155mK13北运输岩巷掘进工作面探放水设计1课件.docx
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155mK13北运输岩巷掘进工作面探放水设计1课件
大竹县西河芋子沟煤矿
项目名称：
+155mK13北运输岩巷
探
放
水
设
计
批准日期：
年月日
目录
1前言3
2编制依据4
3编制的主要原则及指导思想4
4探放水的掘进工作面及周围水文地质条件、水害类型、涌水量、涌水通道及水压预计4
5探放水巷道的开拓方向、规格、支护方式及坡度5
6探水线的确定5
7探放水钻孔布置及参数5
8探放水钻孔孔口安全装置及耐压要求7
9探放水施工与掘进工作的安全规定9
10受水威胁地区信号联系和避灾路线14
11通风措施及瓦斯检查制度15
12防排水设施的安排16
13水情及避灾联系汇报制度和灾害应急处理措施16
1前言
大竹县西河芋子沟煤矿155mK13北运输岩巷掘进工作面位于上统须家河组第七段（T3xj7）地层，该巷道沿K14煤层底板布置，施工巷道区域有直接充水影响的含水层分别是：
须家河组第七段（T3xj7），其中一三亚段岩性为灰色薄层状泥岩、粉砂质泥岩，含煤数层，可视为相对隔水层。
二亚段为砂岩段，含有一定的孔隙及裂隙水，因上下有泥岩和粉砂质泥岩及煤层相隔，其补给条件差，富水性差，视为隔水层。
第六段（T3xj6）岩性为灰白色厚层状细粒砂岩和中粒砂岩，泥质胶结，结构较疏松。
上、下部夹薄层透镜状泥岩和粉砂质泥岩，局部含煤包体和泥质包体，近底部含较多砾石，一般厚100米。
该段岩石颗粒较粗，结构较疏松，储水空间大，富水性中等，是矿区主要含水层之一。
第五段（T3xj5）为区内主要含煤地层之一，按岩性组合分为三个亚段，其中一、三亚段以灰～深灰色泥岩和粉砂质泥岩为主，含煤5～10层，二亚段为砂岩段，岩性为灰色细粒砂岩。
全段一般厚60米左右。
该段富水性弱，仅第二亚段砂岩含有一定的孔隙及裂隙水，因上下有泥岩和粉砂质泥岩相隔，其补给条件差，视为隔水层。
第四段（T3xj4）该段岩性为灰白～浅灰色厚层状中粒砂岩，下部夹透镜状砾岩1～2层。
一般厚105米。
该段地层厚度大，岩性单一，颗度较粗，孔隙、裂隙发育，富水性中等，是区内主要含水层之一。
第二段（T3xj2）中粒砂岩裂隙含水层和雷口坡组（T2l）灰岩岩溶含水层。
这些含水层岩体致密，节理、裂隙不发育，富水性较弱。
当巷道施工爆破时，这些间接含水层砂岩水通过裂隙灌入巷道，涌水量会加大，甚至可能有突水的情况。
为防止砂岩水通过导水裂隙水突然涌入井巷造成透水事故，确保施工安全，根据《煤矿安全规程》及《煤矿防治水规定》等有关规定，特编制《大竹县西河芋子沟煤矿155mK13北运输岩巷掘进工作面探放水设计》。
2编制依据
2.1《煤矿安全规程》2011年版；
2.2《煤矿防治水规定》；
2.3《井下探放水技术规范》；
2.4《大竹县西河芋子沟煤矿+155m水平延深工程初步设计》及
及《安全专篇》；
2.5大竹县西河芋子沟煤矿+155mK13北运输岩巷作业规程；
2.6施工中收集的水文地质资料。
3编制的主要原则及指导思想
3.1坚持“安全第一，预防为主，综合治理”的安全生产方针；
3.2坚持“预测预报，有疑必探，先探后掘”的探放水原则；以国家颁布的《煤矿安全规程》、《煤矿防治水规定》、《井下探放水技术规范》等规程、规定及规范为依据，采取“防、堵、疏、排、截”的综合防治水措施，消除隐患，防止透水事故发生，确保施工安全。
4探放水的掘进工作面及周围水文地质条件、水害类型、涌水量、涌水通道及水压预计
4.1水文地质条件及水害类型
根据矿井地质资料，该施工巷道工作面及周围的水文地质条件中等，无大的断层等构造；掘进岩石位于须家河组第七段（T3xj7）第二亚段为砂岩段，含有一定的孔隙及裂隙水，因上下有泥岩和粉砂质泥岩及煤层相隔，其补给条件差，富水性差，视为隔水层。
