探放水设计及安全措施.docx

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探放水设计及安全措施

中强煤化福山煤业有限公司

探放水设计及安全技术措施

探放水设计及安全技术措施

为进一步落实公司有关防治水规定、制度及相关文件精神，切实做好我公司矿井的防治水工作，特编制了此探放水设计，为指导安全生产提供依据，在巷道掘进过程中我们坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则，采取防、堵、疏、排、截的综合治理措施，进一步搞好防治水工作，防止事故发生。

1、钻孔布置设计

探放水采用ZYJ—270/170架柱式回转钻机、ZYJ-680/200型液压架柱式回转钻机、ZQJC-150/2.8型气动架柱式回转钻机，探眼布置于煤头底板以上1.5m处，与工作面顶板保持平行，中间为1号探眼与煤壁垂直钻进不小于60m；左边角上为2号探眼，其与左帮保持230的夹角钻进，钻眼长度不小于65m；右边角上为3号探眼，其与右帮保持230的夹角钻进，钻眼长度不小于65m；上、下两边各为4、5号探眼，其与巷道腰线保持230的夹角钻进，钻眼长度不小于65m。

钻孔终孔位置保持25m的间距。

每钻探60m，只允许掘进30m，使掘进工作面的正前方时刻处于30m的安全距离以内，确保安全掘进。

附：

探眼布置三视图

2、钻机钻孔安全技术措施

[1]、工作人员入井前应对随身携带的工具进行检查，工具不全或损坏禁止入井，到达工作面作业前对探放水设备及相关材料进行检查，设备材料缺失，严禁作业。

[2]、装、运、卸设备、用具、材料要捆绑牢固，注意过往车辆及行人安全，防止碰伤人员或损坏设备用具。

[3]、检查并加固钻探工作面及附近的巷道支护，熟悉避灾路线，搞好文明施工，巷道内的浮矸杂物要清理干净，保持工作地点退路畅通。

[4]、电器设备必须符合防爆要求，开关放置平稳，电缆吊挂整齐。

[5]、钻机控制开关要设专用开关、专用电缆，并标注名称，非探放水作业人员同意不得随意操作电器设备，避免造成事故。

[6]、每次开钻前必须重新检查设备、用具、电器的稳固、完好、绝缘程度，试运转一切正常后开钻。

[7]、开钻后，其它钻探人员要与操作员密切配合，钻机未停稳前不得装卸钻杆，在没有得到装卸钻杆人员的同意前不得开动钻机。

[8]、所有钻探施工人员必须认真学习本措施，穿着要整齐扎紧领口、袖口、裤口、衣襟，严禁带手套，避免旋转的钻杆绞住衣服，发生事故。

[9]、钻进中，注意观察钻机的运转情况及各紧固件的牢固情况等，发现问题立即停机，待处理完善后才可继续钻进。

[10]、严格按施工顺序施工，上一工序没有完成不得进行下一工序施工。

[11]、在钻探时，如发现异常情况，要立即停止钻进并立即向调度室汇报。

[12]、钻探地点应配有专职瓦斯员，跟班随时检查作业地点瓦斯情况。

做好记录，当瓦斯浓度达到1%时，应立即通知司机停止钻进，查明原因，待处理后瓦斯浓度降至规定范围内方可继续作业。

[13]、钻探过程中，严格按《钻机操作规程》、《探水工岗位责任制》执行，并要注意以下几个方面：

①要坚守岗位，注意钻机的运转情况，发现异常响声应立即停钻，查明原因并处理好后再行钻进。

②要结合进返煤量、煤岩的软硬等因素确定适合的钻进速度和给进压力，均匀钻进，减少迂回钻具次数，防止卡钻。

③当钻进或穿过煤层进入岩石时，放慢钻进速度，以便查明工作面到岩层的准确距离。

必须做好钻进或穿过煤层时钻孔进尺记录。

同时观测钻孔内的水和各种气体成份及压力情况。

④钻进时，发现煤岩变软、水量增大、顶钻或有瓦斯突出征兆及其它异常情况时，必须立即停钻，切断电源，记录孔深，不得移动或拔出钻杆，必须先固定好钻杆后，立即向调度室汇报，听候处理。

