西复采区探放水钻孔设计.docx

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西复采区探放水钻孔设计

山西金星煤业有限公司

西复采区探放水钻孔设计

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西复采区探放水钻孔设计

一、设计依据及目的

本次探放水设计主要依据《煤矿防治水规定》及《煤矿安全规程》相关规定并结合井下生产实际情况设计，目的为坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”探放水原则，探明掘进巷道前方地质及水文地质情况，避免突发水害事故，保证巷道安全施工。

二、水文地质的情况及矿井充水水源

1、位置及概况

西复采区金星煤业西南部，其东部为1996年采空区，北部为西川向斜，南侧为集中运输下山；地表为东南上村西部，西复采区面积约1.4万平方米，储量约10万t。

2、水文地质情况

西复采区范围地面为耕地和沟壑，于东南上村西部，地表无明显水体。

根据水文补勘以及前期的资料结果来看，3#煤顶板裂隙水是西复采区直接充水水源，另外西复采区东、西侧均为较早时期的采空区，因此采空区积水将是该处的重要隐患；从前期资料、勘探结果及周围已掘进的巷道情况来看，预计该区域地质及水文地质条件中等，防治水主要隐患为老空区水。

三、煤层赋存特征

3号煤位于山西组中下部，上距下石盒子组底砂岩（K8）约30m左右，下距太原组K6灰岩20m左右，煤层平均厚度在6.01m，煤层稳定，顶板为黑色泥岩，局部为砂质泥岩；底部为粉砂质泥岩或泥岩，煤层结构单一，夹矸1—2层；煤层倾角在3～10°左右。

四、巷道布置及支护说明

1、巷道布置及开拓方式

西复采区主要巷道均沿3#煤层走向布置，主要有西复采区回风巷、西复采区主流浆巷等，上述巷道长度约180米。

2、支护设计

西复采区各阶段巷运输顺槽断面形状为梯形，巷道净断面为7.2㎡，宽为（上宽2.8米，下宽3.2米），高2.4米，支护方式为木支护，支护间距为1.0米，。

五、探水安全技术措施

1、根据“预报预测，有掘必探，先探后掘，先治后采”的原则，结合我矿的实际情况采取“探、防、堵、截、排”的措施。

为了探水施工的安全开展，制定本安全技术措施。

探水地点：

西复采区各巷道。

水源性质：

预计充水水源主要为煤层顶板砂岩裂隙水，、老空区积水。

2、钻机型号及配备设备。

井下探水钻机型号：

ZYJ-400/130架柱式液压回转钻机。

钻具配备：

Ф50mm钻杆90根（每根1m），液压泵1套，操作台1套，合金钻头2个。

3、探水前的准备工作

（1）钻机必须安装牢固，确保施工钻进时不退钻、不摆动，钻杆、钻头、开关等设备材料到位。

（2）在搬运安装回转钻机过程中，安装运输人员应轻拿轻放，避免设备因受力碰撞而受损。

（3）回转钻机的各种液压油管连接要牢固可靠，接头连接要准确防止液压油管连接断路，开机前要检查液压油箱表上的指示针，看其是否在规定的指示位置，确保钻机安全施工。

（4）每次开钻前，检查钻杆接头的牢固情况，严防脱钻事故的发生；钻杆要达到不堵塞、不弯曲、丝扣不磨损。

（5）在探水前，要对钻机附近10米范围内的巷道支护进行检查，发现巷道支护受损的及时处理并加强支护，并打好立柱和挡板。

（6）保持钻场有足够的安全空间，便于施工。

（7）清理巷道浮煤和矸石,挖好排水沟；清理巷道和撤退路线畅通；在打钻地点或其附近安设专用电话。

（8）探水队技术人员要亲临现场，依据设计，确定探水钻孔位置、方位，深度以及钻孔数目。

（9）为了防止在打钻过程中有毒有害气体的集聚，当班安全员、瓦斯员必须在探水地点监督安全和随时检查空气成分。

如果有害气体浓度超过《煤矿安全规程》第一百条规定时，必须立即停止钻进，切断电源，撤出人员，并报告矿调度室，及时处理。

六、排水设施及排水路线

西复采区配备两台台80D-30×9型水泵抽水，将水排至井底主水仓。

排水线路：

掘进迎头---西复采区水仓---主水仓---地面

七、探水钻孔设计

1、探水线起点的确定：

探水线起点设计为紧跟掘进工作面距离掘进工作面1米左右。

2、警戒线的确定：

沿探水线开孔位置外推30米。

3、允许掘进距离：

经探水证实无水害威胁，可安全掘进的距离：

探水中心钻孔深度减去30米。

4、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，布置的最外侧探水钻孔所控制的范围与巷道帮的距离取30米。

