《探放水施工工藝》課件

1、探放水施工工藝,礦井探放水施工,探放水施工工藝,內(nèi)容,探放水施工工藝,探放水認識,是防治水工作的重要內(nèi)容 “預測預報、有疑必探、先，探后掘、先治后采” 探放水工程帶有危險性，對工程本身安全的要求比較高，尤其當水壓高水量大時！ 探放水任務：主要“鉆探+疏放”；其次可考慮一孔多用，如探查構造、煤層或兼作堵水、疏水之用等。,探放水施工工藝,1 探放水準備,探放水施工工藝,探放水設計,設計內(nèi)容 1 探放水的采掘工作面及周圍的水文地質(zhì)條件、水害類型、水量及水壓預計。 2 探放水巷道的開拓方向、施工次序、規(guī)格和支護方式。 3 探放水鉆孔組數(shù)、個數(shù)、方向、角度、深度、孔徑、施工技術要求和采用的超前距、幫距及

2、探水線確定。,探放水施工工藝,4 探放水鉆孔孔口安全裝置及耐壓要求等。 5 探放水施工與掘進工作的安全規(guī)定。 6 受水威脅地區(qū)信號聯(lián)系和避災路線。 7 通風措施和瓦斯檢查制度。,探放水施工工藝,8 防排水設施，如水閘門、水閘墻、水倉、水泵、管路、水溝等排水系統(tǒng)及能力的安排。 9 水情及避災聯(lián)系匯報制度和災害處理措施。 10 鉆窩設計、探放水孔布置的平面圖、剖面圖等。,探放水施工工藝,要經(jīng)過批準： 規(guī)定第九十三條：采掘工作面探水前，應當編制探放水設計，確定探水警戒線，并采取防止瓦斯和其它有害氣體危害等安全措施。探放水鉆孔的布置和超前距離，應當根據(jù)水頭高低、煤（巖）層厚度和硬度等確定。探放水設計由

3、地測部門提出，經(jīng)礦井總工程師組織審定同意，按設計進行探放水。,設計注意事項,探放水施工工藝,探放水布孔要求,據(jù)煤礦防治水規(guī)定94條 （一）探放老空水、陷落柱水和鉆孔水時，探水鉆孔成組布設，并在巷道前方的水平面和豎直面內(nèi)呈扇形。鉆孔終孔位置以滿足平距3 m為準，厚煤層內(nèi)各孔終孔的垂距不得超過1.5 m； （二）探放斷裂構造水和巖溶水等時，探水鉆孔沿掘進方向的前方及下方布置。底板方向的鉆孔不得少于2個；,探放水施工工藝,（三）煤層內(nèi)，原則上禁止探放水壓高于1 MPa的充水斷層水、含水層水及陷落柱水等。如確實需要的，可以先建筑防水閘墻，并在閘墻外向內(nèi)探放水； （四）上山探水時，一般進行雙巷掘進，其中

4、一條超前探水和匯水，另一條用來安全撤人。雙巷間每隔30-50 m掘1個聯(lián)絡巷，并設擋水墻。,探放水施工工藝,超前距和止水套管長度,煤礦防治水規(guī)定98條 （一）探放老空積水的超前鉆距，根據(jù)水壓、煤（巖）層厚度和強度及安全措施等情況確定，但最小水平鉆距不得小于30 m，止水套管長度不得小于10 m； （二）沿巖層探放含水層、斷層和陷落柱等含水體時，按表5-1確定探水鉆孔超前距離和止水套管長度。,探放水施工工藝,施工組織設計,1工程概述 條件分析、目的任務 2施工組織機構 人員安排：工程負責、技術員、機班長、安全員 每個崗位及人員的職責,探放水施工工藝,3施工機械設備 鉆機、泥漿泵、攪拌機、饋電、開

5、關 4施工工藝 工程的重點、難點分析 工藝流程：孔口管、固管方式、漿液配比,探放水施工工藝,5質(zhì)量保證措施 關鍵的質(zhì)量環(huán)節(jié) 保證措施 6安全技術措施 關鍵安全注意事項 技術措施 7工期安排 8工程協(xié)調(diào),探放水施工工藝,施工組織設計應經(jīng)過審核簽字批準 允許才能進行探放水 類似“允許回采書”及“允許掘進書”：有該書才能進行生產(chǎn)； “建議使用”,探放水施工工藝,安全措施,據(jù)井下探放水技術規(guī)范 探水的上山、下山及平巷，中間不得有低洼積水段。 探水巷必須在探水鉆孔有效控制范圍內(nèi)掘進，探水孔的超前距、幫距及孔間距應符合設計要求。每次探放水后掘進前，應在起點處設置標志，并建立掛牌制度。 巷道支護應牢固，頂、