⑤钻探过程中，必须做好记录，数据要清楚、准确。

在工作面进行了交接班。

接班后，重新核实上班全长及残尺，保障30m的安全距离。

⑥技术员应及时审查原始记录，整理好归档备案。

3、探水安全措施

[1]、探水前应加固探水地点附近的巷道支护，背好顶帮，在工作面煤头打好坚固的立柱，清理巷道杂物，保证退路畅通。

在打钻点附近安设传话器，随时与电话安装地点负责人联系，并让其向调度室汇报，并与受水灾威胁的相邻地点有信号联系，一旦有危险立即通知有关人员撤离危险区。

[2]、认真检查排水系统，保持完好状态。

清理巷道、水沟。

在预计水压较大时，必须先安好孔口管和控制阀门。

孔口管与孔壁之间，必须用水泥浆固定，并进行耐压实验，达到能承受预计压力后方可继续钻进。

在水量小，水压不大的地区，可不设孔口管，积水通过钻孔直接流出。

[3]、钻进时，应注意钻孔情况，如发现煤岩松软，片邦、来压或钻孔中水压水量突然增大，以及有卡钻、顶钻等异状时，必须停止钻进，进行检查，查明原因，并报告调度室。

严禁将钻杆拔出。

发现危险时，应立即撤出所有受威胁区域的人员，报告调度室然后采取措施进行处理。

[4]、预计可能有瓦斯或其它有害气体涌出时，必须有瓦斯检查员现场跟班，检查空气成分，如果瓦斯或其它有害气体超过允许浓度时，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。

