150104探放水設(shè)計

1、山西顯王煤業(yè)有限公司150104工作面探放水施工設(shè)計1:1-0一一年十二月審批記錄名 稱：150104工作面探放水施工設(shè)計審批日期： 年 月 日會審單位及意見：會審單位會審意見簽字生技科地測科機電科安全科通風(fēng)科調(diào)度主任機電礦長生產(chǎn)礦長安全礦長安指中心總工程師礦長150104工作面探放水施工設(shè)計一、工程概況（一）采而基本概況1、150104工作面位于井田北翼，北翼暗斜井、北翼回風(fēng)下山、北翼 軌道下山的北部。其東部為f3斷層，西部為未采區(qū)，南部為北翼回 風(fēng)下山保護煤柱，北部為原寨坪村煤礦邊界（現(xiàn)已關(guān)閉），回風(fēng)順槽 掘進時遇一長軸120m陷落柱后，切眼退后開掘。設(shè)計總工程量680 米，其中：風(fēng)巷31

2、0m,運輸巷280m,切眼90m,可采走向230m,采 長90m,平均4. 7m,容重1. 38t/m3 ,可采儲量13. 03萬噸,截止2011 年11月10 r, 150104工作面回風(fēng)巷310米，切眼90米，已經(jīng)完成。 運輸巷已掘進220m,運輸巷再掘進60米，預(yù)計11月20日與切眼貫 通，形成生產(chǎn)系統(tǒng)。2、采而地表位于洪水鎮(zhèn)原寨坪煤礦（現(xiàn)已關(guān)閉，開采過2#、3# 煤層）南部山嶺溝谷地帶，地面主要為荒地，少部為農(nóng)山。無民房及 其它建筑物。地表絕大部分黃土臺地及沖溝，屬低山丘陵地貌，標高 + 1130m+1212m。本采區(qū)煤層位于857m885m水平，煤層平均埋藏 深度300ni,地面無需

3、保護的建筑物。3、根據(jù)掘進巷道揭露情況看，150104工作面范圍內(nèi)煤（巖）層 產(chǎn)狀為一單斜構(gòu)造，走向25。，傾向nw,傾角8。17。o 本工作面范圍內(nèi)地質(zhì)條件較為復(fù)雜?；仫L(fēng)順槽上方25m處揭露一落差 3. 5m的f3斷層，斷層走向28°，對工作面回采沒有影響；原運輸順 槽采用工字鋼支護，開掘60m后因頂板壓力大，工字鋼變形損壞嚴重, 造成支護困難，被迫停止掘進，根據(jù)分析可能上方為原寨坪煤礦開采 2#、3#煤層時的煤柱區(qū)，或有地質(zhì)構(gòu)造對巷道的影響較大?，F(xiàn)在在原 運輸順槽右側(cè)30m處重新開掘一條新運輸順槽，以避開壓力區(qū)；回風(fēng) 順槽掘進354m時揭露一長軸120m、短軸60m左右的陷落柱，

4、造成切 眼退后44m開掘。設(shè)計為綜采工作面，采用qfz2600/14/24液壓支架放頂煤一次采 全高，工作面掘進時超前探水掘進，在掘進過程中沒有出現(xiàn)老酮及采 空區(qū)，根據(jù)揭露的陷落柱和斷層情況，陷落柱和斷層都沒有出現(xiàn)導(dǎo)水 現(xiàn)象。無水情異常情況。（二）、采面老空水積水分析1、充水因素分析（1）大氣降水對礦坑充水的影響礦區(qū)東部煤層埋藏較深，其余埋藏較淺，地表水、河水及大氣降 水可沿松散堆積物孔隙與基巖裂隙向下滲透，有可能通過礦坑頂板導(dǎo) 水裂隙帶進入礦坑，成為礦坑充水的來源之一。受大氣降水及地表水 季節(jié)變化的影響，由此形成的礦坑充水量也隨之具有明顯的動態(tài)變化 特征。（2）小煤礦井筒水對礦坑充水的影響井

