主斜井探放水設(shè)計方案說明書

　　主 斜 井 探 放 水 設(shè) 計 方 案

　　根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》和《煤礦防治水規(guī)定》的有關(guān)要求，嚴格執(zhí)行“預(yù)測預(yù)報、~k&'.&p有掘必探、先探后掘、先治后采”的探放水及防、堵、疏、排、截的綜合治理措施，進一步規(guī)范我礦防治水工作，有效防治我礦水害事故發(fā)生，確保該工程安全施工，特制定本設(shè)計方案，具體如下：

　　一、成立防治水機構(gòu)：

　　組 長：尚軍寧

　　副組長：張勤生 楊雙龍

　　成 員：師建幸 王紅軍 李春富 鄭保東 趙雙平

　　劉潤良 任玉安 張進澤 魏占魁 許紅偉

　　專職探水人員： 李龍杰 杜紅巖 閆二強 楊海平

　　郭軍軍 杜峰峰 栗俊師

　　二、井田水文地質(zhì)概況：

　　1)井田地表河流：

　　地表水匯集于井田南部邊界北峪溝河，北峪溝河往西匯入昕水河，昕水河往西至大寧縣古鎮(zhèn)村匯入黃河，井田屬黃河流域昕水河水系，井田內(nèi)各溝谷基本常年無水，遇雨亦一瀉而去，雨停后溝干或為細流，屬季節(jié)性溪流。本井田主斜井、副斜井、副立井口標高均高于所處地段的最高洪水位線。無洪水灌井威脅。

　　2)、該工程含水層：

　　工程含水層自下而上有：

　　1、太原組石灰?guī)r(K4、K3、K2)巖溶裂隙含水層

　　主要由K2、K3、K4三層石灰?guī)r組成，K2灰?guī)r平均厚度4.30m，巖石致密堅硬，K3灰?guī)r平均厚度2.30m，K4灰?guī)r平均厚度1.70m，K3、K4灰?guī)r裂隙多由方解石脈充填，裂隙不發(fā)育，鉆孔沖洗液消耗量不大。根據(jù)喬家灣詳查3503號水文孔抽水試驗資料，水位標高為1202.84m，單位涌水量為0.376L/s.m，滲透系數(shù)為0.01074—0.0119m/d，水質(zhì)類型為HCO—Ca型水，根據(jù)簡易水文觀測及抽水試驗表明含水層富水性較強。

　　2、山西組(K7)砂巖含水層

　　K7砂巖巖性以細粒砂巖為主，常相變?yōu)榉凵皫r，裂隙不發(fā)育。根據(jù)東河煤礦D4水文孔抽水試驗資料，水位標高為1399.92m，單位涌水量為0.0017L/s.m，滲透系數(shù)為0.01m/d，水質(zhì)類型為HCO3—Na型水，礦化度為0.84g/L，屬富水性弱的裂隙含水層。

　　3、下石盒子組(K9、K8)砂巖裂隙含水層

　　砂巖含水層位于2號煤層以上，K8為煤層直接充水含水層，巖性為灰白色、灰綠色、黃綠色厚層狀石英長石砂巖，多為鈣質(zhì)膠結(jié)，裂隙稍發(fā)育，根據(jù)喬家灣詳查3503號水文孔抽水試驗資料，水位標高為1135.20m，單位涌水量為0.0079L/s.m，滲透系數(shù)為0.00723m/d，水質(zhì)類型為HCO3-Na+型水，礦化度為0.58g/L，屬富水性弱的裂隙含水層。K9砂巖含水層位于K8砂巖以上50米左右。含水特征與K8相似，西北端出現(xiàn)了4.42L/s的泉，全區(qū)鉆液消耗量一般0.10—0.60m3/h，個別鉆孔(503號孔)處于風(fēng)氧化帶內(nèi)出現(xiàn)15m3/h的全漏。在901號孔K9—K8砂巖段抽水試驗單位涌水量只有0.0097m3/h，水位標高1238.09m，因此，屬較弱裂隙含水層。

