探放水設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1、目 錄11 礦井概況 22 區(qū)域水文地質(zhì)概況 33 探放水依據(jù)44 鉆孔設(shè)計(jì)及布置 45 設(shè)備選型 76 鉆機(jī)使用 87 打鉆注意事項(xiàng) 118 探放水技術(shù)措施 121 礦井概況義煤集團(tuán)新安縣鑫茂煤礦是獨(dú)立塊段礦井，區(qū)內(nèi)屬低山丘陵地貌，地表總體為南高北低，沖溝發(fā)育，便于大氣降水的自然排泄。礦山周圍無大的河流及水庫地表水體，也未表現(xiàn)大的斷裂構(gòu)造與遠(yuǎn)處水體溝通。因此，地表水不構(gòu)成對(duì)礦床充水的水源。根據(jù)礦井實(shí)測(cè)結(jié)果， +150m 水平正常涌水量為50 m3/h,最大涌水量為100m3/h,預(yù)計(jì)-300m標(biāo)高礦井正常涌水量228m3/h ，最大涌水量456m3/h 。1）、礦區(qū)西部邊界有f13 正斷層。

2、斷層走向北西，延展長(zhǎng)度約1000 m,傾向60 ,傾角70 ,斷層落差大于100 m。2） 、礦區(qū)東部邊界有f35 正斷層，斷層走向北西，延展長(zhǎng)度約 1000 m ，傾向232，傾角70，斷層落差60m 左右。f13、f35兩斷層的存在和與其伴生的小斷層，疏軟地段富水性及導(dǎo)水性可能較強(qiáng)。3）、該礦區(qū)淺部煤層經(jīng)多年開采，煤層開采區(qū)域復(fù)雜，采空區(qū)頂板冒落充填情況不詳，第四季滲水可能進(jìn)入采空區(qū)積存，影響安全生產(chǎn)工作。4）、對(duì)我礦生產(chǎn)影響最大的是寒武系灰?guī)r含水層，距二1 煤底板 20.68 70.36m ，平均53.89m ，該層含巖溶裂隙承壓水，富水性強(qiáng)，導(dǎo)水性好，水壓較大，是二1 煤層底板間接含水

3、層，一旦突水，極易造成淹井。2 區(qū)域水文地質(zhì)概況鑫茂煤業(yè)有限公司位于新安煤田厥山、 郁山井田中北翼， 區(qū)域水文地質(zhì)單元?jiǎng)澐謱傩掳蚕蛐彼牡刭|(zhì)單元 厥山、 郁山水文地質(zhì)亞單元。厥山、郁山水文地質(zhì)亞單元主要分布于龍?zhí)稖蠑鄬右阅?，含普士山、江村等區(qū)， 地下水在基巖出露地段主要接受大氣降水補(bǔ)給。含水層之間的越流補(bǔ)給， 在局部一定條件下能夠?qū)崿F(xiàn)。 地下水總體流向由南西向北東， 該亞單元北東部地下水一部分由上河泉排出， 另一部分由人工排泄等方式排出地表。礦區(qū)地勢(shì)為南高北低， 區(qū)內(nèi)基本被第四系覆蓋， 以片流沖刷作用為主，形成了一侵蝕為特征的沖蝕地貌，沖溝發(fā)育。礦區(qū)外南部為寒武系灰?guī)r裸露區(qū)， 形成巖溶地貌，

