王村煤礦三下輔助軌道巷探放水設(shè)計(jì)
作者：王村礦
2012-04-01 17:46
來(lái)源：本站原創(chuàng)
審 批
編 制：華照來(lái)
地測(cè)科：丁天瑞
通風(fēng)區(qū)：李新文
生產(chǎn)科：李現(xiàn)民
安監(jiān)科：郭林生
機(jī)電科：馬慶
采掘副總：張英旭
三下輔助軌道巷掘進(jìn)面探放水工程設(shè)計(jì)
三下采區(qū)北部區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造較為復(fù)雜，三下輔助軌道巷位于區(qū)域單斜構(gòu)造之上，地層走向NE,傾向NW，傾角6°—10°，地層由南向北、由東向西高程逐漸降低。根據(jù)三下采區(qū)進(jìn)風(fēng)巷及5號(hào)聯(lián)巷施工揭露，預(yù)計(jì)該巷道施工過(guò)程中可能會(huì)有斷裂構(gòu)造出現(xiàn)且裂隙較發(fā)育，另外根據(jù)三下采區(qū)三維地震、瞬變電磁物探資料，該巷道施工前行大約130米，可能會(huì)遇到物探圈定的3df0斷層的影響，預(yù)測(cè)斷距0～8m。另外，施工巷道北側(cè)距設(shè)計(jì)巷道70-100米左右為奧灰?guī)r溶及頂板砂巖呈立體壯的富水異常區(qū)。施工過(guò)程中，可能會(huì)因遇到斷裂構(gòu)造或裂隙等導(dǎo)水通道，引發(fā)水害事故的發(fā)生，威脅職工生命和礦井的安全生產(chǎn)。
三下輔助軌道巷為設(shè)計(jì)3‰ 上掘近水平巷道，施工巷道位于奧灰?guī)r溶水靜水位（+371m）之下，根據(jù)地面物探結(jié)果分析，距三下輔助軌道巷開(kāi)口東130米左右存在3df0斷裂構(gòu)造，且其北面距設(shè)計(jì)巷道70-100米左右為奧灰?guī)r溶及頂板砂巖呈立體壯的富水異常區(qū)，在掘進(jìn)施工過(guò)程中，因斷裂構(gòu)造和裂隙較發(fā)育，有導(dǎo)通奧灰?guī)r溶水和頂板砂巖水的可能。因此，堅(jiān)持防治水“有疑必探”的基本原則，在三下輔助軌道巷施工中進(jìn)行超前探水掘進(jìn)，通過(guò)在三下輔助軌道巷掘進(jìn)工作面布設(shè)探放水孔，達(dá)到確定前方斷層裂隙位置（充水水源）、治理水害和安全施工的目的。
本次三下采區(qū)探水掘進(jìn)工程范圍為三下輔助軌道巷280m（五號(hào)聯(lián)巷以東），巖巷施工，K4砂巖層位之中，巷道施工斷面為拱形（4200×3700），錨網(wǎng)噴支護(hù)。三下輔助軌道巷掘進(jìn)工作面正頭，每次布設(shè)一組3-5個(gè)探放水孔，設(shè)計(jì)終孔位置距軌道巷幫、底，安全距離20m，探孔最大深度水平距離60m，超前距20米，準(zhǔn)掘40米。施工單位要合理組織掘進(jìn)和鉆探施工，必須按設(shè)計(jì)要求施工，在每個(gè)鉆場(chǎng)做好標(biāo)記，并掛牌管理，確保完成探放水施工任務(wù)。
為了認(rèn)真貫徹落實(shí)《煤礦防治水規(guī)定》的“有疑必探，先探后掘”的探放水原則和“物探現(xiàn)行，鉆探驗(yàn)證”的防治水工作程序，依照“規(guī)定”對(duì)三下采區(qū)輔助軌道巷編制探放水方案。
1、鉆探工程方法
（1）鉆場(chǎng)布置
三下輔助軌道巷掘進(jìn)頭工作面5米范圍內(nèi)所在空間即為鉆場(chǎng)硐室，按照空間關(guān)系順次將探放水鉆機(jī)、操作臺(tái)、泵箱及其它設(shè)備放置在合適位置，鉆場(chǎng)附近必須接有壓力水管，壓力水管至少有兩個(gè)閥門(mén)，水溝必須暢通。本次鉆孔施工完畢后，掘進(jìn)隊(duì)進(jìn)行施工，施工至指定位置時(shí)，進(jìn)行下一輪鉆探工程。
（2）鉆孔布置
根據(jù)探放水的目的，結(jié)合巷道設(shè)計(jì)施工情況，在第一鉆場(chǎng)布設(shè)5個(gè)鉆孔，鉆孔在平面上向工作面以1#為25°、2#為43°、3#為50°、4#為70°、5#為70°方位角輻射，要求1#、2#、3#、4#、5#終孔與巷道垂直間距20m。在剖面上要求1#為0°、2#為24°、3#為0°、4#為19°、5#為45°傾角輻射分別布設(shè)。從第二鉆場(chǎng)開(kāi)始，每組布置3個(gè)鉆孔，編號(hào)從2號(hào)—4號(hào)，鉆孔在平面上向工作面以2#為43°、3#為50°、4#為70°、方位角輻射，要求2#、3#、4#終孔與巷道垂直間距20m。在剖面上要求2#為24°、3#為0°、4#為19°傾角輻射分別布設(shè)，后面鉆場(chǎng)原則上參數(shù)不變，如有特殊情況（巷道距K2灰?guī)r間距小于20m或巷道拐彎）參數(shù)及時(shí)修改。
鉆孔編號(hào)：采用兩組阿拉伯自然數(shù)編號(hào)，前一組數(shù)為鉆場(chǎng)編號(hào)，后一組數(shù)為鉆孔編號(hào)，中間以橫杠（—）相連。如：1—1即為1號(hào)鉆場(chǎng)1號(hào)鉆孔。
2、探放水鉆孔孔口安全裝置及施工順序