　　4、上石盒子組底部(K10砂巖)裂隙含水層

　　砂巖含水層較穩(wěn)定，在中、北部廣泛出露，厚0.50—21.83m，平均厚4.72m。巖性為灰色、灰白色、黃綠色中粗粒石英長石砂巖，底部含小礫石。埋藏淺時，風(fēng)化裂隙及節(jié)理發(fā)育。區(qū)內(nèi)出露泉水較多，流量一般小于0.5L/s，個別達到0.7L/s，鉆液消耗量一般在0.10—0.60m3/h，只有902號孔達到1.8 m3/h。因此，含水層為較弱裂隙含水層。

　　5、第四系砂礫層孔隙潛水含水層

　　分布于山間河谷及溝谷地帶，主要由砂質(zhì)粘土、粘土、砂礫石層組成，厚10.5m，賦存孔隙水、富水性受季節(jié)影響明顯，總體上富水性較弱，僅做一般生活用水。據(jù)東河民井1號井提水試驗得知，涌水量為1.35L/s，單位涌水量1.96L/s.m，涌透系數(shù)19.77m/d，據(jù)油房村東2號井，單位涌水量0.75L/s.m。

　　3)、隔水巖層：

　　1、下石盒子組泥巖、粉砂巖隔水層(K10砂巖底至K8砂巖頂)

　　隔水層主要由泥巖、粉砂巖夾有砂巖而組成，其間夾有裂隙不發(fā)育或稍發(fā)育的中粒砂巖，厚度變化大，一般厚90m左右，致密巖層對地表水及潛水起隔水作用。

　　2、太原組上部泥巖、粉砂巖隔水層(2號煤下至K4石灰?guī)r頂)

　　隔水層由泥巖、粉砂巖夾有細粒砂巖組成，層位穩(wěn)定，一般厚25m左右，在無斷層貫通情況下，太原組石灰?guī)r溶隙將不會影響上組煤的開采。

　　三、主斜井水文情況：

　　本工程的主要含水層為K2至K10砂巖含水層和第四系砂礫層孔隙潛水含水層。據(jù)現(xiàn)斜井揭露水文情況分析，該工程在180米至210米處存在潛水含水層淋水。根據(jù)本礦井開采2號煤層資料分析，我礦主要充水來源為砂巖含水層水和地表裂隙水。

　　四、主斜井水害及防治措施：

　　主斜井主要水害：

　　據(jù)本礦水文資料分析，該工程主要水害為K2至K10含水層、第四系砂礫層孔隙潛水含水層，各含水層涌水量都不大，與季節(jié)性有關(guān)，對該工程水害影響不大。

　　主斜井水害防治措施：

　　1、井口要建在歷年最高洪水位線以上，并在井口四周建好防洪堤壩及水流通道。

　　2、加強對主斜井的探放水管理及實施工作。

　　3、在施工前必須做到“預(yù)測預(yù)報、有掘必探、先探后掘、先治后采” 的原則，采取防、堵、疏、排、截的綜合治理措施。

　　4、結(jié)合礦井現(xiàn)有的地質(zhì)資料，加強對該工程段水文情況的觀測和分析，以防構(gòu)造引起地下水的溝通而引起水害事故。

　　五、排放水設(shè)施、設(shè)備布置安裝：

　　排水設(shè)施：探放水地點要挖設(shè)容積不小于20m3臨時水倉一個，由臨時倉直接排至地面排水溝，確保該工程的涌水及時排除。

　　排水設(shè)備：配備BQW-150-25-11排水泵三臺(備用一臺)，使用3寸消防軟管與排水管路聯(lián)接，排至地面排水溝。

　　六、鉆探設(shè)備及型號：

　　使用鉆機型號：ZYJ—380/210液壓架柱式回鉆機1臺。

　　鉆具配備：BZ14/10—78/13—ZY型液壓輔助泵站1臺，Ф55mm鉆桿200m，合金鉆頭6個及鉆具2套。

　　七、探放水鉆孔的設(shè)計布置及警戒線的確定：

　　1、水鉆孔直徑與數(shù)目布置

　　鉆孔呈扇形放射狀布置于巷道前方，開口孔徑55mm，每次探水沿掘進方向布置鉆孔3個，呈扇面形，中孔方位為迎頭正前方向，左右斜孔與中孔的夾角分別為6º。中孔距離為200m，左右斜孔的距離均為201m m。按探200m掘170m的方式交替進行，留足30m的探水超前距。(附圖)