含水层类型为须家河组第六段（T3xj6）砂岩含水层，地层岩性主要为中粒砂岩，含水量较大，通过导水裂隙向井巷充水，掘进工作面水害类型主要为砂岩裂隙水。
4.2涌水通道、涌水量及水压预计
根据矿井原开拓巷道施工情况，掘进工作面涌水主要通过岩层中导水裂隙涌入巷道，涌水量不大，经测定1.0～3.0m3/h。
矿井地质资料中无水头压力值等相关参数，根据原开拓巷道揭穿裂隙水情况，涌入工作面的砂岩裂隙水具有一定水头压力，但压力不大，预计水头压力＜1.0MPa。
5探放水巷道的开拓方向、规格、支护方式及坡度
5.1探放水巷道的开拓方向
该巷道布置在距K13煤层底板15m的砂岩中，沿岩层走向开拓。
5.2探放水巷道的规格及支护方式
该巷道为三心拱形状，巷道规格为：
净宽2.6m,净高2.6m，断面积6.28㎡，巷道采用锚杆支护。
5.3巷道坡度及巷道内的水沟断面
该巷道坡度4‰。
巷道内的水沟尺寸为：
400mm×300mm，净断面0.12m2。
6探水线的确定
探水线即探水孔的起点位置。
根据掘进工作面水害类型主要为砂岩裂隙水，探水工作按离可疑水源10.7m以外开始打探水钻。
7探放水钻孔布置及参数
7.1探水钻孔超前距离
探水钻孔的终端位置必须超前掘进工作面一定距离，巷道允许掘进的终端位置与钻孔终端之间的距离称之为探水钻孔的超前距离。
该巷道沿岩层探放含水层，水压＜1.0MPa，探水钻孔超前水平距离取10.7m。
岩层中探水钻孔超前距和止水套管长度
水压（MPa）
钻孔超前距（m）
止水套管长度（m）
备注
＜1.0
＞10
＞5
1.0～2.0
＞15
＞10
2.0～3.0
＞20
＞15
＞3.0
＞25
＞20
7.2探放水钻孔布置方向及形状
为预防裂隙水从工作面前方或上部、左右两帮突然涌水，因此探放水钻孔应布置在掘进工作面正前方的中心和上帮以及左右两帮；探放水钻孔在水平面上布置呈扇形，在竖直面上布置呈扇形。
7.3探放水钻孔组数及个数
根据巷道断面规格及形状，第一组探放水钻孔布置在巷道中心水平面上：
1个中心孔（0），左右两帮孔（2#、3#孔），顶孔（4#孔、5#孔），详见平面图。
第二组探放水钻孔布置在巷道中心垂直面上，孔数、顶底距一样。
7.4探放水钻孔角度
7.5探放水钻孔角度分别为：
中心孔（1#孔）0°，左右两帮孔（2#、3#孔）与巷道中心线夹角6°，顶孔（4#孔、5#孔）仰角8°。
7.6探放水钻孔深度和允许掘进距离
探放水钻孔深度取50m（中间孔），达到探水终孔线。
探放水钻孔终孔孔径φ50mm，允许掘进距离39.3m，即达到允许掘进线时必须再次按照设计探水，依次进行。
水平面和垂直面钻孔参数
组号
孔号
孔名
俯仰角
（°）
水平偏角
（°）
孔深
（m）
帮距或顶底距
（m）
第一组
2#
左帮孔
0
6
50.291
3#
右帮孔
0
6
50.291
1#
中心孔
0
0
50
垂直于碛头
4#
一顶孔
8
6
51.132
5#
二顶孔
8
6
51.132
8探放水钻孔孔口安全装置及耐压要求
探放水钻孔应安设孔口安全装置。
孔口安全装置由止水套管、泄水测压三通、孔口水门和钻杆逆止阀（必要时安装）等组成。
8.1止水套管的安装与固定
选择岩层坚硬完整地段开孔，孔径应大于止水套管直径1～2级，钻至预定深度后，将孔内冲洗干净。
注浆使止水套管（管周围应焊扶正肋骨片）与孔壁间充满水泥浆。
待止水套管周围水泥浆凝固后扫孔，扫孔深度应超过止水套管长度0.5m。
止水套管插入孔内长度，取5.2m。
节理裂隙发育，岩石松软或破碎，无条件另选放水地点时，应注浆加固后，再安设止水套管。
8.2止水套管的耐压要求
扫孔后对止水套管必须进行耐压试验。
试验压力应大于预计水压并稳定30min后，止水套管周围不漏水时，方可钻进。
9探放水施工与掘进工作的安全规定
9.1探放水施工
9.1.1探放水设备
选用2台ZY-760（R）型全液压钻机
9.1.2探水钻机安装规定
