煤矿探放水方案.pdf

《煤矿探放水方案.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《煤矿探放水方案.pdf（15页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、. . 煤矿探放水方案（设计） 编制日期： 2017 年 1 月 19 日 . . 煤矿探放水方案（设计） 一、设计背景 鉴于二采区采掘工程布置于原3 号煤层和 7 号煤层之间，有一定 的水患，前期探放水工程放出了部分采空区积水，但采空区积水仍然 存在，为了杜绝巷道掘进过程中水害事故的发生，确保我矿掘进施工 安全，按照“预测预报、有掘必探、物探先行、钻探验证”的原则， 结合二采区实际水文地质情况及前期探放水资料，制定本设计方案。 二、 采区地质及水文地质情况 1 、巷道相应的地面位置、标高，区域内的水体和建、构筑物对 工程的影响：巷道相应的地面标高在+1524m至+1600m之间，地表区 域内

2、没有河流、湖泊、水库等，水系不发育，季节性小沟发育，属季 节性溪沟，流量受大气控制明显。由于山高坡陡，雨水季节雨水难免 会沿裂隙渗入井下，造成井下涌水增加。地面无建、构筑物，原瓦斯 泵房及其他构筑物对工程无影响。 2、巷道与相邻煤（岩）层、邻近巷道的层间关系，附近已有的 采掘情况对工程的影响：所布置的三条下山处于7 号 3 号煤层之间， 该工程附近无其他采掘活动， 但下山上部距原老系统老巷、采空区具 有一定的积水，积水情况如下：3 号层北部已采到 +1382.089m标高 （含 3 号层井底水仓）， 南部已采到 +1410m标高；7 号层已采到 +1405.287m 标高；由于该标高以上已开采

3、，开采后采空区内有大量积水；根据原 老空区回采的测量数据及地质资料，原老系统下山方向无断层、 陷落 柱等大的地质构造，产状稳定。 . . 经计算， 3 号层积水 5.06 万立方米，回风上山第六循环探放水 时开孔口标高为（ +1457m ），孔底标高为（ +1467m ）放出 1.2 万立方 米积水，现还有3.8 万立方米积水，在 +1418m标高放水量约为2.5 万立方米，水压达到0.55 MPa，放水时间预计 30 天放到预定标高。 剩余的采空区积水待巷道掘至标高+1382m时再进行探放水； 7 号层积 水 9.09 万立方米，通过皮带上山每个循环探放水时都会将积水放出， 现还有 1.8

4、万立方米积水，正在 7 号层采空区最低标高也是开孔口和 孔底标高（ +1402.664m ）进行放水，积水压力0.2 MPa 。掘进过程中 必须加强钻探。 3、煤（岩）层产状、厚度、结构、坚固性系数（f ），预计巷道 揭露的各煤层间距，顶、底板岩性及特性分析： 煤层产状为：走向334 度、倾向 244 度、倾角 24 度。7 号煤层 平均总厚度 6.39 米，结构复杂一般分为三个自然层，夹矸有变厚及 变薄的交错现象；煤层坚固性系数（f ）0.28；7 号煤层顶板距3 号 煤层法线距离 59 米，3 号层煤厚 1.05 米；本工程处于 3 号煤层和 7 号煤层之间，围岩岩性以粉砂岩为主，局部为砂

5、岩及石灰岩，坚固性 系数（ f ）5-8 。 4、断层情况 : 工程南部距轨道上山30 米有一条 F20 号断层， 20 号断层为斜交正断层，北东起于小坝地，南西在落水洞交于21 号断 层上，据槽探及 24 号孔资料，垂直断距115m ，水平位移 173m ；根据 原老系统采掘工程分析，该工程在积水范围内没有大的断层，但在 F20号断层附近没有工程控制， 受断层影响， 0.5 2.0 小断层可能发 . . 育，掘进时必须加强断层带的瓦斯管理。区内无火成岩侵入的岩墙、 岩床，陷落柱等； 三、巷道布置及施工情况： 二采区施工情况， 目前副平硐、 回风斜井及上部车场及回风系统 已形成，二采区回风上山

6、、 轨道上山、运输上山正在施工。 轨道上山、 皮带上山、回风上山相距30 米，目前回风上山已施工到变坡点 （+1503）以下 278 米处（标高 +1401.407 米），皮带上山已施工到 变坡点（ +1503）以下 263 米处（标高 +1396.726 米），轨道上山已 施工到变坡点（ +1503）以下 289米处（标高 +1384.724 米）。 三条下山的层位关系：皮带上山、轨道上山距7 号煤层顶板（采 空区） 13 米，距 3 号煤层底板（采空区） 43 米；回风上山距7 号煤 层顶板（采空区） 25 米，距 3 号煤层底板（采空区） 31 米；详见巷 道布置平、剖面图。 四、探放水