三下輔助軌道巷工作面鉆場(chǎng)空間施工好后，立即對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行平整，在合適位置架設(shè)鉆機(jī)，敷設(shè)反壓裝置。按照鉆孔設(shè)計(jì)方位和角度，依次性對(duì)設(shè)計(jì)鉆孔，分別利用φ94mm的鉆頭進(jìn)行開(kāi)孔，鉆進(jìn)至5.2m時(shí)，退出鉆頭，將裝有高壓閘閥、防噴三通和測(cè)壓三通的φ76×3.5×5500mm的套管放置在鉆孔內(nèi)，孔口以外留設(shè)套管500mm，在管口向里500mm處，利用厚度10mm、寬度80 mm、長(zhǎng)度300 mm的鋼板呈半環(huán)形焊接焊接在套管上，另一端鋼板打孔，用錨桿將套管固定。套管按要求放入后進(jìn)行固管，將特制的注漿管放入孔壁與套管外壁的縫隙，用水泥或其他材料對(duì)縫隙進(jìn)行封口后開(kāi)始注入充填材料，待充填材料漿液從套管內(nèi)流出時(shí)停止充填。充填材料凝固后，進(jìn)行固管耐壓試驗(yàn)，關(guān)閉孔口閘閥，利用注水泵或施工高壓水將清水從泄水測(cè)壓三通壓入管內(nèi)，保持1Mpa的靜水壓力，30分鐘后無(wú)變化（若管內(nèi)靜水壓力減小，重新進(jìn)行封閉），利用φ60mm的鉆頭進(jìn)行鉆進(jìn)，鉆進(jìn)到設(shè)計(jì)位置后，對(duì)鉆孔進(jìn)行沖洗撤出鉆具，然后注漿施工單位開(kāi)始封孔注漿。依次類推，逐孔鉆進(jìn)封堵結(jié)束后，經(jīng)地測(cè)科組織相關(guān)人員驗(yàn)收合格后，給掘進(jìn)隊(duì)下發(fā)允許掘進(jìn)書(shū)面通知后，方可掘進(jìn)。
在鉆進(jìn)過(guò)程中若發(fā)現(xiàn)有異常情況（有水涌出、漏失量大、壓力變化不定，頂鉆等），應(yīng)立即停止鉆進(jìn)，查找原因分別對(duì)待。
有水涌出時(shí)，應(yīng)立即停止鉆進(jìn)，不得拔出鉆桿，視出水量大小和充水水源進(jìn)行適當(dāng)處理（出水量小于10m3/h時(shí)，緩慢退出鉆具；出水量大于10m3/h時(shí)，迅速檢查鉆場(chǎng)安全裝置，確認(rèn)無(wú)誤后，在保證施工人員的安全前提下，緩慢退出鉆具，關(guān)閉止水閥），由注漿單位進(jìn)行封堵處理。
1、工程量
根據(jù)鉆探設(shè)備性能、施工環(huán)境和探查目的，鉆孔參數(shù)及設(shè)計(jì)孔深見(jiàn)下表。按照探放水安全距離要求，鉆孔的布置，終孔位置距巷道垂直距離不能少于20m，根據(jù)巷道設(shè)計(jì)情況，對(duì)鉆探參數(shù)及其鉆探工程量進(jìn)行適時(shí)調(diào)整和增減。
表1
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巷道名稱
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鉆場(chǎng)號(hào)
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孔號(hào)
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鉆孔方位角
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鉆孔傾角
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終孔深度
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三
下 輔 助 軌 道 巷 |
1
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1-1
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24°
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0°
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28.7m
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1-2
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42°
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24°
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49m
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1-3
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50°
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0°
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63.5m
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1-4
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70°
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19°
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63.5m
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1-5
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70°
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45°
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29m
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2
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2-2
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42°