5、根据长治市煤炭工业局相关要求，超前距为30米。

八、钻孔参数的确定

1、，由于西复采区东西两侧均存在老空区，且可以观测到局部老空出水，因此参照《煤矿防治水规定》并结合我矿井下实际条件，每次探水钻孔布置5个孔，为防地层倾角突然变化探水孔也兼有探明地质构造的作用，如果遇到老空问题突出位置，适当增加探水钻孔数量。

2、钻孔直径：

65mm，钻孔深度据设计及现场实际情况决定。

3、钻孔沿巷道煤层倾向内呈扇形布置。

4、钻孔水平夹角：

1、5号钻孔与巷道中线水平夹角为28°；2号与巷道中线水平平行；3、4号孔与巷道中线水平夹角为20°。

由于该区域不存在较大的顶底板水患，因此探水钻孔均设计为顺层钻孔。

5、钻孔孔口要高于底板1.0米左右为宜，孔钻左右间距为0.3米。

6、每次施工钻孔倾角需根据煤层产状而进行适当调整。

7、在每次探水地点做好标记，并挂牌管理，每班必须记录清楚，悬挂于工作面明显位置。

8、附图：

煤层探水钻孔布置图。

九、探水施工中的技术要求：

　1、钻进时应准确判别煤、岩层厚度并记录换层深度。

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。

2、采用ZYJ400/130型矿用架柱式液压回转转机，岩石探放水钻，经安装合适，装上钻杆、钻头，接通电源、水源，方可开眼钻孔，在开孔时，工作压力不得超过14Mpa;停机时应可靠地关闭液压阀门，防止回转机构自动开启，尤其应严防液压推进机构自动伸展而造成人员伤亡事故。

严禁干打眼，严格执行先供水，后开钻、先停钻，后停水的方法。

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，以及有顶钻等异状时，必须停止钻进，但不得拔出钻杆，现场负责人员应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。

4、钻孔接近老空，预计可能有瓦斯或其他有害气体涌出时，必须有瓦斯员现场值班，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，并报告矿调度室及时处理。

　5、钻进中发现有害气体喷出时，应立即停止钻进、切断电源，将人员撤到有新鲜风流的地点。

立即报告矿调度室，采取措施。

　6、在探水孔施工中，遇到含水层、断层、陷落柱和积水区，应停止钻进，安好孔口装置后再继续钻进。

　7、遇高压水顶钻杆时，不可将钻杆拨出，立即汇报矿调度室，采取措施进行处理（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、探放断层水的探水孔终孔后，孔内有水应进行放水试验。

孔内无水时应选择一个孔进行压水试验，检验断层隔水性能；压力一般应略大于断层所承受的静水压力。

9、探放水过程中必须设专人经常对钻孔进行瓦斯检查，瓦斯浓度达到0.8%时停止打钻，达到1.2%时切断电源，撤出人员，严禁瓦斯超限作业。

10、探水地点必须安设专用电话。

十、避灾路线

西复采区集中运输下山井底车场

主斜井地面

十一、超前探水的安全措施：

　1、巷道中间不得有低洼积水段。

　2、巷道支护应牢固，顶、帮背实，无高吊棚脚，倾斜巷有撑杆，使巷道有较强的抗水流冲击能力。

3、受水威胁地区的施工人员必须学习掌握报警信号及避灾路线。

　4、探水巷道应加强出水征兆的观察，发现有挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板淋水加大、顶板来压、底板鼓起或产生裂隙出现掺水、水色发挥、有臭味等突水预兆时，一旦发现立即停止施工，采取措施，立即报告调度室，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。

5、在有突然大量涌水情况下探水时，应在探水工作面附近设临时防水闸门，防止高压水涌出。

6、探水人员必须按照批准的设计施工，未经审批单位允许，不得擅自改变设计。

7、本措施未尽事宜，严格按《煤矿安全规程》和《煤矿防治水规定》执行。

十二、钻机操作的安全措施：

1、探放水人员必须经过培训，学习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，要由班组长或有经验的工人担任，另一人跟前监护。

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、每次探水开钻前，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。

5、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，禁止干钻，避免损坏钻机和发生卡钻事故。

6、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。

7、钻机工作时严禁钻孔口附近站人，防治钻杆伤人。

8、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及时撤出该地点，并迅速向调度室汇报。

西复采区钻孔设计布置图