6、幫背實，無高吊棚腳，傾斜巷有撐桿，使巷道有較強抗水流沖擊能力。 探放水地點必須安設電話和報警裝置。,探放水施工工藝,必須向受水威脅地區(qū)的施工人員貫徹、交待報警信號及避災路線。 探水巷道應加強出水征兆的觀察，一旦發(fā)現(xiàn)異常應立即停止工作，及時處理。情況緊急時必須立即匯報，撤出所有受水威脅地區(qū)的人員。 鉆孔接近老空，預計可能有瓦斯或其他有害氣體涌出時，必須有瓦斯檢查員或礦山救護隊員在現(xiàn)場檢查空氣成分。如果瓦斯或其他有害氣體超過本規(guī)程有關條文規(guī)定時，必須立即停止打鉆，切斷電源，撤出人員，報告礦調(diào)度室，采取措施，進行處理?！?探放水施工工藝,上山探水時，一般應雙巷掘進。其中一條超前探水、匯水，另一條隨后

7、用來安全撤人。雙巷間每隔掘一聯(lián)絡巷并設擋水半墻。 放水工作應盡量避免在雨季進行。要正確理解。 探放水人員必須按照批準的設計施工，未經(jīng)審批單位允許，不得擅自改變設計。,探放水施工工藝,施工環(huán)境準備,1加強鉆孔附近的巷道支護，并在工作面迎頭打好堅固的立柱和攔板；巷道安全 2清理巷道，挖好排水溝。探水鉆孔位于巷道低洼處時，配備與探放水量相適應的排水設備；水有去路 3預先開掘安全躲避硐，制定包括撤人的避災路線等安全措施，并使每個作業(yè)人員了解和掌握；人有退路,探放水施工工藝,4必要時先撤離人員 煤礦安全規(guī)程第二百九十二條 探放老空水前 探放水時，必須撤出探放水點以下部位受水害威脅區(qū)域內(nèi)的人員。,探放水施

8、工工藝,鉆場準備,通風： 通水： 通電： 通訊：規(guī)定96條；在打鉆地點或其附近安設專用電話 通路：,探放水施工工藝,鉆窩工程： 鉆窩設計 開鑿鉆窩 平整鉆窩 加固鉆窩,探放水施工工藝,鉆窩設計,鉆窩應避免做在斷層帶或松軟巖層內(nèi) 超前距不足或有突水征兆時，采取加固措施或用水閘墻封閉 盡量利用既有巷道，較少掘進工程量 鉆窩尺寸：視鉆探設備而定，深度一般不超過6m 必要時可擴幫或做繞道,探放水施工工藝,鉆窩設計注意事項： 注意圍巖加固，保證安全； 注意排水坡度、泥漿池； 注意回鉆空間；必要時要挑頂 注意場地設備材料擺放： 鉆機、泵、鉆桿等；水泥、粘土等物,探放水施工工藝,探放水施工工藝,輔助工程,隔

9、離工程：目標水有補給時，先隔離后探； 疏降工程：水量大，水壓大，先巖層疏降，后煤層探放； 堵水工程：老空區(qū)有突水點，先堵后探包括注漿,探放水施工工藝,隔離工程示意圖,探放水施工工藝,焦作局古漢山礦老空水探放工程 堵水工程 疏降工程 探放水工程,探放水施工工藝,工程實施準備,1人員要求 有負責人、技術員、機班長、安全員 操作人員必須是熟練工人 熟悉井下生產(chǎn)系統(tǒng) 具有處理突發(fā)事件的能力 人員要學習設計文件及安全措施 瓦檢員、礦山救護隊員,探放水施工工藝,規(guī)定第一百條： 當鉆孔接近老空時，預計可能發(fā)生瓦斯或者其他有害氣體涌出的，應當設有瓦斯檢查員或者礦山救護隊員在現(xiàn)場值班，隨時檢查空氣成分。如果瓦斯