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24°
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45.3m
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2-3
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50°
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0°
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63.5m
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2-4
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70°
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19°
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63.5m
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3
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3-2
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42°
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24°
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45.3m
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3-3
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50°
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0°
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63.5m
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3-4
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70°
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19°
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63.5m
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4
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4-2
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42°
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24°
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45.3m
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4-3
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50°
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0°
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63.5m
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4-4
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70°
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19°
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63.5m
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5
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5-2
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42°
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24°
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45.3m
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5-3
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50°
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0°
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63.5m
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5-4
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70°
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19°
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63.5m
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6
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6-2
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42°
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24°
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45.3m
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6-3
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50°
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0°
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63.5m
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6-4
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70°
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19°
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63.5m
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2、孔身結(jié)構(gòu)和孔徑要求
施工探放水鉆孔一開(kāi)要求開(kāi)孔孔徑94mm，開(kāi)孔鉆進(jìn)至5.2米，安裝Φ76×3.5×5500mm的套管入孔內(nèi)5.0米，并進(jìn)行固管。二開(kāi)采用60mm的鉆頭鉆進(jìn)，鉆進(jìn)完成達(dá)到設(shè)計(jì)終孔深度后，進(jìn)行全孔注漿封閉。
孔身結(jié)構(gòu)、鉆孔平、剖面設(shè)計(jì)圖及物探成果解釋見(jiàn)附圖：
3、鉆孔質(zhì)量要求
（1）鉆探、注漿原始記錄表完整，內(nèi)容真實(shí)可靠。
（2）及時(shí)記錄各涌（漏）水點(diǎn)的鉆探深度和涌（漏）水量。
（3）終孔后，經(jīng)有關(guān)人員驗(yàn)收同意方可注漿封孔，
1、鉆探設(shè)備
鉆機(jī)型號(hào)：ZDY650全液壓鉆機(jī)
鉆桿：Φ50 L＝1.5m（平扣）
鉆桿接頭：Φ50
鉆頭：Φ94復(fù)合片（一開(kāi)） Φ60復(fù)合片（二開(kāi)）
水便：Φ50
孔口套管：Φ76×3.5×5500mm，管口焊接法蘭盤(pán)，外接孔口閥門(mén)和防噴三通，管壁上外接泄水測(cè)壓三通，距管口閘閥500mm處，利用厚度10mm、寬度80 mm、長(zhǎng)度300 mm的鋼板呈半環(huán)形焊接焊接在套管上，另一端鋼板打孔，孔徑Φ18mm，焊接強(qiáng)度要夠。
孔口閥門(mén)：DN80PG40
注漿設(shè)備：由北京瑞琪米諾樺合成材料有限公司提供。
2、其它設(shè)備和材料要求
1、三下輔助軌道巷進(jìn)行超前探查時(shí)，有可能探查到充水裂隙，因此，必須保證三下采區(qū)2號(hào)水倉(cāng)設(shè)備、管路安裝到位，且能達(dá)到排水能力。
2、鉆場(chǎng)附近儲(chǔ)備一定量的板皮、磚頭、水泥、砂子、棉紗等材料，確保急需時(shí)之用。
3、保證壓力水的供給。
注漿材料使用瑞米加固Ⅰ號(hào)，瑞米加固Ⅰ號(hào)屬雙組分有機(jī)復(fù)合樹(shù)脂材料，100%樹(shù)脂含量，雙組分注漿樹(shù)脂混合注入破碎煤、巖體后能迅速反應(yīng)并凝固，生成高強(qiáng)度、高韌性的樹(shù)脂材料，實(shí)現(xiàn)對(duì)破碎煤、巖體的加固及其裂隙的封堵和阻燃。
廠方根據(jù)我礦的要求，對(duì)瑞米加固Ⅰ號(hào)的固化時(shí)間調(diào)整到3min，可以加固填充60m鉆孔深度。
注漿方法：探水孔形成后無(wú)論是否出水，都要進(jìn)行封堵。將特制的花管人工送入鉆孔直至孔底，距管口2m左右放置封孔器，使用氣動(dòng)壓力泵將瑞米加固Ⅰ號(hào)壓入，注漿壓力表快速上升且達(dá)到一定值時(shí)，證明漿液已注滿，即可停止注漿。
1、每個(gè)鉆孔開(kāi)鉆前，都要認(rèn)真了解設(shè)計(jì)和施工的要求，否則不能開(kāi)鉆。
2、井下鉆探工，特別是司鉆和鉆場(chǎng)電工必須經(jīng)過(guò)專門(mén)培訓(xùn)，考核合格并取得證書(shū)后才能上崗。
3、裝卸機(jī)器設(shè)備時(shí)，嚴(yán)禁摔、碰、撞、擊，機(jī)器設(shè)備裝入礦車時(shí)，要墊上木板，以防損壞。設(shè)備在整體裝運(yùn)時(shí)，必須符合《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，不得超長(zhǎng)、超高、超寬、超重。運(yùn)輸、安裝鉆機(jī)人員，要互相配合好，防止鉆機(jī)反倒傷人和擠傷手腳事故發(fā)生。
4、鉆窩應(yīng)避免做在斷層帶或松軟巖（煤）層內(nèi)。
