煤矿探放水设计

山西****西合煤业有限公司4202运输顺槽探放水12#钻场钻孔设计编制单位：地测科编制：审核：地测科：地测副总：总工程师：编制日期：12月18日4202运输顺槽探放水12#钻场钻孔设计工作面水文地质概况一、工作面概况4202运输顺槽位于二采区北翼，巷道从5#煤向上穿层掘进进4#煤，5#与4#层间距约9-10m,4202运输顺槽从二采区运输巷Y3测点前55m开口,巷道方位为4°29′53″掘进，预透二采区轨道巷后穿层掘进至4#煤，掘进281m后调向按329°26′38″掘进，掘进501m到4202切眼。从二采区轨道巷门口前190m、215m处分别揭西回风巷、西进风巷，西部150m处为4202回风顺槽，工作面北部为井田边界，上部、下部均未进行过采掘，无采掘工程，南部二采区大巷。4#煤位于山西组下部，该煤层南部局部厚度可达1.8m,北中部可能受冲刷带影响厚度0.7-1m，发育不稳定，煤层大部可采。煤层直接顶板为砂质泥岩，砂岩，厚度为0.5m,底板大都为泥岩、砂质泥岩，局部为中砂岩、粉砂岩。厚度为1.5m,老顶6m。4202运输顺槽为矩形断面：荒宽4400mm，荒高2600mm；净宽4200mm，净高2500mm，支护设计为：锚杆＋铁丝网+锚索联合支护。二、地质构造4202工作面地层大致为南北走向，倾向向东,地层倾角3°~7°，根据4202运输顺槽、西进风、回风巷揭发的地质状况分析：施工范畴内可能发育3-4条断距1-5m的断层构造，无陷落柱，但该区域4#煤可能有受古河流冲刷地质状况，冲刷程度与范畴不详。在巷道掘进至构造前或煤层异常尖灭地方，应进行钻探探查方便更加好地服务于生产。三、水文地质1、顶板水：工作面充水源重要为4#煤老顶的砂岩裂隙水。2、断层水：根据已揭发的地质状况分析，施工范畴内断层构造不具导水性，不存在断层水威胁。3、老空积水：该工作面周边均为实体煤，无采空区、无老巷，故不存在老空积水威胁。4、太原组灰岩水：太原组灰岩含水层重要为三层石灰岩，从上到下为L5、L4、L1，总厚约18.15m左右，L5、L1岩溶裂隙不发育，富水性不强，L4灰岩岩溶裂隙水富水性不均一，部分地段富水性较强，在无导水构造的状况下对巷道掘进影响不大。太原组灰岩水为承压水，根据井下两个水文孔推测该区域太灰水位标高在631m，施工段5#煤层底板最低标高约+581m，根据安全隔水层厚度公式来计算太灰岩溶水对该巷道5#煤层掘进时的影响。安全隔水层厚度计算（太灰水位按+631m）:式中：t----------安全隔水层厚度（m）L------------巷道底板最大宽度（m）取5.2r-------------隔水层岩石容重（MN/m³）取0.025Kp------------隔水层岩石的抗张强度MPa取0.1H-----------隔水层底板承受的水头压力MPa取0.675注：H=太灰水位标高-煤层底板标高+隔水层厚度=（631-581+17.5）/100=0.6755#煤层距太灰L4灰顶面隔水层厚度为17.5m,经计算5#煤层掘进时安全隔水层厚度为8m不大于实际隔水层厚度17.5m，正常块段下，在4#、5#煤层中掘进不受太灰水威胁，该巷道在掘进过程中会揭发断层构造，该区域断层均为不导水断层，故在构造区域受太灰水威胁较小。5、奥灰水：奥灰含水层岩溶裂隙发育，水源充沛，水位标高在798.4—798.8m，施工段5#煤层底板最低标高约+581m,根据安全隔水层厚度公式来计算奥灰岩溶水对该巷道5#煤层掘进时的影响。安全隔水层厚度计算（奥灰水位按+799m）:式中：t---------安全隔水层厚度（m）L--------巷道底板最大宽度（m）取5.2r------------隔水层岩石容重（MN/m3）取0.025H------------隔水层底板承受的水头压力MPa取3.29注：H=太灰水位标高-煤层底板标高+隔水层厚度=（799-581+111）/100=3.295#煤层距奥灰顶面隔水层厚度为111m,经计算5#煤层掘进时安全隔水层厚度为19.46m，远不大于实际隔水层厚度111m，正常块段下，在4#、5#煤层中掘进不受奥灰水威胁，在导水构造地段受奥灰水影响较大，有突水可能。