煤礦探放水鉆孔布置(附圖)

〔一〕超前距離。探水時(shí)從探水線開始向前方打鉆孔，在超前探水時(shí)，鉆孔很少一次就能打到積水目標(biāo)區(qū)，常是探水一掘進(jìn)一再探水一再掘進(jìn)，循環(huán)進(jìn)行；探水鉆孔終孔位置應(yīng)始終超前掘進(jìn)工作面一段距離，該段距離稱超前距，如以下圖所示。一、鉆孔參數(shù)11/11/20231〔二〕允許掘進(jìn)距離。經(jīng)探水證實(shí)無任何水害威脅，可平安掘進(jìn)的長度稱允許掘進(jìn)距離?！踩硯途唷槭瓜锏纼蓭团c可能存在的水體之間保持一定的平安距離，呈扇形布置的最外側(cè)探水孔所控制的范圍與巷道幫的距離稱為幫距；其值應(yīng)與超前距相同，幫距一般取20m，有時(shí)幫距可比超前距小1—2m。一、參數(shù)確定11/11/20232〔二〕允許掘進(jìn)距離。經(jīng)探水證實(shí)無任何水害威脅，可平安掘進(jìn)的長度稱允許掘進(jìn)距離?！踩硯途?。為使巷道兩幫與可能存在的水體之間保持一定的平安距離，呈扇形布置的最外側(cè)探水孔所控制的范圍與巷道幫的距離稱為幫距；其值應(yīng)與超前距相同，幫距一般取20m，有時(shí)幫距可比超前距小1—2m?！菜摹炽@孔密度〔孔間距〕。鉆孔密度是指允許掘進(jìn)距離終點(diǎn)橫剖面上探水鉆孔之間的間距。一、探放水鉆孔參數(shù)確定11/11/20233〔一〕扇形布置。巷道處于三面受水威脅的地段，要進(jìn)行搜索性探放積水目標(biāo)區(qū)，其探水鉆孔多按扇形布置，如以下圖所示。二、探放水鉆孔布置方式11/11/20234〔二〕半扇形布置。對于積水區(qū)肯定是在巷道一側(cè)的探水地區(qū)，其探水鉆孔可按半扇形布置，如以下圖所示。二、探放水鉆孔布置方式11/11/20235〔一〕探放老空水、陷落柱水和鉆孔水時(shí)，探水鉆孔成組布設(shè)，并在巷道前方的水平面和豎直面內(nèi)呈扇形。鉆孔終孔位置以滿足平距3m為準(zhǔn)，厚煤層內(nèi)各孔終孔的垂距不得超過1.5m?！捕程椒艛嗔褬?gòu)造水和巖溶水時(shí)，探水鉆孔沿掘進(jìn)方向的前方及下方布置。底板方向的鉆孔不得少于2個(gè)。〔三〕煤層內(nèi)，原那么上禁止探放水頭壓力高于1MPa的充水?dāng)鄬铀?、含水層水及陷落柱水等。如果確實(shí)需要的，可以先建筑防水閘墻，并由閘墻外向內(nèi)探放水。〔四〕上山探水時(shí)，一般進(jìn)行雙巷掘進(jìn)，其中一條超前探水和匯水；另一條用來平安撤人。雙巷間每隔30—50m掘1個(gè)聯(lián)絡(luò)巷，并設(shè)擋水墻。三、探放水鉆孔規(guī)定11/11/20236〔一〕雙巷配合掘進(jìn)交叉探放水。當(dāng)掘進(jìn)上山時(shí)，如果上方有積水區(qū)存在，巷道受水威脅，一般多采用雙巷掘進(jìn)交叉探放水，如以下圖所示。四、探放水與掘進(jìn)配合11/11/20237〔二〕雙巷掘進(jìn)單巷超前探放水。在傾斜煤層中沿走向掘進(jìn)平巷時(shí)，一般是用上方巷道超前探放水，探水鉆孔呈扇形布置?！踩称较锱c開切眼互相配合探放水。其方式如以下圖四、探放水與掘進(jìn)配合11/11/20238〔四〕隔離式探放水。巷道掘進(jìn)前方的水量大、水頭壓力高、煤層松軟和裂隙發(fā)育時(shí)，在煤巷直接探放水很不平安，需要采取隔離方式進(jìn)行探放水。在掘進(jìn)石門時(shí)，可從石門中探放積水，如下圖：四、探放水與掘進(jìn)配合11/11/20239或在巷道掘進(jìn)工作面預(yù)先隔水墻，在墻外探水，如以下圖示：四、探放水與掘進(jìn)配合11/11/202310礦井探放水工作存在高承壓水突出的危險(xiǎn)，必須保證在一定的平安距離才能實(shí)施探放。