探放水單孔設(shè)計(jì)及安全技術(shù)措施

探放水單孔設(shè)計(jì)及安全技術(shù)措施為了杜絕巷道掘進(jìn)過(guò)程中水災(zāi)發(fā)生，確保我礦掘進(jìn)施工平安，依據(jù)《煤礦平安規(guī)程》對(duì)掘進(jìn)巷道“猜測(cè)預(yù)報(bào)、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原則、結(jié)合我礦現(xiàn)場(chǎng)水文地質(zhì)條件，制定本防治水鉆探施工：第一節(jié)文地質(zhì)概況依據(jù)礦井初步設(shè)計(jì)中水文地質(zhì)資料描述，我礦井涌水量不大，僅對(duì)涌水量較大的出水點(diǎn)進(jìn)行了觀測(cè)記錄，并用水倉(cāng)容量法觀測(cè)記錄了正常日涌水量30m3/d和最大日涌水量80m3/d。10號(hào)煤層頂板為砂質(zhì)泥巖，底板為泥巖，均為隔水巖層，故一般涌水量不大，主要表現(xiàn)為頂板滴水、淋水，當(dāng)煤層采空頂板垮落后，K2灰?guī)r便與采空區(qū)發(fā)生聯(lián)系，K2灰?guī)r為一含水層，成為采空區(qū)的直接充水含水層，目前礦井涌水主要來(lái)自K2灰?guī)r。主要表現(xiàn)為采空區(qū)積水。其次節(jié)探放水鉆孔布置的參數(shù)和超前距幫距的確定一、探水距與超前距的確定1、探水與掘進(jìn)循環(huán)作業(yè)，探水作業(yè)超前于掘進(jìn)作業(yè)，即探水——掘進(jìn)——探水，探水循環(huán)進(jìn)度75m，超前距為35m,允許掘進(jìn)距離40m，依此交替作業(yè)。2、幫距：為使巷道兩幫與可能存在的水體之間保持肯定的平安距離，布置的最外側(cè)探水鉆孔所掌握的范圍與巷道幫的距離取20米。3、探水設(shè)備：鉆機(jī)型號(hào)：ZLJ-350型煤礦用坑道鉆機(jī)，鉆具配備：Ф75mm鉆桿80m，泥漿泵1臺(tái)，合金鉆頭3個(gè)及鉆具1套。二、探水鉆孔布置的參數(shù)說(shuō)明孔號(hào)開(kāi)孔位置鉆孔方位（度）鉆孔傾角（度）孔深（m）1#中心孔1800752#仰孔180+5783#俯孔1800764#左孔165-5785#右孔195076以后按此施工方式循環(huán)施工。三、鉆探完畢后由安監(jiān)、地測(cè)、通風(fēng)、調(diào)度聯(lián)合進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收，并準(zhǔn)時(shí)進(jìn)行分析，為采區(qū)其它大巷掘進(jìn)供應(yīng)水文地質(zhì)依據(jù)，確認(rèn)無(wú)水害危急待下發(fā)允許掘進(jìn)通知單后方可掘進(jìn)，掘探交替進(jìn)行至設(shè)計(jì)位置為止。四、孔口平安裝置的布設(shè)探放水孔必需使用孔口平安裝置，孔口平安裝置由孔口管、泄水測(cè)壓三通、孔口閥門和鉆桿逆止閥等組成，其施工和安裝程序如下：1、選擇巖層堅(jiān)硬完整的地段開(kāi)孔，孔徑應(yīng)比孔口管直徑大3-5mm，鉆至預(yù)定深度（視水位凹凸和煤巖層強(qiáng)度而定）后，將孔內(nèi)沖洗潔凈。2、向孔內(nèi)注入水泥漿，將預(yù)先預(yù)備好的孔口管（末端用木塞塞住）放入孔內(nèi)，待水泥凝固后，即可在孔內(nèi)鉆進(jìn)。3、水泥凝固后掃孔，其深度超過(guò)孔口管長(zhǎng)度0.5-1.0m,向孔內(nèi)注水。試液壓力大于孔口管末端承壓靜水壓力的1.2倍，呈水壓值超過(guò)估計(jì)放水時(shí)的水壓，穩(wěn)壓時(shí)間至少保持半小時(shí)，孔口管四周沒(méi)有漏水現(xiàn)象，則合乎要求，否則要重新注漿加固。4、探放強(qiáng)含水層水時(shí)，應(yīng)在孔口管上安裝水壓表、水門、三通和泄水管等。第三節(jié)單孔設(shè)計(jì)一、鉆孔設(shè)計(jì)參數(shù)水源性質(zhì):估計(jì)水源主要為頂?shù)装辶严端?