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文檔簡介
工作面探放水鉆孔施工方案及安全技術措施一、基本狀況1、工作面概況15104綜采工作面設計走向長度962m,采長200m,由北到南設計有:外錯尾巷、回風順槽、進風順槽、切巷;15104工作面位于15#煤層井田的東中部,北部為15103采空區(qū),南部為設計15105采區(qū),東部為楊家溝村愛護煤柱邊界,西部為15#煤三條系統(tǒng)大巷;上覆層為9#煤9205和9207采空區(qū),15#與9#煤層位間距約為70m。地面位置在許家溝村西南方向的山坡丘陵地帶,地面無建筑物。2、工作面水文地質(zhì)及水害分析(1)、工作面地質(zhì)狀況15104綜采工作面回風順槽地勢呈現(xiàn)中部高,東西方向低;進風順槽地勢呈現(xiàn)西高東低;工作面存在南北—北南向斜扭曲構(gòu)造;從一區(qū)回風巷起,回風順槽向東400m,進風順槽向東340m范圍呈現(xiàn)南高北低的向斜,落差在10-34m之間;回風巷400m向東到切巷,進風順槽340m向東到切巷范圍呈現(xiàn)北高南低的向斜,落差在3-20m之間;15104工作面回風順槽從一區(qū)回風巷向東145m處揭露一陷落柱,該陷落柱位于停采線外,依據(jù)坑透成果猜測工作面內(nèi)存在有小斷層6處,1處掘進時已揭露,其它5處隱蔽于工作面中部。(2)、工作面水文狀況15104工作面在掘進期間涌水量為0.2m3/日,無頂板淋水及破裂帶涌水現(xiàn)象,在回風穿越陷落柱時,陷落柱邊沿消失過涌水現(xiàn)象,但涌水量不大;進風已揭露的小斷層未消失涌水現(xiàn)象,掘進過程中所揭露的幾個褶曲也未消失涌水現(xiàn)象,其它5處隱蔽于工作面中部的小斷層,依據(jù)本煤層鉆探狀況未發(fā)覺涌水現(xiàn)象。(3)、工作面水害分析15104回采工作面北部為15103采空區(qū),15103采空區(qū)底板標凹凸于15104工作面,所以工作面回采期間不會受15103采空區(qū)積水影響。上覆9205采空區(qū)積水受15103工作面采動影響通過裂隙滲漏到采空區(qū),故15104工作面回采期間不受9205積水影響。工作面中部猜測隱覆的5個小斷層,因上覆9207采空區(qū)中部底板高,東西兩端地勢低,故采空區(qū)積水集中匯合到東西兩端,中部無積水區(qū),工作面斷層構(gòu)造距離上覆9#積水區(qū)相對較遠,故不會通過斷層構(gòu)造滲入到回采工作面,不會對回采工作面造成水患。依據(jù)9#煤層與15#煤層15104工作面上下層關系對比和分析,15104工作面主要水害為上覆9207采空區(qū)東西兩端存在的兩處積水,但在9209回采期間,9207采空區(qū)積水通過原9207進風順槽口預留水管及9205回風順槽與9209進風順槽聯(lián)絡巷始終進行排放,估計存在少量結(jié)水,故在15104工作面回采前必需對其進行探放水。(4)、采空區(qū)積水量估算15104綜采工作面上覆9207采空區(qū)積水量估算,采納閱歷公式對采空區(qū)積水量估算如下:公式:
Q積=K×M×F/cosα式中:Q積采空積水總量(萬m3);M采空區(qū)平均采高線或煤厚(m);F采空積水區(qū)的水平投影面積(m2);α煤層傾角(°);k采空區(qū)充水系數(shù)(一般為0.25~0.50,本次取0.25);依據(jù)計算猜測1#區(qū)域積水量為1487m3,2#區(qū)域積水量為8050m3,總量9537m3。二、鉆孔設計及參數(shù):15104綜采工作面通風系統(tǒng)已形成,依據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》的要求,“礦井工作面采煤前,應當采納物探、鉆探、巷探、和化探等方法查清工作面內(nèi)斷層、陷落柱和含水層(體)富水性等狀況”;經(jīng)排查15104工作面上覆9207采空區(qū)存在兩處積水區(qū),一處在原9207采空區(qū)西北角,在15104工作面高抽巷口正東180米處;另一處在9207采空區(qū)的東南角,在15104工作面配風、進風順槽和切巷交叉處。