工作面探放水鉆孔施工方案及安全技術(shù)措施

工作面探放水鉆孔施工方案及安全技術(shù)措施一、基本狀況１、工作面概況15104綜采工作面設(shè)計(jì)走向長(zhǎng)度962m，采長(zhǎng)200m，由北到南設(shè)計(jì)有：外錯(cuò)尾巷、回風(fēng)順槽、進(jìn)風(fēng)順槽、切巷；15104工作面位于15#煤層井田的東中部，北部為15103采空區(qū)，南部為設(shè)計(jì)15105采區(qū)，東部為楊家溝村愛(ài)護(hù)煤柱邊界，西部為15#煤三條系統(tǒng)大巷；上覆層為9#煤9205和9207采空區(qū)，15#與9#煤層位間距約為70m。地面位置在許家溝村西南方向的山坡丘陵地帶，地面無(wú)建筑物。２、工作面水文地質(zhì)及水害分析（１）、工作面地質(zhì)狀況15104綜采工作面回風(fēng)順槽地勢(shì)呈現(xiàn)中部高，東西方向低；進(jìn)風(fēng)順槽地勢(shì)呈現(xiàn)西高東低；工作面存在南北—北南向斜扭曲構(gòu)造；從一區(qū)回風(fēng)巷起，回風(fēng)順槽向東400m，進(jìn)風(fēng)順槽向東340m范圍呈現(xiàn)南高北低的向斜，落差在10－34m之間；回風(fēng)巷400m向東到切巷，進(jìn)風(fēng)順槽340m向東到切巷范圍呈現(xiàn)北高南低的向斜，落差在3－20m之間；15104工作面回風(fēng)順槽從一區(qū)回風(fēng)巷向東145m處揭露一陷落柱，該陷落柱位于停采線外，依據(jù)坑透成果猜測(cè)工作面內(nèi)存在有小斷層6處，1處掘進(jìn)時(shí)已揭露，其它5處隱蔽于工作面中部。（２）、工作面水文狀況15104工作面在掘進(jìn)期間涌水量為０.２m3/日，無(wú)頂板淋水及破裂帶涌水現(xiàn)象，在回風(fēng)穿越陷落柱時(shí)，陷落柱邊沿消失過(guò)涌水現(xiàn)象，但涌水量不大；進(jìn)風(fēng)已揭露的小斷層未消失涌水現(xiàn)象，掘進(jìn)過(guò)程中所揭露的幾個(gè)褶曲也未消失涌水現(xiàn)象，其它5處隱蔽于工作面中部的小斷層，依據(jù)本煤層鉆探狀況未發(fā)覺(jué)涌水現(xiàn)象。（３）、工作面水害分析15104回采工作面北部為15103采空區(qū)，15103采空區(qū)底板標(biāo)凹凸于15104工作面，所以工作面回采期間不會(huì)受15103采空區(qū)積水影響。上覆9205采空區(qū)積水受15103工作面采動(dòng)影響通過(guò)裂隙滲漏到采空區(qū)，故15104工作面回采期間不受9205積水影響。工作面中部猜測(cè)隱覆的5個(gè)小斷層，因上覆9207采空區(qū)中部底板高，東西兩端地勢(shì)低，故采空區(qū)積水集中匯合到東西兩端，中部無(wú)積水區(qū)，工作面斷層構(gòu)造距離上覆9#積水區(qū)相對(duì)較遠(yuǎn)，故不會(huì)通過(guò)斷層構(gòu)造滲入到回采工作面，不會(huì)對(duì)回采工作面造成水患。依據(jù)9#煤層與15#煤層15104工作面上下層關(guān)系對(duì)比和分析，15104工作面主要水害為上覆9207采空區(qū)東西兩端存在的兩處積水，但在9209回采期間，9207采空區(qū)積水通過(guò)原9207進(jìn)風(fēng)順槽口預(yù)留水管及9205回風(fēng)順槽與9209進(jìn)風(fēng)順槽聯(lián)絡(luò)巷始終進(jìn)行排放，估計(jì)存在少量結(jié)水，故在15104工作面回采前必需對(duì)其進(jìn)行探放水。（４）、采空區(qū)積水量估算15104綜采工作面上覆9207采空區(qū)積水量估算，采納閱歷公式對(duì)采空區(qū)積水量估算如下：公式：