7、设计 （一）探水设计 1、设计依据：根据煤矿防治水规定的要求，严格遵守“预测预 报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则。 2、探水线的确定：按照规定，巷道掘进时我矿从开始掘进，按照 30 米的探水线进行控制，即掘进前施工9 个探水孔，控制巷道前方、 上方、下方各 30 米，确保巷道轮郭线内30 米没有积水。 3、由于皮带上山、轨道上山距7 号煤层顶板（采空区）13 . . 米，距 3 号煤层底板 （采空区）43 米；回风上山距 7 号煤层顶板（采 空区） 25 米，距 3 号煤层底板（采空区） 31 米；在探水过程中，皮 带上山由于超前于其它两个巷道，且距 7 号层积水区最近， 因此采取 从

8、皮带上山集中放水方式排7 号层积水，目前已将 7 号煤层的积水放 出。而距 3 号煤层最近的回风上山安全距离符合规定，施钻时只有少 量的积水通过裂隙从钻孔内放出， 需要单独打放水孔采取阶段性放水 的方法排放采空区积水。（探水设计详见设计图） （二）放水设计 : 1、由于 7 号层积水在皮带上山探水时已经自上而下逐渐放出， 无需专门进行放水； 2、考虑到与 3 号层最近的回风上山距离有30 米，在煤矿探 放水规定所规定的岩柱安全范围内；结合施工实际，采用阶段性集 中放水方式进行放采空区积水。 3、放水钻孔参数（详见设计图）： 钻孔编号方位（）倾角（）孔深（ m ） 1 220 15 60 2 2

9、20 35 50 4、探水设备： （1）钻具：采用 ZDY750型钻机；钻杆每节钻杆长度为0.76 米；钻孔直径为套管段 90，其它段 75 毫米；携带钻杆数量70 节 . . 90 节； （2）水泵及排水管路： 采 用 潜 水 泵 二 级 排 水 ， 工 作 水 泵 及 备 用 水 泵 型 号 为 ： IBQS50-65-18.5; 功率为 18.5 千瓦，扬程 65 米、排水量 50m3/小时， 采用直径为 100mm 的无缝钢管和 80mm 的输水带进行排水， 即工 作面放水点放出的老空水流入水仓后，用水泵抽到中间水仓， 中间水 仓内的水泵通过排水管路抽到回风上山上车场水沟内排出地面。

10、5、放水的工序： （1）每次探水循环掘进结束后， 在回风下山齐头退回往2 米处 掘进躲避硐（兼做临时水仓），躲避硐规格为：宽3m高 2.5m 长 5m ； 再在躲避硐里段进行卧底施工临时水仓，（水仓规格宽3m长 3m深 2m见后图所示）安装水泵及备用水泵，接好管路进行抽水。 在水仓口上部根据钻孔参数施钻10 米后拆除钻杆，安装套管， 套管采用 80mm 无缝钢管加法兰盘，以便安设闸门。套管长度不得小 于 10 米, 采用内丝扣连接，用马丽散在孔口1.5m 处堵孔并预埋注浆 胶管后用水泥浆堵孔。如条件限制不能封孔10 米时，在套管端头所 焊接的固定钩上设置连环，将封孔管路固定在锚杆上，并上好螺丝

11、， 确保封孔管路牢固可靠。 . . （3）完成套管安装后继续安装钻杆施工放水孔，直至施工到 采空区后停止钻进，进行放水。 （4） 躲过最高水头后拆除最后钻杆一根钻杆或将钻杆全部推 入套管内，再在套管上安装闸门控制水量有序进行放水，并在闸门外 安装管路将水引入水仓内通过水泵进行抽水。 （5） 水放完后施工检验孔进行放水检验， 确认水是否彻底放空。 3、本次探放水将整个二采区3 号层 （1418m ） 标高以上积水放出。 五、安全要求及措施 （一）组织保障 1、成立探放水领导小组 组长：xxx 副组长： xxxxx 成员：xxxxxxxxx 。 领导小组下设办公室，办公室设在地测科，主任由惺惺惜惺

12、惺 兼任，全面具体落实探放水方案。 领导小组职责：组织制定并实施二采区探放水设计及专项安全技 术措施，确保探放水装备、物资投入，统筹调度探放水工作，做到早 安排、早布置， 确保矿井安全完成探放水工作；集中精力抓好矿井探 放水工作，提高我矿防治抗灾能力，采取有效措施遏制事故的发生。 2、部门职责 : 地测科：探放水工作实施部门， 根据副组长安排制定探放水措 . . 施，掌握开拓进度，及时填写图纸，为探放水提供准确的技术资料， 正确指导施工。 安环科：按照探放水技术方案，进行现场监督、监视工作实施 情况。 机电科：负责机电设备的配置与检修及排水管路、水泵安装， 保证探放水设备正常运转与电力供给。