　　2、探水鉆孔超前距、幫距：

　　超前距離：探水鉆孔深度為200m，探水鉆孔終孔位置始終超前掘進工作面的距離采用30米

　　超前距離的計算：

　　a=0.5A L ×(3p/kp)1/2

　　式中：a ------超前距離(m)

　　L-----巷道的跨度(寬或高，取其最大者)m

　　P------水頭壓力(Mpa)

　　Kp-----煤的抗張強度(Mpa)

　　A-----安全系數(shù)，一般取2～5;本設(shè)計取4。

　　a=0.5×4×3.3×(3×30/10)1/2

　　=0.5×4×3.3×3=29.7(m)，

　　a(實)>29.7m

　　據(jù)此，超前距取30米，幫距取20米。

　　允許掘進距離：經(jīng)探水證實無水害威脅，可安全掘進的距離：探水中心鉆孔深度(或3個鉆孔的最小平距)減去30米。

　　幫距：為使巷道兩幫與可能存在的水體之間保持一定的安全距離，根據(jù)相關(guān)技術(shù)人員進行合理設(shè)計布置的最外側(cè)探水鉆孔所控制的范圍與巷道幫的距離取20米。

　　警戒線：沿探水線終孔位置外推30米。

　　附：探放水布置圖

　　八、鉆孔孔位、方向的現(xiàn)場確定要求：

　　每次鉆探前，必須由地測科人員現(xiàn)場根據(jù)設(shè)計，標定鉆孔孔位，并給定方位、坡度，鉆探人員根據(jù)給定方位進行鉆進。

　　九、探放水前的準備工作

　　1、在組織施工前，要求施工單位將打鉆所需的材料及工具，設(shè)備準備到位，不能因為準備工作的原因而影響施工。

　　2、在運輸探水鉆鉆機等大件設(shè)備的過程中，運輸人員應(yīng)輕拿輕放，避免設(shè)備因受力碰撞而受損。

　　3、鉆機及其附屬設(shè)施及各部件間連接要牢固可靠，并在每次使用前檢查，確保施工的安全。

　　4、每次開鉆前，檢查鉆桿接頭的牢固情況，嚴防脫鉆事故的發(fā)生;鉆桿要達到不堵塞、不彎曲、絲口不磨損。

　　5、在組織施工前，要求施工人員對鉆機附近10米范圍內(nèi)的巷道支護進行檢查，發(fā)現(xiàn)巷道支護受損的及時處理并加強支護，并打好立柱和擋板。

　　6、保持鉆場有足夠的安全空間，便于施工。

　　7、在巷道低洼處非人行側(cè)及時挖好水倉，清理好臨時水溝，確保排水暢通無阻。

　　8、將3寸的排水管隨掘進向前延接，迎頭20米范圍使用軟管。

　　9、在打鉆地點附近安設(shè)專用電話及報警裝置，并保證隨時與調(diào)度室聯(lián)系。

　　10、技術(shù)人員和防探放水人員必須親臨現(xiàn)場，依據(jù)設(shè)計，確定主要探水鉆孔位置、方位，深度以及鉆孔數(shù)目。

　　11、帶班礦領(lǐng)導(dǎo)和當班安全員、瓦斯員必須在探放水地點監(jiān)督安全和隨時檢查空氣成分。如果瓦斯?jié)舛冗_到1%或其他有害氣體濃度超過《煤礦安全規(guī)程》第一百條規(guī)定時，必須立即停止鉆進，切斷電源，撤出人員，并報告礦調(diào)度室，及時處理。