4、在整個(gè)礦區(qū)范圍內(nèi)無常年地表水體，僅有雨季降水沿沖溝形成的溪流。根據(jù)周邊的生產(chǎn)礦井資料證實(shí)，對(duì)二1 煤層開采影響最大的含水層為寒武系中上統(tǒng)石灰?guī)r含水層， 太原組石灰?guī)r含水層和山西組砂巖含水層。根據(jù)井田內(nèi)的巖性、厚度、富水性、導(dǎo)水性及地層組合關(guān)系，自下而上共分為 6 個(gè)含水層。即： 1、寒武系上統(tǒng)崮山組石灰?guī)r含水層； 2 、石炭系上統(tǒng)太原組下段石灰?guī)r含水層； 3、石炭系上統(tǒng)太原組上段石灰?guī)r含水層；4、二疊系下統(tǒng)山西組中粗粒砂巖含水層； 5 、二疊系下統(tǒng)下石盒子組中粗粒砂巖含水層； 6 、第四系細(xì)砂、砂礫石含水層。3 探放水依據(jù)1、 煤礦防治水規(guī)定 ：礦井必須做好水害分析預(yù)報(bào)，堅(jiān)持“預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，有疑必

5、探，先探后掘，先治后采”的探放水原則。2、 煤礦安全規(guī)程第二百八十六條規(guī)定：采掘工作面遇到接近水淹或可能積水的井巷、 老空或相鄰煤礦時(shí)， 必須確定探水線進(jìn)行探水。經(jīng)探水確認(rèn)無突水危險(xiǎn)后，方可前進(jìn)。3、 為防患于未然，必須認(rèn)真執(zhí)行“安全第一，預(yù)防為主，綜合治理” 的安全生產(chǎn)方針和 “有掘必探” 的原則， 必須進(jìn)行探放水工作。若掘進(jìn)中發(fā)現(xiàn)有透水征兆（巷道幫出現(xiàn)掛紅、掛汗、空氣變冷、出現(xiàn)霧氣、水叫、頂板淋水加大、頂板來壓、底板鼓起或產(chǎn)生裂隙、出現(xiàn)滲水、水發(fā)揮有異味等）等情況，必須停止作業(yè)，采取措施，查明出水原因， 并報(bào)告礦調(diào)度室， 若水量較大立即撤出工作面所有人員，然后由相關(guān)部門分析出水原因，進(jìn)行處

6、理。4 鉆孔設(shè)計(jì)及布置4.1、 探水線、鉆孔深度、孔徑根據(jù)礦井勘探報(bào)告和井下主要巷揭露地質(zhì)情況，主要探放裂隙斷層等構(gòu)造水。為了落實(shí)好“有掘必探，先探后掘”的原則，確保安全掘進(jìn)，確定工作面迎頭為探水線，鉆孔超前距30 米，鉆孔孔深60米，每打一次鉆可向前掘進(jìn)30米。選用孔徑75mm鉆桿。4.2、 鉆孔數(shù)目及布置方案根據(jù)工作面概況根據(jù)本地區(qū)地質(zhì)情況，布置7個(gè)探防水鉆孔，中 孔1個(gè)，頂孔3個(gè)，底孔3個(gè)。中孔沿巷道方向水平打設(shè)，在巷道中 心線上，距底板1.5米。3個(gè)頂孔和3個(gè)底孔分別和巷道方向成15、 30夾角向上和向下打設(shè)，具體要求如鉆孔布置示意圖。鉆孔布置示意圖：剖面圖5設(shè)備選型根據(jù)以上設(shè)計(jì)，選用

7、zdy-620型煤礦用坑道鉆機(jī)。具體參數(shù)如下：額定工作壓力額定工作壓力轉(zhuǎn)速范圍30300r/min額定轉(zhuǎn)速200r/min推進(jìn)力10kn額定轉(zhuǎn)矩400n.m推進(jìn)器行程 1200/1700mm （可選）最大轉(zhuǎn)矩500n.m最大鉆孔深度 大于80m（孔徑89 mm,煤巖f3）最大工作壓力 25mpa 額定流量 50l/min鉆孔方位 0 - 90適應(yīng)巷道高度度2583mm-3983mm工作介質(zhì)礦物油30-300cst乳化液0.5-2 %鉆具配備：75mm鉆桿80m,泥漿泵1臺(tái)，合金鉆頭3個(gè)及鉆具 1 套。6 鉆機(jī)使用6.1、 鉆孔前的準(zhǔn)備工作：（ 1）液壓管路連接：1） 首先在打鉆處選擇頂?shù)装逋旰?/p>

