工作面回風順槽探放水設計

1、100102工作面回風順槽探放水設計一、工作面基本情況 1、概況100102工作面回風順槽位于礦井南翼，西北為原汪溝煤礦舊巷（已于2010年10月測量查明，舊巷內(nèi)無積水積氣）。本巷道在下組煤膠帶上山內(nèi)開口，開口位置為距下組煤貫眼23.4米處，本順槽掘進方位：233°，巷道沿10號煤底板掘進，10#煤平均厚度2.7米。100102工作面回風順槽采用鉆爆法施工，鉆爆工藝流程：鉆眼前準備檢查瓦斯鉆眼檢查瓦斯裝藥、聯(lián)線檢查瓦斯爆破檢查瓦斯灑水滅塵臨時支護出煤（巖）永久支護。 巷道設計斷面為矩形，巷道斷面特征如下：凈寬3600mm，凈高2600mm，凈斷面為9.36m²。頂板采用錨桿

2、鋼筋托梁鐵絲網(wǎng)錨索工字鋼棚板做為永久支護。2、水文概況根據(jù)現(xiàn)有的地質(zhì)報告資料分析，施工區(qū)域無較大斷層和陷落柱，無地質(zhì)勘查鉆孔，不存在地表水體，無帶壓開采。巷道南部存在下組煤首采工作面，受采動影響，采空范圍擴大，但對本巷道掘進無較大影響。掘進前方及周邊存在原汪溝舊巷，但無積水積氣，水文地質(zhì)條件相對簡單。據(jù)煤礦開采資料，在巷道掘進揭露K4、K3、K2太原組灰?guī)r裂隙含水層時，一般涌水較小，故認為含水層富水性弱，對正常掘進威脅相對較小。本巷道前方將穿越總回風大巷，結(jié)合以往資料以及實際揭露巷道內(nèi)均無積水，故本巷道在穿越總回風巷后再進行首次探水。3、目的因此根據(jù)山西省煤炭工業(yè)廳以及煤礦防治水規(guī)定中的“有掘

3、必探，先探后掘”的原則，結(jié)合實際情況,于100102工作面回風順槽穿越總回風巷后（開口32米處），開始進行超前探水。經(jīng)探水確認安全后，方可掘進。掘進到達規(guī)定的允許掘進距離，掘進隊必須停止掘進，由探水隊再次探放水，以防止發(fā)生水害事故。超前鉆探的目的是為確保掘進工作面時刻保持留有足夠的超前探測距離，排除掘進頭的水害威脅。二、物探工作方案及工程量1、儀器選用及實施單位。利用礦用防爆瞬變電磁儀對掘進巷道前方富水性進行超前探測，工作面都必須按照“物探鉆探掘進物探”循環(huán)作業(yè)和允許（停掘）通知單制度施工，具體探測要求及方法如下：（1）、嚴格執(zhí)行通知單制度。安檢部下發(fā)“停止掘進通知單”要求作業(yè)隊組在規(guī)定位置停

4、止掘進，及時清理工作面迎頭，保證迎頭內(nèi)沒有大量的鐵器及電纜存在，防止影響探測結(jié)果；（2）、隊組人員應保證巷道迎頭內(nèi)的材料堆放整齊，以免影響探測結(jié)果的準確性；（3）、每次探測需要工作人員34人。技術方法：探測時嚴格按照YCS40(A)瞬變電磁儀的操作說明進行施工操作。2、探測方案及工作量：100102回風順槽沿10#煤層底板掘進。從穿越總回風巷（開口32米處）開始為探測起始位置。物探檢測結(jié)果由防治水科物探組提供。3、物探成果若出現(xiàn)異常區(qū)，結(jié)合地質(zhì)資料進行分析，圈定異常區(qū)位置、確定異常性質(zhì)及含水性。4、地測部門根據(jù)物探結(jié)果編制鉆探驗證方案經(jīng)總工程師審核后做為鉆探設計的補充。三、探水設計1、探水孔設