5、筒穿過揭露范圍內(nèi)所有含水層，其間必有一定量的地下水沿井 筒流下，成為礦坑涌水的一部分。煤層頂板砂巖裂隙含水層將通過礦 坑頂板冒落導(dǎo)水裂隙帶向礦坑充水，為礦坑充水的主要來源。從目前掌握的水文地質(zhì)資料分析，威脅安全的開采水害主要是 上部小窯老空水，該老空區(qū)在20042009年開采，根據(jù)山西省煤炭 地質(zhì)114勘查院提交山西顯王煤業(yè)有限公司礦井水文地質(zhì)補充勘探 報告，寨坪村煤礦原開采2號和3號煤層，沒有資料顯示開采過9# 煤層，開采形成較大規(guī)模2號和3號煤層的采空區(qū)，3號煤層的底板 距15#煤層的距離為128.67米，根據(jù)導(dǎo)水裂隙帶推算，3#煤的采空 區(qū)積水應(yīng)該對15#煤層的開采不會造成太大的安全威脅

6、影響。根據(jù)山西省煤炭地質(zhì)114勘查院2010年7刀提供的礦井水文地 質(zhì)補充勘探報告屮瞬變電磁法的報告。1、北翼3號煤層含水性分析北翼3號煤層共劃分ivii七個富含水、含水異常區(qū)主要分布于 測區(qū)北部及屮部，150104工作面范圍內(nèi)有兩處含水異常分布區(qū)，分 別位于150104工作而的北側(cè)及屮部，其屮北側(cè)的含水異常區(qū)vi而積 較大，走向近東西向，屮部含水異常區(qū)i呈橢圓狀，長軸方向近東西 向。（詳見附圖3-1）2、北翼15號煤層含水性分析共劃分ivii七個含水異常區(qū)，含水異常區(qū)主要分布在測區(qū)南 側(cè)、西側(cè)、北側(cè)邊部。150104工作面范圍內(nèi)，北側(cè)分布寬100米左右、長度小于200 米的含水異常區(qū)vii;

7、南東側(cè)有一個近似等軸狀直徑小于100米的含水 異常區(qū)iv,在其中間有一長軸長度20米的橢圓形富含水異常區(qū)；。（詳 見附圖3-2）:斗圖31北翼3二煤層頂板富含水區(qū)平面分布圖s3-2北翼15=煤層頂板富含水區(qū)平面分布圖根據(jù)綜合分析，由于此處在原寨平村煤礦的開采范圍，原來的技術(shù)管 理落后，資料的準確性還有待于驗證，為確保150104工作面開采期 間的安全，先采用先進的瞬變電磁法對150104 i作面的上部和周邊 做出報告，根據(jù)瞬變電磁法的報告再對可疑區(qū)域進行鉆探探放。(3) 導(dǎo)水裂縫帶15號煤層：15號煤層的充水含水層主要為頂板以上灰?guī)r巖溶裂 隙含水層，開采吋形成的導(dǎo)水裂縫，可能溝通上覆其它含水層

8、，使其 成為煤層開采的間接充水含水層。其導(dǎo)水裂縫帶高度采用建筑物、 水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程中的公式進行計算。井田內(nèi)煤層為緩傾角，采用堅硬巖層導(dǎo)水裂縫帶高度計算公式， 其公式為：100lm1.2dw +2.0±8.9(1)(2)hu =30vxm +10式中:hli導(dǎo)水裂縫帶高度m； 2m煤層累計采厚m,取3.215.96m；按(1)式計算，計算時式中取“+”號，全井田煤層開采時，產(chǎn) 生的導(dǎo)水裂縫帶高度為63.7574.02m；按(2)式計算，全井田煤層 開采時，產(chǎn)生的導(dǎo)水裂縫帶高度為63.7583.24mo9號煤層底距15號煤層頂板平均間距為49.40m,開采15

