探放水设计及施工安全技术措施

12091改造巷探放水设计及施工安全技术措施

一、工程概况

1、工程名称：12091改造巷。 2、巷道设计长度：220米。

3、工程用途：12091采煤工作面运输巷。

4、巷道位置：12091改造巷掘进工作面位于轨道运输巷下部以南，南、北两侧40米外均为采空区。

5、巷道坡度：A、B段巷道坡度为-6°，C段巷道坡度为+3°。 6、掘进层位：沿煤层掘进。

7、本掘进工作面预计2012年5月开工、2012年10月完工。

二、地面相对位置及邻近采区开采情况

1、巷道井上下标高:井上标高+468米，井下标高+146~+1米，距离地表318米。

2、地面位置：地面属丘岭山区，无建筑物，地表无河流、无水体、无裂隙，对井下开采影响甚微。

3、井下位置及四邻采掘情况:

本巷位于轨道巷以南，巷道外侧40米外为采空区。 三、矿区地质概况:

1、地质构造及特征：矿区构造形态为单斜构造，地层走向NNE、倾向SEE, 倾角4−9°。矿区内发育有正断层。

2、煤系地层：本矿开采二

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煤层，二

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煤层位于二叠系下

统山西组下部，层位稳定，矿区内煤层厚度1.3~ 6.31米，平均2.46米，煤层上距砂锅窑砂岩62米，下距石炭系上统太原组L7灰岩31米。

3、本采区及掘进工作面情况：根据本采区已掘进巷道和本掘进工程12091改造巷相邻轨道巷、皮带巷揭露，以及查阅其邻近采空区相关资料，没有断层，煤层赋存稳定，倾角8°，煤层厚度平均在1.8～2.2米。

四、矿区水文地质情况

本矿区地表属构造剥蚀低山丘陵，地势东高西低、北高南低。主要含水层为上寒武统含水层、太原组含水层、山西组砂岩含水层、第四系砂砾石空隙含水层。

1、上寒武统含水层：

主要由厚层状、巨厚层状白云质灰岩夹白云岩及泥质灰岩薄层组成，其厚度大，岩溶发育，为富水性较强的岩溶裂隙承压水，上距二1煤层间距约70.00m，为二1煤层底板的间接充水含水层。

2、太原组含水层

（1）下部灰岩段含水层：由L1～L4四层深灰色厚层状石灰岩组成，平均厚13.56m，q=0.0021～0.00491L/（s·m），k=0.00362～0.222m/d，水位标高+407.31m，水化学类型为HCO3-Ca，矿化度0.361～0.470g/L，水温14.5～16℃。富水

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性较弱，为岩溶裂隙承压水，上距二煤层底板间接充水含水层。

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煤层50m左右，是二

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（2）上部灰岩段含水层：由L7～L9三层石灰岩组成，岩溶裂隙较发育，为岩溶裂隙承压水，石灰岩稳定，一般厚12.08m，单位涌水量0.353～0.6 L/（s·m），渗透系数2.93～9.44 m/d，水位标高+268.9～+299.86，水化学类型为HCO3-Ca和HCO3-Ca·Mg，矿化度0.307～0.471 g/L，水温为15～17℃。富水性强。上距二1煤层8m左右，是二1煤层底板直接充水含水层。

（3）山西组砂岩含水层 二

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煤层顶板砂岩裂隙承压含水层是矿井直接充水含水

层。由大占砂岩、香炭砂岩和砂锅窑砂岩组成，一般总厚14.50～38.97m。001孔涌水，自流量0.618m3/h，为山西组至下石盒子组地层混合水，据副10301孔抽水资料：单位涌水量0.0062 L/（s·m），渗透系数0.01984 m/d，水化学类型为HCO3-Ca，Mg·Na，富水性强。

