二采区水仓专项探放水设计

1、山西长治联盛太义掌煤业有限公司二采区水仓探放水设计二一三年十二月目 录第一章 探放水设计目的. 1第二章 探放水的依据 . 1第三章 掘进工作面概况. 1第四章 掘进区域水文地质条件 . 1第五章 钻孔设计 . 3第六章 探水施工组织 . 4第七章 探放水设备选择及操作要求 . 4第一节 探水设备 . 4第二节 探放水工操作规程 . 5第八章 排水设备及管路选择 . 8第一节 矿井主排水系统 . 8第二节 掘进面排水系统 . 8第九章 安全技术措施 . 8第十章 安全避灾路线 . 10第一章 探放水设计目的为保证二采区水仓掘进工作的安全，需超前查明掘进工作面前进方向一定区域内的含水层、地质构造

2、、采空区、积水区、富水区等水文地质情况，特编制本探放水设计。第二章 探放水的依据防治水规定、地质报告、水文地质补充勘探报告、水文地质类型划分报告、地质说明书、物探报告第三章 掘进工作面概况一、概况1.本次巷道掘进名称为二采区水仓，位于井下二采区中部，起始位臵位于二采区运输下山153m处，西为未开采区域，东部为开拓巷道，南部为二采区运输下山，北部为未开采区域。2.该掘进巷道接原运输下山沿方位角30°东北方向掘进，主要担负二采区的排水作用。3.巷道断面：为半圆拱断面，净宽4.5m，净高3.75m，净断面14.7，采用U钢支护；沿巷道底板综掘方式掘进。附图1：巷道布臵图第四章 掘进区域水文

3、地质条件一、地质构造二采区运输下山掘进揭露的15#煤层，走向北偏东36°，煤层倾角30°。二采区运输下山掘进过程中揭露F1断层，为正断层，走向NE，倾向NW，倾角80°，落差100m。二、煤层2.煤层描述：15#煤层位于太原组一段上部，15号煤层厚度2.33-5.34m，平均厚度4.60m。煤层结构较简单，一般含1-2层夹矸，夹矸厚0.2-0.3m，局部厚度达0.5-0.6m，夹矸岩性为泥岩。顶板：直接顶为灰岩，厚度5.72-8.85m，平均7.24m，属级顶板，单向抗压强度为82.85Mpa，抗拉强度3.95Mpa，抗剪强度14.74Mpa。底板：底板为泥岩，砂

4、质泥岩，平均6.76m，局部发育有0.95m伪底炭质泥岩。底板砂质泥岩的单向抗压强度为41.60Mpa，抗拉强度0.73MPa，抗剪强度6.14MPa，属中硬底板。 附图2：煤层柱状图1三、水文地质条件一、主要含水层、隔水层1.含水层(1)石炭系上统太原组层间石灰岩岩溶裂隙含水层该含水层主要由 K2灰岩组成，K2灰岩是15#煤层的直接充水含水层，K2灰岩约厚7.96m，据地质报告详细资料，钻孔单位涌水量为0.0212-0.027L/sm，渗透系数为0.049-0.072m/d，矿化度 280-320mg/1，水质类型为HCO3NaCa 型及HCO3NaCaMg 型。 含水层富水性弱。2.隔水层

5、(1)本溪组及太原组底部泥岩类隔水层该隔水层位于15#煤层之下，岩性为泥岩、铝土质泥岩等。岩石裂隙不发育，平均厚度约6.72m，正常情况下在15#煤与奥陶系之间可起到良好的隔水作用。二、掘进区域地表为山地和部分耕地，无建筑物，沟谷发育,无常年性流水，季洪水排泄迅速，不利于地下水补给。地表水流对矿井开采影响不大，但因煤层埋藏较浅，注意做好矿井涌水量的观测、排水准备工作。要坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的防治水原则。三、根据中国煤炭地质总局华盛水文地质勘察工程公司第五公司编制的矿井水文地质补充勘探报告和矿井水文地质类型划分报告该巷道正西方向100m有一处15#煤层23采空积水，积水

6、面积为18659m，积水体积21576m，正北方向225m有一处采空区积水，积3水面积为10609，积水体积12267m。对掘进工作带来一定影响，掘进前必须采用探放水方法，超前探明掘进工作面周围区域的水清，并有控制的将水放出，而后进行掘进作业。³33四、预计二采区水仓掘进期间8m/h，探到积水区放水时预计涌水量26m/h。附图3：局部充水性图2第五章 钻孔设计根据井巷掘进前必须先进行打钻探水，确认无水患后再往前掘进并留一定的超前距，掘进到预留超前距位臵后停下，再进行探水，依此类推直至巷道掘到位。1.超前距离、帮距的确定超前距离：探水时从探水线开始向前方打钻孔，终孔位臵应始终超前掘进工

