煤矿探放水设计及措施研究.docx

煤矿探放水设计及措施研究 摘要：为防止矿井采煤工作面顺槽掘进过程中与小煤矿采空区掘透，威胁矿井安全，分别从钻孔数量、钻孔进尺、施工工期以及预算费用等方面，对设计进行了优化，增加了矿井直流电法超前探测技术，减少了钻孔数量。实践表明，优化后的设计方案操作性强，可靠性高，在施工中也未出现水灾事故，有效地防治了矿井建设和生产中水灾害问题； 同时也为其他存在水害隐患的矿井提供可借鉴的经验。关键词：探放水；工程设计；措施1.探放水施工设计要点（1）掌握探放水工作地点周围的地质及水文地质情况，如老空积水情况，水压，积水量，该地区的正常涌水量，上、下层位有无采空区，能否与地表河流导通，放水后能否对建筑物产生影响，相邻积水区的补给情况，断层的导水性等。（2）正确计算巷道掘进方向、规格、保护形势、钻眼组数，每组个数、深度、方向、角度，施工次序，帮距与超前距。（3）明确探水作业与掘进施工的安全关系。（4）确定受该探水地点威胁地区的紧急信号联络和撤人路线。（5）强化探水巷道的专用电话、通风措施和专职瓦斯检查工跟班制度。（6）确定防排水措施。清理水沟、清挖水仓，明确水泵及管路的具体参数，积水量大时要严格设计水闸门、水闸墙。（7）贯彻执行水情预警、避灾撤退汇报制度和水害处理措施。（8）附上探放水地点老空区位置与邻近补给水源关系平面图，钻孔布置图、平剖面图。2.探放老空水原则（1）积极探放。在受老空水威胁区域附近进行采掘作业时，必须将积水放出。（2）先隔离后探放。老空水与其他水源（如地表水、断层水）水力联系密切的，在放水过程中有大量补充水源，要先隔断水源，减少其补给量或留设隔水煤柱。（3）先降压后探放。对水压较高、水量大的采空区，要布置有效的疏水降压钻孔，待水压降到一定值后，再进行探放。3 探放水前的安全注意事项（1）检查排水系统，清挖排水仓、水沟，并准备好排水管路；检查排水泵及电动机的供电情况，保证其能够正常运转，达到设计的排水能力。（2）备齐堵水材料。在探水地点必须备用一定数量的水泥、闸阀、套管、坑木、麻袋、木塞、破布、黄泥、锯等，以备来压或出水时使用。（3）检查瓦斯。探放水施工地点瓦斯浓度超过规定时，必须停止作业及时处理。（4）加强钻场附近的巷道支护，并在工作面设置坚固的挡板和立柱。（5）检查煤壁。煤壁有松软、膨胀等现象时，要闭紧填实，最好打上木垛，防止水流冲垮煤壁。（6）检查排水沟。及时清理探放水巷道疏排水沟中的杂物、淤煤。（7）若在水压可能大于0.1MPa的地点探水，必须先固定套管，套管长度必须符合规定，套管口安装闸阀。（8）钻孔参数标定。探水工作施工前，必须由测量人员严格标定钻孔的方位、倾角，保证钻孔位置、深度符合设计要求。（9）若钻孔内水压预计大于1.5MPa时，探水钻机必须使用防喷和反压装置，同时采取有效措施防止孔口和煤壁鼓出。（10）检查退路是否安全。探水期间必须保证后路畅通，及时清理阻塞退路的杂物。（11）探放水地点应配备专用电话。（12）原则上“严禁在煤层中探放高压水”，如果条件不允许，必须设置坚固的水闸墙，在墙外执行高压水探放。（13）探水钻孔孔径不得大于75mm，兼作堵水或疏水用的钻孔除外。4.探水施工中的技术要求（1）钻进中做好岩芯的选取和辑录工作；需要时可保留岩芯。（2）钻进时准确识别岩、煤层厚度并记录换层深度。通常每钻进10m或替换钻具时，量一次钻杆并核对钻孔深度。终孔前再核对一次，如果可以实现应进行孔斜测量。