超前探水施工方案.docx

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超前探水施工方案

附图1探水孔布置图

一、编制依据、原则

1、编制依据

1.1、国家相关法律法规对非煤矿山超前探水的要求；

1.2、《金属非金属矿山安全规程》（GB16423-2006）6.6.3条关于井下防水的相关要求；

1.3、《井下探放水技术规范》（MT/T632-1996）；

1.4、中铝贵州分公司燕垅井下二期开采工程施工图；

2、编制原则

在施工组织设计的编制中始终按照技术可靠、措施得力、确保安全的原则确定施工方案。

二、编制原因、目的

巷道穿过地层溶洞、裂隙发育，地质条件复杂，特别是穿过断层破碎带造成涌水的可能性大，水灾是井巷施工的一大安全隐患，为此我单位结合规范要求及“有疑必探，先探后掘”的原则编制探放水施工方案。

通过方案的实施来探放水及探明不良地层，指导施工，确保不发生突水和涌水涌沙及造成财产损失及人员伤亡。

三、工程概述及地理位置

中铝贵州分公司燕垅矿井下二期开采工程，包含地面工程和坑内开采工程。

燕垅矿区位于贵州省清镇市北西方向，直距约30km。

行政区划属清镇市卫城镇管辖。

四、水文地质情况

燕龙矿区F8断层由南往北纵贯全区，大致沿走向将矿层切割成两个矿段，上盘为老虎石矿段——倒转单斜，下盘为老寨矿段——倒转背斜。

地表出露地层岩性大部分为碳酸盐岩层，形成起伏不大的岩溶丘陵地形。

最高峰为马鞍山，标高1411.4m，最低为燕垅河，位于矿区东北角，标高1240.6m，相对高差170.8m，地势由南往北逐渐降低。

矿区分布多个露天采坑，汇集降水后渗透于裂隙、溶洞和含水层中。

各地层水文地质特征分述如下：

上二叠统龙潭组（P3l）：

由中厚层泥质粉砂岩、粘土岩、薄层灰岩、炭质页岩和煤层组成，为弱含水层（相对隔水层）。

中二叠统茅口组（P2m）：

底部为深灰色厚层灰岩夹燧石结核和团块，中部为浅灰、灰色厚层灰岩，上部为深灰色厚层生物碎屑灰岩。

富水性强，岩溶发育。

中二叠统栖霞组（P2q）：

底部为灰黑色中厚层生物碎屑灰岩与炭质页岩互层，上部为灰黑色中厚层生物碎屑灰岩，下部含少量燧石结核。

富水性强，岩溶发育。

岩溶在该层中的a层不发育，a层岩性为灰黑色薄层-中厚层生物灰岩与黑色钙质页岩互层，局部夹泥质灰岩，在页岩和泥质灰岩中常见黄铁矿颗粒结核，a层为一隔水界面，促使地下水循环以a层为底界，因此a层可视为相对隔水层。

岩溶多在b层或其上部的石灰岩中发育。

水质为重碳酸盐钙镁弱碱性水。

中二叠统梁山组（P2l）：

为矿体间接顶板，由砂岩、页岩组成，局部有劣质煤。

厚30m左右，层位厚度稳定，富水性弱，为一隔水层。

受断层影响，破碎带可能成为地下水导水通道。

下石炭统摆佐组（C1b，原黃龙灰岩）：

浅灰色厚层块状灰岩，为矿体顶板承压裂隙水含水层，地层倒转后为矿体底板。

出露于背斜两翼边缘，岩溶发育，钻孔岩心较完整，仅见溶孔、晶洞，常被白云石及少量粘土充填。

富水性中等，水质为重碳酸盐钙镁弱碱性水。

下石炭统九架炉组（C1jj）：

为矿区含矿层，由铝土岩、铝土页岩、铝土矿、铁质页岩及少量赤铁矿组成，厚0～50m，一般在15m～20m,为一隔水层。

寒武系娄山关组（Є2-3ls）：

浅灰色厚层白云岩，局部显鲕粒，夹云母页岩、粉砂岩。

为矿体直接顶板。

富水性中等。

寒武系高台组（Є2g）：

灰色厚层白云岩，上部有一层粉砂岩、页岩。

为矿体直接或间接底板，承压裂隙水含水层。

区内未见溶洞出露，钻孔岩心极为完整，富水性极微弱，水质为重碳酸盐钙镁弱碱性水。

寒武系清虚洞组（Є2q）：

深灰色中厚层灰岩夹页岩，富水性中等。

矿区的断裂构造造成该区各地层交替接触，由于各含水层富水性极不均匀，底板摆佐组与顶板娄山关组受断层影响对地下水的勾通起了作用，对矿坑涌水影响较大。

巷道在石炭系摆佐组中通过和在其它地层通过大约各占二分之一，其巷道穿过地层多岩溶、裂隙发育，地质条件复杂，特别是穿过断层破碎带造成涌水的可能性大，水灾是井巷施工的一大安全隐患。