7、作面一段距离，该段距离称超前距。帮距：为使巷道两帮与可能存在的水体之间保持一定的安全距离，呈扇形布臵的最外侧探水孔所控制的范围与巷道帮的距离称为帮距，帮距为20m。2.允许掘进距离每次探放水钻孔完毕后，以最短的钻孔有效控制距离减去超前保护距离之后剩余的距离，为允许掘进距离。一、钻孔布臵本次探水共布臵4个钻孔， 1号中心孔，2个帮孔，钻孔水平夹角为18°，1个上仰角3°。3二、探水施工前准备工作1.钻机在装卸、运输过程中必须由探水队成员负责，准备队配合，做到保证人员和保护好钻机不受损坏。钻机安装时底部用道木垫实，再将钻机支撑架站稳站牢，保证钻机架牢固可靠，固定好钻机后，仔细检

8、查钻机各部件安装是否正确，并用手转动其各有关部件是否灵活，如有问题应及时解决。2.通风科负责铺设风筒至迎头5m处，探放水期间保持正常通风排水，并悬挂瓦斯传感器至正确位臵。3.由准备队负责在打钻地点10m范围内安装一部通讯电话，随时保持井上下联系。 4.准备队负责指定专人检查排水设备，临时水仓储水量，确保系统运行可靠。 5.二采区运输下山巷道内无杂物，确保退路畅通。第六章 探水施工组织见煤点探放水工作由探放水队施工。打钻时，由一名防治水科技术员跟班，严格按设计中钻孔深度、角度及数量施工，对作业中不符合要求的钻孔要立即调整或重新补钻。钻孔作业完成后，防治水科负责进行验收，确认满足要求后，填写探水钻

9、孔记录台账，报矿安全指挥中心及总工程师批阅。掘进面正常探水作业需配专业探水工3名，班组长1名，技术员1名，具体施工组织如表所示。附表2：探水人员施工组织第七章 探放水设备选择及操作要求第一节 探水设备一、探放水钻机4根据煤矿防治水规定第九十五条的规定，井下探放水必须使用专用的探放水钻机。 选用的探放水钻机型号为ZYJ-380/210液压架柱式回转钻机，钻头直径：60mm。 三、探水钻杆直径42mm，长度1600mm，数量50根。 四、探水测量杆 一套。第二节 探放水工操作规程一、上岗条件1.必须熟悉煤矿安全规程和井下工作的一般安全知识，探放水人员必须经过培训考试合格后，持证上岗；2.熟习钻机的

10、工作原理，掌握钻机的操作要领，维护保养及排除故障的技术知识。53.了解有关煤矿瓦斯、煤尘爆炸的知识。4.熟悉预防灾害的措施和矿井避灾路线。5.熟练掌握井下打钻的施工方法。二、注意事项1.井下钻探施工前，必须了解工程的设计目的、任务，严格按照本设计施工。2.打钻时，必须加强原有的支护。3.钻进要严格按照技术员标定的孔位及探放水设计中规定的方位、角度、孔深等进行施工，不经技术人员同意不得擅自改动。4.打钻时要做到：(1)按地质技术人员所标定的孔位及探放水设计中规定的方位、角度和钻孔深度进行施工，不经地质技术人员同意，不得擅自改动。(2)钻探工人穿戴要整齐、利落，衣襟、袖口、裤脚必须束紧。(3)启闭

11、开关时，注意力要集中，做到手不离按钮，眼不离钻机，随时观察和听从钻探工命令，准确、及时、迅速地启动和关闭开关。(4)禁止用手、脚直接制动机械运转部分；禁止将工具和其他物品放在钻机、水泵、电机保护罩上。(5)钻进时，要保证有足够的水量，不准打干钻；为防止埋钻，钻具下至孔底12cm时，立即开泵送水，见返水后，才能钻进。(6)钻进过程中，一旦发现“见软”、“见空”、“钻孔见回水量突然增大”和变层，要立即停钻，丈量残尺并记录其深度。(7)若发现孔内涌水时，应测定水压、水量。(8)若发现煤岩松动、片帮、来压或孔内水量、水压突然加大或顶钻进，必须立即停止钻进，但不得拔出钻杆，迅速向矿调度室汇报，并派专人监

12、视水情。三、作业流程及标准探水前准备工作（运输钻机、钻杆、排水设备、挖水沟）检查工作面支护质量安设专用电话支设钻机接通电源调试钻机钻进探水钻孔验收撤除钻机。(一)作业准备1.按工作安排提前维修，检查探放水的设备和工具。2.认真学习领会探放水安全技术措施，了解施工地点的地质、水文和采掘、机、运、通情况，熟悉探放水孔的施工技术要求包括：立位、倾角、孔径、深度、数量等。3.将所有设备、器材安全运到现场。(二)设备安装1.设备安装应遵守以下程序和要求钻机安装前要清除浮煤、矸石，整平底板，选择适当位臵安放钻机。钻机主轴中心线对准钻孔位臵，摆正钻机架，打上立柱。2.探水地区应保持整洁，钻杆排放整齐。3.