（3）钻入时，发现片帮、煤岩松软、来压或者钻孔中的水量、水压突然增大以及有顶钻等现象时，必须当即停钻，记录其孔深并一同将钻杆稳固。要即刻向矿调度室报告，迅速采取措施，解决问题。（4）钻进中察觉有害气体喷出时，即刻停止钻进、切断电源，将人员撤离到有新风的地点。即刻汇报矿调度室，采用措施。（5）钻孔内喷高压水或者水压过大时，采用防喷装置、反压钻进，有制止煤（岩）壁和孔口管突然鼓出的措施：背牢迎头，在拦板外面加设支护，有必要时还要在顶、底板坚固的地点筑造防水墙，然后才能放水。对于水压2MPa，中间要穿煤层的探断层水钻孔，在钻穿含水层或者断层之前，还要下第二层孔口管并超出煤层 1m 以上。（6）在进行施工中，遇到断层、含水层、积水区和陷落柱之前，要停止钻进，安装好闸阀之后才能继续钻进。（7）遇到高压水顶钻时，可以使用逆止阀、立轴卡瓦替换把握钻杆，使之缓缓地顶出孔口，操作时不准人员直对钻杆站着。（8）交接班时不能停钻。（9）探放断层水的探孔终孔后，孔内有水要实行放水试验。孔内无水时要选取一个孔实行压水试验，检验断层隔水性能；压力通常要略断层所能支承的静水压力。（10）探放水钻孔，结束探测工作后务必全孔注浆闭塞，而且还要做好封孔记录。5.放水的技术要求（1）钻孔探到水后，要测水质、水量、水压，估算积水量。根据矿的排水能力，控制放水孔的流量，而且要及时清理水沟、水仓。（2）钻孔放水时，安排专职人员观察钻孔出水状况，测定水压、水量，并做记录。如果水量忽然变动，当即刻汇报矿调度室，剖析起因，及时解决。（3）增强放水地点的通风，加倍有害气体的观测次数。（4）务必观察放水的整个过程，放水完成过后，随即计算预计积水量与放水量的偏差，调查清楚起因。6.煤矿探放水相关措施6.1通风措施和瓦斯检查为了保证安全施工，探水地点的风流中CH4达到1.0%时中止作业，等空气质量检查达标后再继续工作。每班检查瓦斯次数不少于2次。6.2防排水设施按照煤矿防治水规定第五十七条至第七十一条的规定设置。6.3水情及避灾联系汇报制度和灾害处理措施（1）现场察觉水情的人员，当即刻撤离到安全地点并通告附近有关人员撤到安全地点，然后向矿调度室汇报有关突水地点及水情。（2）矿调度室接到水情报告后，当即刻启动本矿水害应急预案，根据来水地点、方向、水量等因素，确定受威胁人员安全撤出的路线，告知井下受水患威胁的人员马上升井，向值班人员和矿主要负责人汇报，并将水患情况通知周边所有矿。（3）出现透水后，在可能的情况下立即观察、剖析透水的地点、发生起因、水源、涌水量、破坏程度等情况，迅速撤离到透水地点以上的巷道，而不能进入透水点附近及其以下的巷道。（4）撤离中，靠近巷道一侧，抓牢固定物体，要避开压力水流和大头，并注意避免被水中滚动的物体撞伤。结语本文依据国家煤矿设计规范的有关规定与参考资料，通过对探放水巷道设计，探放水钻孔布置，探放水钻孔孔口安全装置，施工过程及预防措施的制定，深度地叙述了编制煤炭矿山巷道掘进探放水设计的内容，为煤矿巷道探放水设计提供参考。参考文献：1张世闊，曹思华.复杂地质条件下矿井安全高效开采地质保障技术J.煤矿安全，2010（5）：70-73.2姚宁平，姚亚峰，张杰等煤矿井下梳状定向孔钻进技术与装备J.煤炭科学技术，2012，40（10）：12-16，21.3张杰，姚宁平，李乔乔.煤矿井下定向钻进技术在矿井地质勘探中的应用J.煤矿安全，2013，44（10）：131-134.4姚宁平.我国煤矿井下近水平定向钻进技术的发展J.煤田地质与勘探，2008，36（4）：78-80 -全文完-