煤礦11011風巷探放老空水設計及安全技術措施
作者：佚名
2010-03-08 15:25
來源：本站原創(chuàng)
11011風巷探放老空水設計
一 工作面基本情況
（一）、采面概況
**礦11011采面位于一采區(qū)東翼上部，西臨井筒保護煤柱，東至F6正斷層保護煤柱。南為小窯采空區(qū)，北臨11031采面，設計總工程量2489米,其中：風巷1266m，機巷1223m，切眼145m，可采走向806m，采長86~145m，采高2.7m，容重1.44t/m3 ，可采儲量42.9萬噸，本采面總體為一傾向北西約20°的單斜構造，煤層傾角平均24°，根據11031風巷實際揭條落差為3.5 m的正斷層，地質條件簡單，該菜面大部分為分層區(qū)，兩端為合層，煤厚最厚處6.9m，頂板為砂質泥巖，底板為碳質泥巖、細砂巖，煤層頂底板松軟、破碎屬典型“三軟”煤層。
設計為綜采工作面，平均煤厚4.3米，分層開采。風巷計劃于2009年2月3日開工，現位于一8煤層上，施工石門和沿二1煤施工過程中，必需對老空水超前探放。
（二）、采面老空水積水分析
從目前掌握的水文地質資料分析，威脅風巷安全掘進的水害主要是小窯老空水，該老空區(qū)約在1982年~1992年開采，根據**有限公司于2007年2月提交的《**礦地面電法勘探報告》，探測3處老空區(qū)積水物探異常區(qū)，對本掘進工作面影響的有一處，預計積水量9萬立方米，小窯老空水在11031風巷施工過程中已作過2次探放，共施工5個鉆孔，放水量85000多立方米，目前仍有積水約5000立方米，考慮到地面補給影響和采空區(qū)不連通等因素， 11031風巷以上老空區(qū)標高在105 m ~150m,積水面積約10062 m2,采高按1.8 m,積水系數取0.25,積水量=10062*1.8*0.25=4528 m3,老空區(qū)水壓在0.6—1.0 MPa。
二﹑探老空水防治水設計方案
（一）、鉆場的選擇及目的
根據11011風巷設計，共設計4處探水點，其中第一處為穿層探放老空水，其余3處為掘進超前探放，防止不明老空水對正常掘進的威脅。
（二）、鉆機的選擇
本次施工采用SGZ-IB150型全方位防爆液壓鉆機和供水配用設備為BW-250型三缸泵一臺。
1、SGZ- IB150型鉆機
適用鉆孔角度范圍0～360度，鉆進能力孔深達到150m，鉆桿直徑適用Φ50mm鉆桿鉆進；立軸提升能力20 KN，給進力15.5 KN；升降機提升能力2000kg；外形尺寸1600×950×1500mm，總重量850 kg。
2、BW-250型注漿泵：
BW-250型三缸泵為臥式往復單作用活塞泵。該泵具有兩種缸徑和四檔速度，最大流量250L/min，最大壓力可達6Mpa，外形尺寸長、寬、高1000×995×650 mm，總重量520 kg。
（三）、鉆孔的布置
1、在11011風巷測第一處探水地點內設計2個鉆孔：1#鉆孔開孔位置距巷道底板1米，鉆孔方位50,傾角+100,孔深40米;2＃鉆孔方位350,傾角+90,孔深43米,
2、在11011風巷測第二處探水地點內設計2個鉆孔：3#鉆孔開孔位置距巷道底板1米，鉆孔方位650,傾角+3022,孔深40米;4＃鉆孔方位900,傾角+150,孔深45米, 采取保持20米超前距循環(huán)探放直至該段巷道結束。
3、在11011風巷測第三處探水地點內設計2個鉆孔：5#鉆孔開孔位置距巷道底板1米，鉆孔方位1030,傾角+17046,孔深40米;6＃鉆孔方位1310,傾角+26019,孔深41米, 采取保持20米超前距循環(huán)探放直至該段上山巷道結束。