1、安装钻机地点与积水区间距小于探水规定的超前距离，或有突水征兆时，应在采取加固措施或用水闸墙封闭后，另找安全地点探放水。
2、加强钻孔附近的巷道支护，并在工作面迎头打好坚固立柱和挡板；钻场巷道支护要符合质量要求，禁止有空帮、空顶现象。
要有专人对钻场附近的巷道进行检查维护，避免发生冒顶事故。
3、清理巷道，挖好排水沟，保持水流畅通；探水钻孔位于巷道低洼处时，必须配备与探放水相适应的排水设备。
4、清理巷道并挂好风筒、电缆、管道等。
5、测量和探放水人员必须亲临现场，依据设计，确定主要探水孔的位置、方位、角度、深度以及钻孔数目。
6、安装钻机人员，要互相配合好，防止钻机反倒伤人和挤伤手脚事故发生。
7、钻场在稳钻前，应清净浮矸；钻机安装必须平稳牢固，底座垫上底木梁，钻机稳固在底木梁上，四角要打好四根立柱，并用铁丝联在一起，将钻机稳定牢固后，方准开钻。
8、安好钻机接电时，要严格执行停送电制度。
9、钻具应统一放在钻场内，禁止在巷道内乱放。
9.1.3钻机操作的安全措施
1、钻工上岗前，必须经过培训合格，掌握操作技能和作业规程，并持证上岗。
2、钻孔必须严格按设计的方位、角度、深度施工，严禁私自变更钻孔参数。
3、操作钻机人员，要由专职探放水工担任，另安排一名班组长或有经验的工人跟班监护。
钻机操作按扭应设在距司机工作处不超过0.5m的地方,确保能及时停送电。
4、每班开钻前，电工必须对钻机检查维修，保证钻机完好，设备不失爆，并做到风电闭锁；
5、在检查维修后，钻机要先试正、反转。
钻机开始运转后，任何人不准触摸钻杆及机器旋转部位，防止钻机绞人。
6、打钻时，要先给钻机上水，钻孔中水流出后，在进行开钻，严禁干钻。
7、操作钻机要严格执行操作规程。
在钻进中，掌握好钻进速度，压力要适当，注意孔内水循环，避免损坏钻机和发生卡钻事故。
8、打钻过程中，要严格执行现场交接班制度，现场交清孔内情况和钻机运转情况。
钻孔当班一次不能施工结束，必须将钻杆全部退出，防止卡钻。
9、钻孔透水后，要详细观测和记录水情变化。
起钻时，工作人员禁止站在钻杆的正后方向。
钻杆全部取出后，立即关闭阀门，并向调度室汇报透水情况。
9.1.4探水施工中的技术要求
1、探水工作，跟班班长必须现场指挥，发现异常及时汇报处理。
2、开钻后，要填好钻孔施工记录，施工记录包括深度、岩性、换层深度、见水深度、水量、瓦斯涌出量等。
一般每钻进10m或更换钻具时，测量一次钻杆并核实孔深，终孔前再复核一次。
3、钻进时，发现煤岩松软、片帮、来压或孔中的水压、水量突然增大，以及有顶钻等现象时，必须立即停钻，记录其孔深并同时将钻杆固定，不得拔出钻杆；现场负责人应当立即向调度室汇报，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区域的人员到安全地点，然后采取措施，进行处理。
4、钻进中发现有害气体涌出时，应立即停止钻进、切断电源，将人员撤到安全地点。
立即报告调度室，及时进行处理。
5、钻孔内水压过大或喷高压水时，应采用反压和防喷装置的方法钻进，应有防止孔口管和煤（岩）壁突然鼓出的措施。
6、在探水孔施工中，见到含水层和积水区之前，应停止钻进，安好水门后再继续钻进。
7、遇高压水顶钻杆时，可用立轴卡瓦和逆止阀交替控制钻杆，使其慢慢地顶出孔口，操作时禁止人员直对钻杆站立。
8、探水钻孔深度不到5m即穿透积水区时，所有受水威胁地区人员必须全部撤出，并报告调度室，等待指示后行动。
9、一个钻孔施工结束，无水涌出时，必须用黄泥将眼口封堵，防止瓦斯涌出造成瓦斯积聚或超限。
9.1.5放水及技术要求
1、放水方式
根据水源类型，主要为砂岩水，利用钻孔放水。
2、放水的技术要求
1）必须设专人监视放水全过程，并携带报警仪，当出现有毒有害气体超限时，必须立即采取措施处理，并向调度室领导汇报。
2）放水前，应进行水量、水压和岩层透水试验。
如发现管壁漏水和放水效果不好等应及时处理。
3）应事先规定人员的撤退路线，要保证路线畅通，沿途应有良好的照明。