為確保綜采工作面回采期間不受水害影響,保障作業(yè)人員生命和設備的平安,必需對上覆9207兩處采空積水區(qū)進行探放水,故設計在15104回風順槽、進風順槽設置兩個鉆場,對9207采空區(qū)兩處積水區(qū)進行探放水。在15104回風順槽設計探放水鉆孔一個,15104進風順槽與切巷布置1個鉆孔,詳細設計參數(shù)如下:(一)、1#鉆孔設計參數(shù):1#鉆孔起始位置位于15104回風順槽口東120米處,測點H403處頂板上,終孔位置位于原9207采空區(qū)猜測積水區(qū),詳細設計參數(shù)如下:1、起始坐標X:113864.371Y:79849.794H:+779.242、終孔坐標X:113778.011Y:79925.676H:+868.0003、方位角a:139o18’17”4、高差h:88.76m5、傾角?:+37o39’42”6、平距D:115m7、斜距L:145.3m;8、水壓P:0.89MP;9、設計鉆孔從鉆孔口起,分別為警戒線/探水線/結(jié)水線(/115.3/30/)m,見(示意圖一)(二)、2#鉆孔設計參數(shù)(兩個方案):方案一2#鉆孔起始位置位于15104進風順槽測點J419處頂板上,終孔位置位于原9207采空區(qū)猜測積水區(qū),詳細設計參數(shù)如下:1、起始坐標X:113657.6936,Y:80863.5315,H:+771;2、終孔坐標X:113644.6586,Y:80901.9035,H:+844;3、方位角a:108o45’45”,4、高差h:73m,5、傾角a:+60o40’46”,6、平距D:41m,7、斜距L:83.7m,8、水壓:P:0.73MP9、設計鉆孔從鉆孔口起,分別為警戒線/探水線/結(jié)水線(/53.7/30/)m,見(示意圖二)方案二2#鉆孔起始位置位于15104進風切巷口與配風聯(lián)絡巷口向南11m處,終孔位置位于原9207采空區(qū),詳細設計參數(shù)如下:1、起始坐標X:113644.659,Y:80884.172,H:+785.0,2、終孔坐標X:113644.659,Y:80901.904;H:+844.0,3、方位角a:90o00′00″4、高差h:59.0m,5、傾角a:73o02′02″,6、平距D:18m,7、斜距L:61.7m。8、水壓:P:0.59MP9、設計鉆孔從鉆孔口起,分別為警戒線/探水線/結(jié)水線(/31.7/30/)m,見(示意圖三)三、施工目的在15104回采期間,為防止15104綜采工作面上覆9#煤采空區(qū)積水通過構(gòu)造或因受采動影響發(fā)生大量涌水,造成工作面停產(chǎn),故需對15104工作面上覆9#煤采空區(qū)猜測的積水進行探放水,以確?;夭善陂g的平安生產(chǎn)。四、施工工藝1、鉆探設備:鉆探設備:選用zdy—4000S全液壓坑道鉆機1臺,與至配套的泥漿泵1臺;鉆桿直徑:¢73mm;鉆頭:¢133mm;¢113mm;額定電壓:380V/660V;電動機功率:55KW;鉆機重量:2540kg;主機重量1500kg;鉆機形狀尺寸(長×寬*高):2380×1300×1520(mm*mm)2、鉆探方法:設計開孔位置在15#煤層頂板,首先采納¢133mm鉆頭鉆進10m后,下127mm一級套管10m后,用水泥固管后連接孔口掌握閘閥裝置,然后用¢113mm鉆頭連續(xù)鉆進,直至鉆透采空區(qū)。3、固管要求:鉆孔內(nèi)安裝127mm無縫鋼管套管護孔,連接高壓閘閥的最終一節(jié)套管末端兩側(cè)各焊一個鋼板耳板,打錨桿孔眼,用錨桿進行固定。后用水泥漿進行注漿固管,凝固48小時后進行掃孔,鉆進超過套管1m后,進行耐壓試驗,護孔套管試驗壓力不得低于1.5MP,且穩(wěn)壓時間不小于30min,試壓合格后安裝高壓閘閥,連續(xù)鉆進。五、施工前預備工作:
