030302轨道顺槽探放水设计.docx
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030302轨道顺槽探放水设计
————山西长治红山煤业有限公司工程技术类
掘进工作面
探放水设计
项目设计名称：
030302轨道顺槽掘进工作面探放水设计
设计人：
苏帅
审核人：
曹璐博
批准人：
鲍引先
执行人：
解晓杰
批准日期：
_______年___月___日
030302轨道顺槽掘进工作面探放水设计审批表
审批
单位
审批人员
签字
审批
时间
审批
意见
矿长
总工程师
安全矿长
生产矿长
机电矿长
防治水副总
矿长通风助理
安全指挥中心
地测防治水科
生产技术科
调度室
通风科
运输科
机电科
探放水队队长
编制人
030302轨道顺槽掘进工作面探放水设计
为预防030302轨道顺槽在掘进过程中发生透水事故，依据《煤矿防治水规定》中的相关要求，特编制本探放水设计：
一、本掘进工作面概况：
1、标高：
地面标高：
+1050m——+1150m
井下标高：
+800m——+880m
2、井下位置与四邻关系：
该掘进工作面东部接东胶带运输大巷，北部为原龙山煤矿越界开采遗留采空区，西部为原红山二矿（2005年前采空区），南部为已回采的030301工作面。
3、巷道掘进方式：
1）、层位:
该巷道为沿煤层底板掘进巷道。
2）、断面：
矩形断面，4.0m×3.0m。
3）、坡度：
5°--28°左右沿煤层倾向布置。
4）、开口位置：
原030303胶带顺槽联巷继续以方位角270°掘进600m。
后附：
巷道布置图
二、编写依据
依据《煤矿安全规程》、《煤矿防治水规定》、本工作面区域《水文地质补充勘探报告》、《030302胶带顺槽地质说明书》、《资源整合矿井水患补充调查报告》、《煤矿总工程师技术手册》等编制《030302胶带顺槽掘进工作面探放水设计》。
三、水文地质情况
1、地质构造：
该工作面处于北山村向斜构造轴部两翼,轴部（中部）底,两翼东西方向高,在掘进过程中会揭露F2断层,因此受北山村向斜构造和F2断层的影响,会对掘进工作造成一定影响。
2、水文地质情况：
该工作面处于北山村向斜构造处，煤层富水性强，其主要充水因素为3#煤层顶板砂岩裂隙含水层，裂隙较为发育。
在掘进过程中可能出现淋水或涌水现象,预计最大涌水量：
1.5m3/h，正常涌水量：
08m3/h。
3、邻近空区充水情况：
根据本工作面布置情况，北部为雄山常蒋煤矿采空区（CK3-7，水量约为4854m3，与本矿保留有不小于20m的保安煤柱），当掘进到本工作面末端时，将接近原红山二矿采空区（CK3-6，水量约为17243m3）和西部风氧化带，所以必须加强探放水工作和监测工作。
4、排水系统
矿井水文地质情况中等，矿井正常涌水量为30m3/h，最大涌水量为50m3/h。
本掘进工作面安设排水管路两趟，管路规格型号为DN100mm，排水泵布置为BQW45-7.5型水泵2台（工作泵一台及备用泵一台），将工作面积水排至东采区水仓；当工作面掘进到最低点时，要打设专门的临时水仓（断面规格为：
3.0m长×4.0m宽×4.5m高），水仓内安设型号BQS80-80-37/N排水泵两台（工作泵一台、备用泵一台），电机功率37KW，流量80m3/h和相应的配套设备设施，将水排至东采区水仓；东采区水仓配备规格型号为D85-3×45水泵三台（工作泵一台、备用泵一台、检修泵一台），电机功率55KW，东采区水仓至井底主水仓布置规格型号为DN100mm排水管路两趟，由东采区水仓水泵排到井底中央水仓；中央水仓设有主、副两个水仓，主水仓容量2500m3，副水仓容量2000m3。