4、在11011風巷測第四處探水地點內設計2個鉆孔：7#鉆孔開孔位置距巷道底板1米，鉆孔方位650,傾角+10,孔深40米;8＃鉆孔方位920,傾角+130,孔深44米, 采取保持20米超前距循環(huán)探放直至該段巷道結束。
（四）、單孔設計
本次鉆孔設計為仰角孔，采用金剛石鉆頭鉆進，開孔直徑Ø113mm，下入Ø89mm套管，套管長度不小于6 m，然后換徑Ø56mm，鉆進至終孔。套管外口焊接高壓法蘭盤，法蘭盤外連接裝壓力表的短節(jié)，短節(jié)外接高壓閘閥。
詳見《鉆孔結構示意圖》
（五）、鉆探施工
1、鉆孔定位及開孔：
鉆孔定位由地測人員按設計要求進行標定，鉆機固定后按開孔要素開孔。開孔用Ø113mm的鉆頭鉆進，鉆進6.0m后下入直徑Ø89mm套管。下套管時，先將套管提離孔底0.2m，孔口和套管口間的環(huán)狀空隙用水泥砂漿和速凝劑封閉密實，其中插入一根細管，用于觀察注漿情況。水泥砂漿凝固后，從套管口向內注入水泥漿，同時觀察細管內的情況，待水泥從細管溢出后，可緩停注漿，3～5分鐘后再注，水泥漿穩(wěn)定流出后，停止注漿，注漿壓力以20kg/cm2為宜。
2、水泥凝固48小時后，用鉆頭掃孔至10.0 m處，退出鉆具，孔口管外安裝不低于40kg/cm2的高壓閘閥，接通高壓水試壓，試壓壓力不低于2MPa，延續(xù)時間均不少于30分鐘。試壓過程要有詳細記錄，并有專人檢查套管外及鉆場附近的情況，如發(fā)現鉆場及鉆孔周圍有滲水、跑水等現象，要停止試壓，繼續(xù)注水泥漿，直注試壓后合格。二次注漿的壓力可適當增大。
3、換徑后鉆進：
試壓合格后，安裝閥門、測壓表及防噴裝置后，改用Φ56mm合金鉆頭或Φ56mm金剛石鉆頭鉆進至終孔。鉆進時帶班人員要定期檢查鉆孔內的巖粉及沉渣，并要經常沖孔，確?？椎赘蓛簦乐拱l(fā)生埋鉆卡鉆等事故。管理技術人員要定期到現場進行巖芯編錄，指導鉆探施工人員順利施工。
4、鉆孔接近老空時必須提前安裝好防噴裝置，防止鉆進中突然出水失控造成水害事故。
三 探放水的注意事項及技術要求：
（一）、鉆場的要求
每處鉆場寬3.0m、高2.5m。底板破碎或留有殘煤的，要對鉆場進行場地鋪底硬化，厚度不能低于0.35m。鉆場周圍、巷道要加密支護，確保巷道無空頂，無曠幫，幫頂背牢剎實。保證鉆探施工人員的人身安全。
（二）、通訊要求
鉆孔施工受礦調度室統(tǒng)一調度，如發(fā)現異常情況應及時通知調度室，施工現場設專用電話一部。隨時和調度室保持聯系。為保證電話暢通，每班開工之前，施工人員必須先與調度室電話聯系一次，電話不通，不準開鉆施工。
（三）、瓦檢要求
施工現場必須配備瓦斯便攜儀一臺，由專人負責看管、檢測瓦斯?jié)舛?，如瓦斯超限立即查明原因進行處理。并設專職瓦檢員進行現場交接班。
（四）、供電保證
鉆孔施工期間，嚴禁隨意鉆機電源，加強機電檢查，杜絕失爆現象 ，機電系統(tǒng)保證排水為雙電源供電，同時加強中央泵房機電設備檢修，確保中央泵房的水泵臺臺完好。
中央泵房人員要求現場交接班，班班都要試電話，向調度室匯報本班排水設備運轉情況。
（五）、排水系統(tǒng)的要求
1、在11011風巷前3處探水，安設排水能力不小于70m3/h、揚程不小于20 m的水泵2臺，安設6寸排水管路一趟，第四處安設排水能力不小于70m3/h、揚程不小于40 m的水泵2臺，安設6寸排水管路一趟，并在每處探水地點開挖泵窩，規(guī)格寬*高*深=3.0m*2.5m*2.0m,排水路線：鉆場-- 11011風巷—中車場水溝—井底水倉—主井--地面;