（4）第四系砂砾石孔隙含水层

以钙质结合层、砾石层为主，厚度较小，含水性与大气降水密切相关，受大气降水直接渗入补给，地下水动态随季节而变化，富水性弱，为孔隙潜水。

（5）充水性分析 a、含水层突水性分析

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二1煤层底板隔水层有L9灰岩顶边至二1煤层底板之间的泥岩、砂质泥岩为主，厚度平均16.8m，自然状态下可视为隔水层，隔水性能良好；L4灰岩顶界上至L7灰岩底界约23m，岩性为泥岩、砂质泥岩、细~中粒砂岩，夹1~2层薄层灰岩、泥灰岩和薄煤层，厚度稳定为太原组上、下段灰岩之间的较好的隔水层；上寒武统灰岩至太原组灰岩间的泥岩、铝质泥岩以及粉砂岩，厚8m，岩石较破碎，隔水性能较差，两层间存在不同的水力联系，可视为隔水层。由以上资料可知在没有断层或大的构造影响下，二1煤层底板隔水层可以有效地阻隔底板水。

b、充水道分析

主要有不良钻孔和废弃井筒，其构成充水通道主要有以下两种情况：一是井筒和钻孔塌陷、填埋或封闭不实，使大气降水直接渗入矿井；二是井筒或者钻孔穿切煤层顶板多个含水层，若封闭不实，含水层水将直接构成矿井充水。

（6）因12091改造巷外侧40米外为采空区，采空区内存在积水及有毒有害气体的可能性比较大，因此探水时一定要密切注意对采空区积水及有毒有害气体的监测。

综上述，12091改造巷在掘进过程中，没有断层、大的构造和钻孔、废弃井筒，构不成对矿井充水的影响，但其南、北两侧外的采空区积水的可能性较大，在探水时需加强观测。

3、矿井涌水量

根据河南地质矿产勘查开发局第二地质队提交的《矿井水文

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地质调查报告》，矿井正常涌水量25m3/h，矿井最大涌水量50m3/h。

4、矿井水文地质类型

根据河南地质矿产勘查开发局第二地质队提交的《矿井水文地质类型划分报告》，二

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煤层水文地质勘查类型属第三类第二

亚类第二型，矿井水文地质条件为中等。

五、巷道布置、施工次序、规格和支护方式 1、巷道布置、支护方式及施工次序

该巷位于轨道巷以南，北侧邻近皮带巷。该巷掘进在原始煤层，采用梯形11#工字钢支方式。手稿落煤（或放炮）→装运煤→支架循环作业，其工艺流程为: 敲帮问顶→手镐或爆破落煤→通风洒水→敲帮问顶→临时支护→装运煤→永久支护→验收工程。

2、巷道支护规格要求

巷道开口8米内规格要求：上宽2.5米，下宽4.0米，采高2.2米对棚支护，一般巷道要求上宽2.2米，下宽3.6米，采高2.2米。

六、钻孔布置

由于12091改造巷南、北侧40米外为采空区，为了防止采空区积水，发生水害，因此矿上高度重视，在掘进迎头布置扇型钻孔，进行探放水。

1、探放水钻场的设置

钻探位置：在12091改造巷开口掘进8米处布置钻场且对迎头8m范围内的巷道支架进行联锁加固，对前方掘进煤层进行

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探放水，坚持“物探先行，钻探验证，先探后掘”的探放水原则，每循环打钻探水70m，掘进40m保持30m超前距，确保安全施工。探放水钻孔布置如附图所示。

2、探放水钻孔的设计参数

（1）探放水孔的布置：在现平巷梯形断面上布置一组5个钻探孔，钻探时呈扇型布置，终孔帮距均为30米，超前距30米，孔间距0.5米。

（2）12091改造巷探放水，打钻采用YZ-650型钻机，每根钻杆长0.8m，施工钻孔孔径为ф65mm。施工中打钻采用水力排粉。

（3）12091改造巷探放水时确保帮距不小于30m，对巷道掘进前方和两帮进行探放水。

（4）钻场钻孔设计具体参数：12091改造巷探放水施工布置两个钻场，每个钻场布置五个钻孔，钻孔编号分别为1#、2#、3#、4#、5均#采用无芯钻进，钻孔位置位于12091改造巷掘进迎头，如图所示（附后）

12091改造巷探放水钻孔参数表

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孔号 方位角 （°′″） 倾角 （°′″） 平距 （m） 斜距 起孔标高（m） 落孔标高（m） （m） 1 2 3 4 5 137°32′ 115°27° 114°20′ 159°37′ 160°44′ -3° -4°16′ -5°29′ -1°44′ -0°31′ 70.0 70.0 70.0 70.0 70.0 70.09 75.76 76.50 75．58 76.16 149.1 149.1 148.6 149 148.5 145.4 143．4 141.3 146．7 147.8 （5）孔口管规格：孔口管规格ф108mm，采用10m的无缝钢管，外端焊法兰盘和阀门连接，孔口管管外端有焊接坚固的耳把与立柱支护捆绑牢固，并采用海带、麻纤包裹孔口管以增大磨擦力，防止套管鼓出。