8、， 有突水或其它危險(xiǎn)情況能迅速撤退的位置安設(shè)鉆機(jī)；2）用兩根通徑為10 mm,長(zhǎng)度為5m的高壓油管將推進(jìn)油缸接 入操縱閥左聯(lián)；3）用兩根通徑為10mm,長(zhǎng)度為5m的高壓油管將支撐油缸接 入操縱閥中聯(lián)；4）用兩根通徑為13mm,長(zhǎng)度為5m的高壓油管將回轉(zhuǎn)馬達(dá)接 入操縱閥右聯(lián)；5）用一根通徑為16mm,長(zhǎng)度為1520m的高壓油管將操縱閥 進(jìn)液口與工作面乳化系統(tǒng)或獨(dú)立泵站的壓力管路相連接。6）用一根通徑為19 mm,長(zhǎng)度為1520m的高膠管將操縱閥回液口與工作面乳化系統(tǒng)或獨(dú)立泵站的回液管路連接。(2)在鉆機(jī)安設(shè)位置，將鉆機(jī)支撐油缸、油缸延長(zhǎng)件、頂盤、底盤組裝成支撐機(jī)構(gòu)， 選擇合適的鉆進(jìn)方向， 將支撐

9、油缸收回至最低位置， 將整個(gè)支撐機(jī)構(gòu)立起， 伸出支撐缸將立柱支撐在工作面頂板與底板之間。(3)調(diào)節(jié)鉸接支座的高度位置，用螺母將鉸接支座緊固；(4)將推進(jìn)器安裝在鉸接支座上，調(diào)整推進(jìn)器至適當(dāng)?shù)慕嵌?，然后用緊固螺母將推進(jìn)器壓緊在鉸接支座上 ;(5)將輔助支撐機(jī)構(gòu)左調(diào)整桿用銷軸固定在上支撐座上，調(diào)整下抱箍高度并將右調(diào)整桿用銷軸固定在下抱箍上， 堅(jiān)固下抱箍然后旋轉(zhuǎn)手柄使輔助支撐機(jī)構(gòu)產(chǎn)生一定的堅(jiān)固力；(6)根據(jù)鉆機(jī)形式選擇合適的扶遷器套與卡板；(7)操縱推進(jìn)手柄。使馬達(dá)移到推進(jìn)器后部，將鉆桿從扶遷器后部穿入，從扶遷器前部裝好鉆頭，然后使馬達(dá)拖板前移，將鉆桿連接在連接套上。6.2、 鉆孔：(1) .操縱推

10、進(jìn)手柄，使鉆頭與煤壁接觸后停止推進(jìn)后低速回轉(zhuǎn)，在工作面打出位坑；(2) .打開沖洗水開關(guān)；(3) .將鉆頭頂在位坑內(nèi)， 對(duì)鉆機(jī)施加較小的推進(jìn)力， 并使鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)。當(dāng)鉆進(jìn)到鉆頭沒入孔內(nèi)后，再開始正常鉆進(jìn)；(4) .在馬達(dá)拖板推進(jìn)至最前端且鉆桿后部方柄進(jìn)入扶遷器時(shí)停止鉆進(jìn)動(dòng)作， 滑動(dòng)扶遷器卡板卡住鉆桿， 使鉆機(jī)反方向回轉(zhuǎn)將連接套與鉆桿分離。馬達(dá)拖板空退至最后端，接入另一根鉆桿后，松開扶遷器卡板繼續(xù)鉆進(jìn)作業(yè)；(5)隨著鉆進(jìn)深度的增加，鉆桿與孔壁的摩擦力加大，巖粉的排出愈加困難， 導(dǎo)致鉆進(jìn)負(fù)荷的增加。 這種現(xiàn)象在一定的下傾角度鉆進(jìn)的情況下，更加嚴(yán)重。因此需要在鉆進(jìn)的過程中，保持鉆機(jī)鉆動(dòng)并往復(fù)推拉鉆桿將巖