5、計（1）、超前距：30m；幫距20m（2）、允許掘進距離：探水鉆孔深度大于等于80m，允許掘進距離為50m。（3）、鉆孔的布置方式1）物探無異常的探測設計鉆探施工主要探放灰?guī)r裂隙水，共設計施工2組6個探放水孔。平面上鉆孔以扇形進行布置，設計施工一組5個鉆孔，正前為1#孔，左幫為2#、5#孔，2#（5#）孔仰角10°；右?guī)蜑?#、6#孔，3#（6#）孔仰角10°。2#、3#與1#孔夾角8°，5#、6#孔與1#孔夾角15°。垂直剖面上設計施工一組1個鉆孔4#孔（頂眼），布置在1#孔上方，仰角12°；二次及以后探水 1#、2#、3#、5#、6#探水鉆

6、孔的坡度與巷道掘進坡度保持一致（4#鉆孔的坡度視巷道坡度適當調(diào)整）。各孔開孔層位均應在10#煤層中，平面孔終孔位于10#煤層，頂眼應穿透9#煤層，根據(jù)實際情況鉆孔布置可適當調(diào)整。附圖：避水災路線示意圖排水路線示意圖鉆孔施工布置圖鉆孔編號1#2#3#4#5#6#傾角（°）101010121010方位角（°）233225241233218248設計孔深（米） 808181818383備注：根據(jù)現(xiàn)場煤層視傾角適當調(diào)整鉆孔角度。2）如遇物探成果顯示有異常區(qū)域存在時的探測方法：采用瞬變電磁儀進行物探，發(fā)現(xiàn)異常區(qū)時，根據(jù)實際情況對異常區(qū)編制鉆探設計。2、鉆機、注漿泵設備選型施工采用ZL

7、J-650煤礦用坑道鉆機，注漿、輸水配用設備為BW-250型三缸泥漿泵（注漿泵）一臺。1、ZLJ-650坑道鉆機適用鉆孔角度范圍0360度，鉆機功率為7.5KW，額定工作電壓660/1140V，鉆進能力孔深達到200m，鉆桿直徑42mm。 2、BW-250型泥漿泵（注漿泵）BW-250型三缸泵為臥式往復單作用活塞泵。該泵具有兩種缸徑和四檔速度，最大流量250L/min，最大壓力可達7Mpa。主要用于與巖芯鉆機配套輸送泥漿，也可用于其他方面的注漿，礦井排污及遠距離送水等其他用途。3、鉆具選型開孔鉆頭選擇Ø108毫米合金鋼復合片鉆頭，正常鉆進選擇Ø50毫米合金鋼鉆頭，鉆桿為ZL

8、J-650鉆機標準配置42毫米中空鉆桿，每根鉆桿長1.6米（1.1米）。4、孔口管選型根據(jù)煤礦防治水規(guī)定第98條：（1）、探放老空積水的止水套管長度不得小于10m。（2）、沿巖層探放含水層、斷層水和陷落柱等含水體時，水壓小于1MP，止水套管不小于5米。本次探放水孔口管按照規(guī)定（2）選擇，孔口管采用外徑Ø89mm×2m無縫鋼管，壁厚10mm，總長度為6m，連接方法采用普通螺旋擰緊，最外一節(jié)連接高壓閥門的孔口管采用法蘭盤連接（耐壓力不低于10MPa）?？卓诖箝y門選用耐壓能力不低于10MPa的合金蝶閥，并加裝耐壓力讀數(shù)不低于10MPa壓力表。套管外口焊接高壓法蘭盤，法蘭盤外連接裝

9、壓力表的短節(jié)，短節(jié)外接高壓閘閥。四、探水前準備工作1、鉆場支護鉆場的要求：每處鉆場長3.0米，寬2.5米，鉆場周圍10米范圍內(nèi)巷道要加密支護，確保巷道無空頂，無片幫，幫頂背牢剎實。保證鉆探施工人員的人身安全。在工作面迎頭要加做堅固的立柱和擋板。2、排水設計排水系統(tǒng)的要求：探放水工作面低洼處必須配備兩臺排水能力不小于30m3/h的水泵，以便及時排放積水。安設3寸排水管路一趟，并在探水地點開挖泵窩。排水線路：100102工作面回風順槽2寸管下組煤膠帶上山水倉下組煤膠帶上山3寸管南翼軌道上山水溝中央水倉地面。3、供水、供電系統(tǒng)供水：探水的供水系統(tǒng)為地面靜壓水副立井六寸管南翼軌道上山六寸管軌道石門六寸