礦井專用探放水鉆機(jī)具有鉆探深度大且可固定防噴性能；而煤電鉆鉆探距離有限，一般只能用于在煤層中探查煤的厚度等，起不到預(yù)先探放水的作用。因此，礦井探放水必須用專用探放水鉆機(jī)，嚴(yán)禁使用煤電鉆探放水。在煤層內(nèi)用煤電鉆探放水，可能導(dǎo)致包括探放水作業(yè)人員在內(nèi)的大量人員傷亡。四、探放水必須使用專用鉆機(jī)11/11/202311案例：2021年7月21日，廣西百色市右江礦務(wù)局那讀煤礦發(fā)生老空透水事故，死亡36人。該礦為國有地方煤礦，2007年核定生產(chǎn)能力19萬t，礦井周邊廢棄小煤窯積水情況不清。該礦在4304工作面〔靠近廢棄小煤礦附近〕違規(guī)開掘3個(gè)切眼，違規(guī)用煤電鉆探放老空水，前兩個(gè)切眼均因掘進(jìn)時(shí)有透水征兆而停止施工，隨后又在距第一個(gè)切眼30m處重開切眼，在發(fā)現(xiàn)透水征兆的情況下，仍在相對較低的4301采煤工作面組織生產(chǎn)；四、探放水必須使用專用鉆機(jī)11/11/202312案例：事故發(fā)生前，在沒有認(rèn)真分析透水量變化的情況下，盲目通知已經(jīng)撤到平安地點(diǎn)的作業(yè)人員，重新返回作業(yè)地點(diǎn)恢復(fù)生產(chǎn)，導(dǎo)致發(fā)生特別重大透水事故。事故直接原因：違反防治水規(guī)定用煤電鉆代替專用探水鉆進(jìn)行探水。按照該礦探放水設(shè)計(jì)及平安技術(shù)措施的規(guī)定，每次探水鉆進(jìn)30m，允許巷道掘進(jìn)10m，但透水發(fā)生地實(shí)際探水鉆進(jìn)只有約7m，致使4304工作面第三切眼的掘進(jìn)頭距離老空積水區(qū)邊界僅為3.9m．誘發(fā)了從小股流水沖刷逐漸擴(kuò)展到大面積煤柱突然垮塌，造成臨近小煤礦采空區(qū)積水潰入井下，導(dǎo)致了事故的發(fā)生。四、探放水必須使用專用鉆機(jī)11/11/202313〔一〕探放水鉆探現(xiàn)場的規(guī)定。探放水現(xiàn)場作業(yè)直接關(guān)系到探放水人員的平安，關(guān)系到探放水周圍地區(qū)甚至整個(gè)礦井的安危，對鉆探施工現(xiàn)場的平安環(huán)境和平安設(shè)施的嚴(yán)格要求非常重要。加強(qiáng)鉆場附近的巷道支護(hù)，并在工作面打好鞏固的立柱和攔板，可以防止冒頂、防高壓水沖垮煤壁及支架等事故發(fā)生。為滿足探放水鉆孔出水暢通和施工人員平安撤離，必須清理巷道，挖好排水溝，在適當(dāng)位置配備與探放水量相適應(yīng)的完好的排水設(shè)備。五、探放水鉆機(jī)必須安裝牢固11/11/202314在打鉆地點(diǎn)或附近安設(shè)專用，可以在遇到緊急險(xiǎn)情時(shí)及時(shí)與有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和部門取得聯(lián)系，匯報(bào)情況，以便及時(shí)采取有效措施。為杜絕隨意性，保證探放水鉆孔準(zhǔn)確打到靶位，確保鉆孔標(biāo)定準(zhǔn)確，在確定主要探放水鉆孔位置、方位、傾角、深度以及鉆孔數(shù)目時(shí)，測量以及負(fù)責(zé)探放水的技術(shù)人員必須親臨現(xiàn)場，根據(jù)已批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)給予確定，未經(jīng)批準(zhǔn)，不得擅自改變設(shè)計(jì)。