第二章探放水设计一、设计根据1、《煤矿安全规程》2、《煤矿防治水细则》二、设计原则及目的根据《煤矿防治水细则》，防治水工作应当坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则，采用“探、防、堵、疏、排、截、监”的综合治理方法之规定，采用“物探先行、钻探验证”等综合防治水方法，以确保4202运输顺槽掘进施工安全。三、探放水设计（一）、物探超前探测经12月17日中班在4202运输顺槽A13测点前123m处用YCS-T瞬变电磁仪进行井下物探，根据本次探测资料分析，4202运输顺槽掘进工作面顺层、顶板、底板均无明显异常区域。（二）、钻探设计1、钻探设备：钻机型号：ZYJ-1600型矿用坑道钻机钻具配备：Φ65mm无芯钻头各1个、Φ50mm钻杆110m2、钻场位置：A13测点前123m处3、钻孔设计：（1）钻孔布置：根据物探成果及水文地质状况，本钻场超前探查孔沿巷道掘进方向按平面扇形布置一组共3个钻孔，超前钻孔设计深度100m，允许最大掘进距离为70m,超前距30m。帮距取20m。（附：各钻孔参数设计表、4202运输顺槽探放水12#钻场及钻孔平面布置图）（2）钻孔构造套管设计：根据有关资料分析，该掘进工作面不受老空积水、断层水、灰岩裂隙水威胁，不设计套管。钻孔直径：根据《煤矿防治水细则》规定，探水钻孔除兼作堵水或者疏水用的钻孔外，终孔孔径普通不得不不大于94

mm。本设计取Φ65mm无芯钻头钻进。3、钻孔参数设计表钻场编号钻孔方位角（°）倾角（°）钻孔深度（m）钻孔构造孔径（mm）-孔深（m）套管长度孔口管直径（mm）套管长度（m）壁厚4.5mm12#钻场1#329-1100Φ65mm0-100m2#316+2100Φ65mm0-100m3#342-3100Φ65mm0-100m四、探放水钻孔施工技术规定（1）由测量人员根据设计现场标定探放水钻孔位置，与负责探放水工作的人员共同拟定钻孔的方位、倾角、深度和钻孔数量，未经同意不得私自修改钻孔参数。（2）必须按设计角度和方向施工钻孔，钻进时应精确鉴别煤、岩层厚度并统计换层深度。钻孔施工期间，要指定专人认真统计钻孔原始统计本，统计要做到真实、精确、详尽，严禁涂改缺项。钻孔施工结束后，应将钻探原始统计表里的全部数据进行核对，把有关数据如孔号、方位、倾角、孔深、进尺及岩煤芯长度等填写到探放水台账上。（3）钻孔在施工过程中，若出现地质、水文地质异常，请及时与地测部门联系；钻孔揭发煤层时，若遇喷孔、顶钻、瓦斯变化异常等现象时，必须立刻停止打钻，切断电源，撤出人员，报告矿调度，采用方法，确认安全后，方可继续施工。（4）每个钻机工必须加强个人防护，如出现喷孔、顶钻等异常时，应当停钻观察；发现有突出预兆（岩石外鼓、瓦斯变化异常、岩层深部传出破裂声等）时，必须断电、撤人，但不得拔出钻杆。（5）钻孔施工过程中，要确保施工地点的风量充足，水路畅通，并在施工地点下风侧安装瓦斯传感器，避免有害气体积聚；对瓦斯等气体的管理要严格按照《煤矿安全规程》中的有关规定执行。（6）应加强工作面的瓦斯检查工作，安排专职瓦检员经常检查施工地点及附近20米范畴内瓦斯状况，当巷道内任何一处（除孔口外）瓦斯浓度超出0.8%时，施工人员必须立刻停止钻孔施工，切断电源，将人员撤至安全地带并报告矿调度，采用有效方法进行解决；只有在瓦斯浓度降到0.8%下列时，方可复电开动钻机；严禁瓦斯超限作业；施工现场瓦斯超限时，果断停止作业。（7）在打钻的同时，注意孔内返水、返渣状况，严禁打干眼。（8）临时停钻时，要将钻头退离一定安全距离，避免塌孔，停钻8h以上时应将钻杆提出来。（9）全部钻孔必须用水泥进行封堵，封孔深度不低于0.5m。（10）钻孔竣工后，当天内将钻孔验收单报送地测科。（11）钻孔施工次序为：1#→2#→3#。五、避灾路线避水灾路线：探水钻场→二采区轨道巷→北轨道巷→行人暗斜井→西绕道→副立井→地面避火灾、瓦斯路线：探水钻场→二采区轨道巷→北轨道巷→行人暗斜井→西绕道→副立井→