（六）、放水
鉆孔打入老空出水后，單孔出水量通過閥門控制在50m3/h以內,老空水放完的標準必須有兩個以上在原出水孔下方的鉆孔證實無水時,方可結束放水工程。
（七）、施工技術要求
1、鉆孔位置、方位、傾角由測量人員按設計標定，按設計施工，嚴格按《規(guī)程》操作。要經常檢查設備運轉情況，觀察孔壁完整程度，防止孔內和機械事故發(fā)生，保質保量按期完成鉆孔任務。
2、鉆進期間如發(fā)現水壓、水量突然增大、頂鉆、進入老空等異?，F象時，必須立即停止鉆進，不得拔出鉆桿。要立即向調度室匯報，并派人監(jiān)測水情。如果發(fā)現情況危急時，關閉防噴裝置止水，并立即撤出所有受水害威脅地區(qū)的人員，然后采取措施進行處理。
四、 安全技術措施：
1、設備入井嚴格按操作規(guī)程操作，鉆機安裝采用底木梁+單體柱固定方法，底木梁選用斷面200×200×1500mm方木兩根，用4棵單體柱將底木梁固定在鉆場底板上，然后用四條Φ18mm螺絲將鉆機與底木梁聯接在一起，保證鉆機牢固、不移位。
2、鉆孔施工前，排水水泵、管路與供電系統(tǒng)必須運行正常同時經過聯合驗收。
3 、每班必須配備熟練的水泵司機值班，并嚴格執(zhí)行交接班制度，保證鉆孔出水后能及時排放。
4、入井設備要嚴格進行防爆檢測，鉆探施工期間加強供水供電系統(tǒng)檢修，嚴禁設備電纜失爆，保證排水、鉆探、正常供電。
5、鉆孔施工受礦調度室統(tǒng)一調度，如發(fā)現異常情況應及時通知調度室，施工現場設專用電話一部。
6、鉆孔位置、方位、傾角由測量人員按設計標定，按設計施工，嚴格按《規(guī)程》操作。要經常檢查設備運轉情況，觀察孔壁完整程度，防止孔內和機械事故發(fā)生，保質保量按期完成鉆孔任務。
7、加強電氣設備維護，每班檢查一遍，杜絕失爆現象。
8 、鉆機必須固定牢靠，保證鉆進時不移位。注漿固管及試壓必須通知礦調度室 、生產技術科 ，并通過礦組織有關部門的聯合驗收，合格后方可繼續(xù)施工。
9、鉆進期間如發(fā)現水壓、水量突然增大、頂鉆等異常現象時，必須立即停止鉆進，不得拔出鉆桿。要立即向調度室匯報，并派人監(jiān)測水情。如果發(fā)現情況危急時，關閉防噴裝置止水，并立即撤出所有受水害威脅地區(qū)的人員，然后采取措施進行處理。
10、施工現場必須配備便攜儀一臺，由專人負責看管、檢測瓦斯?jié)舛龋缤咚钩蘖⒓床槊髟蜻M行處理。
11、在進行施工鉆孔前，必須完善探水地點排水設施，排水能力不小于100m/h。
12、為保證電話暢通，每班開工之前，施工人員必須先與調度室電話聯系一次，電話不通，不準開鉆施工。
13、施工期間要成立探放水領導小組，統(tǒng)一平衡解決施工中遇到的問題。
14﹑ 機電系統(tǒng)保證排水為雙電源供電，同時加強中央泵房機電設備檢修，確保中央泵房的水泵臺臺完好。
15﹑中央泵房人員要求現場交接班，班班都要試電話，向調度室匯報本班排水設備運轉情況。
16﹑機電系統(tǒng)要加強供電管理，嚴禁停電事故發(fā)生。
17﹑探水地點的排水管路敷設好后，必須先進行試運轉，運轉正常
時方可進行回采，否則不允許生產。
18﹑風巷所有電器設備必須吊離巷道底面1.0m以上。
19、避水災路線：
11011風鉆場→11011風巷→中車場→副井→地面
11011探放老空水鉆孔平面