4）背紧工作面，在挡板外面加设顶柱或木垛，必要时还应在围岩稳固地点砌筑防水墙，之后方可放水。
5）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。
根据矿井排水能力，确定放水顺序和控制放水孔的流量或调整排水能力，并清理水沟等。
6）探到水源后，水量不大时，可利用探水钻孔放水；水量较大时，需要另打放水钻孔，放水钻孔直径一般为50～75mm，孔深50m。
7）放水过程中要随时注意水量大小、水量变化、水量变化时间、出水的清浊及杂质、有无有害气体涌出及特殊声响等，同时做好记录和认真进行交接班，出班后及时向调度室汇报，以便分析水量情况。
8）放水过程中，遇紧急情况，马上发出警报撤出受水威胁地点人员。
9）放水结束后，应立即核算放水量与预计积水量的误差，查明原因。
9.2探放水与掘进工作的安全措施
1、探水的巷道，中间不得有低洼积水段。
2、在探放水施工过程中必须撤出巷道内与探放水工作无关的其它设备设施，停止巷道内掘进、支护等一切施工作业。
3、探水巷必须在探水钻孔有效控制范围内掘进，探水孔的孔深、超前距离、角度等应符合设计要求。
每次探水后、掘进前，应在起点处设置标志，并建立挂牌制度。
4、巷道支护应牢固，顶、帮背实，无高吊棚脚，使巷道有较强的抗水流冲击能力。
5、探放水地点必须安设电话和报警装置。
6、必须向受水威胁地区的施工人员贯彻、交待报警信号及避灾路线。
7、探水巷道应加强透水征兆的观察，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。
透水征兆有：
1）工作面温度降低，人感觉发凉；
2）空气潮湿，湿度增大；
3）巷壁出现“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、巷壁片帮、顶板冒落、底鼓等现象；
6）淋水、涌水增大等异常现象。
8、钻孔施工过程中，预计可能有瓦斯或其他有害气体涌出时，必须有瓦斯检查员在现场值班，检查空气成分。
如果瓦斯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，并报告调度室，采取措施，进行处理。
9、放水工作应尽量避免在雨季进行。
10、探放水人员必须按照批准的探放水设计施工，未经公司技术部门及总工程师允许，不得擅自改变设计。
10受水威胁地区信号联系和避灾路线
10.1受水威胁地区信号联系
探水地点与其相邻地区的工作地点必须保持信号联系，安设专用电话（本安型电子电话），并与地面调度室等部门通讯连通，一旦突水发生，立即通知受水害威胁地区的工作人员撤离危险地点。
10.2避灾路线
发生危急情况或透水时，人员的避灾路线为：
155m全岩运输巷掘进工作面→+155m车场→155m-240m架空人车巷→240m-320m架空人车巷→320m-414m架空人车巷→+414m主平硐→地面。
11通风措施及瓦斯检查制度
11.1通风措施
1、探放水全过程中，必须保持主要通风机及该掘进工作面局部通风机连续正常运转，不得停风。
2、该掘进工作面局部通风机和启动装置安装在运输石门的进风流中。
3、局部通风机必须安装在专用台架上，离地高度不小于0.3m。
4、局部通风机必须指定人员负责管理,任何人不得随意停开局部通风机，以保证其正常运转。
5、局部通风机必须安设风电闭锁、瓦斯电闭锁装置。
6、探放水地点，无论工作或交接班时，不得停风；因检修、停电等原因停风时，必须撤出人员，切断电源，设置警戒。
7、风筒与局部通风机用风筒过渡节直接与软质风筒连接，风筒间采用双反边连接，风筒吊挂平直、逢环必挂、接头严密不漏风、无破口、拐弯处设弯头或缓慢拐弯，异径风筒接头用过渡节，不准花接。
8、风筒必须接至探放水地点，并保证足够的风量，保证巷道正常通风。
11.2瓦斯检查制度
1、打钻时，班组长必须携带便携式瓦斯报警仪，并悬挂在钻机上方，加强瓦斯检查，严禁瓦斯超限作业。