五、探放水鉆機(jī)必須安裝牢固11/11/202315〔二〕探放水鉆孔承壓套管的安裝和加固。為確保探放水鉆孔出水后能有效控制放水量，確保平安，在預(yù)計(jì)水壓大于0.1MPa的地點(diǎn)探放水時(shí)，都應(yīng)預(yù)先安裝孔口承壓套管。為確保承壓套管的牢固可靠，開孔位置應(yīng)選擇在巖層比較完整、堅(jiān)硬的地方，承壓套管的長度按本規(guī)定第九十八條執(zhí)行。目前一般采用的是雙層套管，考慮鉆孔出水會(huì)影響套管的下放，因此外層套管長度一般較短，盡可能下在無水段。承壓套管要用高壓注漿泵進(jìn)行水泥固結(jié)，使套管和巖體成為一體，套管下放凝固至規(guī)定的時(shí)間后，進(jìn)行掃孔，然后進(jìn)行壓水耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)的壓力不得小于設(shè)計(jì)水頭壓力，穩(wěn)壓時(shí)間必須至少保持半小時(shí)，孔口周圍不漏水，孔口管牢固不活動(dòng)，即為合格；否那么必須重新注漿。這樣才能保證孔口管在鉆孔出水后不被沖出。孔口管下好后要安裝好控制閘閥，這樣才能在鉆孔一旦出水后能有效地控制水量，防止因排水能力缺乏且放水孔又不能有效控制而影響礦井平安。五、探放水鉆機(jī)必須安裝牢固11/11/202316在水文地質(zhì)條件復(fù)雜和水頭壓力、水量大的情況下，按照探放水規(guī)定要求，安裝孔口承壓套管和控制閘閥進(jìn)行鉆進(jìn)?！踩程椒鸥邏核畱?yīng)采取的措施。在高壓水的探放過程中，當(dāng)鉆孔揭露含水層后，水頭壓力和水量會(huì)猛增，假設(shè)不能有效控制，除直接影響鉆進(jìn)效率外，還特別容易出現(xiàn)高壓水噴出或鉆具被頂出等傷人事故。因此，在鉆孔內(nèi)水壓大于1.5MPa的高壓水地區(qū)施工探放水鉆孔時(shí)，鉆進(jìn)和退鉆應(yīng)采用反壓和有防噴裝置的方法進(jìn)行鉆進(jìn)和控制鉆桿。五、探放水鉆機(jī)必須安裝牢固11/11/202317反壓就是給一個(gè)與水頭壓力反向的作用力；防噴就是防水、防鉆桿、防孔內(nèi)碎巖石塊噴出。在高壓水地區(qū)施工鉆孔時(shí)，如果不采用反壓、防噴裝置是非常危險(xiǎn)的。如某礦在井下施工探放奧灰高壓水鉆孔時(shí)，由于未采取這些措施，就曾發(fā)生突然出水后鉆桿無法控制、頃刻之間被高壓水頂出并被頂?shù)较锏?，近百米鉆桿像面條一樣被扭曲成麻花狀，險(xiǎn)些釀成人員傷亡事故。因此，在高壓水地區(qū)施工鉆孔時(shí)，防噴問題必須引起高度重視。五、探放水鉆機(jī)必須安裝牢固11/11/202318探放水鉆孔終孔孔徑規(guī)定一般不得大于75mm，主要是從探放水現(xiàn)場的圍巖穩(wěn)定性方面考慮的。這樣，探放水鉆孔的開孔孔徑也能得到控制，終孔對圍巖的破壞性小，即使遇到不可預(yù)測的高壓水及其他危險(xiǎn)情況，也能夠得到有效控制。井下現(xiàn)場空間有限，施工不便，為了提高效率和降低本錢，在對井下鉆孔設(shè)計(jì)時(shí)要考慮一孔多用，如探查構(gòu)造、煤層的鉆孔或兼作堵水、疏水之用等。六、探放水鉆孔孔徑11/11/202319人們在與礦井水長期斗爭中積累了珍貴的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出在鉆進(jìn)時(shí)接近或揭露強(qiáng)含水體的一般征兆。