主水泵房设在斜井底，与中央变电所毗邻，担负全矿井的排水任务，中央水泵房安装主排水水泵三台（工作水泵一台、备用水泵一台及检修水泵一台），配备型号150D-30×7型水泵2台（工作及检修），电机功率160KW，水泵额定流量155m3/h，扬程203m，配备型号MD155-30×7型水泵1台（备用），电机功率160KW,水泵额定流量155m3/h,扬程270m。
由主水泵房至地面污水处理站布置直径为Φ150mm排水管二趟，矿井排水系统供电采用双回路双电源供电，有中央变电站直供。
排水泵采用独立的专用开关供电，排水泵配备开关型号为BQD—120型。
后附排水系统图。
四、探放水钻孔设计：
1、探放水对象的确定：
根据该工作面所处井田位置及周围地质条件，本工作面掘进范围内无积水地质构造，仅存在一F2断层，因此确定为2个探放水对象：
F2断层、旧采空区。
2、探水起点确定：
根据实际情况，决定从工作面开口0米处进行探放水作业。
3、充水量估算：
根据调查情况及图纸资料，原红山二矿静积水量17243m3，水位标高1013m，北部常蒋煤矿静积水量4854m3，水位标高845m。
4、探放水钻孔设计：
1）超前距、允许掘进距离、帮距的确定：
根据预计的充水情况及煤质硬度及市政府下发的相关规定决定超前距留设30m，允许掘进距离30m，则每次探水的钻孔深度必须达到60m，帮距不小于20m。
2）探眼具体方位与角度：
决定工作面内以方位角270°为基点，中偏左分别以10°、20°展开，中偏右分别以5°、10°、12.5°、15°、17.5°、20°展开呈扇形布置探眼，探眼深度不小于60米，掘进距离不超过30米，超前距离不小于30米。
3）探眼布置参数：
每次探水呈扇形分两组布置钻孔，第一组布置5个钻孔，钻孔与顶底板成0°；第二组布置4个钻孔，钻孔与顶底板成仰角1.4°。
两组共布置9个钻孔，探水钻立柱安装在离工作面2m的位置，具体布置参数见附图。
探水孔单孔设计表
钻孔编号（个）
1#
中眼
2#
中偏左
3#
中偏右
4#
中偏左
5#
中偏右
6#
中偏右
7#
中偏右
8#
中偏右
9#
中偏右
每孔深度（m）
60
65
65
63
63
62
64
64
65
方位角（°）
270°
250°
290°
260°
280°
275°
282.5°
285°
287.5°
水平角（°）
中眼
0°
中偏左
20°
中偏右
20°
中偏左
10°
中偏右
10°
中偏右
5°
中偏右
12.5°
中偏右
15°
中偏右
17.5°
垂直角（°）
0°
0°
0°
1.4°
1.4°
1.4°
0°
1.4°
0°
超前距离
30m
允许掘进距离
30m
备注
倾角以探水点底板坡度为基准，0°为相对底板坡度，1.4°为沿底板坡度上仰1.4°因地质条件原因变化，倾角允许偏差范围为±5°。
所有钻孔应严格按照钻探设计进行钻探，若按本钻探设计角度未达到设计深度时，应根据现场实际情况改变与煤层的倾角，重新钻探；若因地质或煤质等客观原因确实不能达到设计深度，应根据实际情况对探测深度进行变更，掘进面前方必须至少留设30m的超前距离。
后附钻孔单孔设计图
5、放水钻孔设计
若探到积水进行疏放时，放水前应先分析出水点的空间位置、水源等，然后应提前准备好排水设备，根据测得的水压、水量，并结合矿井水仓容量、排水能力等，控制放水流量，以防止淹井。