、斷層水。鉆機(jī)型號(hào)：ZLJ-350型探水鉆鉆具配備：5個(gè)∮100mm的孔口管,100根φ75mm地質(zhì)鉆桿,φ89mm筒狀合金取芯鉆頭，φ55PDC金剛石鉆頭和雙翼合金鉆頭無(wú)芯鉆進(jìn)。鉆孔深度90米，鉆孔直徑60mm,功率5.5KW。二、探放水前的預(yù)備工作：1、檢查排水系統(tǒng)。即預(yù)備好水溝，水倉(cāng)及排水管路；檢查排水泵（兩臺(tái)）及電動(dòng)機(jī)，使之正常運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到設(shè)計(jì)的最大排水力量。2、預(yù)備堵水材料。即在探水地點(diǎn)備用肯定數(shù)量的水泥（或化學(xué)漿）、套管、閘閥在、坑木、麻袋、木塞、泥、棉線、大錘、鋸、斧及加工好的2m長(zhǎng)2寸帶閥門鋼管與鋼板擋板等，以便出水或來(lái)壓時(shí)準(zhǔn)時(shí)處理。3、檢查瓦斯。瓦斯員必需跟班作業(yè)，瓦斯?jié)舛瘸蓿ā?%）或鉆探過(guò)程中有害氣體濃度增大必需停止工作，切斷電源，撤出人員并報(bào)告調(diào)度室準(zhǔn)時(shí)處理。4、檢查支架狀況。有松動(dòng)或破損的支架要準(zhǔn)時(shí)修整或更換。幫頂是否背好，都要一一檢查。5、檢查煤壁。煤壁有松動(dòng)或膨脹現(xiàn)象時(shí)，要準(zhǔn)時(shí)處理，閉緊填實(shí)，必要時(shí)可打上木垛，防止水流沖垮煤壁，造成事故。6、檢查水溝。巷道水溝中的浮煤、碎石等雜物，應(yīng)隨時(shí)清理潔凈。若水溝被冒頂或片幫堵塞時(shí)，應(yīng)馬上修復(fù)。7、檢查平安退路。即避災(zāi)路線內(nèi)不許有煤炭、木料、雜物等堵塞，要時(shí)刻保證暢通無(wú)阻。8、檢查打鉆地點(diǎn)或四周必需安設(shè)專用電話。9、探放水人員的培訓(xùn)組織有關(guān)人員學(xué)習(xí)了解探水鉆的及使用操作說(shuō)明；學(xué)習(xí)本工作面作業(yè)規(guī)程及探放水平安技術(shù)措施的規(guī)定。10、安裝探水鉆必需墊平放穩(wěn)探水機(jī)，打牢頂柱。開(kāi)車前要檢查鉆機(jī)是否平穩(wěn)堅(jiān)固，各部緊固件有無(wú)松動(dòng)狀況。檢查抱閘的松緊程度是否合適，送水器轉(zhuǎn)動(dòng)是否敏捷，輸水膠管是否固定，以防止轉(zhuǎn)動(dòng)。11、孔口平安裝置的布設(shè)一般的探水鉆孔必需安設(shè)孔口平安裝置，它由孔口管、泄水測(cè)壓三通、孔口水門和鉆桿逆止閥（必要時(shí)安裝）等組成。其施工和安裝程序如下：1）選擇巖層堅(jiān)硬完整地段開(kāi)孔，孔徑應(yīng)比孔口管直徑大1～2級(jí)，鉆至預(yù)定深度后，將孔內(nèi)沖洗潔凈。2）向孔內(nèi)注入水泥漿，將預(yù)先預(yù)備好的孔口管放入孔內(nèi)，待水泥凝聚后，即可在孔內(nèi)鉆進(jìn)；另一方法將孔口管插入孔內(nèi)后，在孔口部分用摻水玻璃的水泥漿將孔口管固定封死。在孔口管上方另留1～2個(gè)小管（或水針），而后從孔口管內(nèi)向四周壓入水泥漿，待從小管跑出濃水泥漿時(shí)即將小管封死。連續(xù)向孔口管內(nèi)壓入水泥漿，至肯定壓力后停止注漿，關(guān)閉孔門管閘閥。待水泥漿凝固。3）水泥漿固結(jié)后掃孔，其深度超過(guò)孔口管長(zhǎng)度0.5～1m后，向孔內(nèi)壓水。試驗(yàn)壓力大于孔口管末端承壓靜水壓力的1.2倍或水壓值超過(guò)估計(jì)放水時(shí)的水壓，穩(wěn)壓時(shí)間至少保持半小時(shí)，孔口管四周沒(méi)有露水現(xiàn)象，說(shuō)明合乎要求，否則需重新注漿加固。4）如探放強(qiáng)含水層水或需要收集放水時(shí)的水量與水壓資料以及為了平安目的時(shí)，還應(yīng)在孔口管上安裝水壓表、水門、三通和泄水短管等。5）對(duì)水壓高于1.0Mpa且水量較大的積水或含水層進(jìn)行探放水時(shí)，孔口應(yīng)安設(shè)防噴逆止閥，以避開(kāi)高壓水頂出鉆桿、噴出碎石傷人。