Q積=K×M×F/cosα式中：Q積采空積水總量（萬(wàn)m3）；M采空區(qū)平均采高線或煤厚（m）；F采空積水區(qū)的水平投影面積（m2）；α煤層傾角（°）；k采空區(qū)充水系數(shù)（一般為0.25～0.50，本次取0.25）；依據(jù)計(jì)算猜測(cè)1#區(qū)域積水量為1487m3，2#區(qū)域積水量為8050m3,總量9537m3。二、鉆孔設(shè)計(jì)及參數(shù)：15104綜采工作面通風(fēng)系統(tǒng)已形成，依據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》的要求，“礦井工作面采煤前，應(yīng)當(dāng)采納物探、鉆探、巷探、和化探等方法查清工作面內(nèi)斷層、陷落柱和含水層（體）富水性等狀況”；經(jīng)排查15104工作面上覆9207采空區(qū)存在兩處積水區(qū)，一處在原9207采空區(qū)西北角，在15104工作面高抽巷口正東180米處；另一處在9207采空區(qū)的東南角，在15104工作面配風(fēng)、進(jìn)風(fēng)順槽和切巷交叉處。為確保綜采工作面回采期間不受水害影響，保障作業(yè)人員生命和設(shè)備的平安，必需對(duì)上覆9207兩處采空積水區(qū)進(jìn)行探放水，故設(shè)計(jì)在15104回風(fēng)順槽、進(jìn)風(fēng)順槽設(shè)置兩個(gè)鉆場(chǎng)，對(duì)9207采空區(qū)兩處積水區(qū)進(jìn)行探放水。在15104回風(fēng)順槽設(shè)計(jì)探放水鉆孔一個(gè)，15104進(jìn)風(fēng)順槽與切巷布置1個(gè)鉆孔，詳細(xì)設(shè)計(jì)參數(shù)如下：(一)、1#鉆孔設(shè)計(jì)參數(shù)：1#鉆孔起始位置位于15104回風(fēng)順槽口東120米處，測(cè)點(diǎn)H403處頂板上，終孔位置位于原9207采空區(qū)猜測(cè)積水區(qū)，詳細(xì)設(shè)計(jì)參數(shù)如下：１、起始坐標(biāo)X：113864.371Y：79849.794H：+779.24２、終孔坐標(biāo)X：113778.011Y：79925.676H：+868.000３、方位角a:139o18’17”４、高差h:88.76m５、傾角?:＋37o39’42”６、平距D:115m７、斜距L:145.3m；８、水壓P:0.89MP；9、設(shè)計(jì)鉆孔從鉆孔口起，分別為警戒線/探水線/結(jié)水線（/115.3/30/）m,見(jiàn)（示意圖一）(二)、2#鉆孔設(shè)計(jì)參數(shù)（兩個(gè)方案）：方案一2#鉆孔起始位置位于15104進(jìn)風(fēng)順槽測(cè)點(diǎn)J419處頂板上，終孔位置位于原9207采空區(qū)猜測(cè)積水區(qū)，詳細(xì)設(shè)計(jì)參數(shù)如下：１、起始坐標(biāo)X：113657.6936，Y：80863.5315，Ｈ：+771；２、終孔坐標(biāo)X：113644.6586，Y：80901.9035，Ｈ：+844；３、方位角a:108o45’45”，４、高差h:73m，５、傾角a:＋60o40’46”，６、平距D:41m，７、斜距L:83.7m,８、水壓：P:0.73MP９、設(shè)計(jì)鉆孔從鉆孔口起，分別為警戒線/探水線/結(jié)水線（/53.7/30/）m,見(jiàn)（示意圖二）方案二2#鉆孔起始位置位于15104進(jìn)風(fēng)切巷口與配風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷口向南11m處，終孔位置位于原9207采空區(qū),詳細(xì)設(shè)計(jì)參數(shù)如下：１、起始坐標(biāo)X：113644.659，Y：80884.172，Ｈ：+785.0，２、終孔坐標(biāo)X：113644.659，Y：80901.904；Ｈ：+844.0，３、方位角a:90o00′00″４、高差h:59.0m，５、傾角a:73o02′02″，６、平距D:18m，７、斜距L:61.7m。8、水壓：P:0.59MP9、設(shè)計(jì)鉆孔從鉆孔口起，分別為警戒線/探水線/結(jié)水線（/31.7/30/）m,見(jiàn)（示意圖三）三、施工目的在15104回采期間，為防止15104綜采工作面上覆9#煤采空區(qū)積水通過(guò)構(gòu)造或因受采動(dòng)影響發(fā)生大量涌水，造成工作面停產(chǎn)，故需對(duì)15104工作面上覆9#煤采空區(qū)猜測(cè)的積水進(jìn)行探放水，以確?；夭善陂g的平安生產(chǎn)。