10、管下組煤膠帶上山四寸管工作面兩寸管供電：供電由下組煤膠帶上山內(nèi)接入，鉆孔施工前，加強機電檢查，杜絕失爆現(xiàn)象，機電系統(tǒng)保證排水為雙電源供電，同時加強中央泵房機電設備檢修，確保中央泵房的水泵臺臺完好。中央泵房人員要求現(xiàn)場交接班，班班都要試電話，向調(diào)度室匯報本班排水設備運轉(zhuǎn)情況。4、臨時水窩為方便排水，在距離工作面低洼的位置開挖臨時水窩一個，水窩深度必須達到800mm，長600mm，寬500mm。5、瓦斯監(jiān)測施工現(xiàn)場當班班組長必須配備便攜式瓦檢儀一臺，由專門瓦檢員負責看管、檢測瓦斯?jié)舛?，如瓦斯超限立即查明原因進行處理。每班設專職瓦檢員對現(xiàn)場進行瓦斯檢測，并進行現(xiàn)場交接班。6、鉆機泥漿泵固定安裝鉆機安

11、裝在加固的鉆場內(nèi)，用枕木將鉆機架起，并將鉆機與枕木固定牢靠，枕木與巷道支護之間要背牢剎實，必要時必須打地錨，加強鉆機固定，確保鉆機在鉆進時穩(wěn)定可靠。泥漿泵（注漿泵）安裝在距離工作面10米的地方，泥漿泵要安裝牢靠，確保在使用時不傾斜不產(chǎn)生劇烈震動。7、孔口管的安裝固定開孔用108mm的鉆頭鉆進，鉆進6m后下入直徑Ø89mm套管。下套管時，先將套管提離孔底0.2m，從套管口向內(nèi)注入水泥-水玻璃雙液漿體，其中水泥水灰比11，水玻璃采用為Be 30-40，水泥漿與水玻璃體積比10.3-0.5，使用注漿管、注漿泵、止?jié){塞等進行注漿。待漿體從孔口管壁與煤（巖）壁溢出后，可緩停注漿，35分鐘后再注

12、，漿體穩(wěn)定流出后，停止注漿。8、孔口管的打壓試驗水泥-水玻璃雙液漿體凝固15分鐘后，在孔口管外安裝高壓閘閥，利用鉆機對已經(jīng)封堵的孔口管進行掃孔，掃孔深度不低于8米（必須進入煤體或巖體2米以上）。然后接通高壓水試壓，試壓壓力不低于2MPa，當壓力達到1.5 MPa時及時調(diào)整泵量，延續(xù)壓力時間均不少于10分鐘，若孔口管無松動，管外無返水則孔口管固管成功。試壓過程有專人檢查套管外及鉆場附近的情況，如發(fā)現(xiàn)鉆場及鉆孔周圍有滲水、跑水等現(xiàn)象，要停止試壓，重新加注水泥-水玻璃雙液漿體，直至試壓合格。二次注漿的壓力可適當增大。 五、探水孔施工1、探水孔鉆進開孔用108mm的鉆頭鉆進，鉆進6m后下入直徑

13、6;89mm套管。注漿固管后使用Ø50 mm鉆頭掃孔，掃孔長度8米（必須進入煤體或巖體2米以上）。試壓合格后安裝孔口大閥門，取防噴措施后再繼續(xù)施工，全孔無芯鉆進至終孔。開孔時鉆壓為7MPa，轉(zhuǎn)速151r/min。鉆進時帶班人員要定期檢查鉆孔內(nèi)的煤（巖）粉及沉渣，并要經(jīng)常沖孔，確?？椎赘蓛?，防止發(fā)生埋鉆卡鉆等事故。管理技術人員要定期指導鉆探施工人員順利施工。正常鉆進時鉆壓為6MPa、轉(zhuǎn)速270r/min。2、鉆進記錄各班次鉆進時候，帶班長要嚴密注視鉆孔特點，記錄清楚鉆進米數(shù)，終結(jié)尺寸。鉆進過程中遇到非正常巖層、軟巖構造等時應記錄孔深巖性并及時向技術部匯報鉆進情況。鉆孔如見水的水量、水壓

