11405材料道探放水施工设计

'11405材料道探放水施工设计一、概况：11405材料道马上要开窝，为确保11405材料道安全施工，遵照“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的防治水原则，完善“防、堵、疏、排、截”五项水害治理措施，特编制如下探放水安全技术措施。二、探放水设计：1、钻孔设计本次探放水使用K4钻机施工，每次探水钻孔设计15个，钻孔设计深度为60m。2、探放水钻孔布置方式：A、超前距、允许掘进距离、帮距和密度的确定①超前距：a=式中：a---超前距，m；A---安全系数，一般取2～5；取4；L---巷道跨度（宽或高取其大者），m；取3；P---水头压力，（kgf/cm2）；取18.9（kgf/cm2）；Kp---煤的抗张强度，取10（kgf/cm2）。a==14.28m，取20m。②允许掘进距离 每次探放水钻孔完毕后，以最短的钻孔长度(水平投影长度)减去超前保护距离之后剩余的距离。③帮距最外侧探水孔所控制的范围与巷道帮的距离，其值应与超前距相同。④钻孔密度（钻孔间距）竖直扇形面内钻孔间的终孔垂距不得超过1.5m，水平扇形面内各组钻孔间的终孔水平距离不得大于3m。根据计算，本设计探水钻孔长度50m，超前距20m，帮距20m。详见图：三、安全技术措施：1、11405材料道必须设有完善的排水系统，以防在探放水时突然涌水时，及时排出。排水路线：11405材料道→斜运输道→11401材料道→绕道车场水仓→主井→地面。2、在打探水眼前，必须遵守下列规定。 （1）、加强探放水地点巷道支护，防止片帮、冒顶，并在迎头打好立柱和栏板。（2）、清理巷道浮矸，清挖水沟，敷设好排水管路。（3）、在打钻地点或其附近安设专用电话。（4）、测量和防探水人员必须亲临现场，依据设计，确定主要探水孔的位置、方位、角度、深度以及钻孔数目。3、探水钻进前，必须先安好孔口管和控制闸阀，进行耐压试验，达到设计承受的水压后，方继续钻进；特别危险的地区，应有躲避场所，并规定避灾路线。4、探放水施工前区队主管要组织本队钻探人员认真学习钻机操作规程，探放水施工设计及本措施，施工中钻探人员严格依照规程、措施施工，其它人员不得操作钻机。5、打探水眼时，必须有跟班班队长、安检员、瓦斯检查员现场指导，瓦斯检查员随时检测探水眼口瓦斯浓度，瓦斯超限时，必须立即责令停止作业，撤出人员，向公司调度室汇报，进行处理。6、钻孔放水时，必须估计积水量，控制放水量；放水时，必须设专人监测钻孔出水情况，测定水量、水压，作好记录；若水量突然变化，必须及时处理，并立即报告调度室。7、探水施工的技术要求①钻机安装要牢固，用压柱或底锚将钻机固定，不得随意摆动。电器设备保证完好达到机电部机电设备管理要求。要严格执行停送电制度。 ②钻进中区队跟班队长、班组长、跟班安瓦检人员要认真做好探放水施工记录工作。必须认真填写原始记录，记录要真实、齐全、清楚，并对孔深进行核实。③钻进时，发现煤岩松软、片帮、来压或钻孔中的水压、水量突然增大，以及有顶钻等异常时，必须停止钻进，但不得拔出钻杆，现场负责人应立即向公司调度室报告，并派人监测水情；如果发现情况危急时，必须立即撤出所有受水威胁地区的人员，然后采取措施进行处理。④钻进中发现有害气体喷出时，应立即停止钻进、切断电源，将人员撤到有新鲜风流的地点，立即报告调度室，调度室值班电话为3。⑤探水钻孔根据设计完成探测任务后，如果不存在出水征兆，方可继续向前掘进。8、在钻探过程中发生突水，涌水量大于排水量时，及时撤出影响区域所有人员。施工人员应按如下路线进行撤离并熟悉避灾路线。11405材料道→斜运输道→11401材料道→绕道车场水仓→主井→地面。9、探防水施工作业过程中，当班跟班队长、班组长、安检员、瓦检员必须认真填写探防水施工记录表，并签字。 11405材料道探放水设计二0一二年五月八日 编制：审核：部长：安监部：总工程师根据新修订的《煤矿安全规程》及新颁布的《煤矿防治水规定》，对矿井建设和生产过程中的探放水施工设计等制定本技术管理实施细则。　　