（1）、止水套管安装
选用直径127mm的钻头，钻探10米长的钻孔；再插入规格型号为DN80mm、四节2.5米长（总长10米）的止水套管，外端接法兰盘；孔壁和止水套管之间留有足够长的排气管，然后将止水套管口封堵。
注浆泵把水泥和速凝剂混合物通过止水套管压入孔壁和止水套管之间的缝隙中，排气管排出水泥浆即证明缝隙存满浆液，停止供浆。
待凝固24小时后，进行耐压试验。
首先用55mm钻头进行扫孔，扫至10.5米后停止。
止水套管外端法兰盘对接带有压力表的法兰盘，注浆泵把水压入止水套管内部，观察压力表压力读数达到预计放水时水压（0.2MPa）的2倍，并持续不少于20分钟，止水套管周围有没有漏水松动等现象，没有出现表明固管合格，否则，重新注浆固管。
（2）、钻探放水
钻探放水前，安设阀门。
当快钻探到出水眼深度时特别要注意钻探情况（水流情况、钻进情况）。
如果出水，采取必要的安全措施后拔钻杆，相关负责人必须在现场。
瓦斯员现场检测瓦斯等有毒有害气体，安全员负责现场的安全监督工作，同施工人员站在钻机的一侧，严禁站在水流方向的正前方，其他无关人员不得逗留待在现场。
拔钻杆时如果有顶钻杆现象，施工人员要快速脱手，防止扭伤手臂。
并观察是否顶歪、顶倒钻机，有砸伤人员的可能性。
待钻杆全部拔完后，关闭阀门。
若钻孔内水压大于1.5MPa时，采用反压和有防喷装置的方法钻进，并制定防止孔口管和煤（岩）壁突然鼓出的措施。
现场人员清理现场、整理水沟、清挖水仓，保证抽排系统能高效运行。
安排专人检测钻孔放水情况，控制放水量，测定水量和水压，经常观察放水孔是否有杂物堵塞影响放水，并检测有害气体的变化情况。
如放水过程中如突发险情，需急速安全撤离时必须按规定的避灾路线安全撤离，同时尽可能通知到所有受灾威胁地区的人员安全撤离。
钻眼出水量减少后，先进行扩孔，观察扩孔后水量是否有变化，如果变大继续排放；变小至停止出水后，在巷道下侧合理位置再打一个钻孔，看是否还有积水，直到确认为无积水。
五、安全技术措施：
1、支护安全措施
（1）、加强钻场附近巷道的支护、加固探水地点周围的顶板，并且严格执行审帮问顶制度，及时将顶帮活矸、危岩打掉，防止掉矸、片帮伤人事故发生。
（2）、在探水点清理巷道，使钻机安设平稳和牢固。
（3）、确保有畅通的安全通道。
2、通风安全措施
加强钻场通风管理，保证风筒到位，传感器到位，瓦斯员现场检测瓦斯等有毒有害气体，发现瓦斯超限及其他异常情况及时处理。
3、一般安全措施
（1）、搬运钻机、钻杆、开关等防止磕脚碰手。
（2）、安装钻机过程中要多人相互协调，必须由探放水班组长负责协调指挥，并协调处理探水过程中发生的一切问题，保证探水有序进行。
机电队负责挖好临时水仓和清挖排水沟，配备与探放水量相适应的排水设备和排水管路。
（3）、监测监控组负责在探放水作业附近安设电话，便于联系。
（4）、严格执行“谁停电、谁送电”的停送电制度，开关台台上架，各保护齐全，并且挂管理牌版。
（5）、当钻机或其它设备出现故障需要维修时，要切断电源或供水，严禁带电或供水作业。
（6）、拆卸时，应先卸下钻机机身架，再放倒立柱；随后拆除钻机开关，拆除管路，做好防尘处理。
4、钻探安全措施
（1）、严格按技术人员给线固定钻机，并在钻探前再测量一次所开钻孔方位角和倾角是否符合要求，达要求后进行钻探。
（2）、刚开始钻探时，钻机要缓慢钻进，确保钻探角度的准确性。