6）每次施工前，鉆孔口必需安設(shè)托板，托板規(guī)格：（托板為正方體，邊長(zhǎng)為：40cm，托板厚度為：1.5cm，托板螺絲孔間距為32cm），托板上留有鉆桿通過(guò)的圓孔。7）采納錨索錨桿將托板安裝在孔口煤壁上，必需安裝堅(jiān)固，以避開(kāi)高壓水頂出鉆桿、噴出碎石傷人。三、單孔設(shè)計(jì)參數(shù)1、設(shè)計(jì)參數(shù)：孔號(hào)開(kāi)孔位置鉆孔方位（度）鉆孔傾角（度）孔深（m）1#中心孔00752、鉆孔超前距為30米，幫距23m，止水套管10米，鉆孔允許掘進(jìn)距離60米。3、估計(jì)水壓小于0.1MPa，鉆孔預(yù)先固結(jié)套管，套管口安裝閘閥。(1)開(kāi)鉆鉆到孔深10m；(2)下放Ф50-73肋骨式平安套管10米；(3)Ф50鉆孔到孔底；四、鉆探工程的步驟和方法1、鉆進(jìn)(1)開(kāi)鉆前，檢查有害氣體含量，當(dāng)瓦斯?jié)舛冗_(dá)到或超過(guò)1％時(shí)，不得開(kāi)鉆，實(shí)行措施進(jìn)行處理。(2)任何時(shí)候包括提下鉆、鉆進(jìn)等工作人員不準(zhǔn)在鉆桿后方站立和走動(dòng)，防止鉆桿后滑傷人。(3)壓力要合理、勻稱，不進(jìn)尺時(shí)不得強(qiáng)行加壓，防止鉆孔傾角和方位的轉(zhuǎn)變。合理加壓，不進(jìn)尺馬上提鉆換鉆頭，削減孔斜。(4)鉆桿絲扣下鉆時(shí)要逐條纏線，并用鉗子上緊，嚴(yán)防脫扣事故。隨時(shí)備好Ф42小公錐,一旦發(fā)覺(jué)斷鉆桿，櫓扣等孔內(nèi)事故準(zhǔn)時(shí)處理。(5)松緊頂絲和停送電人員嚴(yán)密協(xié)作，口號(hào)洪亮全都，不準(zhǔn)干啞吧活。(6)鉆進(jìn)中一旦發(fā)覺(jué)“變軟”、“見(jiàn)空”、“見(jiàn)水”和變層等要馬上停鉆丈量殘尺計(jì)算孔深。見(jiàn)空前10米時(shí)丈量全長(zhǎng)，校正孔深，調(diào)整誤差。(7)若發(fā)觀孔內(nèi)涌水，應(yīng)測(cè)定水壓和涌水量。(8)準(zhǔn)時(shí)預(yù)備地全面記錄各種數(shù)據(jù)，包括加尺、殘尺、孔深、涌漏水等狀況。(9)鉆桿應(yīng)不堵塞、不彎曲，絲口未磨損，不合格的不準(zhǔn)使用。(10)接鉆桿時(shí)，要對(duì)準(zhǔn)絲口，避開(kāi)歪斜和漏水。(11)卸鉆頭時(shí)，應(yīng)嚴(yán)防管鉗夾傷硬質(zhì)合金片，夾扁鉆頭和巖芯管。(12)裝卸鉆桿時(shí)，必需一根接一根，依次安裝。2、φ50開(kāi)孔鉆到10米，巖芯鑒定特殊留意巖石的硬度，結(jié)構(gòu)是否完整等物理特征，是否符合下套管的要求，假如巖石松軟或節(jié)理發(fā)育破裂等，應(yīng)考慮加長(zhǎng)φ50孔深，增加套管長(zhǎng)度。3、下φ50-73肋骨式套管，水泥注漿固井。24-48小時(shí)后掃孔上好30Kg高壓閘閥，并打壓試驗(yàn)，用φ50鉆具掃套管內(nèi)水泥塊，并鉆出套管1-2米，進(jìn)行注水打壓試驗(yàn)，假如達(dá)到設(shè)計(jì)壓力和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，φ50鉆頭連續(xù)正常鉆進(jìn)，否則，重新二次注漿，并重新試壓，直至達(dá)標(biāo)。4、見(jiàn)水后馬上匯報(bào)礦方有關(guān)工程技術(shù)人員，在礦方人員的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督下，確認(rèn)排水力量在通風(fēng)良好的狀況下，方可提鉆，并馬上關(guān)閉高壓閘閥，并安裝壓力表測(cè)定水壓，便于計(jì)算積水面積和積水量。5、見(jiàn)空后無(wú)積水涌出時(shí)，加強(qiáng)通風(fēng)并用粘土堵塞鉆桿外和閘閥內(nèi)的環(huán)狀間隙，嚴(yán)防瓦