本技术管理实施细则规定了煤矿井下探放水总的原则，探放水工作具体原则及注意事项，探放水设计编制内容，探水线、超前距及止水套管确定，探放水钻孔布置，探放水钻孔孔口安全装置，安装钻机探水前技术要求，探水施工中技术要求，放水技术要求，探放水安全技术措施，探放水分析总结等。2　探放水总的原则矿井必须做好水情水害分析预报，坚持“有疑必探、先探后掘”或者“有掘必探，先探后掘（资源整合矿井、受小窑威胁的矿井和带压开采矿井）”的原则。在有掘必探时，推广 “先地面物探、后井下物探，物探先行，钻探验证”的方法，必须使用专用探放水钻机，严禁使用煤电钻和岩石电钻。探放水时必须严格按照“水害分析—预测预报—编制探放水设计及安全措施—审批—下发探水（停掘）通知单—按设计标定钻孔位置及相关参数—安装止水套管—探放水施工—探放水施工控制及监督—探放水施工现场验收签字—探放水总结分析—下发允许掘进通知单”的环节步骤进行，缺少一个环节，下一环节不准进行。采掘工作面遇到下列情况之一时，必须确定探水线并绘制在采掘工程平面图上，进行探水。2.1 接近水淹或可能积水的井巷、老空或相邻煤矿井巷。近距离的煤层，在导水裂隙带范围内存在上部采空区积水时。2.2　接近含水层、导水断层、含水裂隙密集带、溶洞和导水陷落柱时，或通过之前。2.3　打开隔离煤（岩）柱放水前。2.4　接近可能与河流、湖泊、水库、蓄水池、水井等相通的断层破碎带或裂隙发育带。2.5　接近可能涌（突）水的钻孔时。2.6　采动影响范围内有承压含水层或含水构造，或煤层与含水层间的隔水岩层厚度不清，可能突水时。2.7　接近矿井水文地质条件复杂的区域。2.8 接近有积水的灌浆区。2.9　接近其他可能出水地区时。3　探放水工作具体原则及注意事项常见的探放水工作，如探放老窑水、陷落柱水、导水钻孔、断裂构造水和岩溶水等，除要遵循上述的探放水原则外，还应遵循下列具体原则和注意事项：㈠探放老窑水：具体原则：⑴积极探放；⑵先隔离后探放；⑶先降压后探放；⑷先堵后探放；⑸探水钻孔成组布设，并在巷道前方的水平面和竖直面内呈扇形。钻孔终孔位置以满足平距3m为准，厚煤层内各孔终孔的垂距不得超过1.5m。注意事项：探水前应注意：⑴检查排水系统；⑵准备堵水材料；⑶检查瓦斯；⑷检查钻场支护情况；⑸检查煤壁；⑹检查水沟；⑺检查安全撤退路线； ㈡探防断裂构造水和岩溶水：具体原则：⑴采掘工作面前方或附近有含（导）水断层存在，但具体位置不清或控制不够严密时必须探防。⑵采掘工作面前方或附近预测有断层存在，但其位置和含（导）水性不清时必须探防。⑶采掘工作面底板隔水层厚度与实际承受的水压都处于临界状态（即安全隔水层厚度和安全水压的临界值），在采煤工作面前方和采面影响范围内，是否有断层情况不清，一旦触及很可能发生突水事故时必须探防。⑷断层已被巷道揭露或穿过，暂时没有出水迹象，但由于隔水层厚度和实际水压已接近临界状态，在采动影响下，有可能导致断层活化并引起突水，需要探明在深部其是否已与强含水层或底板水导升高度相连通时必须探防。⑸井巷工程接近或计划穿过的断层浅部不含(导)水、但在深部有可能突水时必须探防。⑹根据井巷工程和设计断层防水煤柱等的特殊要求，探明断层时必须探防。⑺采掘工作面距已知含水断层60m时必须探防。⑻采掘工作面接近推测含水断层100m时必须探防。⑼采区内小断层使煤层与强含水层的距离缩短时必须探防。⑽采区内构造不明，含水层水压又大于1Mpa时必须探防。（11）探水钻孔沿掘进方向的前方及下方布置。底板方向的钻孔不得少于2个。（12）煤层内，原则上禁止探放水头压力高于1MPa的充水断层水、含水层水、陷落柱水等。如果确实需要，可以先建筑防水闸墙，并由闸墙外向内探放水。㈢探防陷落柱水和导水钻孔：注意事项： ⑴水压大于1Mpa的岩溶陷落柱探放，原则上不得沿煤层布孔，而应布设在煤层底板岩层中，因为沿煤层埋设的孔口安全止水套管，很可能被高承压水突破。如果确实需要，可以先建筑防水闸墙，并由闸墙外向内探放水。