东升煤矿探放水单孔设计及安全技术措施.docx
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东升煤矿探放水单孔设计及安全技术措施
探放水单孔设计及安全技术措施
为了杜绝巷道掘进过程中水灾发生，确保我矿掘进施工安全，根据《煤矿安全规程》对掘进巷道“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则、结合我矿现场水文地质条件，制定本防治水钻探施工：
第一节文地质概况
根据矿井初步设计中水文地质资料描述，我矿井涌水量不大，仅对涌水量较大的出水点进行了观测记录，并用水仓容量法观测记录了正常日涌水量30m³/d和最大日涌水量80m³/d。
B9号煤层顶板为砂质泥岩，底板为泥岩，均为隔水岩层，故一般涌水量不大，主要表现为顶板滴水、淋水，当煤层采空顶板垮落后，目前矿井涌水主要来自B9。
主要表现为裂隙水。
第二节探放水钻孔布置的参数和超前距帮距的确定
一、探水距与超前距的确定
1、探水与掘进循环作业，探水作业超前于掘进作业，即探水——掘进——探水，探水循环进度75m，超前距为30m,允许掘进距离45m，依此交替作业。
2、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20米。
3、探水设备：
钻机型号：
ZLJ-250型煤矿用坑道钻机，钻具配备：
Ф75mm钻杆80m，泥浆泵1台，合金钻头3个及钻具1套。
二、探水钻孔布置的参数说明
孔号
开孔位置
钻孔方位（度）
钻孔倾角（度）
孔深（m）
1#
中心孔
180
0
75
2#
仰孔
180
+5
78
3#
俯孔
180
0
76
4#
左孔
165
-5
78
5#
右孔
195
0
76
以后按此施工方式循环施工。
三、钻探完毕后由安通、地测、调度联合进行现场验收，并及时进行分析，为采区其它大巷掘进提供水文地质依据，确认无水害危险待下发允许掘进通知单后方可掘进，掘探交替进行至设计位置为止。
第三节单孔设计
一、钻孔设计参数
水源性质:
预计水源主要为顶底板裂隙水、断层水。
钻机型号：
ZLJ-250型探水钻、钻具配备：
5个∮100mm的孔口管,100根φ75mm地质钻杆,φ89mm筒状合金取芯钻头，φ55PDC金刚石钻头和双翼合金钻头无芯钻进。
钻孔深度90米，钻孔直径60mm,功率5.5KW。
二、探放水前的准备工作：
1、检查排水系统。
即准备好水沟，水仓及排水管路；检查排水泵（两台）及电动机，使之正常运转，达到设计的最大排水能力。
2、准备堵水材料。
即在探水地点备用一定数量的水泥（或化学浆）、套管、闸阀在、坑木、麻袋、木塞、泥、棉线、大锤、锯、斧及加工好的2m长2寸带阀门钢管与钢板挡板等，以便出水或来压时及时处理。
3、检查瓦斯。
瓦斯员必须跟班作业，瓦斯浓度超限（≥1%）或钻探过程中有害气体浓度增大必须停止工作，切断电源，撤出人员并报告调度室及时处理。
4、检查支架情况。
有松动或破损的支架要及时修整或更换。
帮顶是否背好，都要一一检查。
5、检查煤壁。
煤壁有松动或膨胀现象时，要及时处理，闭紧填实，必要时可打上木垛，防止水流冲垮煤壁，造成事故。
6、检查水沟。
巷道水沟中的浮煤、碎石等杂物，应随时清理干净。
若水沟被冒顶或片帮堵塞时，应立即修复。
7、检查安全退路。
即避灾路线内不许有煤炭、木料、杂物等阻塞，要时刻保证畅通无阻。
8、检查打钻地点或附近必须安设专用电话。
9、探放水人员的培训学习了解探水钻的及使用操作说明；学习本工作面作业规程及探放水安全技术措施的规定。
10、安装探水钻
必须垫平放稳探水机，打牢顶柱。
开车前要检查钻机是否平稳牢固，各部紧固件有无松动情况。
检查抱闸的松紧程度是否合适，送水器转动是否灵活，输水胶管是否固定，以防止转动。
三、单孔设计参数
1、设计参数：
孔号
开孔位置
钻孔方位（度）
钻孔倾角（度）
孔深（m）
1#
中心孔
0
0
75
2、钻孔超前距为30米，帮距23m，止水套管10米，钻孔允许掘进距离60米。
3、预计水压小于0.1MPa，钻孔预先固结套管，套管口安装闸阀。
（1）开钻钻到孔深10m；
（2）下放Ф50-73肋骨式安全套管10米；
（3）Ф50钻孔到孔底；
四、钻探工程的步骤和方法
1、钻进
（1）开钻前，检查有害气体含量，当瓦斯浓度达到或超过1％时，不得开钻，采取措施进行处理。
（2）任何时候包括提下钻、钻进等工作人员不准在钻杆后方站立和走动，防止钻杆后滑伤人。
（3）压力要合理、均匀，不进尺时不得强行加压，防止钻孔倾角和方位的改变。
合理加压，不进尺立即提钻换钻头，减少孔斜。