9、號煤層 時最大導(dǎo)水裂縫帶可以溝通9號煤層采空區(qū)積水。如15#煤層上方有 9#煤層采空區(qū)，必須在開采時提前做好探放水工作，確保安全開采。二、探放水方法1、物探的方法：采用先進的物探手段（井下瞬變電磁法），在井 下工作面巷道對影響工作面開采安全的k2石灰?guī)r、及上部老空含水 性再進行探測，圈定積水范圍，估算采空區(qū)的積水量，判別對工作面 開采的危害程度。2、鉆探探放水：采用坑道鉆機鉆至9#煤層探明開采情況。、采用物探方法可連續(xù)獲得上層煤采動情況的資料，探測采空區(qū)開 采范圍和k2灰?guī)r含水性，不破壞巖層結(jié)構(gòu)，安全程度高。鉆探方法 可直接進行探放水，由于原小煤礦大都采用房柱式采煤法開采，鉆探 無法準確確定巷

10、道位置，探水準確性差，容易造成誤判，會給安全開 采帶來影響，因此，采用物探與鉆探相結(jié)合的方法，物探先行、鉆探驗證，方 法互補，以達到安全開采的目的。三、鉆探探放老空水設(shè)計方案（一）、鉆場的選擇及目的根據(jù)150104 x作面瞬變電磁法探測成果報告（見附圖2、附圖3）, 150104 1作面頂板上9號煤局部有采動破壞，總體積水性差，a, e異常推斷為采空區(qū)積水反映，受采動破壞，導(dǎo)水裂隙帶有可能溝通 9煤釆空區(qū)，對工作面回采有一定的影響。根據(jù)報告，共設(shè)計2處探 放水點，第一處在切眼向外運輸順槽10米處，第二處在切眼向外運 輸順槽125米處，均為穿層探放老空水，防止老空對水威脅安全正常 開采。保證鉆孔

11、鉆至9#煤層。（二）、鉆機的選擇本次施工采用sjz-350型全方位防爆液壓鉆機和供水配用設(shè)備 為btw-1.5/50型n泥漿泵一臺。1、sjz- 350型鉆機適用鉆孔角度范圍0360度，鉆進能力孔深達到200m，鉆桿 直徑適用42mm鉆桿鉆進；立軸提升能力20 kn,給進力15.5 kn； 升降機提升能力2000kg；外形尺寸1600x950x 1500mm,總重量850 kgo設(shè)備是河北石家莊徳陽探礦設(shè)備有限公司生產(chǎn)。2、btw-1.5/50 型注漿泵：btw-1.5/50型泥漿泵為臥式往復(fù)單作用活塞泵。該泵具最大流 量50l/min,最人壓力可達1.5mpa。3、使用電機功率共計 7.5k

12、w+2.5kw+25kw=35kw, bqz80 開關(guān)3臺。材料有（p89mmx5m套管，（p89mm中低壓閘門,水泥、水玻璃等。（三）、鉆孔的布置及設(shè)計參數(shù)本次施工設(shè)計鉆孔4個，在150104運輸巷鉆場第一處、第二處 探水地點內(nèi)各設(shè)計2個鉆孔：1#、2#鉆孔開孔位置距巷道底板1.2米, 鉆孔方位角108°、110。，傾角+60。，孔深70米;3#、4#鉆孔方位 角105。110°，傾角+60。，孔深70米注要冃的是探明掘進上部采空 區(qū)及含水層的水文地質(zhì)情況，并對水害進行綜合處理。鉆探有頂鉆現(xiàn) 象時，要引起高度重視，停鉆進行認真觀察返水情況，涌水增人要立 即關(guān)閉大閘門。各鉆

13、孔設(shè)計參數(shù)見下表。孔號設(shè)計參數(shù)設(shè)計終孔位置備注方位傾角孔深（m）1108° 007 00"+60°709#煤層穿過&灰?guī)r2110° 007 00"+60°703105° 007 00+60°704110° 007 00+60°70合計280（四）、單孔設(shè)計1、本次鉆孔設(shè)計為仰角孔，采用金剛石鉆頭鉆進，開孔直徑089mm,下入089mm套管，套管長度不小于5 m,然后換徑058mm, 鉆進至終孔。套管外口焊接高壓法蘭盤，法蘭盤外連接裝壓力表的短 節(jié)，短節(jié)外接中低壓閘閥。詳見鉆孔結(jié)構(gòu)示意圖.