⑵孔口安全装置和安全注意事项与探高压断层水的钻孔要求相同。⑶要提高岩心采取率，及时进行岩心鉴定，作好断层破碎带和岩溶陷落柱的分辨工作，编制好水文地质图表。⑷严格执行钻孔验收和允许掘进距离的审批制度。⑸监测并记录钻孔水压、水量和水质的变化，发现异常应加密和加深钻孔，以便于直接探到岩溶陷落柱。⑹探到岩溶陷落柱无水或水量很小时，要用水泵进行略大于区域静水压力的压水试验，以便进一步检验其导水性。同时要向其深部布孔，了解深部的含(导)水性和煤层底板强岩溶充水含水层的原始导升高度。⑺钻孔探测后必须注浆封闭，并做好封孔记录，注浆终压应大于区域静水压力的1.5倍。4　探放水设计编制内容探放水设计应包括以下内容：4.1　探放水地点区域的水文地质条件、水害类型、积水量、确切的水头高度（水压）、与其他含水层（积水区、地表水体）的水力联系。4.2 探放水巷道的开掘方向、施工次序、规格和支护方式。4.3 使用的钻机型号、探放水钻孔布置方式、开孔层位、组数、个数、方向、角度、深度、孔径、施工技术要求和单孔放水量、放水时间预计及施工时间安排等。4.4 探放钻孔孔口安全装置及耐压要求、止水管长度、固结要求和施工技术要求等。4.5 探放水施工与掘进工作的安全规定，采用的超前距、帮距及探水线确定。4.6 受水威胁地区信号联系和避灾路线。 4.7 通风措施和瓦斯检查制度，要制定防止在探水过程中瓦斯或其他有害气体涌出的防治措施。4.8 防排水设施，如防水密闭、水闸墙等设计及水仓(窝)、水泵、管路、水沟等排水系统及能力的具体要求和安排。4.9 钻探及放水安全施工技术措施、水情及避灾联系汇报制度、灾害处理措施和交接班制度等。4.10 附图：钻窝设计、探放水钻孔布置平面图、剖面图、排水系统图、通风系统图、单孔设计图、避灾路线图等。4.11 地测部门提出的探放水设计后，矿井总工程师组织审查后，方可执行。4.12 探放水施工验收由矿总工程师或地测副总组织地测部门、调度室、生产技术部门、探放水施工单位、采掘单位、安全部门进行签字验收。4.13 探放水设计在采掘区域探放水施工前3~8日编制完成并审批。5　探水线、超前距及止水套管长度确定5.1  一般应沿老空积水线或老空边界平行外推60――150米，确定为老空的探水线。老空区积水线或老空区边界清楚时，平行外推60米来确定探水线。老空区积水线或老空区边界为推测时，平行外推100—150米来确定探水线。探放老窑水时，最小水平超前钻距不小于30米，止水套管长度不小于10米。5.2 用下列公式求得a值确定的界线，定为探防含水层水、断层水的探水线。       a=0.5AL  式中：A－安全系数（2－5）；a－巷道迎头或侧帮至含水层、含水构造之间的安全隔水岩柱（或煤层）宽度，m；L－巷道的跨度（宽或高取其大者），m； P－煤、岩层承受的静水压力，Mpa；Kp－隔水岩层（或煤层）的抗拉强度，Mpa。5.3 井巷通过导水或可能导水断层前，必须超前探水。探水线（探水起点）至断层交面线的最小距离不得小于20m。5.4 一般应以可能出水的老钻孔开孔点为圆心，按上述公式求出a值作半径画圆；或在老钻孔偏斜方位的范围打探水孔时，应以老钻孔水平偏斜距与a值之和为半径画圆，上述两个圆的圆周线即作为探水线。5.5 沿岩层探断层水、强含水层水时的探水线、超前距和止水套管长度根据水文资料及水压按照附表A选择。      附表A　沿岩层探断层水、强含水层水时的超前距和孔口管长度起探距离（即探水线的圈定）水压Mpa超前距m孔口管长度m条件距离m水平方向垂直方向资料可靠、据水压大小20-50＜1.0＞1010＞5根据资料推定60-801-22-3＞15＞201520＞10＞15 范围不清100-150＞3＞2525＞20 6　探放水钻孔布置6.1 探放老空水钻孔，应按巷道的设计方向在其水平面和竖直面内呈扇形布置；钻孔应成组布设。6.1.1 厚煤层竖直扇形面内钻孔间的终孔垂距不得超过1.5m。6.1.2 水平扇形面内终孔位置以满足平距3m为准。