四、施工工藝１、鉆探設(shè)備：鉆探設(shè)備：選用zdy—4000S全液壓坑道鉆機(jī)１臺(tái)，與至配套的泥漿泵１臺(tái)；鉆桿直徑：￠73mm;鉆頭：￠133mm;￠113mm;額定電壓：380V/660V;電動(dòng)機(jī)功率：55KW;鉆機(jī)重量：2540kg;主機(jī)重量1500kg;鉆機(jī)形狀尺寸（長(zhǎng)×寬＊高）：2380×1300×1520（mm*mm）２、鉆探方法：設(shè)計(jì)開(kāi)孔位置在15#煤層頂板，首先采納￠133mm鉆頭鉆進(jìn)10m后，下127mm一級(jí)套管10m后，用水泥固管后連接孔口掌握閘閥裝置，然后用￠113mm鉆頭連續(xù)鉆進(jìn)，直至鉆透采空區(qū)。３、固管要求：鉆孔內(nèi)安裝127mm無(wú)縫鋼管套管護(hù)孔，連接高壓閘閥的最終一節(jié)套管末端兩側(cè)各焊一個(gè)鋼板耳板，打錨桿孔眼，用錨桿進(jìn)行固定。后用水泥漿進(jìn)行注漿固管，凝固48小時(shí)后進(jìn)行掃孔，鉆進(jìn)超過(guò)套管1m后，進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，護(hù)孔套管試驗(yàn)壓力不得低于1.5MP,且穩(wěn)壓時(shí)間不小于30min,試壓合格后安裝高壓閘閥，連續(xù)鉆進(jìn)。五、施工前預(yù)備工作:

1、鉆場(chǎng)預(yù)備：施工鉆場(chǎng)不得小于長(zhǎng)×寬×高（4m×4m×4.2m）的空間，并對(duì)鉆場(chǎng)前后10m范圍內(nèi)巷道進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)。2、鉆場(chǎng)位置四周需提前挖掘一個(gè)（２m×２m×2m）的水泵窩，與鉆場(chǎng)地面水平低0.2m,鉆場(chǎng)用水泥抹面厚度不小于50mm。3、鉆場(chǎng)處水泵窩安裝BQW50-140/37力量為50m3排水泵兩臺(tái)，設(shè)置截止閥，通過(guò)三通與15104回風(fēng)巷（直徑為100mm）的排水管路連接，將水排至東四采區(qū)水倉(cāng)，經(jīng)東四采區(qū)水倉(cāng)水泵排至880主水倉(cāng)。排水系統(tǒng)必需在鉆探前進(jìn)行排水試驗(yàn)。4、機(jī)電隊(duì)負(fù)責(zé)鉆場(chǎng)水泵的安裝與排水管路的連接及排水試驗(yàn)，并敷設(shè)施工所需的風(fēng)水管路，鉆場(chǎng)四周留設(shè)風(fēng)水管（直徑25mm）的接口，確保探放水工作正常進(jìn)行，并必需保證透水后能正常排水。5、機(jī)電隊(duì)負(fù)責(zé)鉆機(jī)的供電，開(kāi)關(guān)的接線解線；機(jī)修隊(duì)供應(yīng)120型開(kāi)關(guān)一臺(tái)、80型開(kāi)關(guān)2臺(tái)，制作長(zhǎng)20m護(hù)孔套管（長(zhǎng)1米20根，管套需做內(nèi)外絲扣），兩根套管需焊接測(cè)試壓力管、流量監(jiān)測(cè)管和管耳，壓力管和流量監(jiān)測(cè)管頭需做絲扣，管耳需打兩個(gè)（直徑22mm）錨桿緊固孔。6、機(jī)電隊(duì)負(fù)責(zé)在鉆場(chǎng)四周10米范圍安裝一部直通調(diào)度的電話，保證與調(diào)度指揮中心通信暢通。7、鉆場(chǎng)需加設(shè)瓦斯監(jiān)測(cè)傳感器。８、需購(gòu)置壓力表（2Mp以上）4塊及四寸高壓閥門４個(gè)，2寸管高壓閥門4個(gè)，（大于10Mp）無(wú)縫鋼管24m麻絲5公斤及所需的緊固螺絲和螺母、電纜、開(kāi)關(guān)、水泵風(fēng)水接頭、高標(biāo)號(hào)水泥等材料。六、施工技術(shù)要求：１、必需嚴(yán)格根據(jù)鉆孔的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行施工，開(kāi)口孔位不得偏離設(shè)計(jì)坐標(biāo)±100mm，方位偏差不得大于±1o，鉆孔仰角不得超過(guò)±1°，在施工過(guò)程中不得隨便改動(dòng)，如因現(xiàn)場(chǎng)施工條件受限需要變動(dòng)，必需經(jīng)設(shè)計(jì)部門同意后方可變動(dòng)，同時(shí)依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)變化狀況修改單孔設(shè)計(jì)施工通知單。