煤礦巷道探放水設(shè)計(jì)的探討

煤礦巷道探放水設(shè)計(jì)的探討

Summary：掘進(jìn)時(shí)，巷道受采動(dòng)影響，破壞了圍巖力學(xué)結(jié)構(gòu)和巖體裂隙分布，導(dǎo)致圍巖松動(dòng)圈的形成。隨著采動(dòng)影響的增大，圍巖松動(dòng)圈范圍擴(kuò)大，裂隙擴(kuò)張，致使巷道圍巖裂隙與巷道相鄰裂隙帶導(dǎo)水層貫通，導(dǎo)致工作面涌水，因而，巷道在掘進(jìn)中采用合理有效的探放水設(shè)計(jì)，對(duì)巷道安全掘進(jìn)和避免巷道透水事故發(fā)生意義重大。Keys：煤礦；巷道；探放水設(shè)計(jì)根據(jù)《國(guó)家煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定和參考資料，本文通過探放水巷道設(shè)計(jì)、探放水鉆孔布置、探放水鉆孔孔口安全裝置、施工過程和預(yù)防措施制定，深入闡述了煤礦巷道掘進(jìn)探放水設(shè)計(jì)編制內(nèi)容，為煤礦巷道探放水設(shè)計(jì)提供了參考。一、煤礦巷道類別1、直立巷道。巷道的長(zhǎng)軸線與水平面垂直，包括立井、盲立井。立井中直接與地面相通，專門或主要用于提升礦石稱主井；盲立井不與地面直接相通，專門用來(lái)溜放礦石的暗井稱溜井。2、水平巷道。巷道的長(zhǎng)軸線與水平面近似平行。如平硐，直接與地面相通；石門，與地面不直接相通，其長(zhǎng)軸線與礦體走向斜交或直交。平巷，與地面不直接相通的水平巷道，其長(zhǎng)軸方向與礦體走向平行，布置在礦體內(nèi)稱脈內(nèi)平巷，布置在巖石中稱脈外平巷。3、傾斜巷道。巷道的長(zhǎng)軸線與水平面呈一定角度。如與地面直接連通的傾斜巷道——斜井，用于開采某水平以上或以下礦體上山道或下山道、斜坡道和天井等。二、煤礦巷道探放水設(shè)計(jì)1、探放水巷道。某礦由于貫通巷道是斜井，巷道中有部分積水，所以巷道掘進(jìn)時(shí)，必須嚴(yán)格按探放水設(shè)計(jì)實(shí)施。工藝流程：預(yù)備→鉆眼→檢查氣體濃度→裝藥連線→檢查氣體濃度→撤人設(shè)置警戒線→放炮→檢查氣體濃度→灑水→敲幫問頂→臨時(shí)支護(hù)→打頂錨桿→打幫錨桿。2、探放水鉆孔1)探放水鉆孔布置。①探放水鉆孔根據(jù)掘進(jìn)方向在水平面和豎直面上呈扇形布置；鉆孔數(shù)7個(gè)。②豎直面掘進(jìn)到終點(diǎn)橫剖面上鉆孔間允許距離為5.95m。③從水平面內(nèi)掘進(jìn)距離終點(diǎn)橫剖面允許鉆孔間距3.09m。④探水鉆孔超前距及幫距為10m。⑤探放水鉆孔終孔孔徑不得大于75mm，除兼做疏水或堵水用外。⑥在估計(jì)水壓大于0.1MPa地點(diǎn)探水時(shí)，應(yīng)先固結(jié)牢套管。閘閥應(yīng)安設(shè)在套管口，先掘躲身硐，使每個(gè)相關(guān)人員理解并掌握編制的安全技術(shù)措施。2)探放水鉆孔孔口安全裝置。鉆孔時(shí)應(yīng)安設(shè)孔口安全裝置，孔口安全裝置由孔口水門、泄水測(cè)壓三通和孔口管組成。如有必要，應(yīng)安裝鉆桿逆止閥。①孔口管的安裝固定。ａ.選擇巖層堅(jiān)硬完整地段開鉆，孔徑應(yīng)比孔口管直徑大1～2級(jí)。鉆至設(shè)計(jì)深度后，沖洗孔。注漿應(yīng)使用水泥漿填充孔壁和孔口管(管周圍焊扶正肋骨片)。待孔口管周圍水泥漿凝固后掃孔，掃孔深度在孔口管長(zhǎng)度0.5m以上。ｂ.