6.1.3 探水钻孔的最小水平超前钻距不小于30米，帮距不小于20米。亦可用上述公式计算，但不得小于以上最小距离。6.1.4 对于积水区肯定在掘进巷道一侧时探放水钻孔，应呈半扇面形布置。6.1.5 倾斜煤层上山巷道探放水，一般进行双巷掘进，其中一条超前探水和汇水，另一条用来安全撤人。双巷间每隔30~50米掘1个联络巷，并设挡水半墙。钻孔呈扇面形布置在巷道的前方。6.2 探防断层水及底板岩溶水的钻孔，必须沿掘进方向的前方及下方布置；底板方向的钻孔不得小于2个。6.3 探放水钻孔除兼做堵水或疏水用外，终孔孔径一般不得大于75mm。6.4 沿岩层探防强含水层水、断层水或陷落柱水，其超前距可按附表A经验值选定。6.5 巷道接近可能导水的老钻孔探水线时，应向老钻孔布设扇形探水钻孔。6.6 在预计水压大于0.1MPa的地点探水时，应预先固结套管。套管口应安装闸阀，套管深度必须在探放水设计中规定。预先开掘安全躲避洞，制定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。水压大于1Mpa的充水断层、含水层水及陷落柱水原则上不得沿煤层布孔。如果确实需要，可以先建筑防水闸墙，并由闸墙外向内探放水。7　探放水钻孔孔口安全装置 探放水钻孔应安设孔口安全装置。孔口安全装置由止水套管、泄水测压三通、孔口水门和钻杆逆止阀（必要时安装）等组成。7.1 止水套管的安装与固定：7.1.1 选择岩层坚硬完整层位开孔，孔径应大于孔口管直径1－2级，钻至预定深度后，将孔内冲洗干净。注浆使止水套管（管周围应焊扶正肋骨片）与孔壁间充满水泥浆。待止水套管周围水泥浆凝固后扫孔，扫孔深度应超过孔口管长度0.5m。7.1.2 扫孔后对治水套管必须进行耐压试验。试验压力必须大于预计水压并稳定30min后，确定止水套管周围不漏水时，方可钻进。7.1.3 止水套管埋入孔内长度，一般可按附表A的经验值选定。7.1.4 节理裂隙发育，岩石松软或破碎，无条件另选放水地点时，应对围岩进行注浆加固后，再安设孔口管。7.2 探防强含水层水或需要收集放水时的水量、水压等资料时，应在止水套管上安装水压表、水门（闸门）和汇水短管等。7.3 对水压高于1Mpa且水量较大的积水或强含水层进行探放水时，孔口应安设防喷逆止阀。7.4 在高压水喷出条件下继续钻进时，斜孔应使用孔口防喷逆止阀，倾角50°－90°的钻孔可使用“孔口防喷帽”或“盘根密封防喷器”，钻具可使用“防喷接头”，上下钻可用“孔口反压装置”。7.5 探放水压高于2Mpa、水量大于60m3/h，需长期保留钻孔时，孔口应使用双水门，下门备用。8　安装钻机探水前技术要求8.1 安钻地点与积水区间距小于探水规定的超前距，或有突水征兆时，应在采取加固措施或用水闸墙封闭后，另找安全地点探放水。 8.2 钻窝应避免做在断层带或松软岩层内。°8.3 加强钻场附近的巷道支护，并在工作面迎头打好坚固的立柱和拦板。8.4 清理巷道，挖好水沟。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。8.5 在打钻地点或其附近安设专用电话。8.6 依据设计，由测量人员进行标定探水孔位。地测和防探水人员必须亲临现场，共同确定主要探水孔的位置、方位、角度、深度以及钻孔数目。8.7 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。8.8 探放老空水前，首先要分析查明老空水体的空间位置，积水量和水压。老空区积水高于探放水地点位置时，只准打钻探放水；探放水时，必须撤出探放水地点以下部位受水害威胁区域内的所有人员。9　探水施工中技术要求9.1 钻进中应做好岩芯的采取和编录工作；必要时可保留岩芯。9.2 钻进中应准确判别煤、岩层厚度并记录换层深度。一般每钻进10m或更换钻具时，测量一次钻杆并核实孔深。终孔前再复核一次，如有可能应进行孔斜测量。9.3 钻进时，发现煤岩松软、片帮、来压或孔中的水压、水量突然增大，以及有顶钻等透水征兆时，必须立即停钻，但不拔出钻杆，记录其孔深并同时将钻杆固定。