13、通风科：负责探水工作面的通风管理， 并随时监视各种有害气 体的变化情况；并及时处理。 调度室：负责调度通知、各种信息上传下达。 信息科：负责保证矿井通讯及视频系统的通畅。 防突队：负责井下探放水工作实施落实情况。 ( 二)安全技术措施 A、探放水施工要求： 1 、探放水前的准备工作： （1）放水地点必须具备以下条件：保证该掘进工作面全部上网支护 完好，保证后退路畅通，并保证放水及现场人员熟悉避灾路线。 （2）排水系统：放水前必须接通排水管路；根据实际情况，排水泵 选用排污能力强，排水量每小时达50m 3以上及安装方便的污水泵两 台排水泵，一台主排水用，一台备用，两台水泵主要参数均为：配套 安装

14、两趟无缝钢管排水管道。 水泵开关安设地点必须高于放水眼6 米 位置，并对排水系统进行测试成功。 . . （3）排水路线：将排水管路接通到上部车场水沟口，积水通过 管道排到水沟里再顺水沟流出井口到地面。 （4）、工作面放水时必须停止该区域内其它任何工作，撤出除 放水人员以外的其他人员，设警戒线。 （5）、放水人员：本次负责放水的人员是矿防突队人员进行，放水 前首先由地测科给出探眼的开口位置、方向，探放水时当班瓦斯员、 安全员在现场监督。 （6）、将本措施落实、贯彻队组里，施工人员和监管人员培训后方 可执行。 2、技术要求 : （1）安装封口管，封口管安装角度与探水钻角度一致，选用的 钢管，跟据实

15、际情况来选用钢管，封口管长度按实际情况进行封管， 用水泥注浆把封口管固定到岩帮中在用铁线锁到边邦上山进行加固， 角度与探水钻眼角度一致，并在封口管流水口处安设阀门。 （2）探水钻在施钻孔时必须有防突队干、瓦斯员在现场协助工 作，瓦斯员检查瓦斯、二氧化碳情况，如瓦斯或二氧化炭超过0.5% 时，必须立即停止钻进，切断电源，撤出人员并报矿调度室。 （3）确定主要放水孔位置时，由测量人员进行标定，负责放水 工作人员亲临现场，共同确定钻孔的方位、倾角、深度和钻孔数量。 . . （4）加强钻孔附近 10 米的巷道支护。放水眼周围10 米的巷道 支护固定，加强锚网加固。 （5）钻进时操作人员不准离开钻机，

16、并做到“三看”、 “二听”、 “一及时”；即看给进压力和进尺速度，看泵压表及回水情况，看钻 进距离；听机器运转声，听孔内振动声；发现异常情况应先停止钻进 并立即汇报调度室。 （三）探放水安全注意事项： （1）施工前，必须对排水系统的设备进行检查、维护，保证设 备运行正常，排水量满足排水需要要求。打钻前，迎头要铺设好临时 排水管路和水泵，以免造成迎头积水不能进行钻探作业。 （2）施工前，必须对施工作业地点进行安全检查，加强巷道支 护强度，排查、处理不安全隐患，确认安全后才能施钻。打钻人员进 入作业现场，必须先敲帮问顶，仔细检查作业范围内的帮顶安全状况， 发现不安全因素，必须先进行处理。固定钻机时

17、，必须将钻机固定在 安全可靠的地方， 同时将钻机固定牢固平稳， 确保打钻安全及参数的 准确性。 （3）必须备足防水、防瓦斯突出等应急材料，遇到特殊情况能 够及时处理。 （4）开机前，必须先送水，无水或水压、水量不够，不准开机。 . . （5）探水施工作业，必须有专人使用专项记录簿记录钻孔实际 方位、每班钻进距离、深度、钻杆数量、水量、顶卡钻情况及操作人 员名单等，并填写钻孔施工、验收小票，并及时报调度、地测备案。 （6）每班必须向矿调度室汇报探放水施工进展情况。 （7）作业点必须安设瓦斯传感器和瓦斯电闭锁，实现钻机远程 断电，要经常检查作业现场瓦斯等有害气体，瓦斯浓度超过 0.8时， 停止作业

18、，并采取措施，降低瓦斯浓度，当瓦斯浓度达到0.8；要 停电撤人，并向调度室汇报有关情况。 （8）通风系统完整，风筒，探头吊挂到位，并有备用风筒防止 孔内大量瓦斯涌出时， 连接临时风筒吹散瓦斯积聚。采空区水放完后 应及时关住封口管阀门，防止有害气体溢出。 （9）电器设备的安装、电缆的悬挂必须符合规定要求，不得有 失爆现象。 （10）打钻时，必须随时观察钻孔异常情况，如发现钻孔中水 量、压力突然增大、顶卡钻等情况，应立即停钻检查并汇报矿调度室。 如钻孔中水的压力很大，应立即将钻杆固定，不得移动或拔钻，钻机 后面不得站人，防止高压水将钻杆顶出伤人或造成透水事故。 （11）探放水作业严格按照煤矿安全规