11、粉排出。6.3、 退鉆：(1) . 打開沖洗水開關(guān)；(2) . 停止鉆進(jìn)并使鉆桿低速回轉(zhuǎn)，然后操縱推進(jìn)手柄向外拉出鉆桿；(3)當(dāng)鉆機(jī)將一根完整鉆桿拉出后，在第二根鉆桿的方柄進(jìn)入扶遷器后停止拉出動(dòng)作， 滑動(dòng)扶遷器卡板卡住第二根鉆桿， 使鉆機(jī)反向回轉(zhuǎn)，將第一根鉆桿卸下；(4) . 滑動(dòng)扶遷器卡板松開第二根鉆桿，將馬達(dá)前移至第二根鉆桿處，正向旋轉(zhuǎn)接入第二根鉆桿。(5)重復(fù)以上 24 步驟，直至取出全部鉆桿。6.4、 拆卸鉆機(jī)：(1) . 將推進(jìn)油缸收縮至最短位置；(2) . 旋轉(zhuǎn)輔助支撐調(diào)整手柄施放預(yù)緊力， 將輔助支撐機(jī)構(gòu)拆下；(3) . 松開鉸接緊固螺母，將推進(jìn)器卸下；(4) . 將支撐油缸收縮至

12、最短位置，將支撐機(jī)構(gòu)放倒；(5) . 將液壓膠管拆下并用堵頭保護(hù)好各進(jìn)出液口，避免進(jìn)入污物。6.5、 卡鉆處理：如果在鉆進(jìn)過程中出現(xiàn)夾層或裂隙，鉆桿補(bǔ)卡住，應(yīng)減小推進(jìn)力或退出鉆桿。如果無法將鉆桿拔出，應(yīng)關(guān)掉鉆機(jī)，卸下鉆桿，然后用專用工具旋轉(zhuǎn)鉆桿并取出。7 打鉆注意事項(xiàng)（ 1） .在將鉆機(jī)通過膠管連接到液壓動(dòng)力站前，必須保證鉆機(jī)控 制閥和動(dòng)力站截止閥均處于關(guān)閉狀態(tài)。（ 2） .鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)準(zhǔn)確判別煤、巖層厚度并記錄換層深度。（ 3） .在開啟供油路截止閥前，應(yīng)確認(rèn)所有連接均正確。（ 4） .鉆機(jī)應(yīng)同時(shí)握住兩個(gè)操作手柄進(jìn)行操作，防止出現(xiàn)操作手柄從手中滑脫造成人員傷害。（ 5） .鉆進(jìn)中發(fā)現(xiàn)有害氣體噴出

13、時(shí)，應(yīng)立即停止鉆進(jìn)、切斷電源，將人員撤到有新鮮風(fēng)流的地點(diǎn)。立即報(bào)告礦調(diào)度室，采取措施。（ 6） .鉆進(jìn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)煤巖松軟、片幫、來壓或孔中的水壓、水量突然增大、頂鉆等現(xiàn)象時(shí)，必須立即停鉆，記錄其孔深并同時(shí)將鉆 桿固定。要立即向礦調(diào)度室匯報(bào)，及時(shí)采取措施，進(jìn)行處理。（ 7） .在接近有出水可能的地區(qū)打鉆時(shí)，鉆孔內(nèi)水壓過大或噴 高壓水時(shí)，應(yīng)采用反壓和防噴裝置的方法鉆進(jìn)，嚴(yán)禁將鉆桿拔出。操作時(shí)禁止人員直對(duì)鉆桿站立。（ 8） .鉆孔探后出水時(shí)，要觀測(cè)水壓、水質(zhì)、水量和估計(jì)積水量或補(bǔ)給量。并對(duì)水的來源作出正確的判斷，采取相應(yīng)的措施。（ 9） .交接班時(shí)若正在進(jìn)行打鉆，嚴(yán)禁停鉆。探放水技術(shù)措施9.1、 探水