單孔柱狀結構圖
3﹑探水鉆孔剖面圖
**礦
2009年月日
一 工作面基本情況
（一）、采面概況
**礦11011采面位于一采區(qū)東翼上部，西臨井筒保護煤柱，東至F6正斷層保護煤柱。南為小窯采空區(qū)，北臨11031采面，設計總工程量2489米,其中：風巷1266m，機巷1223m，切眼145m，可采走向806m，采長86~145m，采高2.7m，容重1.44t/m3 ，可采儲量42.9萬噸，本采面總體為一傾向北西約20°的單斜構造，煤層傾角平均24°，根據11031風巷實際揭條落差為3.5 m的正斷層，地質條件簡單，該菜面大部分為分層區(qū)，兩端為合層，煤厚最厚處6.9m，頂板為砂質泥巖，底板為碳質泥巖、細砂巖，煤層頂底板松軟、破碎屬典型“三軟”煤層。
設計為綜采工作面，平均煤厚4.3米，分層開采。風巷計劃于2009年2月3日開工，現位于一8煤層上，施工石門和沿二1煤施工過程中，必需對老空水超前探放。
（二）、采面老空水積水分析
從目前掌握的水文地質資料分析，威脅風巷安全掘進的水害主要是小窯老空水，該老空區(qū)約在1982年~1992年開采，根據**有限公司于2007年2月提交的《**礦地面電法勘探報告》，探測3處老空區(qū)積水物探異常區(qū)，對本掘進工作面影響的有一處，預計積水量9萬立方米，小窯老空水在11031風巷施工過程中已作過2次探放，共施工5個鉆孔，放水量85000多立方米，目前仍有積水約5000立方米，考慮到地面補給影響和采空區(qū)不連通等因素， 11031風巷以上老空區(qū)標高在105 m ~150m,積水面積約10062 m2,采高按1.8 m,積水系數取0.25,積水量=10062*1.8*0.25=4528 m3,老空區(qū)水壓在0.6—1.0 MPa。
二﹑探老空水防治水設計方案
（一）、鉆場的選擇及目的
根據11011風巷設計，共設計4處探水點，其中第一處為穿層探放老空水，其余3處為掘進超前探放，防止不明老空水對正常掘進的威脅。
（二）、鉆機的選擇
本次施工采用SGZ-IB150型全方位防爆液壓鉆機和供水配用設備為BW-250型三缸泵一臺。
1、SGZ- IB150型鉆機
適用鉆孔角度范圍0～360度，鉆進能力孔深達到150m，鉆桿直徑適用Φ50mm鉆桿鉆進；立軸提升能力20 KN，給進力15.5 KN；升降機提升能力2000kg；外形尺寸1600×950×1500mm，總重量850 kg。
2、BW-250型注漿泵：
BW-250型三缸泵為臥式往復單作用活塞泵。該泵具有兩種缸徑和四檔速度，最大流量250L/min，最大壓力可達6Mpa，外形尺寸長、寬、高1000×995×650 mm，總重量520 kg。
（三）、鉆孔的布置
1、在11011風巷測第一處探水地點內設計2個鉆孔：1#鉆孔開孔位置距巷道底板1米，鉆孔方位50,傾角+100,孔深40米;2＃鉆孔方位350,傾角+90,孔深43米,
2、在11011風巷測第二處探水地點內設計2個鉆孔：3#鉆孔開孔位置距巷道底板1米，鉆孔方位650,傾角+3022,孔深40米;4＃鉆孔方位900,傾角+150,孔深45米, 采取保持20米超前距循環(huán)探放直至該段巷道結束。
3、在11011風巷測第三處探水地點內設計2個鉆孔：5#鉆孔開孔位置距巷道底板1米，鉆孔方位1030,傾角+17046,孔深40米;6＃鉆孔方位1310,傾角+26019,孔深41米, 采取保持20米超前距循環(huán)探放直至該段上山巷道結束。