19、程规定执行。 加强钻孔附近的巷道支护，并在工作面迎头打好坚固的立 . . 柱和拦板； 清理巷道，挖好排水沟。探水钻孔位于巷道低洼处时，配 备与探放水量相适应的排水设备； 在打钻地点或其附近安设专用电话； 由测量人员依据设计，确定进行标定探水孔位置时，负责探 放水工作的人员亲临现场，共同确定钻孔的方位、倾角、深度和钻 孔数量。 在预计水压大于0.1 MPa的地点探水时，预先固结套管。套管口 安装闸阀，套管深度在探放水设计中规定。预先开掘安全躲避硐，制 定包括撤人的避灾路线等安全措施，并使每个作业人员了解和掌握。 钻孔内水压大于1.5 MPa 时，采用反压和有防喷装置的方法 钻进，并制定防止孔口管

20、和煤（岩）壁突然鼓出的措施。 钻机安装必须平稳牢固。安装好钻机接电时，要严格执行停 送电制度。 按预计流量修建排水沟， 清理巷道并挂好风筒、 电缆、管道等。 探放水钻孔应安设孔口安全装置。孔口安全装置由孔口管、 泄水测压三通、孔口水门和钻杆逆止阀(必须安装 ) 等组成。 孔口管的安装与固定：选择煤（岩）层坚硬完整地段开孔， 孔径为 94mm ，套管管径为 80mm ，钻至预定深度后，将孔内冲洗干净。 . . 注浆使孔口管 (管周围应焊扶正肋骨片 )与孔壁间充满水泥浆。 待孔口 管周围水泥浆凝固后扫孔，扫孔深度应超过孔口管长度05m 。 （12）钻入老空区时，有以下特征： 孔底的压力突然下降。

21、孔内返回的水量增加或减少。 停止供水后，孔内继续流水。 流出的水有臭味。 （13）钻入老空区时， 不许继续钻进或撤出钻杆， 在加强通风、 观察水流的同时，立即汇报矿调度室及有关领导，撤出全体人员，并 通知受水害威胁的其他工作面人员撤离到安全地点，待安全检查， 确 认安全后，方可进行作业。 （14）钻孔探到水后，要观测水压、水质、水量和估计积水量或 补给量。控制放水孔流量或调整排水能力，并清理临时水仓、 水沟等。 （15）严格按照煤矿防治水规定第100条和第 101 条规定 执行。（第 100 条：探放老空水前，应当首先分析查明老空水体的 空间位置、积水量和水压。 探放水孔应当钻入老空水体，并监

22、视放水 全过程，核对放水量，直到老空水放完为止。当钻孔接近老空时，预 计可能发生瓦斯或者其他有害气体涌出的，应当设有瓦斯检查员或者 矿山救护队员在现场值班， 随时检查空气成分。 如果瓦斯或者其他有 . . 害气体浓度超过有关规定， 应当立即停止钻进， 切断电源，撤出人员， 并报告矿井调度室，及时处理。第101 条：钻孔放水前，应当估计积 水量，并根据矿井排水能力和水仓容量，控制放水流量，防止淹井； 放水时，应当设有专人监测钻孔出水情况，测定水量和水压，做好记 录。如果水突然变化，应当及时处理，并立即报告矿调度室。） （16）加强放水地点的通风，增加有害气体的观测次数，防止 瓦斯突出。 （17）

23、放水时，必须有专人观察水流情况，钻探过程中发现有 异常时，要及时向调度室汇报，未经矿同意批准不得随意拔出钻杆， 经观察无异常，根据实际需要研究后进行补打钻孔。 （18）必须监视放水全过程，放水结束后，应立即汇报矿相关 领导，地测科及时核算放量与预计积水量的误差，查明原因，确认安 全，方可掘进。 （19）避灾路线巷道内，不得堆放材料及杂物，保证畅通无阻。 （20）超前钻探施工现场无设计及安全技术措施的，不准进行 探放水钻探工程施工。 1)钻探过程中的技术指导和资料要及时上报。 2)钻探，要做好记录，记录的各项数据必须如实填写。 3)打钻结束，及时对资料加以整理和分析，排除干扰因素， . . 确保预报的准确性和打钻的连续性。 4）、工作面要悬挂打钻记录牌板，并按要求填写清楚各 项内容，记录牌板要及时跟进。 5）、避灾路线：二采区回风上山探水点- 二采区回风上 山-二采区上部车场绕道 -副平硐-地面。