13、探水地区必须具备的安全措施条件如下：在上山工作面或独立巷道探水时，应有安全躲避硐室及安全撤离措施。探水地区应设专用电话。放水前要疏通事先挖好的排水沟。安装好排水泵及排水管路。探水人员应备有自救器。工作人员探水地区必须首先检查周围的支架、顶板、工作面及两帮的安全情况是否良好，如有不安全因素，不得工作。4.设备拆卸与运输中必须做到以下几点：6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。易于丢失的零件，由钻工自带，不得装车。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。井下工人搬

14、运设备时，设备要用5t倒链系牢，并要轻抬轻放，要有专人统一指挥，起落行动一致。(三)钻机运转1.钻机开工前，必须由班长亲自检查钻机的方位，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.正式开钻前应进行下列检查：操作系统各按钮、仪表是否齐全、灵活可靠。液压系统的油量和各油管接头控制阀密封是否完好，油压系统要调整到所需压力位。 水泵运动是否正常，排水量应达到要求。(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，达到预定抗水压力，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

15、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”、“钻孔回量突然增大”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臵打上明显标记，并通知测量部门测出该标记点的坐标、标高。6.在钻进中，若发现孔内涌水，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12cm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、油液消

16、耗量和回水颜色变化等。若发现孔内有异状物，应及时处理。10.操作钻机时，应遵守以下规定：禁止用手和脚直接制动机械的运转部件。在探放水钻机后面和操作台前方范围内，不准站人，防止伤人。操作人员应穿戴整齐，扎紧袖口，防止被转动部件铰着。11.钻进时，记录员必须在现场逐项填写班报，不得漏记和补记。(五)收尾工作1.钻孔结束后，应做好各种收工处理工作。其中包括：钻机的撤除、搬迁、检修、存放；钻杆及接头更换；钻孔质量验收和封孔；场地中脏杂物的清理及有关资料的移交等。2.钻孔资料的整理，每个班都必须有记录，包括钻孔角度、进尺、套管下臵深度、设备运转、钻程记录、作业时间、交接班记录等原始资料。记录要真实反映生

17、产情况，做到全面、准确、详细和整洁。记录需经当班班长审核并签字。3.钻机应经常清扫擦洗、保养，以防锈蚀。长时间不用时，须在清洁后将运动部位涂以黄油包好。4.钻机工作500h以上时，必须升井按使用说明书要求进行检修；需要更换备件时，钻探工应提出名称、型号、数量报请有关部门购买。7第八章 排水设备及管路选择第一节 矿井主排水系统目前矿井正常涌水量30m³/h，最大涌水量50m³/h，预计二采区水仓掘进过程中的涌水量为8m³/h，在二采区运输下山正头安设两台BQS80-100-37型排沙泵，二采区运输下山口处有120m³水仓。一、排水设备31.主水泵：MD15

18、5-30×9，200kw，额定流量155m/h，额定扬程270m，配用YB2-315L2-2型防爆电机，电压660V，功率200KW，转速1480r/min。1台工作，1台备用，1台检修。2.水仓：主水仓容量1400³，副水仓容量700³。当一个水仓清理时，另一个水仓能正常使用。3.排水管：副斜井两趟194×8型无缝钢管，吸水管选用219×8型无缝钢管，正常工作时1趟工作，1趟备用；二采区运输下山三趟108×4型无缝钢管排水管。二、排水线路二采区运输下山108mm排水管临时水仓二采区回风下山总回风巷材料巷井底水仓地面。第二节 掘进面排

19、水系统二采区运输下山150m处、170m处有两个临时水仓。3安设两台BQS80-100-37型排水泵2台，现场备用1台，额定流量80m/h，额定扬程100m，配用电机功率37kw，排水泵必须实现双回路供电。排水管两趟选用108×4型无缝钢管。连接二采区运输下山排水管路，经二采区回风下山、总回风巷、材料巷铺设到井底主水仓。附图5：排水系统图第九章 安全技术措施一、一般安全技术措施1.坚持防治水十六字方针“预测预报，有掘必探，先探后掘，先治后采”的原则，做到“ 不安全不生产，措施不落实不生产、隐患不排除不生产”。2.工作面探放水工必须认真学习本设计熟悉各工序要求和技术操作要领，牢记安全措