2、钻孔施工及放水期间，必须有专职瓦斯检查员在现场值班，随时检查钻孔、钻场附近空气成分，若瓦斯浓度达到1%，二氧化碳浓度超过1.5%，其它有害气体浓度超过规定时，应立即通知停止施工，切断电源，撤出人员，并报告调度室，及时处理并达到正常后方可正常作业。
12防排水设施的安排
12.1防水闸门、防水墙
本巷道水害类型主要为砂岩裂隙水，水害威胁程度不大，暂不考虑设置防水闸门、防水墙。
12.2水沟及排水能力安排
矿井采用平硐-暗斜井综合开拓方式，各水平巷道均设置有排水沟，工作面涌水经各工作面运输平巷水沟自流至155m水平水仓，然后由+155m水平水泵房排至+240m水平水泵房再排至+414m水平主平硐自流出井外。
排水路线：
工作面涌水（自流）→+155m水平水仓（泵房）→+240m水平水仓（泵房）→+414m水平主平硐→地面。
13水情及避灾联系汇报制度和灾害应急处理措施
13.1水情及避灾联系汇报制度
1、探水地点与其相邻地区的工作地点必须保持信号联系，安设专用电话，并与地面调度室等部门通讯直通，一旦突水发生，立即通知受水害威胁地区的工作人员撤离危险地点。
2、探放水钻孔施工时，发现煤岩松软、片帮、来压或孔中的水压、水量突然增大，以及有顶钻等现象时，必须立即停钻，不得拔出钻杆；现场负责人应当立即向调度室汇报，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区域的人员到安全地点，然后采取措施，进行处理。
3、打钻出水后，若水量较大，威胁到巷道内人员安全时，要通知巷道内所有人员和受威胁的其他人员，一并撤出，并迅速向调度室汇报。
4、钻孔施工过程中，如果瓦斯或其他有害气体浓度超过《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，并报告调度室。
5、钻孔透水后，要详细观测和记录水情变化，并向调度室汇报透水情况。
6、放水时，必须选派专人监测钻孔出水情况，测定水量、水压，做好记录。
若遇到水量突然变换，必须及时处理，并立即报告调度室。
13.2灾害应急处理措施
1、发生灾害时的行动原则及应急处理措施
井下发生透水事故时，现场人员应立即发出警报通知灾区人员和受水威胁区域人员撤至安全地点，并报告调度室，同时尽可能就地取材迅速堵住出水点，防止事故继续扩大；如情况危急，水势较大，现场人员应按照规定的避灾路线撤退，以最短的路程和最快的速度由危险地区撤至地面安全地点；当有硫化氢和其它有害气体逸出时，应防止中毒。
调度室接到透水报告时，应立即通知应急救援指挥部，同时根据事故地点和可能波及的地区，通知有关人员撤离危险区域；并积极组织力量抢险救灾，营救被困人员。
抢救人员时应搞清水量，水流流动路线，被困人员及位置，注意防止二次透水。
防止被困人员地点瓦斯积聚，及时疏通或强行排出被困人员所在地点的积水、淤泥。
发生透水事故时，矿长必须现场指挥，发现异常及时进行处理。
2、恢复被淹井巷的方法及安全措施
1）在恢复被淹井巷前必须对水源、水量及涌水通道进行周密的调查研究，然后采取措施进行恢复工作。
2）恢复方法
（1）直接排干法：
对水量不大或水源有限与其它水源无通道联系时，可通过加大排水能力的方法，直接排干被淹井巷。
（2）先堵后排法：
若涌水量特别大，单纯采用排水方法无法恢复时，则可堵住涌水通道、截断水源，再进行排水。
3）在整个恢复工作期间，必须十分注意通风工作。
应事先准备好局部通风机，随着排水工作的进行，逐段排除有害气体。
4）在恢复过程中，必须加强瓦斯等有害气体检查，巷道内人员必须佩带自救器，防止窒息事故。
5）恢复井巷时，必须注意防止冒顶、片帮等事故。
6）严禁在巷道内或井口附近使用明火，防止井下瓦斯等有害气体大量涌出时发生爆炸事故。
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