5、加強(qiáng)鉆場(chǎng)附近的巷道支護(hù)，并在工作面迎頭打好堅(jiān)固的立柱和防護(hù)欄桿，禁止有空幫、空頂現(xiàn)象。
6、鉆機(jī)安裝必須平穩(wěn)牢固，底座墊上方形木梁（1000*200*150mm），用螺絲將其連接固定，鉆機(jī)穩(wěn)固在底木梁上，四角要打好四根立柱，并掛好放倒鏈；鉆機(jī)、動(dòng)力設(shè)備等都必須安裝平穩(wěn)、牢固。在容易積水處施工時(shí)，設(shè)備要適當(dāng)墊高，以防水淹。
7、將鉆機(jī)穩(wěn)定牢固后，鉆場(chǎng)的動(dòng)力設(shè)備應(yīng)與風(fēng)機(jī)連鎖，確保停風(fēng)即停電。鉆探設(shè)備安裝完畢后，應(yīng)與附近作業(yè)采區(qū)聯(lián)系好停、送電時(shí)間，派專人接電。接電時(shí)，必須嚴(yán)格執(zhí)行停送電制度。
8、在安裝、檢修電氣設(shè)備時(shí)，必須先切斷電源，不得帶電作業(yè)，作業(yè)時(shí)必須有二人以上在場(chǎng)。
9、清理巷道，掛好風(fēng)筒、電纜、管道等，按預(yù)計(jì)流量修建排水溝，鉆具應(yīng)統(tǒng)一放在鉆場(chǎng)內(nèi)，禁止巷道內(nèi)亂放。
10、每個(gè)班次都應(yīng)有專職瓦檢員檢查瓦斯?jié)舛群陀泻怏w情況。
11、開(kāi)工前必須對(duì)場(chǎng)地安全設(shè)施是否齊全完好進(jìn)行檢查，探水前對(duì)排水設(shè)備進(jìn)行徹底檢查，探水過(guò)程中要有專人維護(hù)、保證正常排水。 探水前對(duì)水溝進(jìn)行徹底清理，保持水流暢通
12、在打鉆地點(diǎn)附近安設(shè)專用電話。
13、地測(cè)科探放水人員必須親臨現(xiàn)場(chǎng)，依據(jù)設(shè)計(jì)，確定探水孔的位置、方位、角度、深度以及鉆孔數(shù)目。
14、施工前檢查機(jī)組安裝是否平穩(wěn)，防護(hù)裝置是否完好，各部件連接是否可靠，油管連接是否正確無(wú)誤。
15、施工前檢查油箱油面是否在限定位置以上，并向各油嘴及潤(rùn)滑部位加注適量的潤(rùn)滑油。檢查各操縱手把是否靈活，定位是否準(zhǔn)確可靠。
1、為防止埋鉆，必須先開(kāi)泵送水，見(jiàn)返水后才能鉆進(jìn)。正常鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)保持壓力均勻，要隨時(shí)觀察儀表，液壓系統(tǒng)的油溫過(guò)高時(shí)，應(yīng)立即接通冷卻水，注意鉆速、鉆進(jìn)液消耗量和回水顏色變化等。
2、鉆進(jìn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)煤巖松軟、片幫、來(lái)壓或孔中的水壓、水量突然增大，以及有頂鉆等現(xiàn)象時(shí)，必須立即停鉆，記錄其孔深并同時(shí)將鉆桿固定，但不得取出鉆桿。要立即向礦調(diào)度室匯報(bào)，及時(shí)采取措施，進(jìn)行處理。
3、遇高壓水頂鉆桿時(shí)，可用加持器和逆止閥交替控制鉆桿，使其慢慢地頂出孔口，操作時(shí)禁止人員直對(duì)鉆桿站立。
4、鉆進(jìn)中發(fā)現(xiàn)有害氣體噴出時(shí)，應(yīng)立即停止鉆進(jìn)、切斷電源，將人員撤到有新鮮風(fēng)流的地點(diǎn)，立即報(bào)告礦調(diào)度室，采取措施處理。
5、鉆孔內(nèi)水量、水壓過(guò)大時(shí)，應(yīng)立即停鉆，但不得拔出鉆桿，立即報(bào)告調(diào)度室，需繼續(xù)鉆進(jìn)時(shí)，必須采取反壓（在煤壁的底部左右各打一根錨桿，利用錨鏈或鋼索將其與鉆機(jī)連接）和防噴裝置的方法鉆進(jìn)，應(yīng)有防止孔口管和巖(煤)壁突然鼓出的措施，背緊工作面，在攔板外面加設(shè)頂柱或木垛?！ ?/span>
6、施工中應(yīng)加強(qiáng)出水征兆的觀察，發(fā)現(xiàn)有掛紅、掛汗、空氣變冷、出現(xiàn)霧氣、水叫、頂板淋水加大、頂板來(lái)壓、底板鼓起或產(chǎn)生裂隙出現(xiàn)摻水、水色發(fā)揮、有臭味等突水預(yù)兆時(shí)，一旦發(fā)現(xiàn)立即停止施工，采取措施，立即報(bào)告調(diào)度室，情況緊急時(shí)必須立即發(fā)出警報(bào)，撤出所有受水威脅地區(qū)的人員。
7、鉆探施工場(chǎng)所的所有工作人員，必須牢記安全技術(shù)措施，熟悉各種災(zāi)害的避災(zāi)線路。
9、二開(kāi)鉆進(jìn)前必須進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。耐壓試驗(yàn)達(dá)到要求后才允許打鉆。否則，重新注漿固管直到達(dá)到耐壓要求。
為了強(qiáng)化對(duì)礦井水害的預(yù)防工作，加強(qiáng)對(duì)探放水工作的領(lǐng)導(dǎo)，礦成立探放水領(lǐng)導(dǎo)小組：
組 長(zhǎng)：?jiǎn)栍乐?/span>
副組長(zhǎng)：吳新選 吳兆軍 王權(quán)利 侯忠敏
成 員：丁天瑞 趙榮國(guó) 郭林生 單偉 李現(xiàn)民 李軍
李新文 張英旭 白永利
領(lǐng)導(dǎo)小組負(fù)責(zé)探放水工作的措施制定、人財(cái)物的組織和探放水工作的具體安排，確定開(kāi)、停鉆的位置及時(shí)間。鉆探期間，由地測(cè)人員監(jiān)督檢查鉆探、注漿施工質(zhì)量以及原始記錄，做好數(shù)據(jù)收集和分析工作，為后期的鉆孔設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
1、 鉆孔孔身結(jié)構(gòu)圖
2、 鉆孔平面布置圖
3、 鉆孔剖面布置圖
4、 鉆孔斷面布置圖
5、 物探解釋成果圖
