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1、15031工作面探放水设计及安全技术措施年月日探放水设计及安全技术措施审批表会审地点会审时间年月日会审单位签字会审意见防治水科生产技术科安全科机电科调度室防治水副总通风矿长机电矿长生产矿长安全矿长总工程师矿长一、工程概况-1-二、水文地质情况-1-（一）地表水-1-（二）老空水-1-（三）底板水-1-（四）断层水-2-（五）顶板水-2-（六）物探结果-2-三、探放水方案-2-（一）探放水要求-2-（二）设备选择-3-（三）钻探参数设计-3-（四）单孔设计-4-（五）化验分析-5-四、排水设备及管路选型-5-五、安全技术措施-6-（一）探水安全技术措施-6-（二）放水安全技术措施-7-（三）钻机
2、操作安全技术措施-7-（四）孔口阀安装安全技术措施-8-（五）水灾事故的避灾路线-9-六、后尾工作-9-七、其他-9-八、附图-9-15031工作面探放水设计及安全技术措施为严格落实煤矿防治水细则，提高矿井对水害的防治能力，确保煤矿安全生产，真正落实“有掘必探、有采必探、先探后掘、先探后采”的探放水原则，消除15031工作面回采过程中的水害隐患，特编制本探放水及安全技术措施。一、工程概况15031工作面开采10#煤层，位于井田东部，工作面北部为10#煤三条开拓大巷，南部靠近沟西村保护煤柱，西部为未开采区，东部为已开采的15033工作面保护煤柱和沟西村深水井保护煤柱。周围无采掘活动情况，该工作面
3、南侧为开拓大巷，北侧到村庄保护煤柱，西侧为未开采区，东侧为矿界保护煤柱。15031走向长度590m、倾斜长度120m,煤层厚度1.92.7m,平均2.5m,地质储量24.78万吨。15031回风顺槽、运输顺槽、切眼已分别施工到位。煤岩层平均倾角约6。二、水文地质情况（-）地表水该工作面对应地表无河流、湖泊。雨季期间，地表临时积水对工作面影响不大。（二）老空水根据生产地质报告、水文类型划分报告和实际采区生产情况,10煤为原始煤层不存在本煤层老空水，与周边15033工作面（无积水）已留设保护煤柱，上部无2号、7号煤采动破坏区，所以老空水对该工作面回采没有影响。（三）底板水根据矿井水文地质补勘报告得
4、知，井田内奥灰水水位标高在520-522m之间，现在15031工作面最低标高在581m以上，所以奥灰水对工作面没有影响。（四）断层水该工作面回采范围内小断层较为发育，15031运输顺槽、回风顺槽先后揭露了Fl、F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8、F9等9个正断层，掘进过断层期间均无出水现象，对正常回采影响不大。（五）顶板水据邻近的钻孔H04号钻孔资料，10#煤层与顶板灰岩层间距平均6.0m；10#煤层与（灰岩层间距平均17.5m；10#煤层与K4灰岩层间距平均28.5b到K4灰岩顶界间距32.5m,K2K3K，灰岩均为本井田的主要含水层，属弱富水含水层，不过部分地段裂隙发育，对工作面影响
5、较大。为保证15031工作面正常回采，矿地防科对15031工作面的10#煤顶板“尺灰岩进行钻探，释放顶板三层灰岩含水层水。（六）物探结果根据国泰公司物探队7月2日出具的U5031回采工作面物探报告结论：15031回采工作面在切眼外450米处存在1处低阻异常区，预计工作面内存在富水区。根据以上该工作面水文地质情况综合分析，结合现场实际钻探条件，预计钻探到老巷时可能出现涌水现象，正常出水量约1.0m3h,所以本设计探放水方案主要以探放老空水为主。三、探放水方案本次探放水主要目的：1、重点针对探放工作面老空积水和顶板含水层，即对10煤导水裂隙最大高度能影响到的含水层进行疏放。2、对物探低阻异常区进行