（3）、启闭钻机开关时，注意力要集中，随时观察，准确、及时、迅速的启动和关闭钻机开关。
（4）、钻杆要匀速推进，不可忽快忽慢卡住钻杆。
（5）、钻进或退钻杆时，探放水队员必须站在钻机一侧，操作钻机人要和增减钻杆人相互默契配合，防止绞伤。
（6）、钻杆及其它钻具要摆放整齐，安装及拆卸钻杆时要轻拿轻放，不许用铁器敲打钻杆。
（7）、探放水队员穿戴要整齐、利落，衣襟、袖口、裤脚必须束紧。
（8）、使用风力排渣式钻进时要佩戴好防尘口罩，做好防尘工作。
5、钻探异常时的安全措施
（1）、钻探到空巷或空区无积水时的安全措施。
应该立即停止钻探，监测是否有有毒有害气体（监测瓦斯浓度、有无臭味），并向调度室、值班室汇报。
如果没有有毒有害气体，进行封堵；如果有有毒有害气体，加强通风或撤离现场施工人员，待排放完后确认没有危险后才能进入钻场，进行封堵。
可先插入木棍，用水泥或黄泥封孔。
然后根据调度会或值班领导、跟班矿领导、探放水队、防治水科共同研究决定后进行施工。
如果继续进行钻探，原则上保证不受有毒有害气体的影响。
（2）、钻探过程中钻探出水的安全措施。
①立即停止钻探。
首先初步估计出水量大小（满眼、多半眼、半眼等），是否存有有毒有害气体（瓦斯浓度、有无臭味），观察水是否浑浊，水流压力，再根据该孔的钻探方位，倾角，钻探深度向调度室、值班室汇报。
此时严禁私自拔钻杆，要密切观察水量变化情况。
随后进行水量测量，填写相关牌版和记录；安排人员取水样，进行化验；做好相关记录工作。
②待相关领导和科室共同研究决定后进行验证施工。
施工前根据现场实际情况编制专门放水钻孔设计，按照放水钻孔设计要求进行放水。
如果该方向还要进行掘进，就必须继续钻探，原则上按照探放老空水要求进行处理，平距不大于3米，垂距不大于1.5米。
（3）、接近疑似积水区域钻探出水时的安全措施。
钻探前钻孔要安装止水套管，钻孔出水后要立即停止钻探。
按出水的大小、是否有有毒有害气体、水色、流水压力，钻探参数向调度室和值班室汇报，拔钻杆相关要求、专门的放水钻孔设计的编制、探放水措施等按照非可疑钻孔执行。
钻探过程中，始终保证有专职瓦斯员在场，随时检查瓦斯浓度，如果瓦斯或有害气体浓度超过《煤矿安全规程》中的规定值，必须立即停止探放水作业，切断电源，撤出人员，并报告调度室，采取措施进行处理。
6、物探异常时的安全措施
每次物探完毕及时对资料进行分析、对探测的结果以报告的形式体现，对于探测结果正常，无显示低阻区域的，按正常设计进行钻探即可，如果探测结果有明显的低阻异常区，则编制相应的探放水设计对异常区域进行针对性的钻探验证（钻探验证时，低阻异常区必须超前工作面至少30m），验证钻孔施工完毕，钻探结果与物探成果要相对比，如无异常情况，地测防治水科下发允许掘进通知单，正常进行掘进，如出现异常情况，上报调度室，待相关领导和科室共同研究决定后采取相应的措施对异常区域的出水情况进行排放，排放完成后方可正常掘进。
7、钻探过程遇到地质构造措施
钻探过程中遇到陷落柱时，应严格按照《煤矿防治水规定》规定增加钻孔数量，使探水钻孔在水平面和垂直面上呈扇形布置。
各钻孔终孔位置满足平距3m，厚煤层内钻孔终孔垂距不超过1.5m；如果钻探过程中遇到断层构造时，探水钻孔沿掘进方向的前方及下方布置钻孔，底板方向钻孔不得少于2个。
其他事项按照前三款内容执行。
或制定专门安全技术措施，直至完全揭露地质构造，再进行钻探。
8、控制孔斜措施:
（1）钻机的安装要牢固，立柱要按钻孔孔位的要求架设牢固，立柱上下两端要用硬木垫实，钻机的大锥孔与立柱中间锁紧套调整好方位、角度后，必须紧固其螺母及锁紧套的螺栓。