２、由于所設(shè)計(jì)的終孔孔位于采空區(qū)，不能進(jìn)行實(shí)地掌握，可能與實(shí)際高差存在差異。故存在設(shè)計(jì)鉆孔距離與實(shí)際鉆眼終孔距離不符，所以在鉆進(jìn)距離剩余30m到達(dá)積水線時(shí)，必需通知地測(cè)部，現(xiàn)場(chǎng)核定鉆距。機(jī)電隊(duì)必需進(jìn)一步檢查和完善排、放水等平安設(shè)施后，方可允許進(jìn)行鉆進(jìn)。在距透水位置10m時(shí)停止鉆進(jìn)，匯報(bào)調(diào)度及總工程師。3、透水前必需由礦總工程師組織調(diào)度、技術(shù)部、安檢部、地測(cè)防治水部、通風(fēng)區(qū)、機(jī)電部等部門管理人員到現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)和平安檢查，做好放水前的各項(xiàng)預(yù)備工作后，由總工程師現(xiàn)場(chǎng)指揮，鉆進(jìn)放水。透水后進(jìn)行下桿，必需聽(tīng)從專人指揮,依次下桿。若透孔后有大量有害氣體涌出，施工人員應(yīng)馬上撤至上風(fēng)側(cè)，實(shí)行措施后再撤出鉆桿關(guān)閉水門。4、套管的最前一節(jié)的前端必需開(kāi)出返漿孔。5、在施工過(guò)程中必需按規(guī)定準(zhǔn)時(shí)精確?????丈量鉆具的長(zhǎng)度，仔細(xì)做好現(xiàn)場(chǎng)小班記錄，記錄要符合“準(zhǔn)時(shí)、精確?????、完整、清楚”的要求。施工隊(duì)組必需指定專人記錄鉆孔進(jìn)度,每班必需向調(diào)度，地測(cè)防治水部，安監(jiān)部匯報(bào)。6、為確保施工人員的平安，孔口必需安裝防突水裝置，做到鉆孔突水時(shí)可以掌握。7、施工過(guò)程中要仔細(xì)執(zhí)行鉆孔防斜措施。8、施工過(guò)程中若鉆孔突然發(fā)生突水，必需停止鉆進(jìn)，嚴(yán)禁撤出鉆桿，準(zhǔn)時(shí)撤離現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員至平安地點(diǎn)后，馬上向調(diào)度指揮中心匯報(bào)，并準(zhǔn)時(shí)通知排水機(jī)電隊(duì)，啟動(dòng)排水系統(tǒng)進(jìn)行排水，并具體記錄鉆孔的深度，出水層位置，測(cè)出水溫、水壓、水量等。并將具體狀況準(zhǔn)時(shí)匯報(bào)地測(cè)防治水部。9、在穿越煤層時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)必需有專職瓦斯員檢測(cè)瓦斯。10、注漿材料用Ｐ.042.5級(jí)水泥注漿。11、水泥漿比重：先期以稀漿為主，即水泥比例以1:1.2—1.3為宜，假如裂隙發(fā)育，注漿量很大時(shí)，可采納1:1.4—1.5水泥漿注漿。12、鉆孔竣工后安裝壓力表、流量計(jì)，壓力表、流量計(jì)的量程必需與實(shí)際水壓、水量相匹配。七、鉆孔施工平安技術(shù)措施（一）預(yù)備工作１、鉆探設(shè)備入井前要經(jīng)過(guò)仔細(xì)具體檢修保養(yǎng)，確保鉆探設(shè)備始終處于良好的狀態(tài)，嚴(yán)禁設(shè)備帶病下井。２、鉆探設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)部分要安裝防護(hù)罩，防止轉(zhuǎn)動(dòng)部分絞住施工人員的衣物和隨身物品傷人。３、檢查鉆桿、絲扣巖心管、螺絲頭、變異接頭、接箍等磨損是否超限，鉆桿是否彎曲，鉆（桿）具是否有微小裂隙，水泵和注漿泵的鋼套、柱塞、密封圈、鋼球、鋼座是否完好。４、依據(jù)設(shè)計(jì)要求帶足鉆探工程所需的器材、工具等。５、開(kāi)鉆前必需保證鉆機(jī)至孔口有