探放水设计方案.docx

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探放水设计方案

遵义市佈政农场煤矿

矿井探放水设计方案

编制：

胡铸仁

总工程师：

胡铸仁

矿长：

曾凡国

编写日期：

2011年4月16日

一、前言

“有掘必探，先探后掘”是采掘工作面必须遵循的原则，也是防止井下水害事故发生的重要方法。

当采掘工作面接近充水的小窑、老空、含水量大的断层等水体时，必须编制探方水设计和采用探放水方法，查明采掘工作面前方的水情，并将水有控制地放出，以保证采掘工作面安全生产。

采掘工作面遇到下列情况之一时，必须进行探放水，探水前必须确定探水线并绘制在采掘工程平面图上：

一、接近水淹或可能积水的井巷、老空或相邻煤矿时。

二、接近含水层、导水断层、溶洞和导水陷落柱时。

三、打开防隔水煤（岩）柱放水前。

四、接近可能与河流、湖泊、水库、蓄水池、水井等相通的断层破碎带时。

五、接近有出水可能的钻孔时。

六、接近水文地质条件复杂的区域。

七、采掘破坏影响范围内有承压含水层或含水构造、煤层与含水层间的防隔水煤（岩）柱厚度不清可能突水时。

八、接近有积水的灌浆区时。

九、接近其他可能突水地区时。

二、探放水相关规定

1、探放水钻孔的布设必须遵循以下原则：

1）探放老空水、陷落柱水和钻孔水等，探水钻孔应成组布设，并在巷道前方的水平面和竖直面内呈扇形。

钻孔终孔位置以满足平距3m为准，厚煤层内各孔终孔的垂距不得超过1.5m。

2）探放断裂构造水、岩溶水等钻孔，必须沿掘进方向的前方及下方布置。

底板方向的钻孔不得少于2个。

3）煤层内原则上不得探放高于1MPa的充水断层水、含水层水及陷落柱水等，如确实需要，可先建防水闸墙，并在闸墙外向内探放水。

4）上山探水时，一般应双巷掘进，其中一条超前探水、汇水，另一条用来安全撤人。

双巷间每隔30～50m掘一联络巷并设挡水墙。

2、井下探放水必须使用专用的探放水钻机，严禁使用煤电钻探放水。

3、在安装钻机探水前，必须遵守下列规定：

一、加强钻孔附近的巷道支护，背好帮顶，并在工作面迎头打好坚固的立柱和拦板。

二、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。

三、在打钻地点或其附近安设专用电话。

四、依据设计，确定主要探水孔位置时，应由测量人员进行标定。

负责探放水工作的人员必须亲临现场，共同确定钻孔方位、倾角和钻孔布置数目以及钻进的深度。

五、在预计水压大于1.0MPa的地点探水时，应预先固结套管，套管口应安装闸阀，套管深度必须在探放水设计中规定；应预先开掘安全躲避洞，规定撤人的避灾路线等安全措施，要使施工人员人人皆知。

六、钻孔内水压大于1.5MPa时，应采用反压和有防喷装置的方法钻进，并有防止孔口管和煤（岩）壁突然鼓出的措施。

4、探水钻孔除兼作堵水或疏水用钻孔外，终孔孔径一般不得大于75mm。

5、探水钻孔超前距离和止水套管长度应符合以下要求：

探放老空积水的超前钻距，应根据水压、煤（岩）层厚度和强度及安全措施等情况确定，但最小水平钻距不得小于30m，止水套管长度不得小于10m。

沿岩层探放含水层、断层和陷落柱等含水体时，按下表确定探水钻孔超前距离和止水套管长度。

岩层中探水钻孔超前钻距和止水套管长度

水压（MPa）

钻孔超前钻距（m）

止水套管长（m）

＜1.0

＞10

＞5

1.0-2.0

＞15

＞10

2.0-3.0

＞20

＞15

＞3.0

＞25

＞20

6、探放水钻进时发现煤岩松软、片帮、来压或钻眼中水压、水量突然增大和顶钻等异常时，必须立即停止钻进，但不得拔出钻杆。

要立即向矿调度室汇报，派人监测水情。

如发现情况危急时，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。

7、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。

探放水孔必须钻入老空水体，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它有害气体涌出时，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。

如果瓦斯或其它有害气体浓度超过有关规定时，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。

8、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，防止淹井；放水时，必须设专人监测钻孔出水情况，测定水量和水压，做好记录。