（2）测量好钻探方向夹角和倾角固定好钻机后,在开钻之前要重新复测方向夹角和倾角;钻机在推进过程中要均匀推进和匀速转动,切勿急速推进或低速转动,造成终孔左右偏向和大幅度下垂,影响钻探效果。
（3）使用符合规格的各种钻孔器具，并随时检查，如发现有弯曲的钻杆或有磨损较严重时，应及时更换。
（4）钻进中，不论是煤层由软变硬还是由硬变软，或者是由完整变破碎，破碎变完整等情况，均应减压减速钻进，对其进尺的速度和冲洗液的流量及压力也应加以适当的控制。
（5）钻进中，应勤检查立柱有无移动，钻进的方向有无变化，发现问题应及时纠正。
（6）为防止孔斜发生，操作人员必须熟悉所使用机械性能和钻孔方法的特点，经常研究，总结经验。
9、水情及避灾联系汇报：
工作面透水预兆及处置：
采掘工作面或其它地点发现有煤层变湿、挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板来压、片帮、淋水加大、底板鼓起或产生裂隙、出现渗水、钻孔喷水、底板涌水、煤壁溃水、水色发浑、有臭味等透水征兆时，必须立即停止作业，撤出所有受水害威胁地点的人员，报告矿调度室，并发出警报，在原因未查清、隐患未排除之前，不得进行任何采掘活动。
调度室接到报告后，立即按本年度制定的《灾害预防与处理计划》中规定的通知系统，迅速通知有关单位和领导，并及时安排撤出灾区及其威胁区的所有人员，并通知井下中央变电站切断这些地区的电源。
工作面在探水过程中要就近安设一部EXHBZ—A型防爆电话，且挂设有电话号码表，可以与调度台及矿、科、队直接拨打。
六、避灾路线：
1、发生火、瓦斯、煤尘爆炸事故时,在回风巷道作业的人员立即戴上自救器，避开灾源，保持匀速行走，均匀呼吸，就近迅速撤到新鲜风流中并按下述路线撤至地面：
工作面——030302轨道顺槽——东胶带大巷——轨道、胶带运输下山——井底——地面
2、发生水灾时，人员迅速移至地势较高地点并选择下述路线撤至地面：
工作面——030302轨道顺槽——东轨道、东胶带运输大巷——轨道、胶带运输下山——井底——地面
3、当井下发生水灾，火灾，瓦斯、煤尘爆炸等事故，作业人员来不及往主、副井底撤退升井时，为了保证自身的安全，必须立即按下述路线撤退到避难硐室中：
工作面——030302轨道顺槽——东胶带运输大巷——避难硐室通道1——避难硐室生存室
工作面——030302轨道顺槽——030302轨道顺槽联巷——东轨道运输大巷——避难硐室通道2——避难硐室生存室
七、钻孔质量验收制度：
1、探放水设计必须合理、规范，在《探放水设计》未经各部门领导审批之前，严禁擅自进行探放水作业。
2、在《探放水设计》经各部门领导审批后，严格按照设计的方位、角度、孔深施工，每次钻探后要由矿主管领导组织安排探放水的验收工作，参加部门应由矿地测防治水科、当班跟班主任或科长和驻矿安监站组成。
3、探放水质量检查验收组要严格根据探放孔设计认真检查核对并在探放水验收表上签字，提出合理化意见，发现问题及时整改，当场不能解决的问题限期整改，并负责复查，谁签字、谁落实、谁负责。
4、矿有关业务部门对探放水地点将进行不定期抽查，发现未按探放水设计及探放水安全技术措施施工的加重处罚。
5、验收内容以所批复的作业地点《探放水设计》为准。
地测防治水科
2018年4月19日
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