1、鉆場預備:施工鉆場不得小于長×寬×高(4m×4m×4.2m)的空間,并對鉆場前后10m范圍內(nèi)巷道進行加強支護。2、鉆場位置四周需提前挖掘一個(2m×2m×2m)的水泵窩,與鉆場地面水平低0.2m,鉆場用水泥抹面厚度不小于50mm。3、鉆場處水泵窩安裝BQW50-140/37力量為50m3排水泵兩臺,設置截止閥,通過三通與15104回風巷(直徑為100mm)的排水管路連接,將水排至東四采區(qū)水倉,經(jīng)東四采區(qū)水倉水泵排至880主水倉。排水系統(tǒng)必需在鉆探前進行排水試驗。4、機電隊負責鉆場水泵的安裝與排水管路的連接及排水試驗,并敷設施工所需的風水管路,鉆場四周留設風水管(直徑25mm)的接口,確保探放水工作正常進行,并必需保證透水后能正常排水。5、機電隊負責鉆機的供電,開關的接線解線;機修隊供應120型開關一臺、80型開關2臺,制作長20m護孔套管(長1米20根,管套需做內(nèi)外絲扣),兩根套管需焊接測試壓力管、流量監(jiān)測管和管耳,壓力管和流量監(jiān)測管頭需做絲扣,管耳需打兩個(直徑22mm)錨桿緊固孔。6、機電隊負責在鉆場四周10米范圍安裝一部直通調(diào)度的電話,保證與調(diào)度指揮中心通信暢通。7、鉆場需加設瓦斯監(jiān)測傳感器。8、需購置壓力表(2Mp以上)4塊及四寸高壓閥門4個,2寸管高壓閥門4個,(大于10Mp)無縫鋼管24m麻絲5公斤及所需的緊固螺絲和螺母、電纜、開關、水泵風水接頭、高標號水泥等材料。六、施工技術要求:1、必需嚴格根據(jù)鉆孔的設計參數(shù)進行施工,開口孔位不得偏離設計坐標±100mm,方位偏差不得大于±1o,鉆孔仰角不得超過±1°,在施工過程中不得隨便改動,如因現(xiàn)場施工條件受限需要變動,必需經(jīng)設計部門同意后方可變動,同時依據(jù)現(xiàn)場變化狀況修改單孔設計施工通知單。2、由于所設計的終孔孔位于采空區(qū),不能進行實地掌握,可能與實際高差存在差異。故存在設計鉆孔距離與實際鉆眼終孔距離不符,所以在鉆進距離剩余30m到達積水線時,必需通知地測部,現(xiàn)場核定鉆距。機電隊必需進一步檢查和完善排、放水等平安設施后,方可允許進行鉆進。在距透水位置10m時停止鉆進,匯報調(diào)度及總工程師。3、透水前必需由礦總工程師組織調(diào)度、技術部、安檢部、地測防治水部、通風區(qū)、機電部等部門管理人員到現(xiàn)場確認和平安檢查,做好放水前的各項預備工作后,由總工程師現(xiàn)場指揮,鉆進放水。透水后進行下桿,必需聽從專人指揮,依次下桿。若透孔后有大量有害氣體涌出,施工人員應馬上撤至上風側(cè),實行措施后再撤出鉆桿關閉水門。4、套管的最前一節(jié)的前端必需開出返漿孔。5、在施工過程中必需按規(guī)定準時精確?????丈量鉆具的長度,仔細做好現(xiàn)場小班記錄,記錄要符合“準時、精確?????、完整、清楚”的要求。施工隊組必需指定專人記錄鉆孔進度,每班必需向調(diào)度,地測防治水部,安監(jiān)部匯報。6、為確保施工人員的平安,孔口必需安裝防突水裝置,做到鉆孔突水時可以掌握。7、施工過程中要仔細執(zhí)行鉆孔防斜措施。8、施工過程中若鉆孔突然發(fā)生突水,必需停止鉆進,嚴禁撤出鉆桿,準時撤離現(xiàn)場作業(yè)人員至平安地點后,馬上向調(diào)度指揮中心匯報,并準時通知排水機電隊,啟動排水系統(tǒng)進行排水,并具體記錄鉆孔的深度,出水層位置,測出水溫、水壓、水量等。并將具體狀況準時匯報地測防治水部。9、在穿越煤層時,現(xiàn)場必需有專職瓦斯員檢測瓦斯。10、注漿材料用P.042.5級水泥注漿。11、水泥漿比重:先期以稀漿為主,即水泥比例以1:1.2—1.3為宜,假如裂隙發(fā)育,注漿量很大時,可采納1:1.4—1.5水泥漿注漿。12、鉆孔竣工后安裝壓力表、流量計,壓力表、流量計的量程必需與實際水壓、水量相匹配。七、鉆孔施工平安技術措施(一)預備工作1、鉆探設備入井前要經(jīng)過仔細具體檢修保養(yǎng),確保鉆探設備始終處于良好的狀態(tài),嚴禁設備帶病下井。2、鉆探設備轉(zhuǎn)動部分要安裝防護罩,防止轉(zhuǎn)動部分絞住施工人員的衣物和隨身物品傷人。3、檢查鉆桿、絲扣巖心管、螺絲頭、變異接頭、接箍等磨損是否超限,鉆桿是否彎曲,鉆(桿)具是否有微小裂隙,水泵和注漿泵的鋼套、柱塞、密封圈、鋼球、鋼座是否完好。4、依據(jù)設計要求帶足鉆探工程所需的器材、工具等。5、開鉆前必需保證鉆機至孔口有
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