　　十、鉆探施工技術(shù)要求：

　　1、鉆進時應(yīng)準確判別煤、巖厚度并記錄深度。一般每鉆進10m或更換鉆具時，測量一次鉆桿并核實孔深。終孔前在復(fù)核一次，如有可能應(yīng)進行孔斜測量。

　　2、鉆進時，發(fā)現(xiàn)煤巖松軟、片幫、來壓或孔中的水壓、水量突然增大，以及有頂鉆等現(xiàn)象時，必須立即停鉆，記錄其孔深并同時將鉆桿固定。并要立即向礦調(diào)度室匯報，及時采取措施，進行處理。

　　3、鉆進中發(fā)現(xiàn)有害氣體噴出時，應(yīng)立即停止鉆進、切斷電源，將人員撤到有新鮮風(fēng)流的地點。立即報告礦調(diào)度室，采取措施，進行處理。

　　4、鉆孔內(nèi)水壓過大或噴高壓水時，應(yīng)采用反壓和防噴裝置的方法鉆進，應(yīng)有防止孔口管和煤(巖)壁突鼓出的措施。背緊工作面，在攔板外設(shè)頂柱或木垛，必要時還應(yīng)在頂、底板堅固地點砌筑防水墻，之后方可防水。

　　5、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(yīng)下第二層孔口管并超過煤層1m，以上。

　　6、在鉆探過程中，見到含水層、斷層、陷落柱和積水區(qū)之前，應(yīng)停止鉆進，安好水門后再繼續(xù)鉆進。

　　7、遇高壓水頂鉆桿時，可用立軸卡瓦和逆止閥門交替控制鉆桿，使其慢慢第頂出空口，操作時禁止人員直對鉆桿站立。

　　8、應(yīng)做到交接班時不停鉆。

　　9、探放斷層水的探水孔終孔后，孔內(nèi)有水應(yīng)進行放水實驗?？變?nèi)無水時應(yīng)選擇一個孔進行壓水實驗，檢驗斷層隔水性能，壓力一般應(yīng)略大于斷層承受的靜水壓力。

　　十一、探放鉆孔孔口的安全裝置：

　　探放水鉆孔安設(shè)孔口安全裝置?？卓诎踩b置由孔口管、泄水測壓三通、孔口水門和鉆桿逆止閥等。

　　1、選擇煤巖層堅硬完整地段開孔，孔口采用Φ110mm鉆頭,鉆進5m后,將孔內(nèi)沖洗干凈。使用注漿泵將孔口管周圍與孔壁間充滿水泥漿。待孔口管周圍水泥漿凝固后，采用Φ55mm鉆頭鉆孔.

　　2、鉆孔5-8m后必須對孔口管進耐壓試驗。實驗壓力應(yīng)大于2Mpa,并穩(wěn)定30min后，孔口管周圍不漏水時，方可鉆進。

　　3、孔口管插入孔內(nèi)長度為4.5m。

　　4、節(jié)理裂隙發(fā)育，巖石松軟或破碎，無條件另選放水地點是時，應(yīng)注漿加固后，再安設(shè)孔口管。

　　5、探放水過程中要收集放水時的水量、水壓等資料時，在孔口管上安裝水壓表、水門(閥門)和匯水短管等。

　　6、在高壓水噴出條件下繼續(xù)鉆進時，斜孔應(yīng)使用孔口防噴逆止閥，傾角50°-90°的鉆孔可使用“防噴接頭”，上下鉆可用“孔口反壓裝置”。

　　7、探得水壓高于2Mpa、水量大于60m3/h,需長期保留時，孔口應(yīng)使用雙水門備用。

　　十二、放水的技術(shù)要求：

　　1、鉆孔探到水后，要觀測水壓、水質(zhì)、水量和估計積水量或補給量。根據(jù)礦井排水能力及水倉容量，決定是注漿堵水還是放水?？刂品潘椎牧髁炕蛘{(diào)整排水能力，并清理水倉、水溝等。

