一、概況
1、工作面概況
12020工作面里段位于我礦井田+87m水平西翼一側(cè)，該工作面東側(cè)為12020工作面采空區(qū)，南部（上部）為本礦上水平工作面采空區(qū)，西部、北部（下部）為原始煤層。開采煤層為五3煤，12020工作面（里段）走向長(zhǎng)760米，傾向長(zhǎng)150米，煤層傾角25-30度,煤層厚度0.6—0.9m,平均厚0.69m，工作面地質(zhì)儲(chǔ)量11.7萬(wàn)噸。12020上下付巷沿煤層走向掘進(jìn)。
2、地質(zhì)情況
12020工作面上付巷掘進(jìn)515米，下付巷掘進(jìn)650米時(shí)揭露新F7斷層，走向155°，傾向65°，傾角48°，延伸長(zhǎng)度約350m，落差0-30m；該工作面上部最高海拔標(biāo)高為+660米，最低海拔標(biāo)高為+590米，相對(duì)高差70米，地面處在伏牛山的頂部，地表荒蕪，無(wú)居民及建筑物存在。
3、水文地質(zhì)情況
①大氣降水、地表水及新近系潛水
本區(qū)為低山丘陵地形，地面坡度較大，沖溝發(fā)育，大氣降水逕流排泄條件好，因而無(wú)常年性地表水體。區(qū)內(nèi)新近系地層呈零星發(fā)育，以坡積、洪積及沖積于溝谷、坡腳處，厚度較小，巖性復(fù)雜，含富水性差。加之上部上石盒子組隔水層較厚，故此大氣降水、地表水及新近系潛水對(duì)五3煤開采無(wú)影響。僅在井筒揭穿層段有少量淋漓水現(xiàn)象。
②五3煤層頂板砂巖裂隙承壓水
五3煤層頂板砂巖裂隙含水層，系指煤層之上60m范圍內(nèi)所含砂巖裂隙含水層，巖性為中粒砂巖，一般發(fā)育2～5層，累計(jì)厚度約0～30m，一般20m左右，巖性完整致密，裂隙不發(fā)育，且部分被方解石脈所充填。生產(chǎn)開采過程中該含水層裂隙承壓水將首先充入礦坑，是礦坑涌水的主要充水水源之一。由于該含水層單層厚度較薄，裂隙不甚發(fā)育，且補(bǔ)給條件差，裂隙水儲(chǔ)存量有限，導(dǎo)、富水性弱，生產(chǎn)中易于疏排。
③五3煤層底板砂巖裂隙承壓水
主要由1～2層中粒巖屑砂巖組成，厚2.39～11.09m，平均5.70m，泥質(zhì)膠結(jié)，局部含泥礫及石英細(xì)礫。砂巖致密堅(jiān)硬，裂隙不發(fā)育，含富水性弱。為五3煤層底板直接充水含水層，該含水層厚度較小，裂隙不甚發(fā)育，且極不均一。因本區(qū)屬大陸性半干燥氣候區(qū)，年降水多集中于7～9月份，其水源補(bǔ)給時(shí)間短，加之含水層被新近系地層覆蓋，補(bǔ)給量不足，故而其富水性相對(duì)較弱，一般情況下對(duì)開采五3煤層影響不大，以往開采生產(chǎn)過程中也未發(fā)生過充水現(xiàn)象。
④斷裂構(gòu)造對(duì)礦床充水的影響
本區(qū)發(fā)育的主要斷裂構(gòu)造位于礦區(qū)淺部的新F7。
一般情況下，斷裂構(gòu)造在形成過程中，由于受應(yīng)力牽引、拖拉作用而在斷裂帶兩側(cè)形成較密集的羽狀斷裂，破壞了地層的連續(xù)性，使多個(gè)含水層間產(chǎn)生不同程度的水力聯(lián)系。同時(shí)，斷裂破碎帶為地下水的運(yùn)移、富集提供了通道和空間場(chǎng)所。在開采過程中，要加強(qiáng)新F7斷層附近涌水點(diǎn)的涌水量觀測(cè)。
⑤老窯老空水
礦區(qū)淺部為五3煤層采空區(qū)，推測(cè)會(huì)積存有老空老塘水，似一“地下水庫(kù)”，其淺部采空區(qū)最低標(biāo)高約+100m左右，是威脅礦井后期生產(chǎn)的潛在危險(xiǎn)因素，生產(chǎn)中，對(duì)12020上下付巷要先堅(jiān)持直流電法儀超前探，發(fā)現(xiàn)有異常時(shí)，再進(jìn)行鉆探驗(yàn)證，并保留至少30米超前距。同時(shí)，在老窯老空相應(yīng)的地表塌陷區(qū)應(yīng)做好防洪排澇工作。