6、钻探验证，消除突水危险。（一）探放水要求15031回采工作面已经由国泰公司物探队物探完成。物探结果存在5个物探低阻异常区,本探放水方案主要针对物探低阻异常区钻查（具体位置见附图），结合两道顺槽揭露含水层情况,设计四个钻场。2、工作面回风顺槽和运输顺槽均采用锚网索支护，其中锚索长度7.3m（10号煤到K2灰岩垂距6.0m）,其端头进入K2灰岩中部，锚索孔局部出水，顶部K2灰岩水得到疏放，掘进两道顺槽总放水量约为7200方。其中回风顺槽测8点前后40米范围观察锚索孔出水情况有淋水，水量不大，正常出水量约05）3h,持续时间达2个月。综合分析重点是探放第一钻场（钻探切眼向外50米处）和第二钻场（向外
7、560米处）。3、因K2、K3、L灰岩富水性较弱，一般情况下渗流、导水性差，只在构造发育的聚水带（如断层、向斜轴部）富水性较强，具有富水性不均衡的特点，因此探放水钻孔布置只能根据现场实际情况及时调整。（二）设备选择选用ZYJ-1000/180全液压钻机，使用中95mm和中60mm无芯钻头，配备50mm钻杆。设计先采用95无芯钻头钻进8米并安设中89套管,再将钻头换为75mm无芯钻头钻进。钻机参数见表1。表1ZYJ-1000/180全液压钻机参数表项目也位参数项目也位参数额定转距Nm1000开孔直径mm95终孔直径mm60电机功率KW22钻孔深度m200输出转速r/min180最大给拨力KN20
8、额定电压V380/660最大给进力KN20额定电流A11.6/6.7钻孔角度O-90-90（三）钻探参数设计1、先在15031运输顺槽，第一组钻场位置从切眼口向外55米处，设计在水平面布置1个钻孔，向同煤层进行钻探，第二组、第三组至第H组钻场位置分别布置在切眼向外每隔50米布置，钻孔设计平面图与第一组相同。2、钻探位置：根据井下巷道的高度和宽度，钻孔方位、倾角、孔深等要求详见图纸。在15031回风顺槽最低洼处做一个较大水仓，水仓有效容量2(3,所有钻场按要求做临时水仓，保证能排出钻孔出水量。3、各钻孔终孔位置分梯次布设。在实际施工过程中，应加强出水量观测，分别记录钻孔进入后的出水量及其变化情况
9、，以便确定下一个钻孔参数。工作面设计钻孔参数表见表2。表2工作面设计钻孔参数表孔号方位()倾角(0)设计孔深(m)开孔位置终孔位置备注1#311-2100煤层中部煤层中部切眼向外55m2#311-3100煤层中部煤层中部切眼向外55m3#311-2100煤层中部煤层中部切眼向外55m4#311+1100煤层中部煤层中部切眼向外55m5#311+1100煤层中部煤层中部切眼向外55m6#311+1100煤层中部煤层中部切眼向外55m7#311+3100煤层中部煤层中部切眼向外55m8#311+2100煤层中部煤层中部切眼向外55m9#311+3100煤层中部10#3115100煤层中部11#31
10、1+17100煤层中部煤层中部总计1100(四)单孔设计以1#孔施工为例，单孔设计如下：(1)1#孔设计的方位311。、坡度-2,距离巷道底板LOm,是中心孔，设计孔深100米；(2)使用中95mm无岩芯钻头开孔到IOmo(3)向钻孔内打设中89mm套管8m,固定套管方法采用锚杆配合套管法兰固定。(4)用泥浆泵向套管内注入水泥浆，24小时后，清理孔口和套管法兰上的水泥，安装止水阀。(5)用75钻头钻进套管中的水泥2m,使用泥浆泵开始注水，做耐压试验。如果能承受IMpa以上的水压，耐压试验结束，设计符合要求。如果不能承受IMpa以上的水压，说明不符合要求，重新进行注浆,直至合格为止。(6)耐压试