掃孔后，對(duì)孔口管進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。當(dāng)試驗(yàn)壓力大于估計(jì)水壓并持續(xù)30min后，只有在孔口管周圍無(wú)漏水情況下才能鉆進(jìn)。ｃ.孔口管插入孔內(nèi)長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》確定。ｄ.巖石松軟或破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，若無(wú)條件另選放水點(diǎn)時(shí)，應(yīng)在注漿加固后安裝孔口管。②放水時(shí)收集水壓、水量等資料時(shí)，在孔口管上安裝閘門、水壓表、匯水短管等。③當(dāng)水壓＞1MPa且水量較大積水探放時(shí)，應(yīng)在孔口安設(shè)防噴逆止閥。④在高壓水噴出條件下繼續(xù)鉆孔時(shí)，斜孔使用孔口防噴逆止閥，傾角50～90°鉆孔可使用“盤根密封防噴器”或“孔口防噴帽”，鉆具可使用“防噴接頭”，上下鉆可用“孔口反壓裝置”。⑤實(shí)測(cè)水壓＞2MPa，水量＞60m3/h，若需永久儲(chǔ)存，應(yīng)在孔口處使用雙水門和下門備用。3、探放水施工與掘進(jìn)工作安全規(guī)定1)安鉆探水前技術(shù)要求。①鉆窩不得位于軟巖或斷層帶。②在確定主要探水鉆孔位置時(shí)，由礦山測(cè)量工標(biāo)定。井下探放水工必須到場(chǎng)，與測(cè)量人員一起確定鉆孔數(shù)量、方向、傾角和深度。③鉆機(jī)安裝必須牢固、穩(wěn)定。鉆機(jī)安裝通電時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格遵守停送電制度。④根據(jù)估量流量修建排水溝，清理道路，掛好管道、電纜、風(fēng)筒等。⑤加強(qiáng)鉆孔附近巷道支護(hù)，并在迎頭打好牢實(shí)的支柱及攔板。2)探水施工中的技術(shù)要求。①鉆進(jìn)中做好巖芯選擇并輯錄；如有必要，可保留巖芯。②鉆進(jìn)時(shí)，準(zhǔn)確識(shí)別巖煤層厚度，并記錄換層深度。一般情況下，每鉆進(jìn)10m或替換鉆具時(shí)，量一次鉆桿并核對(duì)鉆孔深度。終孔前再次核對(duì)，若可實(shí)現(xiàn)進(jìn)行孔斜測(cè)量。③鉆入時(shí)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)片幫、煤巖松軟、來(lái)壓或鉆孔水量、水壓突然增加及有頂鉆現(xiàn)象時(shí)，必須立即停鉆，記錄孔深，并將鉆桿穩(wěn)固。立即向礦調(diào)度室報(bào)告，并采取措施迅速解決問題。④鉆進(jìn)時(shí)察覺有害氣體噴出時(shí)，立即停鉆，切斷電源，并將人員撤離到有新風(fēng)地方。立即向礦調(diào)度室報(bào)告并采取措施。⑤當(dāng)向鉆孔內(nèi)噴高壓水或水壓過大時(shí)，應(yīng)采用防噴裝置和反壓鉆進(jìn)。制止煤（巖）壁及孔口管突然鼓出措施為：a.背牢迎頭，在攔板外增加支護(hù)，必要時(shí)，在頂、底板牢固地方筑造防水墻，然后放水。b.當(dāng)水壓＞2MPa時(shí)，中間要穿煤層的探斷層水鉆孔，在鉆穿含水層或斷層前，還要下第二層孔口管并超出煤層1m以上。⑥施工期間，在遇到斷層、含水層、積水區(qū)、陷落柱前，停止鉆進(jìn)，并在安裝閘閥后才能繼續(xù)鉆進(jìn)。⑦遇到高壓水頂鉆時(shí)，可用逆止閥和立軸卡瓦代替把握鉆桿，使其緩慢頂出孔口，作業(yè)期間，人員不得直對(duì)鉆桿站著。