（6）探放水点迎头全部用工字钢管网状交叉配合10～20mm厚的木板封闭；竖梁4根，横梁4根，竖梁埋底深度不少于0.3m；横梁嵌入两帮0.3～0.5米。巷道两帮联锁长度不小于8m。

（7）探水前在12091改造巷开口8米处左帮挖出一个规格为2200Ｘ2200Ｘ3600（mm）的水仓，并配备水泵、水管等必要的排水设备。

七、探放水安全技术措施 1、安装钻机探水前的准备工作

（1）钻孔标定程序、钻孔方位按设计由地测科测量人员用全站仪、钢尺、线绳准确标定，坡度由测量人员用坡度规标定。施工时角度误差不得超过±1 º。

（2）钻机安装时先将钻机支撑架站稳站牢，底部用道木垫实，然后打上坑木固定钻架，保证钻机牢固可靠，固定好钻机后，

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应仔细检查钻机各部件安装是否正确，并用手转动其各有关部件是否灵活，如有问题应及时解决，由施工队负责。

（3）流水线路：12091改造巷—采区泵房—泵房—地面。

（4）由调度室负责在打钻地点10m范围内安装一部通讯电话，并安排专人管理，随时保持井上下联系。

（5）探放水期间，巷道内机电设备由机电科负责每天进行排水系统和打钻设备失爆检查，杜绝失爆，保证完好。

2、打钻时的注意事项

（1）12091改造巷探水地点由施工队负责在打钻地点配备两台合格的灭火器和不少于50kg的黄土，棉布2kg,8磅锤一把，木楔不少于5根，并明确专人对探放水设备、材料进行专人管理，确保设备处于完好状态。

（2）施工队在探水前做好以下工作：a、负责在12091改造巷迎头打好坚固的立柱和拦板。立柱柱窝不小于0.3m，数量不少于4根，立柱采用11#以上矿工钢或坑木。b、保证潜水泵有备有用。c、探放水前清理好巷道卫生，保证巷道卫生干净整洁，保证施工人员退路畅通，严禁乱堆乱放。d、探水前要加强流水路线巷道的联锁加固工作，特别是沿途“丁字口”、“十字口”等交叉点要全部进行联锁加固，长度不得低于10m。e、探放期间若遇特殊情况，必须有人负责清挖各地点的浮煤、淤煤及杂物。

（3）钻探施工人员要经过培训，并且考核达到合格，要熟悉钻机的各种性能和操作程序，以及简易的故障处理方法，做到熟练操作，以防造成事故。

（4）施工队钻手每班要认真做好本班记录，包括钻孔的孔号、施工参数、总进尺、本班进尺、孔内钻杆长度，有出水时钻孔的具体出水位置，孔内水（瓦斯等有毒有害气体）的涌出情况，在钻进过程中要密切注意钻机的运行情况，发现钻进异常或涌水

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异常，要立即向矿调度汇报。

（5）交必须是当班负责人及各工种现场交，必须做到交安全、交进度、交措施、交设备、交工具，交必须交清交明，使者心中有数。

（6）机电科要派专业熟悉并能维修钻机的人员，及时下井对钻机进行检查维护，保证钻机状态完好。

（7）通风科要安排专人对打钻地点的瓦斯等有毒有害气体进行检查。施工队打钻时迎头要悬挂便携式瓦斯报警仪，并与悬挂的瓦斯传感器相对照，保证其准确、灵敏可靠，瓦斯超限时，要求打钻人员停止作业，切断电源，并报矿调度室，听从指挥并积极进行处理。