14、 ' c ' 89mm 5m' c ' 58mm 75m2、正常鉆進采用?42xlm鉆桿，每根相連。（五）、鉆探施工1、鉆孔定位及開孔：鉆孔定位由地測人員按設(shè)計要求進行標定，鉆機固定后按開孔 要索開孔。開孔用0 89mm的鉆頭鉆進，鉆進5.5m后下入直徑089mm 套管5.5m。下套管時，先將套管提離孔底0.2m,外露0.3m?？卓诤?套管口間的環(huán)狀空隙用水泥砂漿和速凝劑封閉密實，其中插入一根細 管，用于觀察注漿情況?？卓诠転閏 89mmx2-2.5m無縫鋼管，用水 泥一水玻璃漿液固孔。水泥一水玻璃漿液漿凝固后，從套管口向內(nèi)注 入水泥漿，同時觀察細管內(nèi)的情況，待

15、水泥從細管溢出后，可緩?fù)Ｗ?漿，35分鐘后再注，水泥漿穩(wěn)定流出后，停止注漿，注漿壓力以 1.2mpa 為宜。2、水泥凝固48小時后，用鉆頭掃孔至6.0 m處，退岀鉆具， 孔口管外安裝不低于屮壓閘閥，接通高壓水試壓，試壓壓力不低于 1.5mpa,延續(xù)時間均不少于30分鐘。試壓過程要有詳細記錄，并有 專人檢查套管外及鉆場附近的情況，如發(fā)現(xiàn)鉆場及鉆孔周圍有滲水、 跑水等現(xiàn)象，要停止試壓，繼續(xù)注水泥漿，直注試壓后合格。二次注 漿的壓力可適當(dāng)增大。3、換徑后鉆進：試壓合格后，安裝閥門、測壓表及防噴裝置后，改用58mm 合金鉆頭金剛石鉆頭或復(fù)合片鉆頭鉆進至終孔。鉆進吋帶班人員要定 期檢查鉆孔內(nèi)的巖粉及沉渣

16、，并要經(jīng)常沖孔，確?？椎子趦?，防止發(fā) 生埋鉆卡鉆等事故。管理技術(shù)人員要定期到現(xiàn)場進行巖芯編錄，指導(dǎo) 鉆探施工人員順利施工。4、鉆孔接近老空時必須提前安裝好防噴裝置，防止鉆進中突然 出水失控造成水害事故。（六）、注漿壓力及漿液性質(zhì)根據(jù)地質(zhì)報告及以前探放水經(jīng)驗，預(yù)計本次探放水時水壓值最大 為 0.5mpa。1、孔口管做耐壓試驗不低于1.5mpa,鉆孔試壓長度為5.5m,壓力不低于1.5mpa。2、漿液性質(zhì)(1) 孔口管固定時用水泥一水玻璃漿液,水灰比1： 11.3,灰 漿和水玻璃的體積比1： 0.3-0.5現(xiàn)場可根據(jù)實際進行調(diào)整。(2) 探水孔出水注漿時，以單液漿為主，注液結(jié)束封孔時改為 雙液漿。

17、(3) 孔口管試壓結(jié)朿后，進行鉆進深度達到6m時，停止鉆進, 起鉆進行注漿試壓。其目的是為了對巖層裂隙進行充填加固，防止出 水時巖壁跑水跑漿，給施工造成影響。3、漿液注入量本次探水施工鉆孔四個，注漿孔深總進尺24m,預(yù)計漿液注入量 為：q =a7ir2hr|p/m式中，q預(yù)計漿液注入量，m3；r漿液擴散半徑，取2m ；h注漿孔總長度，24m；a漿液損失系數(shù)，取1.3；n漿液在裂隙內(nèi)的有效填充系數(shù)，取0.85；0巖體裂隙率，由于巖石較破碎及裂隙發(fā)育，取2 %；m結(jié)石率，取0.85q=llx (314x22x24x2%x085) /085=70m3,按照水灰比為1 : 1計算，配制1 m3漿液需要