在鉆進(jìn)時(shí)，當(dāng)煤巖出現(xiàn)松軟、片幫、來壓或鉆孔中的水頭壓力、水量突然增大以及頂鉆等異狀時(shí)，說明前方已經(jīng)接近或揭露了強(qiáng)含水體。當(dāng)遇到這種異常情況時(shí)，如果繼續(xù)鉆進(jìn)或?qū)@桿拔出，極有可能造成難以控制的更大出水，以及鉆桿在拔出的過程中被高壓水頂出傷人事故，后果不堪設(shè)想，因此必須及時(shí)停止鉆進(jìn)，將鉆桿固定，嚴(yán)禁移動(dòng)和起拔，鉆機(jī)后面嚴(yán)禁站人，以免鉆桿傷人。七、探放水過程中有透水征兆的處理11/11/202320在鉆孔出現(xiàn)涌水異常情況時(shí)，應(yīng)及時(shí)將現(xiàn)場情況向礦調(diào)度室匯報(bào)。調(diào)度室接到上報(bào)的情況后，應(yīng)立即派人監(jiān)測水情。如果發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場情況危急時(shí)，必須立即撤出所有受水害威脅地區(qū)的人員，然后采取措施進(jìn)行處理。七、探放水過程中有透水征兆的處理11/11/202321〔一〕查明老空區(qū)積水情況。探放老空水首先要收集資料，走訪調(diào)查，分析查明老空水體的空間位置、積水量和水頭壓力，做到心中有數(shù)?！捕程椒爬峡辗e水。探放水鉆孔要打中老空水體，至少有一個(gè)孔要打中老空水體底板，才有可能放完老空水，排除隱患。如井下老空區(qū)水與地表水存在密切的水力聯(lián)系，在雨季可接受大量雨水或地表水補(bǔ)給，且老空區(qū)的積水量較大，水質(zhì)不好〔如酸性水〕，為防止礦井承受長期排水的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，礦井可首先對這種老空積水區(qū)實(shí)行注漿封堵，切斷或減少地表水等對其的補(bǔ)給，然后再實(shí)施探放水；八、老空水探放過程11/11/202322如果切斷或減少老空區(qū)的補(bǔ)給水源有困難而無法進(jìn)行有效地探放水，生產(chǎn)礦井必須對老空積水區(qū)留設(shè)足夠尺寸的防隔水煤〔巖〕柱，使其與生產(chǎn)區(qū)隔開，待礦井生產(chǎn)后期條件成熟再進(jìn)行水體下采煤。如老空區(qū)積水量大且水壓高，應(yīng)先從煤層頂、底板巖層打穿層放水孔，把水壓降下來，然后再沿煤層打探放水鉆孔。八、老空水探放過程11/11/202323〔三〕制訂應(yīng)急預(yù)案。當(dāng)鉆孔接近老空時(shí)，礦山救護(hù)隊(duì)員要在現(xiàn)場值班，隨時(shí)檢查空氣成分，如果瓦斯或者其他有害氣體濃度超過有關(guān)規(guī)定，應(yīng)當(dāng)立即停止鉆進(jìn)，切斷電源，撤出人員，并報(bào)告礦井調(diào)度室，及時(shí)處理；在探放水場地應(yīng)備用一定數(shù)量的坑木、麻袋、木塞、木板、黃泥、棉線、鋸和斧等，以便在探放水過程中意外出水或鉆孔水壓突然增大時(shí)及時(shí)處理；探放水施工巷道現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)有松動(dòng)或破損的支架要及時(shí)修整或更換，并仔細(xì)檢查幫頂是否背好；探放水施工現(xiàn)場及后路的巷道水溝中的浮煤、碎石等雜物，應(yīng)隨時(shí)清理干凈，假設(shè)水溝被冒頂或片幫堵塞時(shí)，應(yīng)立即疏通；探放水施工過程中所設(shè)計(jì)的避災(zāi)路線內(nèi)不許有煤炭、木料或煤車等