⑧交接班期間不得停鉆。⑨探放斷層水探孔終孔后，孔中有水時(shí)應(yīng)進(jìn)行放水試驗(yàn)。當(dāng)孔內(nèi)無(wú)水時(shí)，應(yīng)選擇一個(gè)孔進(jìn)行壓水試驗(yàn)，以檢驗(yàn)斷層隔水性；壓力通常略大于斷層所能承受靜水壓力。⑩探放水鉆孔結(jié)束探測(cè)后，必須全孔注漿閉塞，并做好封孔記錄。3)放水技術(shù)要求。①鉆孔探到水后，應(yīng)測(cè)量水質(zhì)、水量和水壓，估算積水量。根據(jù)礦排水能力，控制放水孔流量，及時(shí)清理水溝和水倉(cāng)。②鉆孔放水時(shí)，應(yīng)安排專職人員觀察鉆孔出水情況，測(cè)量水壓和水量，并做好記錄。若水量突然變動(dòng)，應(yīng)立即向礦調(diào)度室報(bào)告，分析原因并及時(shí)解決。③加強(qiáng)放水地點(diǎn)的通風(fēng)，增加有害氣體觀測(cè)次數(shù)。④觀察放水整個(gè)過程，放水后，計(jì)算預(yù)計(jì)積水量與放水量偏差，并調(diào)查起因。4)探放水安全措施。①探水巷道內(nèi)不得有低洼聚水段。②探水巷必須在探水鉆孔有效控制范圍內(nèi)掘進(jìn)，探水孔孔距、幫距和超前距必須滿足設(shè)計(jì)要求。每次探水后和掘進(jìn)前，應(yīng)在開口點(diǎn)設(shè)置標(biāo)志，并確立掛牌制度。③巷道支護(hù)應(yīng)牢固，頂和幫要背緊，不得高掛棚腿，斜巷有撐桿，以使巷道具有較強(qiáng)的抗水流沖擊能力。④報(bào)警裝置及電話必須安裝在探放水處。⑤一定要向受水威脅人員貫徹和囑咐報(bào)警信號(hào)、避災(zāi)線路。⑥探水巷應(yīng)加強(qiáng)對(duì)出水前兆的檢查，發(fā)現(xiàn)異常立即停止作業(yè)，及時(shí)解決。當(dāng)情況緊急時(shí)，立即發(fā)出警報(bào)并疏散所有受水威脅人員。⑦應(yīng)盡量避免在雨季進(jìn)行放水。⑧探放水要遵守準(zhǔn)許的設(shè)計(jì)施工，未經(jīng)批準(zhǔn)單位同意，不得私自更改設(shè)計(jì)。4、信號(hào)聯(lián)系與避災(zāi)路線。①信號(hào)聯(lián)系：安設(shè)專用報(bào)警裝置。②避災(zāi)路線：磧頭→+118m水平斜井上部車場(chǎng)→+160m水平北運(yùn)輸巷→+160m水平主石門→+307m水平吊掛人車斜井→+307m水平北運(yùn)輸巷→主平硐→地面。5、通風(fēng)措施及瓦斯檢查。為確保施工安全，當(dāng)探水地點(diǎn)風(fēng)流中CH4達(dá)到1.0%時(shí)，應(yīng)停止作業(yè)，待空氣質(zhì)量檢測(cè)合格后，方可繼續(xù)作業(yè)。瓦斯檢查頻率不得低于每班2次。6、水情和避災(zāi)聯(lián)系匯報(bào)制度及災(zāi)害處理措施。①現(xiàn)場(chǎng)察覺水情人員應(yīng)立即撤離到安全地點(diǎn)，并通知附近相關(guān)人員撤離到安全地點(diǎn)，再向礦調(diào)度室匯報(bào)突水位置和水情。②礦調(diào)度室接到水情報(bào)告后，立即啟動(dòng)水害應(yīng)急預(yù)案，根據(jù)來(lái)水位置、方向、水量等確定受威脅人員安全撤出路線，通知受水患威脅井下人員立即升井，向值班人員及主要負(fù)責(zé)人匯報(bào)，并向周圍所有礦通報(bào)水患情況。③透水發(fā)生后，在可能情況下，立即觀察分析透水