五、钻孔布置原则及位置

1、布置原则

巷道掘进接近水体的地带或可能与水体有联系的地段及断层、破碎带、含水层中布置超前探水钻。

施工中有疑必探，需施工超前探钻的位置通知井下施工人员。

2、钻孔布置

探水孔在三类井巷中布置：

主竖井、风井和运输平巷（见附图1）。

孔深40米，孔径为75mm，全钻进取芯，方位角按巷道掘进方向，倾角为0～7°。

3、施工顺序

探水孔施工结束后，如果没有水或溶洞，可进行下一道工序打眼爆破。

六、施工组织与部署

1、供水、供电

1.1、供电采用3×15+1铜芯电缆从各工作面配电箱处取电，配电箱位置距工作面30m。

1.2、供水采用φ25塑料软水管从掘进工作面凿岩机取水点取水，取水点距工作面20m。

。

2、探放水的方法

2.1、断层、破碎带、含水层中工作面超前探水低于或等于20m时必须停止掘进，进行探水及探不良地层作业。

将工作面工具及设备移至最近的躲避硐及车场放置，并将钻机人工移至工作面安装，安装时注意钻孔高度，电工将电源接通。

2.2、钻机安装完毕后按上述进行探水，探水时，测量和技术员必须亲临现场，根据实际情况确定探水点位置、方位、角度、深度以及钻孔数目，并对施工进行监控，记录现场情况。

2.3、钻孔施工完毕后，技术员必须对单孔水量进行测量。

并对现场的岩芯进行现场编录。

施工人员并将钻机及工具移至最近的躲避硐及车场放置，便于工作面施工。

探水工作随掘进工程的进展向前移动。

2.4、探钻施工时段，地面辅助系统保持正常运行，确保井下正常施工。

2.5、技术员在室内对现场的情况进行分析，并结合现场记录情况整理对单孔绘制出综合成果图。

3、人员配置

组长：

副组长：

）

技术员：

电工：

组员：

。

采用每班8小时3班制作业，每班技术员1名、电工1名、施工人员3名。

4、机械设备材料

4.1、XJ-100型地质钻机3台；

4.2、3×15+1铜芯电缆230米；

4.3、φ25塑料软水管200米。

七、水患防治的经济投入

1、每年按正常生产计划固定资金作专款专用，做防治水患的准备资金。

2、保证正常资金投入，确保探水需要的设备的供给。

八、探放水安全

1、安装钻机探水前，要遵守下列规定

1.1、加强钻场附近的支护，并在工作面迎头打好坚固的立柱和拦板。

1.2、清理巷道、挖好排水沟。

探水钻孔位于巷道低洼处时，必须配备与探放水量相适应的排水设备。

1.3、在打钻孔地点或附近安设专用电话。

2、测量和技术人员必须亲临现场，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。

3、预计水压较大的地区，探水钻进之前，必须安好孔口管和控制闸阀，进行耐压试验，达到设计承受的水压后，方可继续钻进。

特别危险的地区，应有躲避场所，并规定避灾路线。

4、钻孔水压过大时，采用反压和有防喷装置的方法钻进，并有防止孔口管和突然鼓出的措施。

5、钻进时，发现矿（岩）松软、片帮或钻孔中的水压、水量突然增大，以及有顶钻等异常状况时，必须停止钻进，但不得拔出钻杆，切断电源，立即撤出所有受水威胁的人员，并派人监测水情。

然后报告项目部，采取措施，进行处理。

6、探放老窑水前，首先要分析查明老窑水体的空间位置、积水量和水压。

老窑积水高于探放水点位置时，只准用钻机探放水。

探放水孔必须打中老窑水体，并要监视放水全过程，核对放水量，直到老窑水放完为止。

钻孔接近老窑，预计可能有瓦斯或其它有害气体涌出时，必须有瓦斯检查员或矿山救护队员在现场值班，检查空气成分。

如果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，并报告项目部，及时处理。

7、钻孔放水前，必须估计积水量，根据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，做好记录。

若水量突然变化，必须及时处理，并立即报告项目部。

8、排除上山的积水以及恢复被淹井巷前，必须有矿山救护队检查水面上的空气成分，发现有害气体，必须及时处理。

排水过程中，有害气体有突然涌出的可能，必须制定安全措施。