[5]、透水前的预兆：

①煤壁“挂红”。

这是因为矿井水中含有铁的氧化物，渗透到工作面呈暗红色水锈。

②煤壁“挂汗”。

采掘工作面接近积水时，水由于压力渗透到采掘工作面形成水珠，特别是新鲜切面潮湿明显。

③空气变冷。

采掘工作面接近积水时，气温骤然降低，煤壁发凉，人一进去就有阴凉感觉，时间越长越明显。

④出现雾气。

当巷道内温度较高，积水渗透煤壁后，引起蒸发形成雾气。

⑤水叫。

井下高压水向煤（岩）裂隙强烈挤压，两壁摩擦而发出“嘶嘶”水叫声，这种现象说明即将突水。

⑥顶板鼓起。

这是底板受承压水（或积水区）作用的结果。

⑦水色发浑。

断层水和冲击水常出现淤泥、砂、水混浊，多为黄色。

⑧出现臭味。

老窑水一般可闻到臭鸡蛋味，这是因为老窑中有害气体增加所致。

⑨顶板淋水加大。

这是因为顶板裂隙加大，积水渗透到顶板上。

⑩片帮冒顶。

这是由于顶板受承压水层（或积水区）作用的结果。

[6]、备用材料：

木塞9个、沙袋20袋、木料10根、木板15块、长布条30米及使用工具。

[7]、其它未尽事宜严格按《煤矿防治水规定》执行。

巷道内低洼积水处，在非行人侧掘出水泵窝，并配备潜水泵进行排水。

“长探短掘”，即探60米，只允许掘进30米，留30米的超前安全距离。

4、探老空措施

探放老空水前，首先要分析查明老空水体的空间位置、积水量和水压。

老空积水区高于探放水点位置时，只准打钻孔探放水。

探放水时，必须撤出探放水点以下部位受水害威胁区域内的所有人员。

探放水孔必须打中老空水体，严禁利用钻孔直接放水，应加设套管和阀门，做到有控制的放水。

并要监视放水全过程，核对放水量，直到老空水放完为止。

钻孔接近老空，预计可能有瓦斯或其他有害气体涌出时，必须有瓦斯检查工或矿山救护队员在现场值班，检查空气成分。

如果瓦斯或其他有害气体浓度超过《煤矿安全规程》规定时，必须立即停止钻进，切断电源，撤出人员，并报告矿调度定，及时处理。

钻孔放水前，必须估计积水量，根椐矿井排水能力和水仓容量，控制放水流量：

放水时，必须设专人监测钻孔出水情况，测定水量、水压，并做好记录。

若水量突然变化，必须立即查明原因进行处理，并立即报告矿调度室。

5、主要含水层分布及特征

依据地质报告内勘探区内地表出露地层及钻孔揭露的主要地层，自下而上可划分为下古生界奥陶系、上古生界石炭系、二叠系及新生界第四系。

现按其岩性、岩石的孔隙和裂隙发育程度及含水层水理性质等特点，将其划分出以下含水层。

（1）奥陶系岩溶裂隙含水层（O2）

奥陶系地层在本勘探区地表未见出露，它是石炭系煤系地层的基底。

根据已施工的10个勘探钻孔，其中有8个钻孔揭露了奥陶系灰岩顶界面，顶界埋藏深度在336.68~546.45m之间。

其中补1号钻孔为探岩溶孔，终孔深度537.35m，揭露奥陶系地层厚度200.67m，终孔层位为马家沟组。

ZK5号钻孔为水文地质钻孔，终孔深度651.39m，揭露奥陶系地层厚度207.89m，终孔层位马家沟组。

该层段上部峰峰组厚度约71.92m，岩性以灰、深灰色石灰岩、泥灰岩及角砾状灰岩为主，岩溶裂隙不甚发育，局部地段岩芯破碎可见裂隙及小溶洞，均已被次生方解石晶体和泥质物充填。

据钻孔简易水文观测资料，在钻进到该区段时，冲洗浆液消耗量均未发现明显增大现象，为一富水性极弱的含水层。

下部马家沟组岩性以以灰白、深灰色石灰岩、泥灰岩夹及石膏组成，岩芯可见岩溶裂隙或小溶洞较，溶洞直径在2~12mm之间。

据补1、ZK5号钻孔在钻进过程中，补1号钻孔在孔深443.9m处发现严重漏水而不返水，经对奥陶系灰岩上部止水后，进行了水位观测，水位埋深为303.53m，静止水位标高为601.98m。

ZK5号钻孔在孔深519.36~524.57m之间，耗水量增大，当钻进至孔深587.50m处发生严重漏水不返水。

按设计书要求，本孔要对奥陶系灰岩岩溶含水层进行抽水试验。

由于该钻孔奥陶系灰岩岩溶地下水位埋藏较深（450.45m），进行抽水试验时难度较大。

经于矿方技术负责及现场监理工程师共同协商，同意对该含水层在现有机械能力的情况下，进行一次最大降深的注水试验。

据注水试验成果，水位埋藏深度为450.45m，静止水位标高为606.46m，渗透系数0.7476m/d，单位涌水量0.5317L/s.m，为一中等富水性含水层。

地下水质类型为HCO3·SO4—Ca·Na型水，矿化度为416mg/L，总硬度为400.32mg/L（CaCO3），PH值为7.4。

（2）石炭系太原组砂岩含水及碳酸盐岩溶裂隙含水层（C3t）

本组地层在勘探区内未见出露，岩性以砂岩和砂质泥岩互层为主，夹多层燧石条带灰岩及煤层，埋深在244.79~455.36m之下，揭露地层厚度为82.74~93.40m，平均厚度88.04m。