4、在11011風巷測第四處探水地點內設計2個鉆孔：7#鉆孔開孔位置距巷道底板1米，鉆孔方位650,傾角+10,孔深40米;8＃鉆孔方位920,傾角+130,孔深44米, 采取保持20米超前距循環(huán)探放直至該段巷道結束。
（四）、單孔設計
本次鉆孔設計為仰角孔，采用金剛石鉆頭鉆進，開孔直徑Ø113mm，下入Ø89mm套管，套管長度不小于6 m，然后換徑Ø56mm，鉆進至終孔。套管外口焊接高壓法蘭盤，法蘭盤外連接裝壓力表的短節(jié)，短節(jié)外接高壓閘閥。
詳見《鉆孔結構示意圖》
（五）、鉆探施工
1、鉆孔定位及開孔：
鉆孔定位由地測人員按設計要求進行標定，鉆機固定后按開孔要素開孔。開孔用Ø113mm的鉆頭鉆進，鉆進6.0m后下入直徑Ø89mm套管。下套管時，先將套管提離孔底0.2m，孔口和套管口間的環(huán)狀空隙用水泥砂漿和速凝劑封閉密實，其中插入一根細管，用于觀察注漿情況。水泥砂漿凝固后，從套管口向內注入水泥漿，同時觀察細管內的情況，待水泥從細管溢出后，可緩停注漿，3～5分鐘后再注，水泥漿穩(wěn)定流出后，停止注漿，注漿壓力以20kg/cm2為宜。
2、水泥凝固48小時后，用鉆頭掃孔至10.0 m處，退出鉆具，孔口管外安裝不低于40kg/cm2的高壓閘閥，接通高壓水試壓，試壓壓力不低于2MPa，延續(xù)時間均不少于30分鐘。試壓過程要有詳細記錄，并有專人檢查套管外及鉆場附近的情況，如發(fā)現鉆場及鉆孔周圍有滲水、跑水等現象，要停止試壓，繼續(xù)注水泥漿，直注試壓后合格。二次注漿的壓力可適當增大。
3、換徑后鉆進：
試壓合格后，安裝閥門、測壓表及防噴裝置后，改用Φ56mm合金鉆頭或Φ56mm金剛石鉆頭鉆進至終孔。鉆進時帶班人員要定期檢查鉆孔內的巖粉及沉渣，并要經常沖孔，確?？椎赘蓛簦乐拱l(fā)生埋鉆卡鉆等事故。管理技術人員要定期到現場進行巖芯編錄，指導鉆探施工人員順利施工。
4、鉆孔接近老空時必須提前安裝好防噴裝置，防止鉆進中突然出水失控造成水害事故。
三 探放水的注意事項及技術要求：
（一）、鉆場的要求
每處鉆場寬3.0m、高2.5m。底板破碎或留有殘煤的，要對鉆場進行場地鋪底硬化，厚度不能低于0.35m。鉆場周圍、巷道要加密支護，確保巷道無空頂，無曠幫，幫頂背牢剎實。保證鉆探施工人員的人身安全。
（二）、通訊要求
鉆孔施工受礦調度室統(tǒng)一調度，如發(fā)現異常情況應及時通知調度室，施工現場設專用電話一部。隨時和調度室保持聯系。為保證電話暢通，每班開工之前，施工人員必須先與調度室電話聯系一次，電話不通，不準開鉆施工。
（三）、瓦檢要求
施工現場必須配備瓦斯便攜儀一臺，由專人負責看管、檢測瓦斯?jié)舛?，如瓦斯超限立即查明原因進行處理。并設專職瓦檢員進行現場交接班。
（四）、供電保證
鉆孔施工期間，嚴禁隨意鉆機電源，加強機電檢查，杜絕失爆現象 ，機電系統(tǒng)保證排水為雙電源供電，同時加強中央泵房機電設備檢修，確保中央泵房的水泵臺臺完好。
中央泵房人員要求現場交接班，班班都要試電話，向調度室匯報本班排水設備運轉情況。
（五）、排水系統(tǒng)的要求
1、在11011風巷前3處探水，安設排水能力不小于70m3/h、揚程不小于20 m的水泵2臺，安設6寸排水管路一趟，第四處安設排水能力不小于70m3/h、揚程不小于40 m的水泵2臺，安設6寸排水管路一趟，并在每處探水地點開挖泵窩，規(guī)格寬*高*深=3.0m*2.5m*2.0m,排水路線：鉆場-- 11011風巷—中車場水溝—井底水倉—主井--地面;