10、或者其他有害氣體濃度超過有關規(guī)定，應當立即停止鉆進，切斷電源，撤出人員，并報告礦井調(diào)度室，及時處理。,探放水施工工藝,2設備要求 鉆機：規(guī)定第九十五條：井下探放水應當使用專用的探放水鉆機。嚴禁使用煤電鉆探放水。 鉆桿、鉆頭、水辮 泥漿泵： 攪拌機： 配電系統(tǒng)：饋電、防爆開關、電纜,探放水施工工藝,3材料要求 孔口管 閥門 其他防噴反壓裝置 生料帶、墊片、螺栓 樹脂、黃泥 坑木、麻袋、木塞、木板、棉線 鋸、斧等,探放水施工工藝,本節(jié)小結,探放水施工工藝,2 探放水施工工藝,探放水施工工藝,探放水施工示意圖,探放水施工工藝,探放水鉆孔結構,孔口管（根據(jù)鉆孔情況可2級） 閥門 泄水測壓三通 裸孔段

11、第九十七條：探水鉆孔除兼作堵水或者疏水用的鉆孔外，終孔孔徑一般不得大于75mm（原因）。,探放水施工工藝,探放水鉆孔結構示意圖,探放水施工工藝,鉆機就位,在安裝鉆機進行探水前，要滿足規(guī)定第九十六條有關規(guī)定： 加強巷道支護，迎頭打好立柱和攔板。 清理巷道，挖好排水溝，配備排水設備。 在打鉆地點或其附近安設專用電話。,探放水施工工藝,鉆孔定位：依據(jù)設計，確定主要探水孔位置時，由測量人員進行標定。負責探放水工作的人員親臨現(xiàn)場，共同確定鉆孔的方位、傾角、深度和鉆孔數(shù)量： 鉆機安裝必須平穩(wěn)牢固，安好鉆機接電時，要嚴格執(zhí)行停送電制度 鉆機固定：西安院ZDY系列鉆機可用立柱固定鉆機四角 清理巷道并掛好風筒、

12、電纜、管道等。,探放水施工工藝,開孔鉆進,開孔孔徑：比孔口管大12級 鉆進方式：回轉取心鉆進 鉆進深度：比孔口管總長略長 注意沖孔：要將孔中巖屑沖干凈,探放水施工工藝,固結孔口管,孔口管的作用 安裝孔口安全裝置，控制鉆孔出水； 保護鉆孔孔壁 鉆孔導正，便于定向鉆進 一般使用地質(zhì)套管，厚壁無縫鋼管 管徑視情況而異，108mm較常用,探放水施工工藝,孔口管結構 出口端焊法蘭盤，以相互連接其他裝置 中間段公母絲扣 孔底端有時留鋸齒口 孔口管外壁有扶正肋骨片或其他物 孔口管長度 見前文（表5-1）,探放水施工工藝,孔口管示意圖,探放水施工工藝,孔口管固結方法 固井重要的環(huán)節(jié) 注漿法常用的方法 可先注后

13、下管，也可先下管后注漿 注漿 可利用樹脂 水灰比要小 要有一定壓力,探放水施工工藝,投球法 可先投球再下管； 也可先下管再投球 節(jié)理裂隙發(fā)育，巖石松軟或破碎，無條件另選放水地點時，應注漿加固后，再安設孔口管,探放水施工工藝,孔口管固管示意圖（注漿法）,探放水施工工藝,探放水時必須按要求安裝孔口套管，嚴禁裸孔鉆進！ 重慶松藻煤電公司梨園壩煤礦北進風斜井突水事件 淹沒井巷，損失嚴重 工期嚴重滯后 后期治理費用大,探放水施工工藝,探放水施工工藝,耐壓試驗,掃孔：孔口管周圍水泥漿凝固后掃孔，掃孔深度應超過孔口05m。 耐壓試驗：掃孔后對孔口管必須進行，試驗壓力應大于預計水壓并穩(wěn)定30min后，孔口管周