若水量突然变化，必须及时处理，并立即报告矿调度室。

三、探水起点的确定

为了保证采掘工作人员的安全，防止误穿积水区，在距积水区一定距离划定一条线作为探水的起点，此线即为探水线。

通常将积水区域划分为三条线：

即积水线、探水线和警戒线，并标注在采掘工程图上。

1、积水线：

即积水区范围内线。

在此线上应标注水位标高、积水量等实际资料。

2、警戒线：

积水线外推60m即为警戒线，一般用红色表示。

进入警戒线后必须进行超前探水、边探边掘。

3、探水线：

应根据积水区的范围、位置、地质及水文地质及其资料的可靠程度、采空区和巷道采受矿山压力破坏等因素确定。

进入此线后必须停止掘进，进行探放水。

对探水线有如下规定：

（1）对本矿井采掘工作造成的老空、老巷、硐室等积水区

边界确定，水文地质条件清楚，水压不超过1mpa时，探水线至积水区最小距离：

煤层中不小于30m；岩层中不小于20m。

（2）对本矿的积水区，虽有图纸资料，但不能确定积水边

界位置时，探水线至积水区边界的最小距离不得小于60m。

（3）对有图纸资料的小窖、探水线至积水区边界的最小距

离不得小于60m；对没有图纸资料可查的小窑，必须坚持有疑必探，先探后掘的原则，防止发生透水事故。

（4）掘进巷道附近有断层或陷落柱时，探水线至最大摆动

范围预计煤柱线时的最小距离不得小于60m。

（5）石门揭开含水层前，探水线至含水层最小距离不得小于20m。

四、探水钻孔的布置方法

探水钻孔布置原则是它既要保证安全生产，又要确保不遗漏积水区，还要求探水工积量最小。

（1）探水钻孔的超前距离、允许掘进距离、帮距和密度确定。

①、超前距离，探水时从探水开始向前方打钻孔，常是探水→掘进→再探水→再掘进，循环进行。

而探水钻孔终孔位置应始终超前掘进工作面一段距离，该段距离称超前距离。

本矿定为20m。

如下图所示（见图1）

（图1）

探水钻孔的超前距、帮距、密度和允许掘进距离示意图

安全外围线

孔间距（应小于老空宽度）1

外斜眼帮

距

3

终孔位置线

2

30m20m

②、允许掘进距离，经探水证实无水害威胁，可安全掘进的长度称允许掘进距离。

本矿定为30m。

③、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，其值应与超前距离相同。

④、钻孔密度（孔间距）：

它指允许掘进距离终点横剖面上，探水钻孔之间的间距。

一般不超过3m，以免漏掉积水区。

（2）探水孔布置方式

探水孔布置视巷道类型、矿层不同而有所别。

总的原则是：

巷道掘进时所占空间均应有钻孔控制，且钻孔之间距应保证小于巷道高度、宽度或薄煤层的厚度、对于位于生产区上部的老空区，按巷道类型和矿层的厚薄情况、有如下的布置方式：

①、平巷钻孔布置：

主要是探巷道上帮小窑老空水、钻孔呈半扇形布置在巷道上帮。

根据本矿所开采煤层平均厚度1.5m，一般布置三组，每组不少于3孔（附图2）所示。

而沿顶巷道探水钻孔，每组至少应有一孔见底，沿底巷道至少有一孔见顶。

钻孔之间的水平夹角有大夹角和小夹角之分，前者夹角为7°—15°，后者为1°—3°。

视小窑老空的规模而定，规模大者取大夹角，小者取小夹角。

（见下图2）

（图2）

煤层平巷探水钻孔布置示意图

安全外围线1215°帮3

距允许掘进距离超前距离

30m20m（a）123（b）（c）

②、上山巷道钻孔布置：

钻孔呈扇形布置于巷道前方，布置5组，每组1—2孔；且每组钻孔至少有一孔见底，钻孔水平夹角及倾斜角要求与平巷钻孔相同。

具体布置方式见（图3）。

上山巷道探水钻孔布置示意图（图3）

13帮1I——I剖面距524（b）允许掘进距离超前距安全外围线1（a）

五、施工设备的选择

根据我矿实际情况，采用ZLJ-250型/5.5KW煤矿岩石电钻打眼，可探深度75～150米，钻杆直径42mm，杆长1.2—2.0m。