（8）安检科要派人检查钻探地点的CO浓度、温度、瓦斯等有毒有害气体的变化情况，一旦发现异常，要立即向调度室汇报等候处理指示。

（9）在打钻过程中，若钻遇坑木、支架，发现钻杆卡住不进或钻进困难时要及时汇报，经矿委及有关人员分析后进行调整钻孔参数，采取措施进行处理。

（10）由施工队在探放水前在钻场附近合适位置，备足探水钻杆100根，合计长80m，钻头2个，做到有备有用。

（11）由施工队在开始探放水前，在钻场附近备足海带和棉纱，备足必须用的工具和放水漏斗。

3、施工时钻机、钻杆运行安装要求

（1）钻杆及其它钻具要摆放整齐，安装拆卸钻杆时要轻拿轻放，不允许用铁器敲打钻杆，拆下的钻杆要码放整齐。

（2）操作时先将钻机操作手柄置于空挡位置，然后再启动

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电机，检查电机及回转、升降是否正常，发现问题及时调整。

4、对现场操作人员的具体要求

（1）打钻时操作人员要站在钻机两侧，以防止钻杆受压冲出伤人。

（2）操作人员要把工作服的袖头（口）、裤腿扎好，勒紧腰带以防造成事故。

（3）钻机正常钻进时，操作人员不得离开操作台。 （4）时，操作工要对钻机进行运转，通过听、看等手段，确认钻机是否完好。

（5）操作人员要密切注意出水、出煤、出岩粉情况，出水量一旦增大，要立即汇报矿调度室。

（6）跟班及汇报制度

钻进期间，每班的瓦检工和施工队跟班负责人应分别向矿调度室汇报三次施工进度和瓦斯等有毒有害气体情况，如遇特殊情况应随时向矿调度室汇报。每班瓦斯检查工必须对打钻情况在现场监督，并在记录上签字。

5、探水前的验收要求

第一次探放水前，孔口管安装好后由矿委领导、调度室、地测科、安全科、机电科对孔口管钻机稳固的质量、排水线路、排水能力、通风系统、瓦斯监测和通讯电话等进行联合验收签字，并上报地测防治水办公室，组织验收同意后方可开始探放水。以后每个孔口管安装好由当班负责人及安检员、调度室组织验收，并做到有验收有签字。

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6、放水准备及要求

（1）必须设专人观测孔出水情况，测定水量，做好记录，若水量突然变化，必须报矿调度室分析情况，采取措施及时处理。

（2）打钻过程中，发现孔中的水压，水量突然增大时以及有顶钻等异常情况时，必须停止钻进，但不得拔出钻杆，现场负责人员应立即向矿调度室报告，并派人监测水情，关闭控制闸阀控制放水，并做放水记录。如果发现情况危急时，必须立即撤出所有受水害威胁地区的人员，然后派人采取措施，进行处理；如果发生突水征兆或水量增大时，应立即考虑增加排水设备，提高排水能力。

（3）掘进作业时，发现有挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板淋水加大、顶板来压、底板鼓起或产生裂隙、出现渗水、水色发浑、有臭味等突水预兆时必须停止作业，采取措施，立即报告矿调度室，发出警报，撤出所有受水威胁地点的人员。

（4）钻进时，发现煤岩松软、片帮、来压或钻孔中的水压、水量突然增大，以及有顶钻等异状时，必须停止钻进，但不得拔出钻杆，现场负责人应立即向调度室报告，并派人监测水情。如果发现情况危急时，必须立即撤出所有受水威胁地区的人员，然后采取措施，进行处理。

（5）观测人员至少每2个小时向矿调度室汇报一次水情。 （6）每个钻孔结束后，对有水钻孔必须及时上报矿总工程师，由总工程师制定切实可行的防范措施。

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7、放水主要安全技术措施

（1）放水时要有专人监视视察水情，并携带报警仪，当出现有毒气体超限时，必须立即采取措施处理，并立即向矿调度室报告。

（2）放水人员填写好放水记录，记录内容有水量大小、水量变化、水量变化时间、有毒有害气体情况、水色变化、本班抽水情况以及其他异常情况，并认真进行交，出班后填写记录，并向值班汇报，便于矿领导分析水量情况。

（3）放水过程中，出现钻孔堵水、水量变小等情况时，及时采取措施，将钻孔疏通，保证出水正常，采取措施水仍然变小或不出水，重新钻孔进行放水，直至水流不出为止。

（4）放水过程中，遇紧急情况，马上发出警报撤出受水威胁地点人员。

（5）瓦检员加强瓦斯检查，瓦斯超限时及时采取措施进行处理。

8、在该掘进工作面探放水后，经矿防治水科进行验收评价，确认积水已放净达到要求后方可掘进，掘进安全距离为20m，若需继续掘进，必须重新探放水然后经验收合格后方可施工，否则不得进行任何掘进活动。

八、避灾路线： 1、避瓦斯、火灾路线：

12091改造巷——三联巷——皮带巷——主井底——副井底——地面；

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