⑥鉆孔對(duì)礦床充水的影響
工作面附近無(wú)鉆孔，掘進(jìn)時(shí)不會(huì)受到鉆孔水的影響。
4、周邊采掘情況
本工作面南部為已回采完的上水平采區(qū)，西翼為正在開采二1煤層的新豐煤礦。
二、設(shè)計(jì)目的
1、探查前方地質(zhì)構(gòu)造，消除水害對(duì)采掘工程施工的威脅。
2、對(duì)物探低阻區(qū)鉆探驗(yàn)證，或?qū)?dǎo)水?dāng)鄬舆M(jìn)行探查，消除突水危險(xiǎn)。
三、設(shè)計(jì)依據(jù)
1、水源性質(zhì)：預(yù)計(jì)水源主要為煤層頂、底板砂巖裂隙水。
2、礦井配備一臺(tái)ZBY3/7.0-11型注漿泵，兩臺(tái)ZDY-550S探放水鉆機(jī)，配合Φ75mm和Φ113mm硬質(zhì)合金刮削型鉆頭（各不少于2個(gè)），Φ50mm鉆桿，鉆桿每節(jié)長(zhǎng)0.8m，鉆桿數(shù)量200根，全部使用水力排粉，鉆孔均采用無(wú)芯鉆進(jìn)。
四、探放水鉆孔的設(shè)計(jì)參數(shù)
1、探水起點(diǎn)的確定：
12020上，下付巷鉆場(chǎng)位置布置在開口向西1170m方向，鉆場(chǎng)支護(hù)方式采用2.5m×2.5m工字鋼對(duì)棚進(jìn)行支護(hù)，棚距為500mm，斷面為梯形，凈斷面6.0㎡掘進(jìn)斷面8.0㎡，對(duì)迎頭和巷道“丁字口”“十字口”處10m范圍內(nèi)巷道連鎖加固。
2、超前距離、幫距的確定：
12020上、下付巷探放水時(shí)，確保鉆孔終孔位置距巷幫距離不小于20m，超前距離保持不少于30m。
3、允許掘進(jìn)距離：
經(jīng)每回次探放水證實(shí)無(wú)水害威脅，經(jīng)我礦地測(cè)防治水科、通風(fēng)安全科、生產(chǎn)技術(shù)科聯(lián)合驗(yàn)收合格下發(fā)允許掘進(jìn)通知單后，方可在允許的安全距離內(nèi)掘進(jìn)，在掘進(jìn)過程中始終保持30m的超前距離，嚴(yán)格按照《探放水設(shè)計(jì)及安全技術(shù)措施》的規(guī)定操作。
4、套管規(guī)格及固定方式：
鉆孔開孔孔徑為Φ113mm，鉆進(jìn)10.5后下設(shè)套管為Φ108mm的無(wú)縫鋼管10m，每節(jié)套管長(zhǎng)度2m，使用內(nèi)絲外絲連接，絲扣長(zhǎng)度為100mm。外端焊法蘭盤和閥門連接。
安裝孔口管長(zhǎng)度為10米，孔口管管外端有焊接牢固的耳把與立柱支護(hù)捆綁牢固，同時(shí)用戧柱頂牢，并采用繃帶、麻纖包裹孔口管以增大摩擦力，防止套管鼓出。再用Φ75mm鉆頭進(jìn)行深孔鉆進(jìn)。
5、鉆孔設(shè)計(jì)具體參數(shù)：
（1）12020上下副巷及切巷鉆場(chǎng)探放水計(jì)劃各施工3個(gè)鉆孔，分別為1＃、2＃、3＃，均采用無(wú)芯鉆進(jìn)。
（2）12020上、下付巷及切巷探放水鉆孔均在五3煤層所在的巷道中施工，其施工順序按鉆孔標(biāo)號(hào)順序施工，12020上、下付巷1#、3#鉆孔終孔位置分別位于五3煤層的頂、底板，2#鉆孔位于巷道中心線上，各個(gè)鉆孔之間間距為500mm。
（3）12020切巷1#、3#鉆孔終孔位置均位于五3煤層巷道兩幫底板，2#鉆孔終孔位置位于巷道中心線上，各個(gè)鉆孔之間間距為500mm。

（4）12020上、下付巷及切巷探放水鉆孔參數(shù)，如下表所示：
12020上副巷鉆場(chǎng)掘進(jìn)探水鉆孔設(shè)計(jì)參數(shù)如表:
孔號(hào) 方位角 傾角 鉆孔深度
1＃ 254º30′ +9º30′ 64.2米
2＃ 273° 0° 60米
3＃ 291º30′ -9º30′ 64.2米