　　2、煤層頂板有含水層和水體存在時，應(yīng)當觀測“三帶”發(fā)育高度。當導(dǎo)水裂隙帶范圍內(nèi)的含水層或老空積水影響安全開采時，必須超前探放水并建立疏排水系統(tǒng)。

　　3、加強放水地點的通風(fēng)，增加有害氣體的觀測次數(shù)。

　　4、必須監(jiān)視放水全過程，放水結(jié)束后，應(yīng)立即核算放水量與預(yù)計積水量的誤差，查明原因。

　　5、實施放水前，應(yīng)將臨時水倉和主水倉存水排完，檢查各水泵的完好情況，發(fā)現(xiàn)和隱患及時排除。

　　6、掘進頭臨時排水泵處，除司泵工外、電鉗工外、還應(yīng)設(shè)置有瓦斯員和安全員兩人組成的監(jiān)護小組，發(fā)現(xiàn)涌水大于排水量時，及時停電撤人，發(fā)出警報，并報告調(diào)度室。

　　十三、探放水安全措施：

　　1、鉆機運輸、安裝的安全措施

　　(1)、運輸、安裝鉆機人員，要互相配合好，防止鉆機反倒傷人和擠傷手腳事故發(fā)生。

　　(2)、鉆場在穩(wěn)鉆前，應(yīng)清理浮煤。鉆場巷道支護要符合質(zhì)量要求，禁止有空幫、空頂現(xiàn)象。鉆機要穩(wěn)牢、穩(wěn)平，底座墊上底木梁，鉆機穩(wěn)固在底木梁上，四角要打好四根立柱，并用鐵絲聯(lián)在一起。將鉆機穩(wěn)定牢固后，方準開鉆。

　　(3)、鉆具應(yīng)統(tǒng)一放在鉆場內(nèi)，禁止在巷道內(nèi)亂放。

　　2、鉆機操作的安全措施

　　(1)、鉆工上崗前，必須經(jīng)過培訓(xùn)，掌握該探放水設(shè)計、鉆探操作規(guī)程并持證上崗。

　　(2)、鉆孔必須嚴格按設(shè)計的方位、角度、深度施工，嚴禁私自變更鉆孔參數(shù)。

　　(3)、鉆孔施工期間，必須有專職瓦斯檢查員隨時檢查鉆孔、鉆場瓦斯，若瓦斯達到1%，應(yīng)立即通知停鉆撤人。

　　(4)、操作鉆機人員，要由班組長或有經(jīng)驗的工人擔(dān)任，另一人跟前監(jiān)護。鉆機操作按鈕，應(yīng)設(shè)在距司機工作處不超過0.5m的地方，確保能及時停送電。

　　(5)、每班開鉆前，鉆機要先試正、反轉(zhuǎn)。鉆機開始運轉(zhuǎn)后，任何人不準觸摸鉆桿及機器旋轉(zhuǎn)部位，防止鉆機絞人。

　　(6)、操作鉆機要嚴格執(zhí)行操作規(guī)程。在鉆進中，掌握好鉆進速度，壓力要適當，注意孔內(nèi)水循環(huán)，禁止干鉆，避免損壞鉆機和發(fā)生卡鉆事故。

　　(7)、打鉆過程中，要嚴格執(zhí)行現(xiàn)場交接班制度?，F(xiàn)場交清孔內(nèi)情況和鉆機運轉(zhuǎn)情況。

　　(8)、鉆孔透水后，要詳細觀察和記錄水情變化。起鉆時，工作人員禁止站在鉆桿的正后方向。鉆桿全部起出后，立即關(guān)閉閥門，并向調(diào)度室匯報透水情況。