18、水泥750kg,注漿 需水泥7.0x750/1000-5.25 t,水玻璃按照水泥用量的10%計，用量 應(yīng)為 5.25.2xl0%0.5to四、探放水的注意事項及技術(shù)要求：（一）、鉆場的耍求每處鉆場寬4.0m、高3.0m。底板破碎或留有殘煤的，鉆場周圍、 巷道要加密支護，確保巷道無空頂，無曠幫。保證鉆探施工人員的人 身安全。（二）、通訊要求鉆孔施工受礦調(diào)度室統(tǒng)一調(diào)度，如發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)及時通知調(diào) 度室，施工現(xiàn)場設(shè)專用電話一部。隨時和調(diào)度室保持聯(lián)系。為保證電 話暢通，每班開工z前，施工人員必須先與調(diào)度室電話聯(lián)系一次，電 話不通，不準開鉆施工。凡水害能威脅到的工作面要有電話機以利聯(lián) 系。并安排專人負

19、責(zé)通知。（三）、瓦檢耍求施工現(xiàn)場必須配備瓦斯便攜儀一臺，由專人負責(zé)看管、檢測瓦 斯?jié)舛?，如瓦斯超限立即查明原因進行處理。并設(shè)專職瓦檢員進行現(xiàn) 場交接班。（四）、供電保證鉆孔施工期間，嚴禁隨意停止鉆機電源，加強機電檢查，杜絕 失爆現(xiàn)象，機電系統(tǒng)保證排水為雙電源供電，同時加強中央泵房機 電設(shè)備檢修，確保屮央泵房的水泵臺臺完好。中央泵房人員要求現(xiàn)場交接班，班班都要試電話，向調(diào)度室匯報本班排水設(shè)備運轉(zhuǎn)情況。（五）、排水系統(tǒng)的要求1、在150104運輸巷處探水，安設(shè)排水能力不小于70m3/h、揚 程不小于40 m的水泵2臺，并在每處探水地點開挖泵窩，規(guī)格寬* 高*深=3.0m*2.5m*5.0m,排水路

20、線：鉆場150104運輸巷一北翼臨 時排水基地一主斜井屮部水倉一地面；（六）、放水鉆孔打入老空出水后，單孔出水量通過閥門控制在50m3/h以內(nèi), 老空水放完的標準必須有兩個以上在原出水孔下方的鉆孔證實無水 時,方可結(jié)束放水工程。（七）、施工技術(shù)要求1、鉆孔位置、方位、傾角由測量人員按設(shè)計標定，按設(shè)計施工, 嚴格按規(guī)程操作。要經(jīng)常檢查設(shè)備運轉(zhuǎn)情況，觀察孔壁完整程度, 防止孔內(nèi)和機械事故發(fā)生，保質(zhì)保量按期完成鉆孔任務(wù)。2、鉆進期間如發(fā)現(xiàn)水壓、水量突然增大、頂鉆、進入老空等異 常現(xiàn)象時，必須立即停止鉆進，不得拔出鉆桿。要立即向調(diào)度室匯報, 并派人監(jiān)測水情。如果發(fā)現(xiàn)情況危急時，關(guān)閉防噴裝置止水，并立即

21、 撤出所有受水害威脅地區(qū)的人員，然后采取措施進行處理。五、主要勞動組織序號職別/工種人數(shù)（人）備注1值班隊長1指揮和協(xié)調(diào)工作，人員調(diào)配等2技術(shù)管理人員1技術(shù)指導(dǎo)和整體技術(shù)交底3操作工12注漿人員、攪拌工及打鉆工4電、鉗工2檢修、調(diào)試和安裝等5司泵工2排水泵的運轉(zhuǎn)6合計181、預(yù)計工期：預(yù)計工期25天。2、所需材料一覽表序號材料名稱型號規(guī)格單位數(shù)量備注1水泥425#t32水玻璃45bet0.5可采用速 凝劑3鉆頭 89mm個64三翼鉆頭0 58mm個65無縫鋼管089mmm226高壓注漿管40mpa1 “m307過濾篩網(wǎng)400mmx400mm個38小鐵桶個49高壓球閥1 “個610手錘2.5鎊把