据已施工的10个钻孔中，其中8个钻孔揭露了该地层，主要含水岩性为K2、K3、K4灰岩和中厚层砂岩。

全区范围内K2、K3、K4灰岩和砂岩分布稳定，平均厚度分别为10.8m、4.05m、4.08m和15.07m，含水岩性总厚度为34.00m。

从钻孔岩芯描述可以看出，K2、K3灰岩岩溶裂隙或小溶洞较发育，局部地段岩芯破碎。

据简易水文观测资料分析，大部分钻孔在K2灰岩段耗水增大，其中ZK1号钻孔从孔深450.75m开始耗水量增大，在孔深456.00m（K2）处冲洗浆液全部漏失，冲洗浆液最大消耗量为3m3/h。

ZK4号钻孔在孔深452.00~467.00m（K2、K3）冲洗浆液消耗量增大，消耗量在0.3~1.3m3/h之间，其它钻孔冲洗浆液消耗量一般在0.06~0.3m3/h之间。

据ZK5号水文钻孔对太原组含水层抽水试验成果，水位埋深413.65m，静止水位标高643.26m，渗透系数0.0041m/d，单位涌水量0.002224L/s.m，为一弱富水性含水层。

地下水质类型为HCO3—Na型水，矿化度690mg/L，总硬度39.50mg/L（CaCO2计），PH值为7.94。

（3）二叠系山西组砂岩裂隙含水层（P1s）

本组地层在勘探区内地表未见出露，岩性以灰白色砂岩、灰色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩夹煤层等组成，埋深在192.17~407.22m之下，地层厚度为42.62~52.62m，平均厚度为47.60m。

主要含水岩性为中厚层状砂岩，砂岩平均厚度为13.35，约占本组厚度的28.26%。

据简易水文观测资料，ZK1号钻孔在孔深370.0~377.0m岩性为中粒砂岩段冲洗浆液消耗量增大，消耗量在0.5~1.1m3/h之间，ZK4号钻孔孔深361.00~364.14m岩性为粗粒砂岩段冲洗浆液消耗量增大，消耗量在0.3~3m3/h之间。

其它钻孔在本组冲洗浆液消耗量均小于0.2m3/h，说明本组地层砂岩层段局部裂隙较发育。

据ZK5号水文钻孔对山西组含水层抽水试验成果，水位埋深为356.87m，静止水位标高为700.04m，渗透系数为0.0066m/d，单位涌水量为0.00108L/s.m，为一弱富水性含水层，水质类型为HCO3-Na型水，矿化度736mg/L,总硬度22.81mg/L（CaCO3计），PH值为8.55。

（4）二叠系上、下石盒子砂岩裂隙含水层（P1x~P2s）

该组地层在区内的沟谷中分布较为广泛，岩性以紫红、灰色泥岩、砂质泥岩为主，其次为黄绿、灰绿、灰白色粗、中、细粒砂岩，其中砂岩裂隙中含水。

钻孔揭露该组地层埋藏深度在5.00~54.00m之下，地层厚度为184.17~403.22m，平均厚度291.32m。

浅部风化裂隙发育，风化壳厚度约为30~40m。

据区域水文地质资料，山西组、下石盒子组含水层混合抽水试验，含水层水位埋深16.82~103.50m，水位标高767.40~777.60m，渗透系数0.0317~0.1305m/d，单位涌水量0.04929L/s.m，为一弱富水性含水层。

水质类型为HCO3·SO4—Na型水，矿化度1.008g/L，总硬度14.6mg/L（CaCO3计）。

（5）第四系松散岩孔隙含水层（Q2+3）

主要分布于勘探区山梁及山坡一带，岩性为黄色粉土、棕黄、棕红色粉质粘土夹多层古土壤条带及钙质结核层，不整合覆盖于二叠系地层之上，厚度0~54m，一般不含水，仅在局部地形、地貌有利地段形成上层滞水含水层，但一般含水量极弱。

5、检查验收

由当班安全员或跟班领导根据现场钻探记录单的内容进行验收，并在记录单上签字。

钻探人员下班后将钻探原始记录单交到探水队办公室，由探水队根据其内容填写探放水报表，报总工程师审批，由探水队存档。