14、及終孔時的水量、水壓要準確測定，并做好記錄。鉆孔出水水量小于20m3/h，且水壓不大時，繼續(xù)鉆進到設計孔深后終孔；若鉆孔水量大于20m3/h或水壓突然變大，有頂鉆現(xiàn)象時，鉆探作業(yè)人員應立即停止鉆進，向調(diào)度室匯報以便采取相應措施。巖性變化、本班進尺必須在班報表上記錄清楚，同時記錄好出水位置及水量水壓。鉆機操作工做好鉆孔編號，鉆孔鉆進深度，鉆孔角度，鉆機運轉(zhuǎn)情況等記錄并認真規(guī)范填寫交接班記錄，鉆距丈量要準確，嚴禁謊報進尺，鉆至終孔時，應核實鉆具長度，做到現(xiàn)場交接班。3、鉆孔事故處理1、當發(fā)生卡鉆、鉆桿意外脫落等鉆孔事故時，要弄清以下幾個情況： （1）事故部位要清，事故發(fā)生后，要根據(jù)機上余尺或提出來

15、的斷頭鉆具，精確計算事故部位的孔深，確定打撈鉆具的長度。 （2）事故頭要根據(jù)提出孔外的鉆具和其它有關的標志，弄清事故頭使鉆具的哪一部分，口徑多大，損壞變形的程度如何，必要時可以采用打印法查明，以確定處理方法和打撈工具。 （3）孔內(nèi)情況要弄清發(fā)生事故鉆具的結(jié)構（規(guī)格、種類、數(shù)量），鉆孔結(jié)構，孔內(nèi)巖石性質(zhì)，孔壁穩(wěn)定程度，巖粉和鉆粉多少，有無暗管和其它殘留物，以及事故發(fā)生過程和起初的征兆（如沖洗液循環(huán)情況、鉆具回轉(zhuǎn)阻力，動力機聲音變化、操作者的感覺等），這些都是判斷事故情節(jié)和確定處理方法及步驟的重要依據(jù)。 2、處理事故中，要做到快、穩(wěn)、準、勤 （1）處理事故的方案和方法確定以后，組織工作要迅速落實，

16、處理事故作業(yè)的動作要快，操作要穩(wěn)、準，不要忙亂和蠻干。總之，要抓緊實踐，及時排除，避免事故惡化。 （2）勤了解和分析事故的實際變化情況。在實踐中驗證原來所制定的方案是否正確，根據(jù)事故情節(jié)的變化，適當修改處理方案。 （3）所用打撈工具和處理中的各種情況，應立即填入報表，并準確如實交接清楚。3、事故排除后，應詳細討論造成事故的原因，總結(jié)經(jīng)驗，吸取教訓，以防止類似事故再度發(fā)生。4、鉆孔出水應急處理鉆進期間如發(fā)現(xiàn)水壓、水量突然增大、頂鉆等異?，F(xiàn)象時，必須立即停止鉆進，不得拔出鉆桿。要立即向調(diào)度室匯報，并派人監(jiān)測水情。如果發(fā)現(xiàn)情況危急時，關閉防噴裝置止水，并立即撤出所有受水害威脅地區(qū)的人員，然后采取措施

17、進行處理。5、透水征兆及應急反應（1）透水征兆1）老空水透水征兆：老空水一般積存時間較長，水量補給較差，有機物發(fā)生還原反應后，硫含量較高，老空水往往有臭雞蛋氣味。其透水征兆有掛紅、酸性大、水叫、發(fā)澀的特點。2）巖溶水透水征兆 ：由于長期侵蝕巖溶水多呈灰色或灰黃色有時有掛紅現(xiàn)象。當采掘巷道接近巖溶含水層時可能出現(xiàn)頂、底板來壓滲水等現(xiàn)象。 3）斷層透水征兆斷層破碎帶中地下水一般是流動的，補給也較充分，很少出現(xiàn)掛紅現(xiàn)象，水無澀味但發(fā)甜。因斷層破碎帶中有淤泥等雜物故水較渾濁多呈黃色并會出現(xiàn)來壓、淋水增大等現(xiàn)象。（2）應急反應1）、按照礦井水文地質(zhì)報告、煤礦防治水規(guī)定及煤礦安全規(guī)程的要求，認真分析采掘工