22、211壓力表40mpa個312三通36個213管鉗24"把214法蘭3. 5寸個216鋼卷尺5 m個517機械油kg4018黃油kg1019液壓汕kg100六、安全技術(shù)措施：1、鉆機操作嚴格按操作規(guī)程操作，鉆機安裝采用底木梁+單體柱固定方法，底木梁選用斷面200x200x 1500mm方木若干根，用4 棵單體柱將底木梁固定在鉆場底板上，然后用四條18mm螺絲將鉆 機與底木梁聯(lián)接在一起，保證鉆機牢固、不移位。2、鉆孔施工前，排水水泵、管路與供電系統(tǒng)必須運行正常同吋 經(jīng)過聯(lián)合驗收。3、每班必須配備熟練的水泵司機值班，并嚴格執(zhí)行交接班制 度,保證鉆孔出水后能及時排放。4、入井設(shè)備要嚴格進行

23、防爆檢測，鉆探施工期間加強供水供電 系統(tǒng)檢修，嚴禁設(shè)備電纜失爆，保證排水、探、正常供電。5、鉆孔施t受礦調(diào)度室統(tǒng)一調(diào)度，如發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)及時通知 調(diào)度室，施工現(xiàn)場設(shè)專用電話一部。為保證電話暢通，每班開工之前, 施工人員必須先與調(diào)度室電話聯(lián)系一次，電話不通，不準開鉆施工。6、鉆孔位置、方位、傾角由測量人員按設(shè)計標定，按設(shè)計施工, 嚴格按規(guī)程操作。要經(jīng)常檢查設(shè)備運轉(zhuǎn)情況，觀察孔壁完整程度, 防止孔內(nèi)和機械事故發(fā)牛，保質(zhì)保量按期完成鉆孔任務(wù)。7、鉆機必須固定牢靠，保證鉆進時不移位。注漿固管及試壓必 須通知礦調(diào)度室、生產(chǎn)技術(shù)科，并通過礦組織有關(guān)部門的聯(lián)合驗收, 合格后方可繼續(xù)施工。8、鉆進期間如發(fā)現(xiàn)水

24、壓、水量突然增大、頂鉆等異?，F(xiàn)象時， 必須立即停止鉆進，不得拔出鉆桿。要立即向調(diào)度室匯報，并派人監(jiān) 測水情。如果發(fā)現(xiàn)情況危急時，關(guān)閉防噴裝置止水，并立即撤出所有 受水害威脅地區(qū)的人員，然后釆取措施進行處理。9、施工現(xiàn)場必須配備便攜儀一臺，指定專人負責(zé)、檢測瓦斯?jié)?度，如瓦斯超限立即查明原因進行處理。10、在進行施工鉆孔前，必須完善探水地點排水設(shè)施，排水能 力不小于70m3/ho11、中央泵房人員和臨時排水基地看泵工要求現(xiàn)場交接班，班 班都要試電話，向調(diào)度室匯報本班排水設(shè)備運轉(zhuǎn)情況。12、探水地點的排水管路敷設(shè)好后，必須先進行試運轉(zhuǎn)，運轉(zhuǎn) 止常時方可進行回采，否則不允許生產(chǎn)。13、鉆機按鉆孔設(shè)計方位、角度安裝、調(diào)試、固定，鉆機四角 用單體液壓柱固定牢固。14、鉆孔出水異常，工作人員不能驚慌失措，要清醒冷靜，做好 口主保安，關(guān)好截水閘閥或防噴裝置，防止岀水太多，淹沒設(shè)備。15、在打鉆過程屮，要觀察巖性變化、涌水情況及出水位置，并 收集水文資料。16、在操作過程中，司鉆操作鉆機，操作工要精心操作，保證鉆 探質(zhì)量，防止鉆探事故發(fā)生。17、水管、閥門必須擰緊、上牢，以防脫落傷人。18、鉆機酮室出口要暢通無阻，管線吊掛整齊，高度不低于1.6mo 開工前，跟班負責(zé)人要嚴格執(zhí)行敲幫問