14、前的安全準(zhǔn)備工作（ 1） 、 探水前對(duì)排水設(shè)備進(jìn)行徹底檢查， 探水過程中要有專人維護(hù)、保證正常排水。（ 2） 、探水前對(duì)水溝、沉淀池進(jìn)行徹底清理，保持水流暢通。（ 3） 、 要有專人對(duì)鉆場(chǎng)附近的頂板進(jìn)行檢查維護(hù)， 避免發(fā)生冒頂事故。（ 4） 、工作面正頭有風(fēng)化現(xiàn)象的，要首先打上擋板，以防止正頭發(fā)生偏幫冒頂事故。（ 5） 、探水鉆場(chǎng)后方必須有安全躲避峒室。（ 6） 、保證鉆場(chǎng)的正常通風(fēng)，并制定專項(xiàng)檢查措施。（ 7、鉆場(chǎng)附近要安裝電話，并保持通訊暢通。（ 8） 、明確水害避災(zāi)路線，并認(rèn)真貫徹至施工人員。8.2探水技術(shù)要求1、 鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)準(zhǔn)確判別煤、巖層厚度并記錄換層深度。一般每鉆進(jìn) 10m 或更換鉆

15、具時(shí)，測(cè)量一次鉆桿并核實(shí)孔深。終孔前再復(fù)核一次，如有可能應(yīng)進(jìn)行孔斜測(cè)量。2、 鉆進(jìn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)煤巖松軟、片幫、來壓或孔中的水壓、水量突然增大，以及有頂鉆等現(xiàn)象時(shí)，必須立即停鉆，記錄其孔深并同時(shí)將鉆桿固定。要立即向礦調(diào)度室匯報(bào)，及時(shí)采取措施，進(jìn)行處理。3、 鉆進(jìn)中發(fā)現(xiàn)有害氣體噴出時(shí)，應(yīng)立即停止鉆進(jìn)、切斷電源，將人員撤到有新鮮風(fēng)流的地點(diǎn)。立即報(bào)告礦調(diào)度室，采取措施。4、 鉆孔內(nèi)水壓過大或噴高壓水時(shí)，應(yīng)采用反壓和防噴裝置的方法鉆進(jìn)，應(yīng)有防止孔口管和煤（巖）壁突然鼓出的措施：5、 背緊工作面， 在攔板外面加設(shè)頂柱或木垛， 必要時(shí)還應(yīng)在頂、底板堅(jiān)固地點(diǎn)砌筑防水墻，之后方可放水。6、 對(duì)于水壓大于 2mpa， 中間要穿過煤層的探斷層水鉆孔， 在打穿斷層或含水層前，還應(yīng)下第二層孔口管并超過煤層 1 m 以上。7、 在探水孔施工中， 見到含水層、 斷層、 陷落柱和積水區(qū)之前，應(yīng)停止鉆進(jìn)，安好水門后再繼續(xù)鉆進(jìn)。8、 遇高壓水頂鉆桿時(shí)，可用立軸卡瓦和逆止閥交替控制鉆桿，使其慢慢地頂出孔口，操作時(shí)禁止人員直對(duì)鉆桿站立。9、應(yīng)做到交接班時(shí)不停鉆。10 、 探放斷層水的探水孔終孔后，孔內(nèi)有水應(yīng)進(jìn)行放水試驗(yàn)?？變?nèi)無水時(shí)應(yīng)選擇一個(gè)孔進(jìn)行壓水試驗(yàn)， 檢驗(yàn)斷層隔水性能； 壓力一般應(yīng)略大于斷層所承受的靜水壓力。11 、 探放水鉆孔，完成探測(cè)任務(wù)后必須全孔注漿