要立即向矿调度室汇报，派人监测水情。发现情况紧急，立即撤出受水威胁区域人员到安全地点，及时采取措施，进行处理。9.4 钻进中发现有害气体喷出时，应立即停止钻进、切断电源，将人员撤到有新鲜风流的地点，立即报告矿调度室，采取措施。9.5 钻孔内水压过大或喷高压水时，应采用反压或防喷装置的方法钻进，应有防止止水套管和煤（岩）壁突然鼓出的措施。 9.5.1 背紧工作面，在拦板外面加设顶柱或木垛，必要时还应在顶、底板坚固地点砌筑防水墙，之后方可放水。9.5.2 对于水压大于2Mpa，中间要穿过煤层的探断层水钻孔，在打穿断层或含水层前，还应下第二层止水套管并超过煤层1m以上。9.6 在探水孔施工中，见到含水层、断层、陷落柱积水区之前，应停止钻进，安好水门后再继续钻进。9.7 遇高压水顶钻杆时，可用立轴卡瓦和逆止阀交替控制钻杆，使其慢慢地顶出孔口，操作时禁止人员直对钻杆站立。9.8 应做到交接班时不停钻。9.9 探防断层水的探水孔终孔后，孔内有水应进行放水试验。孔内无水时应选择一个孔进行压水试验，检验断层隔水性能；压力一般应略大于断层所承受的静水压力。9.10 探放老空水时，探水钻孔至少要有一个孔打中老孔水体底板，并制定应急预案。9.11 探放水钻孔，根据设计及需要完成探测任务后对全孔进行注浆封闭，并做好封孔记录。9.12 探水施工过程中，必须认真填写原始记录，记录要真实、齐全、清楚。10　放水技术要求10.1 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。根据矿井排水能力及水仓容量，控制放水孔的流量或调整排水能力，并清理水仓、水沟等。10.2 钻孔放水时，必须设专人监测钻孔出水情况，测定水量、水压,做好记录。若水量突然变化，必须及时处理，并立即报告矿调度室。10.3 加强放水地点的通风，增加有害气体的观测次数。10.4 必须监视放水全过程，放水结束后，应立即核算放水量与预计积水量的误差，查明原因。11　探放水安全技术措施 11.1 探水的上山、下山及平巷，中间不得有低洼积水段。11.2 探水巷必须在探水钻孔有效控制范围内掘进，探水孔的超前距、帮距及孔间距应符合设计要求。每次探水后、掘进前，应在起点处设置标志，并建立挂牌制度。11.3 巷道支护应牢固，顶、帮背实，无高吊棚脚，倾斜巷有撑杆，使巷道有较强的抗水流冲击能力。11.4 探放水地点必须安设电话和报警装置。11.5 必须向受水威胁地区的施工人员贯彻、交待报警信号及避灾路线。11.6 探水巷道应加强出水征兆的观察，一旦发现异常应立即停止工作，及时处理。情况紧急时必须发出警报，撤出所有受水威胁地区的人员。11.7 钻孔接近老空，预计可能有瓦斯或其它有害气体涌出时，必须有瓦斯检查员或矿山救护队员在现场值班，检查空气成分。如果瓦斯或其它有害气体超过规定时，必须立即停止打钻，切断电源，撤出人员，并报告矿调度室，进行处理。11.8 上山探水时，一般应双巷掘进，其中一条超前探水、汇水，另一条随后用来安全撤人。双巷间隔每30－50m掘一联络巷并设挡水半墙。11.9 放水工作应尽量避免在雨季进行。11.10 探放水人员必须按照批准的设计施工，未经审批单位允许，不得擅自改变设计。12探放水分析总结探放水工作结束后，矿地测科应在3日内编写出探放水总结分析报告。针对物探、钻探和疏放水工作进行全面分析。对投入的工程量、探测效果、疏放效果以及存在问题作出评价，并与设计内容进行对比分析，同时要指出在掘进中应注意的问题以及所要采取的措施。12.1        对原始记录资料进行分析整理，形成台账。12.2  对预计的水文地质资料与实际揭露的进行对比，找出不足，为下次探放预测预报提供依据。 12.3  放水总量与预测预报积水量进行对比，看是否放净。必要时可以打检测孔进行验证，确实无积水后才可下发允许掘进通知单进行掘进施工。12.4  根据探放的效果，为采掘提出合理的建议及要采取的措施，保证安全生产。'