（六）、放水
鉆孔打入老空出水后，單孔出水量通過閥門控制在50m3/h以內,老空水放完的標準必須有兩個以上在原出水孔下方的鉆孔證實無水時,方可結束放水工程。
（七）、施工技術要求
1、鉆孔位置、方位、傾角由測量人員按設計標定，按設計施工，嚴格按《規(guī)程》操作。要經常檢查設備運轉情況，觀察孔壁完整程度，防止孔內和機械事故發(fā)生，保質保量按期完成鉆孔任務。
2、鉆進期間如發(fā)現水壓、水量突然增大、頂鉆、進入老空等異?，F象時，必須立即停止鉆進，不得拔出鉆桿。要立即向調度室匯報，并派人監(jiān)測水情。如果發(fā)現情況危急時，關閉防噴裝置止水，并立即撤出所有受水害威脅地區(qū)的人員，然后采取措施進行處理。
四、 安全技術措施：
1、設備入井嚴格按操作規(guī)程操作，鉆機安裝采用底木梁+單體柱固定方法，底木梁選用斷面200×200×1500mm方木兩根，用4棵單體柱將底木梁固定在鉆場底板上，然后用四條Φ18mm螺絲將鉆機與底木梁聯接在一起，保證鉆機牢固、不移位。
2、鉆孔施工前，排水水泵、管路與供電系統(tǒng)必須運行正常同時經過聯合驗收。
3 、每班必須配備熟練的水泵司機值班，并嚴格執(zhí)行交接班制度，保證鉆孔出水后能及時排放。
4、入井設備要嚴格進行防爆檢測，鉆探施工期間加強供水供電系統(tǒng)檢修，嚴禁設備電纜失爆，保證排水、鉆探、正常供電。
5、鉆孔施工受礦調度室統(tǒng)一調度，如發(fā)現異常情況應及時通知調度室，施工現場設專用電話一部。
6、鉆孔位置、方位、傾角由測量人員按設計標定，按設計施工，嚴格按《規(guī)程》操作。要經常檢查設備運轉情況，觀察孔壁完整程度，防止孔內和機械事故發(fā)生，保質保量按期完成鉆孔任務。
7、加強電氣設備維護，每班檢查一遍，杜絕失爆現象。
8 、鉆機必須固定牢靠，保證鉆進時不移位。注漿固管及試壓必須通知礦調度室 、生產技術科 ，并通過礦組織有關部門的聯合驗收，合格后方可繼續(xù)施工。
9、鉆進期間如發(fā)現水壓、水量突然增大、頂鉆等異常現象時，必須立即停止鉆進，不得拔出鉆桿。要立即向調度室匯報，并派人監(jiān)測水情。如果發(fā)現情況危急時，關閉防噴裝置止水，并立即撤出所有受水害威脅地區(qū)的人員，然后采取措施進行處理。
10、施工現場必須配備便攜儀一臺，由專人負責看管、檢測瓦斯?jié)舛龋缤咚钩蘖⒓床槊髟蜻M行處理。
11、在進行施工鉆孔前，必須完善探水地點排水設施，排水能力不小于100m/h。
12、為保證電話暢通，每班開工之前，施工人員必須先與調度室電話聯系一次，電話不通，不準開鉆施工。
13、施工期間要成立探放水領導小組，統(tǒng)一平衡解決施工中遇到的問題。
14﹑ 機電系統(tǒng)保證排水為雙電源供電，同時加強中央泵房機電設備檢修，確保中央泵房的水泵臺臺完好。
15﹑中央泵房人員要求現場交接班，班班都要試電話，向調度室匯報本班排水設備運轉情況。
16﹑機電系統(tǒng)要加強供電管理，嚴禁停電事故發(fā)生。
17﹑探水地點的排水管路敷設好后，必須先進行試運轉，運轉正常
時方可進行回采，否則不允許生產。
18﹑風巷所有電器設備必須吊離巷道底面1.0m以上。
19、避水災路線：
11011風鉆場→11011風巷→中車場→副井→地面
11011探放老空水鉆孔平面
單孔柱狀結構圖
3﹑探水鉆孔剖面圖
**礦
2009年月日
下一篇：探放水設計