（4）钻杆丝扣下钻时要逐条缠线，并用钳子上紧，严防脱扣事故。
随时备好Ф42小公锥,一旦发现断钻杆，橹扣等孔内事故及时处理。
（5）松紧顶丝和停送电人员严密配合，口号响亮一致，不准干哑吧活。
（6）钻进中一旦发现“变软”、“见空”、“见水”和变层等要立即停钻丈量残尺计算孔深。
见空前10米时丈量全长，校正孔深，调整误差。
（7）若发观孔内涌水，应测定水压和涌水量。
（8）钻杆应不堵塞、不弯曲，丝口未磨损，不合格的不准使用。
（9）接钻杆时，要对准丝口，避免歪斜和漏水。
（10）卸钻头时，应严防管钳夹伤硬质合金片，夹扁钻头和岩芯管。
（11）装卸钻杆时，必须一根接一根，依次安装。
2、见水后立即汇报矿有关工程技术人员，在矿人员的现场监督下，确认排水能力在通风良好的情况下，方可提钻，并立即关闭高压闸阀，并安装压力表测定水压，便于计算积水面积和积水量。
3、见空后无积水涌出时，加强通风并用粘土堵塞钻杆外和闸阀内的环状间隙，严防瓦斯由钻孔突出，由瓦斯检查员现场测定，瓦斯含量在保证安全的情况下方可提钻，而且提钻后立即关闭高压闸阀。
五、封孔措施
1、钻孔完成后，根据要求进行封孔，钻孔封闭前，应先进行洗孔（清水除外），根据孔壁情况也可使用18-19秒稀泥浆冲孔。
2、灌注泥浆必须将钻具下到距应封孔段底部3~5m处，随着灌浆逐渐提升钻具，但钻具不得提出浆面，严禁采用自孔口向孔内倒灰浆的方法封孔。
3、封孔水泥要采用425#，过期、受潮结块的不准使用，
封闭终了要及时用清水洗泵，以保护泵体。
水泥浆灌注完毕应在封闭孔段提取浆样，如封闭数量和深度不符合设计要求时应进行补封。
第四节钻机的安装
一、加强钻场附近的巷道支护，并在工作面迎头打好坚固立柱和挡板。
二、清理巷道挖好排水沟，探水钻孔位于巷道低洼处时，必须配备与探放水相适应的排水设备。
三、在打钻地点或附近安设专用电话。
四、测量和探放水人员必须亲临现场，依据设计，确定主要探水孔的位置、方位、角度以及钻孔数目。
第五节探放水施工中的技术要求
一、探水技术要求
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，如有可能应进行孔斜测量。
2、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，以及有顶钻等现象时，必须立即停钻，记录其孔深并同时将钻杆固定，切不可拔出钻杆，以防在拔出钻杆的过程中被高压水顶出伤人的事故。
要立即向矿调度室汇报，及时采取措施，进行处理。
3、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。
4、遇高压水顶钻杆时，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。
5、应做到交接班时不停钻。
二、放水的技术要求
1、钻孔探到水后，要观测水压、水质、水量和估计积水量或补给量。
根据矿井排水能力及水仓容量，决定是注浆堵水还是放水。
控制放水孔的流量或调整排水能力，并清理水仓、水沟等。
2、煤层顶板有含水层和水体存在时，应当观测“三带”发育高度。
当导水裂隙带范围内的含水层或老空积水影响安全开采时，必须超前探放水并建立疏排水系统。
3、加强放水地点的通风，增加有害气体的观测次数。
4、必须监视放水全过程，放水结束后，应立即核算放水量与预计积水量的误差，查明原因。
第六节探放水安全技术措施
一、探水安全技术措施
1、钻机运输、安装的安全措施
（1）、运输、安装钻机人员，要互相配合好，防止钻机反倒伤人和挤伤手脚事故发生。
（2）、钻场在稳钻前，应清净浮煤。
钻场巷道支护要符合质量要求，禁止有空帮、空顶现象。
钻机要稳牢、稳平，底座垫上底木梁，钻机稳固在底木梁上，四角要大好四根立柱，并用铁丝联在一起。
将钻机稳定牢固后，方准开钻。
（3）钻具应统一放在钻场内，禁止在巷道内乱放。
2、钻机操作的安全措施。
（1）、钻工上岗前，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）、钻孔施工期间，必须有专职瓦斯检查员随时检查钻孔、钻场瓦斯，若瓦斯达到1%，应立即通知停钻撤人。
（4）、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。
（5）每班开钻前，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
（6）、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。