12020下副巷鉆場(chǎng)掘進(jìn)探水鉆孔設(shè)計(jì)參數(shù)如表:
孔號(hào) 方位角 傾角 鉆孔深度
1＃ 251º30′ +9º30′ 64.2米
2＃ 270° 0° 60米
3＃ 288º30′ -9º30′ 64.2米
12020切巷掘進(jìn)探水鉆孔設(shè)計(jì)參數(shù)如表:
孔號(hào) 方位角 傾角 鉆孔深度
1＃ 176º30′ +26° 72.7米
2＃ 194° 28° 68米
3＃ 212º30′ +26° 72.7米
6、排水系統(tǒng)
12020上付巷在施工時(shí)，工作面鋪設(shè)鐵質(zhì)水槽（寬300mm,高200mm），水流由工作面經(jīng)12020里切巷后進(jìn)入12020下付巷，再由12020下付巷流至+87m水平水倉(cāng), +87m水平泵房安裝三臺(tái)MD85—45×7型水泵，配套電機(jī)132KW，接有Φ159×6mm排水管,排入+320m水平水倉(cāng), +320m水平泵房安裝三臺(tái)MD46—30×9型水泵，配套電機(jī)55KW，接有Φ108×4mm排水管將水排至地面。
12020下付巷在施工時(shí)，工作面鋪設(shè)鐵質(zhì)水槽，水流經(jīng)12020下付巷流至+87m水平水倉(cāng)后經(jīng)泵房排水管排至地面。
8、探放水效果確認(rèn)方法標(biāo)準(zhǔn)：
鉆孔按設(shè)計(jì)要求打到煤層頂?shù)装鍟r(shí)，解除前、上方水害威脅。探放水單孔驗(yàn)收有地測(cè)組織機(jī)電、安全、生產(chǎn)、調(diào)度各科室相關(guān)人員參加，做到有驗(yàn)收，有記錄；實(shí)行誰(shuí)驗(yàn)收，誰(shuí)簽字，誰(shuí)負(fù)責(zé)。
9、探放水設(shè)計(jì)附圖
1、探放水鉆孔布置平面圖，比例1：1000；
2、鉆孔布置剖面圖，比例1：500；
3、單孔結(jié)構(gòu)圖，比例1：500；
4、鉆孔布置斷面圖，比例示意
5、迎頭篦子打設(shè)斷面圖 比例示意
6、單孔地質(zhì)柱狀圖 比例1:500
五、安全技術(shù)措施
（一）安裝鉆機(jī)探放水前的準(zhǔn)備工作:對(duì)鉆探巷道迎頭后10m范圍內(nèi)要進(jìn)行連鎖加固，巷道兩幫打一梁三柱臺(tái)棚及頂梁使用鐵拉板加固，聯(lián)巷交叉口鐵拉板加固長(zhǎng)度不少于10m，腿與退之間梁與梁之間用撐桿打牢頂實(shí)，迎頭打好堅(jiān)固的間距50cm的4根立柱，立柱埋深30cm，頂部超出棚梁30cm-50cm，迎頭并打4根橫梁，間距為50cm，橫梁深入兩幫煤壁30-50cm，立柱與橫梁十字交叉處使用8#鐵絲捆扎結(jié)實(shí)，篦子使用10mm厚的木背板搭接閉嚴(yán)，并且木背板與立柱橫梁用鐵絲連接，采用11#礦工鋼并緊貼棚子，間隙不大于50mm。鉆孔方位及坡度由地測(cè)防治水科測(cè)量人員用經(jīng)緯儀和坡度規(guī)標(biāo)定，不經(jīng)過技術(shù)人員同意不得擅自改動(dòng)鉆孔參數(shù)，施工時(shí)方位角誤差不得超過±1°。
（二）、探放水期間材料準(zhǔn)備
由施工隊(duì)在探放水前在鉆場(chǎng)附近合適位置，備足探水鉆桿100根，鉆頭2個(gè)，45根2m長(zhǎng)的套管，5個(gè)法蘭盤和5個(gè)配套的閘閥，做到有備有用，備足海帶和棉紗，備足必須用的工具。探水地點(diǎn)由施工隊(duì)負(fù)責(zé)在打鉆地點(diǎn)配備兩臺(tái)滅火器和不少于50Kg黃土。
（三）探放水前準(zhǔn)備工作