14、圍不漏水可鉆進； 實際試驗壓力多使用預計水壓的1.52倍 操作：利用泥漿泵加壓，控制回水閥，穩(wěn)定試驗壓力。,探放水施工工藝,安裝孔口安全裝置,孔口安全裝置 一般由孔口管、泄水測壓三通、孔口閥門組成 必要時安裝鉆桿逆止閥 水壓高于2MPa、水量大于60m3h，需長期保留時，孔口應使用雙水門，下門備用。 探放強含水層水或需要收集放水時的水量、水壓等資料時，應在孔口管上安裝水壓表、水門(閘門)和管等。,探放水施工工藝,孔口安全裝置示意圖,探放水施工工藝,對水壓高于1 MPa且水量較大的積水或強含水層進行探放水時，孔口應安設防噴逆止閥。 在高壓水噴出條件下繼續(xù)鉆進時，斜孔應使用孔口防噴逆止閥，傾角50

15、90的鉆孔可使用“孔口帽”或“盤根密封防噴器”，鉆具可使用“防噴接頭”，上下鉆可用“孔口反壓裝置”。,探放水施工工藝,探放水鉆進,根據(jù)探放水工程的不同，可采用無心鉆進； 無心鉆進時應做好巖屑錄井工作； 取心鉆進中應做好巖心的采取和編錄工作；必要時可保留巖芯。 鉆進時應準確判別煤、巖層厚度并記錄換層深度。一般每鉆進10m或更換鉆具時，測量一次鉆桿并核終孔前再復核一次，如有可能應進行孔斜測量。,探放水施工工藝,應做到交接班時不停鉆。 探水孔中見到含水層、斷層、陷落柱和積水區(qū)之前，應停止鉆進，安好水門后再繼續(xù)鉆進。 對于水壓大于2MPa，中間要穿過煤層的探斷層水鉆孔，在打穿斷層或含水層前，還應下第二

16、層套管孔過煤層1 m以上。,探放水施工工藝,鉆孔內(nèi)水壓過大或噴高壓水時，應采用防噴反壓裝置的方法鉆進，應有防止孔口管和煤(巖)壁突然鼓出的措施： 背緊工作面，在攔板外面加設頂柱或木垛，必要時還應在頂、底板堅固地點砌筑防水墻，之后方可鉆進 遇高壓水頂鉆桿時，可用立軸卡瓦和逆止閥交替控制鉆桿，使其慢慢地頂出孔口，操作時禁止人員站在鉆桿后面,探放水施工工藝,進入強含水層或水體的終孔前，鉆頭必須更換為75mm 揭穿目標水體前，要集中注意力，要做好防噴反壓工作，預計壓力高水量大的鉆孔一定要慎重作業(yè) 鉆桿鉆進到既定位置終孔，若鉆孔水大要用逆止閥控制鉆桿緩慢退出鉆具，并打開旁路水閘放水,探放水施工工藝,取心

17、判層技術 通知附件 根據(jù)具體工程，可以不取心； 取心鉆進，主要是判別巖性，煤層、砂巖、泥巖、灰?guī)r-煤系地層 地質(zhì)年代應結合區(qū)域、礦井地層-巖心鑒定員 利用測井判層情況少 無心鉆進可以巖屑錄井 巖心,探放水施工工藝,鉆進終孔,探放斷層水的探水孔終孔后，孔內(nèi)有水應進行放水試驗?？變?nèi)無水時應選擇一個孔進行壓水試驗，檢查隔水性能；壓力一般應略大于斷層所承受的靜水壓力。 探放水鉆孔，完成探測任務后必須全孔注漿封閉，并做好封孔記錄。,探放水施工工藝,放水,鉆孔探到水退鉆后，先關閉閥門觀測水壓； 開閘放水后觀測水量、水溫，并取樣化驗水質(zhì) 估計積水量或補給量，根據(jù)水倉容量、礦井排水能力、鉆孔的流量，控制放水流

18、量，防止淹井 適時調(diào)整排水能力，并清理水倉、水溝等,探放水施工工藝,放水時，必須監(jiān)視放水全過程，應當設有專人監(jiān)測鉆孔出水情況，測定水量和水壓，做好記錄。 如果水量突然變化，應當及時處理，并立即報告礦調(diào)度室。 放水結束后，核算放水量與預計積水量的誤差，查明原因。 已完成探放水任務的鉆孔，應注漿封閉，并留下封孔記錄。,探放水施工工藝,本節(jié)小結,探放水施工工藝,3 探放水工程資料,工程資料（含文件）是對工程進行管理，控制工程質(zhì)量、進度、費用，確保工程安全的重要手段； 重要文件要簽字審批，各部門把關，分清責任； 某項重要的工程環(huán)節(jié)開始必須經(jīng)過批準、結束必須經(jīng)過驗收； 堅持上道工序不合格，下道工序不進行

