探放水設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1、目錄目 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 12141 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

2、界有 F13 正斷層。斷層走向北西，延展 長度約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

3、,是二 1 煤層底板間 接含水層,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?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

4、南部為寒 武系灰?guī)r裸露區(qū)，形成巖溶地貌，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 ：

5、礦井必須做好水害分析預(yù)報(bào)，堅(jiān)持“預(yù) 測預(yù)報(bào)，有疑必探，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

6、作面所有人員， 然后由相關(guān)部門分析出水原因，進(jìn)行處理。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

7、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

8、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? 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,入操縱閥中聯(lián)；4）用兩根通徑為 13mm,入操縱閥右聯(lián)；5）用一根通徑為 16mm,長度為 5m 的高壓油管將支撐油缸接長度為 5m 的高壓油管將回轉(zhuǎn)馬達(dá)接長度為 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

9、置，將鉆機(jī)支撐油缸、油缸延長件、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)慕嵌龋?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

10、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)

11、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)

12、. 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。（

13、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)，要觀測水壓、水質(zhì)、水量和估計(jì)積水量 或補(bǔ)給量。并對(duì)水的

14、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8.1、探水前的安全準(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）、探水鉆場后方必須有安全躲避峒室。（6）、保證鉆場的正常通風(fēng)，并制定專項(xiàng)檢查措施。（7、鉆場附近要安裝電話，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

15、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 或更換鉆具時(shí)，測量一次鉆桿并核實(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

16、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，完成探測任務(wù)后必須全