　　(9)、打鉆出水后，若水量較大，威脅到巷道內(nèi)人員安全時，要通知巷道內(nèi)所有人員和受威脅的其他人員，一并撤出，并迅速向調(diào)度室匯報。

　　十四、通風(fēng)方式及瓦斯檢查制度：

　　1、通風(fēng)方式及要求

　　采用FBD№5/2×7.5KW型局扇壓入式通風(fēng)，局扇配2臺，功率15KW, 一臺使用，一臺備用。供風(fēng)距離為800m。采用直徑Φ500mm阻燃柔性抗靜電風(fēng)筒。

　　1)風(fēng)筒吊掛要平直整齊，出風(fēng)口到工作面距離不大于5m 。

　　2)工作面風(fēng)速要控制在0.25-4m/s之間，風(fēng)筒出風(fēng)口風(fēng)量達到規(guī)定，風(fēng)機安裝在主運輸巷，距回風(fēng)口不小于10m，保證不發(fā)生循環(huán)風(fēng)。

　　2、瓦斯檢查制度

　　瓦斯員必須按瓦斯巡回檢查圖表規(guī)定的時間和次數(shù)檢查瓦斯，每班檢查次數(shù)不少于2次，嚴禁空班、漏檢、虛報、瞞報。并符合下列規(guī)定：

　　1)、工作面及其風(fēng)流中，電動機或其開關(guān)安設(shè)地點附近20m內(nèi)風(fēng)流中瓦斯?jié)舛冗_到1.5%時，必須停止工作，切斷電源，撤出人員，進行處理;

　　2)、工作面有局部瓦斯積聚時，附近20m內(nèi)必須停止工作，撤出人員，切斷電源，進行處理.對因瓦斯?jié)舛瘸^規(guī)定被切斷電源的電氣設(shè)備，必須在瓦斯?jié)舛冉档?%以下時，方可啟動。

　　3)、工作面風(fēng)流二氧化碳濃度達到1.5%時，必須停止工作，撤出人員查明原因，制定措施，進行處理。

　　4)、局部通風(fēng)機因故停止運轉(zhuǎn)，在恢復(fù)通風(fēng)前，必須由專職瓦斯檢查員檢查瓦斯，只有停風(fēng)區(qū)中最高瓦斯?jié)舛炔怀^1%和最高二氧化碳濃度不超過1.5%;且局部通風(fēng)機及其開關(guān)附近10m內(nèi)風(fēng)流瓦斯?jié)舛榷疾怀^0.5%時，方可由指定人員啟動局部通風(fēng)機恢復(fù)正常通風(fēng)。停風(fēng)區(qū)中瓦斯?jié)舛瘸^1%或二氧化碳濃度超過1.5%，最高瓦斯?jié)舛群投趸紳舛炔怀^3%時，必須采取安全措施，控制風(fēng)流排放瓦斯;停風(fēng)區(qū)中瓦斯?jié)舛然蚨趸紳舛瘸^3%時，必須制定安全排瓦斯措施，報礦技術(shù)負責(zé)人批準。

　　十五、其它安全注意事項：

　　1、加強鉆場附近的支護，并在工作面迎頭打好堅固的立柱和擋板。

　　2、清理巷道，挖好排水溝，接設(shè)好排水管路，安設(shè)好排水設(shè)備，并且長期進行檢修。

　　3、在打鉆地點或附近安設(shè)專用電話。

　　4、測量人員和探水人員按設(shè)計確定探水孔的位置、方位、角度和深度。

　　5、檢查鉆具、工具、搶險物資等必須齊全完好，做好各種記錄。

　　6、現(xiàn)場探放水人員必須配備自救器，并隨身攜帶。

　　7、探放水地點必須有足夠的新鮮風(fēng)量。

　　8、打鉆時，鉆桿后方嚴禁站人。

　　9、鉆孔中水量增大或有氣體溢出時，要立即停止鉆進，但不得拔出鉆桿，現(xiàn)場負責(zé)人立即向調(diào)度室匯報。如果情況危及安全時，必須立即切斷電源，撤出所有受水威脅地區(qū)的人員，然后采取措施進行處理。