19、的原則； 應如實記錄和反映工程的施工過程；,探放水施工工藝,資料內(nèi)容,探放水設計 施工組織設計（可含安全技術措施） 安全技術措施（可單獨列出） 工程開工報告 單孔（組）開工報告（必要時） 孔口管固結記錄表 耐壓試驗記錄表 鉆孔原始記錄表（班報）,探放水施工工藝,簡易水文觀測 鉆孔簡易柱狀圖 探放水終孔觀測記錄 工程量認證單 工程材料合格證 放水觀測記錄表 單孔施工總結 放水觀測記錄表 工程竣工報告,探放水施工工藝,探放水設計、施工組織設計、安全技術措施 鉆場外圍環(huán)境情況 鉆窩情況 輔助工程情況 實施準備情況： 人員情況：學習設計、措施 設備、材料情況,開工報告,探放水施工工藝,孔口管固管記錄表

20、,探放水施工工藝,耐壓試驗記錄表,探放水施工工藝,鉆孔原始記錄表,每班都要填寫，日期、人員、交接時間 孔號 仰角 偏角 孔徑 其他重要內(nèi)容 如遇漏（涌）水、掉塊、塌孔、縮（擴）徑、跑氣、涌砂、掉鉆等現(xiàn)象時，要詳細記錄其發(fā)生的層位、深度及量值，對換徑變層等重要環(huán)節(jié)也要進行詳細記錄；,探放水施工工藝,簡易水文觀測,水文地質(zhì)孔的簡易水文觀測 孔內(nèi)出水：水量、水溫 沖洗液消耗：鉆進過程中定期觀測一次沖洗液消耗量，若消耗量突變則加密觀測； 鉆孔水位：上鉆后及下鉆前各觀測一次； 新興礦業(yè),探放水施工工藝,鉆孔簡易柱狀圖,鉆孔坐標 深度，巖性，一般簡單做巖性描述 簡易水文情況； 孔徑、套管,探放水施工工藝,

21、終孔觀測記錄,鉆孔初始水壓 鉆孔初始涌水量：要記錄測量方法 鉆孔初始水溫 巷道氣溫 觀測時間,探放水施工工藝,放水觀測記錄表,孔號，觀測時間 鉆孔流量，瞬時流量，累計流量 必要時測水壓 水溫 巷道氣溫 瓦斯?jié)舛?探放水施工工藝,工程材料合格證,套管、水泥、閥門、壓力表、等材料 合格證 必要時進行檢驗并出檢驗報告,探放水施工工藝,單孔施工總結,鉆孔孔位，角度，深度 鉆孔結構，孔口安全裝置 揭露巖性 鉆孔出水情況：流量、水壓等 施工工藝 單孔驗收材料,探放水施工工藝,放水觀測記錄表,瞬時鉆孔流量觀測記錄表 放水量統(tǒng)計表,探放水施工工藝,工程竣工報告,工程概況 施工組織機構及設備 鉆孔結構 施工工藝

22、 工程質(zhì)量及安全 工程量及工期 必要時出單孔竣工報告,探放水施工工藝,竣工報告附件： 單孔施工資料 上述各項報告、表格等 探放水工程平面圖、剖面圖 水質(zhì)化驗報告 其他重要材料,探放水施工工藝,工程資料內(nèi)容,探放水施工工藝,4 常見問題及注意事項,探放水施工工藝,規(guī)定第九十九條 探放水時透水征兆： 煤巖松軟 片幫 來壓 孔中的水壓、水量突然增大 頂鉆,透水征兆與處理,探放水施工工藝,處理方法 立即停止鉆進，但不得拔出鉆桿； 立即向礦井調(diào)度室匯報，派人監(jiān)測水情； 發(fā)現(xiàn)情況危急，所有受水威脅地區(qū)的人員應當立即撤到安全地點； 采取安全措施進行處理,探放水施工工藝,瓦斯及有害氣體涌出,預計有，應當設有瓦