11、验合格后，正常钻进即可。(五)化验分析出现顶板淋水、煤层渗水、底板冒水、或者钻探出水后，必须使用专用水瓶接收钻孔出水，拿到水质化验室，进行化验分析，检测水的PH值、水中所含各种微量元素(铁制、钙质、酸根离子等)，对比水质表,第一时间判断出水的水质，推断水源类型提前做好相应的措施。具体检测成分如下：水中主要气体成分：氧气、氮气、硫化氢气体、甲烷。水中主要离子成分：氯离子、硫酸根离子、碳酸根离子、钠离子、钾离子、钙离子、镁离子。次要离子：硝酸根、亚硝酸根、镂离子、铁离子等；四、排水设备及管路选型1、单孔流量：根据钻孔水最大流量计算公式Q=O.6A2gH,(A断面积取0.0028,H取钻孔口水头平均
12、高度12m)计算得出探放L灰岩时钻孔水最大流量Ql=32m7ho2、矿井主排水系统：矿井井下主泵房选用3台MD85-45义3型主水泵，额定流量为85m7h,扬程为135m,排水管选用133X6mm无缝钢管，吸水管选用159X6mm无缝钢管。排水管沿副斜井敷设2趟至地面水池。3、临时排水系统：所以在施工地点的临时水仓安设50m7h的大功率水泵，配置75mni长度40Om的管路一趟。按水泵效率70%计算，水泵实际流量为70fh另配置一台实际流量240f7h备用泵。根据放水现场实际需要，可更换、增加水泵设备，增大排水能力。五、安全技术措施(-)探水安全技术措施1、必须向受水威胁地区的施工人员贯彻、交
13、待报警信号及避灾路线。2、清理好巷道，保证安全撤离路线畅通无阻。3、在探水点附近要安设电话和报警装置，遇到水情时必须停止作业，撤出所有人员，并及时向矿调度室汇报。4、根据探放水情况，水压较大时，探水钻进之前，必须安好孔口管和控制闸阀，保证承受足够的水压后，方可探进。5、打探水钻时如发现煤体变松、片帮、来压或沿钻杆向外流水超过正常打钻供水量或冲击钻具时，必须立即停止打钻(不得移动或拔出钻杆)，撤出所有人员，到安全位置后报告矿部调度室，及时采取措施,进行处理。6、钻孔施工期间，必须有专职瓦斯检查员随时检查钻孔、钻场瓦斯，若瓦斯浓度超过煤矿安全规程规定时，应立即停止钻进查明原因，待问题解决后方可进行
14、施工。并向防治水科、调度室报告。同时在钻孔开口处适当位置要悬挂便携式瓦斯报警仪实现即时监测。7、钻进时应准确判别煤、岩层厚度并记录换层深度。一般每钻进IOm时，核实一次孔深。终孔前再复核一次。8、交接班时严禁停钻，严格执行现场交接班。(二)放水安全技术措施1、放水过程中指派专人观测孔内出水情况，当钻孔穿过含水层时,应放慢钻进速度，每施工一米观测一次出水量，确保将所有孔的总水量控制在排水能力以下。2、发现放水效果不好时，可使用钻杆上下抽动进行疏通或继续往里打1-2米。3、放水过程中要随时注意水量的变化，出水的清浊和所含杂质情况，以及有无有害气体涌出和声响等。发现异常时必须停止作业，撤出所有人员，并及时并向矿调度室汇报。4、放水前必须估计根据矿井排水能力及水仓容量、施工现场排水能力，控制放水孔的流量或调整排水能力，清理水仓、水沟。并且配备足够的备用水泵。5、探放水时，必须撤出探放水点以下部位受水害威胁的所有人员，钻孔必须打中水体，并监视放水全过程。6、放水时必须有瓦检员对现场的空气成份进行检测，若有害气体超标，必须立即停止打钻，切断电源，撤出人员，并报告调度室，采