20、施、避灾路线。3.探水工必须经过专业技术培训，取得合格证后方可持证上岗，严禁无证操作。4.必须遵守“三大规程”规定，按要求作业。5.坚持现场交接班制度，并落实到现场进行，交接内容包括设备运转情况存在故障及事项等。接班人员接班后要详细检查设备，发现问题及时处理，下班后及时填写记录。6.随时观测探放水过程中探水情况，发现异常情况，立即向矿调度室汇报，由矿调度室立即启动水害应急预案，并按设计避灾路线撤离。7.现场必须有一名跟班队长，全面负责探水工作；一名技术员负责探眼的技术工作（钻眼的深度、角度）；一名安全员负责探放水的安全工作，瓦斯员负责测瓦斯及有害气体。8.在打钻地点附近安设专用电话。89.未涉

21、及之处按煤矿安全规程、探放水规程、二采区运输下山掘进作业规程和有关安全规定执行。10.本设计执行学习签字制度，所有参加探放水人员必须学习、签字后方可上岗作业。二、探水安全技术措施1.进入作业地点前，由当班班长检查作业点风筒吊挂情况，确认作业点的通风正常，并且由瓦检员检查现场瓦斯，确认施工地点瓦斯浓度都不得大于0.8%后，方可进入作业地点。2.班长检查作业点的电话，确认畅通。3.施工前，电工必须对钻机检查维修，保证钻机完好，设备不失爆，将钻机运到位，接好钻机后，并做到风电闭锁。4.打钻前，必须对排水设备和管路完好状况进行确认，水泵、管路均无异常后方准开始作业。5.确认巷道支护应牢固，顶、帮背实，

22、使巷道有较强的抗水流冲击能力。6.探水钻机后面和前面，操作台范围内严禁站人。7.打钻时，班组长必须携带便携式报警仪，加强对瓦斯的检查，发现瓦斯大于0.8%，要立即停止作业并汇报调度和通知瓦检员，重新检测现场瓦斯浓度。经现场处理，瓦斯浓度低于0.8%后，方可作业。8.打钻时，操作人员必须熟悉本工作面的探水设计，并严格按给定的位臵进行开孔，保证钻孔符合施工要求。9.探水的超前距、帮距及孔间距应符合设计要求。10.钻杆钻进时，操作人员时刻注意钻杆移动情况，发现煤层变软，钻杆推进突然感到轻松，或顺钻杆出水突然增大时，要停止钻进，严禁拔出或移动钻杆。由班长向调度及相关科室汇报，待查明原因后，方可继续作业

23、。11.探水作业时，应加强出水征兆的观察，一旦发现异常应立即停止工作，及时处理。情况紧急时必须立即发出警报，撤出所有受水威胁地区的人员。12.出现透水预兆时，必须立即撤出受水威胁地区人员，并向调度室汇报，采取措施处理，透水预兆有：(1)工作面温度降低，人感觉发凉；(2)空气潮湿，湿度增大；(3)煤壁出现“挂红”（水锈）、“挂汗”（渗水）现象；(4)前方听见“嘶、嘶”的水叫等声音；(5)工作面压力增大，支架变形、煤壁片帮、顶板冒顶、底鼓等现象；(6)淋水、涌水增大等异常现象；13.每次探水结束后，班长必须填写作业地点“探水牌板”，并做好原始记录。14.每次探水结束后，班长必须组织人员，整理作业现

24、场，抬、卸钻机到指定地点。15.本班结束后应在起点处挂设“探水次数”标志。16.本班结束，队长必须与下班跟班队长进行现场确认、交接。三、放水安全措施1.当钻孔探到采空区积水时应立即停钻，禁止拔出钻杆，通知调度室值班领导，现场记录的技术人员要注意观察钻孔出水量、水质、水压等情况。2.立即启动探放水地点排水泵进行排水。3.调度室通知中央水泵房开启主排水泵，将水仓内水位排至最低水位，做好排放采空区积水准备工作。4.调度室通知分管防治水工作的矿领导，到现场指挥放水工作。35.放水时严格控制钻孔放水量，最大放水量不得大于75m/h。96.放水过程中随时注意水量变化，出水的清浊和杂质，有无有害气体涌出，有无特殊声响等，发现异状应及时采取措施并报告调度室。7.放水时，应当设有专人监测钻孔出水情况，测定水量和水压，做好记录，如果水量突然变化，应当及时处理，并立即报告矿调度室。8.当出水钻孔中积水放完后，依次施工后续钻孔，探到