23、斯檢查員或者礦山救護隊員在現(xiàn)場值班，隨時檢查空氣成分 匯報調(diào)度 人在上風處 加強通風 用樹脂、黃泥、橡膠塞、木塞封堵孔口 濃度超過規(guī)定時： 停止工作，切斷電源，撤出人員,探放水施工工藝,上仰孔孔口管固結,壓蓋注漿 法蘭盤上安裝注漿壓蓋 之后進行注漿,探放水施工工藝,酸性老空水,PH5時： 施工人員注意自我安全保護 孔口裝置應涂敷防腐漆或瀝青 孔口裝置使用銅制或不銹鋼材料 注意通知調(diào)度,探放水施工工藝,觀測注意事項,流量：不能用水表，多方法驗證，體積法，水溝堰板，浮標法，電磁流量計 壓力表：抗震壓力表，注意量程 溫度計：水銀溫度計，量程，要測氣溫 興隆莊放水,探放水施工工藝,鉆孔軌跡偏斜,左右偏

24、斜少，一般垂直往下偏斜 應根據(jù)地層適當增大仰角 必要時采用定向鉆進技術 是目前探放水中普遍問題,探放水施工工藝,鉆探事故處理,是專業(yè)技術 塌孔：注漿，下套管 掉鉆：打撈公錐、打撈母錐 夾鉆：避免貪尺快進，使用外平鉆桿，套鉆打撈,探放水施工工藝,注漿固管,下套管注漿時壓力控制不好，易造成底鼓或片幫（兗州） 固管時控制注漿壓力 司泵人員注意觀察壓力表 泄壓閥要正常 泄壓回壓前不要打開閥門等密封系統(tǒng)（東山固管） 檢查注漿管路系統(tǒng)，不能有老化,探放水施工工藝,高壓水探放,存在問題： 噴水、噴矸 射鉆、移位（ 東歡坨-230繞道） 難退、難關 脫管、突水 目前探放水的難點，普遍難題，技術不過關，風險大,

25、探放水施工工藝,解決方法 防噴裝置：噴鉆、噴水，要可退鉆 反壓裝置： 現(xiàn)狀：高壓水探放作為課題，正在研究解決之中,探放水施工工藝,探放水施工工藝,探放水孔防噴裝置示意圖,探放水施工工藝,探放水防噴逆止閥示意圖,探放水施工工藝,鉆桿防噴結構示意圖,探放水施工工藝,鉆桿防噴結構示意圖,探放水施工工藝,一種新型鉆桿防噴裝置,探放水施工工藝,本節(jié)小結,探放水施工工藝,5 探放水工程事例,探放水施工工藝,布爾臺礦簡介,神華神東公司，鄂爾多斯市伊金霍洛旗； 開采侏羅系延安組3-1煤、5-1煤及6-1煤，設計產(chǎn)量2000萬t/年； 平硐開拓，皮帶出煤，汽車運料； 首采面3-1煤及5-1煤共2層，間距60m，

26、工作面尺寸為300m6000m； 開采受到的水害有頂板水、老空水、煤層水及底板水,水壓1MPa。,探放水施工工藝,探放水設計（節(jié)選）,頂板水：根據(jù)物探地面TEM探測結果布孔； 老空水：根據(jù)3-1煤工作面巷道底板標高布孔，下層探放，幫距和超前距滿足要求； 煤層水：根據(jù)物探和巷道揭露情況布孔； 底板水：根據(jù)物探地面TEM和井下直流電探測結果布孔；,探放水施工工藝,鉆孔平面布置圖,探放水施工工藝,鉆孔設計,角度分上仰孔、水平孔、下斜孔等； 開孔146mm，開口孔深不等，孔口管108mm，長度6m， 注漿法固管； 耐壓試驗：壓力2MPa； 井下無線通訊電話；,探放水施工工藝,孔口管及孔口安全裝置,孔口安全裝置： 孔口管108mm、泄水測壓三通（抗震壓力表）、閥門100mm25Kg；,探放水施工工藝,鉆窩設計,1、利用工作面之間的聯(lián)絡巷和巷道（基建期間巷道有時不用）； 2、1個鉆窩布置多個鉆孔； 3、必要時在工作面擴幫做鉆窩； 4、