开孔直径Ø89mm，终孔直径≥Ø50mm。

六、探水与掘进的配合

（1）、双巷掘进交叉探水

因积水区在上方，上山巷道三面受水威胁，一般应双巷掘进见（见下图4）。

其中一条适当超前探水、泄水，另一条随后，用来安全撤人，双巷之间每间隔30m—50m掘一联络巷，并设挡水半墙，以便在其中一条上山出水时，水不会窜到另一条上山去。

（2）、双巷掘进单巷超前探水

在倾斜煤层中掘进平巷时，一般是用上方巷道超前探水，探水钻孔布置成扇形，下方巷道为泄水巷，两巷之间每隔30m—50m掘一联络巷见（见下图5）。

（3）、平巷与上山配合探水

在煤层内，准备回采工作面时，平巷应先探水，掘到位置后，然后再施工开切眼，这样既减少开切眼掘进危险性，又减少开切眼掘进时的探水工作量。

见（见下图6）

上山双巷掘进交叉探水示意图平巷双巷掘进单巷探水示意图平巷与切眼探水示意图（图4）（图5）（图6）小窑老空小窑老空小副巷窑上风巷采老区正巷空边联络巷下平巷界甲上山乙上山

七、探水的安全措施

（1）探水前应加固探水工作区支架，背好帮顶，以免压力水冲垮煤壁和支架。

（2）清理巷道，保证安全撤退路线畅通无阻。

（3）保证水沟畅通，并有适当的坡度和断面，让探放的水能自由流入水仓，现有水仓和排水设备要有足够的容量和能力。

（4）探水地点安装电话，与所有可能受水威胁的工作地点连通，并事先拟定好撤退路线，以防探意外事故的发生。

（5）打钻过程中，如发现煤、岩松软或沿钻杆向外流水超过打钻正常供水量时，要立即停钻（不要移动或拔出钻杆），派人监视水情并报告调度室，如果情况危急，要立即通知所有受威胁地点撤人，并采取应急措施。

（6）钻孔接近采空区，可能有有害气体涌出，必须随时进行有害气体监测，发现有害气体超限时，要立即停钻、停电、撤人，并报告调度室处理；探水点通风工作必须按规定进行。

预计水压较大时，孔口要用套管加固，使钻杆通过套管内打钻，套管上要装水压表和水闸阀，探到水源后，即利用套管放水。

八、放水

（1）、疏放老空水

①、直接放水：

当水量不大时，不超过矿井的排水能力时，可利用探水钻孔直接放水

②、先堵后放：

当老空水与溶洞水或其它巨大水源有联系，动力储量很大，一时排不完或不可能排完，这时应堵住出水点，然后排放积水。

③、先放后堵：

如老空水或被淹井巷虽有补绐水源，但补给量不大，或在一定季节没有补给，在这种情况下，应选择时机先行排水，然后进行堵漏、防漏施工。

④、用煤柱或构筑物暂先隔离，如果水量过大，或水质很坏，腐蚀排水设备，这时应暂先隔离，做好排水准备工作后再排放；如果防水会引起塌陷，影响上部的重要建筑物或设施时，应留设防水煤柱永久隔离。

九、疏放水时的安全注意事项

（1）、探到水源后，在水量不大时，一般可采用探水钻孔放水；水量很大时，需另打放水钻孔。

放水钻孔直径一般为50—70mm，孔深不大于70m。

（2）、放水前应进行放水量、水压及煤层透水性能试验，并根据排水设备能力及水仓容量，制定放水顺序和控制水量，避免盲目性。

（3）、放水过程中随时注意水量变化，出水的清混和杂质，有无有害气体涌出，有无特殊声响等，发现异状应及时采取措施并报告调度室。

（4）、事先定出人员撤退路线，沿途要有良好的照明，保证路线畅通。

（5）、为防止高压水和碎石喷射或将钻具压出伤人，在水压过大时，钻进过程应采用反压和防喷装置，并用挡板背紧工作面以防止套管和煤壁突然鼓出，挡板后面要加设顶柱和木垛，必要时还应在顶、底板坚固地点砌筑防水墙，然后才可放水。

十、矿井突水的预兆

（1）巷道迎头温度降低，感到发凉。

（2）迎头空气潮湿，湿度异常增大。

（3）煤壁和迎头两帮岩层潮湿（发汗），有水锈（挂红）。

（4）迎头壁帮渗水，且逐渐增大。

（5）有时可听见“嘶嘶”水流声或“底爆”响声。

（6）矿压增大，煤岩破碎，裂隙发育，出现片帮、冒顶及底鼓等现象。