救护队在现场值班，检查空气成分。如果沼气或其他有害气体超过煤矿安全规程规定时，必须立即停止打钻，切断电源，撤出人员，并报告矿调度室，采取措施，进行处理。 8)钻