18、作面的水文地質(zhì)條件，必須做到年有年報、季有季報、月有月報，必要時發(fā)放臨時水害通知單。必須堅持“有掘必探，先探后掘”的防治水原則，確保礦井生產(chǎn)安全。 2）、加強對井下職工的水情水害教育培訓工作，當工作面或其它地點發(fā)現(xiàn)有透水征兆并有透水危險時，必須停止作業(yè)，立即向調(diào)度室匯報，待查明水情，以采取相應的措施。如果情況危急，必須立即發(fā)出警報，撤除所有受水害威脅地點的人員。一旦發(fā)生較大透水事故時受水害威脅地點人員應由低到高、由危險到相對安全的原則按水害避災路線依次撤離受水害威脅地點直至升到地面。6、對于涌水點觀測如對于一般的涌水，必須通知調(diào)度室派人觀察并加強排水，一般每四個小時觀測一次涌水量。技術部門人員

19、必須組織分析水情、水源，如果需要及時進行放水。六、安全技術措施 1、探放水施工與掘進工作安全規(guī)定（1）、鉆孔施工前，排水水泵、管路與供電系統(tǒng)必須運行正常同時經(jīng)過聯(lián)合驗收。（2）、每班必須配備熟練的水泵司機值班，并嚴格執(zhí)行交接班制度，保證鉆孔出水后能及時排放。（3）、入井設備要嚴格進行防爆檢測，鉆探施工期間加強供水供電系統(tǒng)檢修，嚴禁設備電纜失爆，保證排水、鉆探、正常供電。（4）、鉆孔施工受礦調(diào)度室統(tǒng)一調(diào)度，如發(fā)現(xiàn)異常情況應及時通知調(diào)度室，施工現(xiàn)場設專用電話一部。（5）、鉆孔位置、方位、傾角由測量人員按設計標定。施工時必須按設計施工。要經(jīng)常檢查設備運轉(zhuǎn)情況，觀察孔壁完整程度，防止孔內(nèi)和機械事故發(fā)生

20、，保質(zhì)保量按期完成鉆孔任務。（6）、加強電氣設備維護，每班檢查一遍，杜絕失爆現(xiàn)象。2、水情及避災聯(lián)系匯報制度和災害處理措施當發(fā)生鉆孔出水或有透水征兆時，立即向調(diào)度室匯報，并預估水量大小及危害程度，待接到調(diào)度室指令后按事先設計好的避水災路線有條不紊的撤離事故地點。當災情不大時，調(diào)度室應派出人員監(jiān)測水情。當在探水施工時出現(xiàn)其他災害時，按照災害程度決定人員撤離，并向調(diào)度室匯報，服從調(diào)度室的統(tǒng)一安排。3、通風、瓦斯監(jiān)測施工現(xiàn)場通風條件必須良好，由掘進時使用的通風機提供正常通風。每班施工人員必須配備便攜式瓦檢儀一臺，由專人負責看管、檢測瓦斯?jié)舛?，如瓦斯超限立即查明原因進行處理。如遇有害氣體突然涌出施工人

21、員必須馬上停止施工，及時佩戴好自救器，并視情況撤離現(xiàn)場，做好上報處理。4、安全確認移交嚴格執(zhí)行“有掘必探，先探后掘”防治水工作原則和“掘探分離”的管理規(guī)定。根據(jù)山西省煤炭局規(guī)定的“有掘必探，先探后掘”的原則，堅持該基本原則，待探水隊對本巷道探水工作完成后提交探放水結(jié)果給生產(chǎn)調(diào)度、技術部防治水科及安檢部，由防治水科根據(jù)結(jié)果下達掘進通知到掘進隊，掘進隊方可按掘進通知單開始施工。待到掘進完規(guī)定的允許掘進米數(shù)時，防治水科會同安檢部對施工隊下達停工通知單，并向探放水隊下達探水通知單。掘進隊必須停止施工，全力配合探放水隊進行探放水施工。5、其他（1）、鉆孔施工受礦調(diào)度室統(tǒng)一調(diào)度，如發(fā)現(xiàn)異常情況應及時通知調(diào)度室，施工現(xiàn)場設專用電話一部。隨時和調(diào)度室保持聯(lián)系。為保證電話暢通，每班開工之前，施工人員必須先與調(diào)度室電話聯(lián)系一次，電話不通，不準開鉆施工。（2）、設備入井嚴格按操作規(guī)程操作，鉆機安裝采用底木梁+單體柱固定方法，底木梁選用方木兩根，用4根單體柱將底木梁固定在鉆場底板上，然后用四條18mm螺絲將鉆機與底木梁聯(lián)接在一起，保證鉆機牢固、不移位。（3）、鉆進期間