（7）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。
（8）、钻孔透水后，要详细观测和记录水情变化。
起钻时，工作人员禁止站在钻杆的正后方向。
钻杆全部起出后，立即关闭阀门，并向调度室汇报透水情况。
（9）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，一并撤出，并迅速向调度室汇报。
二、放水安全技术措施
1、待钻孔全部施工结束后，同时分别测定水压，测定水压要求连续8小时压力表指针不动。
2、放水延续时间与稳定时间要求
为充分查明含水层的富水性，放水试验按一次最大降深进行，延续时间不少于24小时。
放水试验结束前流量稳定时间必须达8小时。
并以最远观测孔稳定2小时为准。
3、放水孔的流量观测与观测孔的压力观测必须同步进行。
开始一般应按每隔30分钟观测一次，连续3小时后，可每隔60分钟观测一次，直至放水结束。
三、截水、堵水安全技术措施
根据有关规定及我矿的具体情况，井下的截水措施可采取修筑水墙和水闸门。
水闸门一般应设在发生涌水时需要截水而平时仍需运输、行人的井下巷道内，具体位置是井底车场、井下水泵房和变电所的出入口；采区之间联络巷中。
并应注意以下几点：
1、筑墙地点的岩石应坚固无裂缝，如有风化松软或有裂缝的岩石，应全部清除。
2、水墙四周要用手镐或风镐掏槽直至完整的煤体或岩体；禁止放炮，以免造成裂缝。
3、修筑水墙时，四周应留灌浆孔，墙建好后应向四周灌注水泥沙浆，以使墙和四周岩胶结，防止漏水。
4、为便于施工，在水闸墙下部应设放水管，便于墙凝固结前排放积水，墙固结后再关闭闸门或加以堵塞。
四、排水设备
1、排水设施：
在掘进巷道下帮设置排水实施，在掘进顺槽工作面低洼处开掘开掘临时小水仓（小水仓断面尺寸长为2m，宽2m，小水仓底低于底板0.5m，顶板及两帮采用带锚网临时支护，从小水仓内用FWB—70／30型气动泵和4寸纳米管路排至采区临时水仓；最后经大巷水沟排入主副水仓。
2、排水路线
1200掘进工作面：
小水仓→水泵泵→水沟→轨道下山→1163大巷→主水仓→地面。
五、应急措施
当井下某一地点发生突然透水事故时，现场人员除立即报告矿调度室外，如果情况危急，水势很猛，则应采取以下应急措施：
1、在场人员的行动原则及避灾路线：
发生透水时，在场人员应尽量了解或判断事故的地点和灾害程度，在保证人员安全的条件下，迅速组织抢救，尽可能就地取材，设法堵住出水点，加固采掘工作面，以防止事故的继续扩大。
如果无法抢救，则应根据当时的实际情况，有组织地沿着规定的避灾路线，避开压力水头，迅速撤退到涌水地点的上部水平或地面，而不能进入出水点附近的独头巷道内。
如果独头上山下部的唯一出口已被淹没无法撤退时，则可在独头巷道躲避，以免受涌水伤害。
这时独头上山附近空气因水位上升逐渐压缩，能保持一定的空间和一定的空气量。
煤矿井下人员万一来不及全部撤到安全地点，而被堵在其他巷道内，应保持镇静，避免体力的过度消耗，并想法与外界联系，告诉被堵人员所处的位置。
2、应急措施
（1）、各级领导应准确地检查煤矿井下人员，如果发现尚有人员被堵于煤矿井下，应首先制定营救措施。
为此，要判断人员可能躲避的地点，根据涌水量和排水能力，估计排除积水的时间，当判断有人被堵于独头上山时，必要时可以通过各种方式或从地面打钻孔向被堵人员所处的位置输送食物等。
（2）、立即通知泵房人员开启备用水泵，尽可能将水仓水位降到最低程度，以争取较长的缓冲时间。
（3）、出现突然透水事故，尽量关闭水闸门，并查清人员是否全部撤出。
（4）、采取上述应急措施仍不能阻挡时，煤矿井下人员应向高处撤退，迅速向安全出口转移，安全升井。
上述内容如有不足之处或与规程相悖之处，遵照《煤矿安全规程》及《探放水管理规定》等有关规定执行。
附图:
工作面单孔设计钻孔布置示意图
沙湾县东升煤炭有限责任公司东升煤矿
探放水单孔设计及安全技术措施
二0一四年一月
第一节文地质概况………………………………………………………1
第二节探放水钻孔布置的参数和超前距帮距的确定…………………1
第三节单孔设计…………………………………………………………2
第四节钻机的安装………………………………………………………4
第五节探放水施工中的技术要求............................................................5
第六节探放水安全技术措施……………………………………………5
附图
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