1、鉆機(jī)在裝卸、運(yùn)輸過程中必有有專人負(fù)責(zé)，做到保證人員和保護(hù)好鉆機(jī)不受損壞。鉆機(jī)安裝時(shí)底部用道木墊實(shí)，再將鉆機(jī)支撐架站穩(wěn)站牢，保證鉆機(jī)架牢固可靠，固定好鉆機(jī)后，仔細(xì)檢查鉆機(jī)各部件安裝是否正解，并用手轉(zhuǎn)動(dòng)其各有關(guān)部件是否靈活，如有問題應(yīng)及時(shí)解決，由施工隊(duì)負(fù)責(zé)。
2、通風(fēng)安全科負(fù)責(zé)鋪設(shè)風(fēng)、水管路至迎頭5m處，探放水期間保持正常通風(fēng)排水，并懸掛瓦斯和一氧化碳探頭至正確位置。
3、由調(diào)試室負(fù)責(zé)在打鉆地點(diǎn)10m范圍內(nèi)安裝一部通訊電話（12020上付巷8071，12020下付巷8081）并安排專人管理，隨時(shí)保持井上下聯(lián)系。
4、機(jī)電科負(fù)責(zé)安排鋪設(shè)排水系統(tǒng)，指定專人檢查排水設(shè)備，并正常檢查和維護(hù)，確保系統(tǒng)運(yùn)行可靠。
5、12020下付巷探放水期間巷道內(nèi)無(wú)雜物，凈高達(dá)到2m以上。
（四）探水施工中的技術(shù)要求
1、鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)準(zhǔn)確判別煤、巖層厚度并記錄換層深度。（一般要求：每鉆進(jìn)10m或更換鉆具時(shí)，測(cè)量一次鉆桿并核實(shí)孔深。終孔前再?gòu)?fù)核一次，如有可能應(yīng)進(jìn)行孔斜測(cè)量。在鉆進(jìn)中，一旦發(fā)現(xiàn)“見軟”“見空”“見水”和變層，要立即停鉆，丈量殘尺并記錄其深度。）
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、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)并及時(shí)向礦調(diào)度室匯報(bào)。
4、鉆孔內(nèi)水壓過大或噴高壓水時(shí)，應(yīng)采用反壓和防噴裝置的方法鉆進(jìn)，并對(duì)孔口管和迎頭篦子進(jìn)行加固防止孔口管和煤（巖）壁突然鼓出的措施。
5、遇高壓水頂鉆桿時(shí)，可用立軸卡瓦和逆止閥交替控制鉆桿，使其慢慢地退出孔口，操作室禁止人員直對(duì)鉆桿站立。
6、在鉆進(jìn)中，若發(fā)現(xiàn)孔內(nèi)涌水時(shí)，應(yīng)測(cè)定水位（壓）、涌水量，丈量深度并做好記錄。
7、探放水期間，巷道內(nèi)機(jī)電設(shè)備由機(jī)電科負(fù)責(zé)每天進(jìn)行一次失爆檢查，杜絕失爆，保證完好。機(jī)電科要派專業(yè)熟悉并能維修鉆機(jī)的人員，及時(shí)下井對(duì)鉆機(jī)進(jìn)行檢查維護(hù)，保證鉆機(jī)狀態(tài)完好。
8通風(fēng)科要安排專人對(duì)打鉆地點(diǎn)的瓦斯等有害氣體進(jìn)行檢查。施工隊(duì)打鉆時(shí)迎頭要懸掛便攜式瓦斯報(bào)警儀，并與縣掛的瓦斯傳感器相對(duì)照，保證其準(zhǔn)確、靈敏可靠，瓦斯超限時(shí)，要求打鉆人員停止，切斷電源，并報(bào)礦調(diào)度室，聽從指揮并積極進(jìn)行處理。
9、探放水期間有施工隊(duì)安排專人對(duì)水流經(jīng)過路線的水槽進(jìn)行維護(hù)，防止水槽於堵。
（五）、探放水的技術(shù)要求：
1、孔探到水后，要觀測(cè)水壓、水質(zhì)、水量和估計(jì)積水量或補(bǔ)給量。根據(jù)礦井排水能力及水倉(cāng)容量，控制放水孔的流量或調(diào)整平排水能力，并清理水倉(cāng)、水溝等。
2、加強(qiáng)放水地點(diǎn)的通風(fēng)，增加有害氣體的觀測(cè)次數(shù)。
3、必須監(jiān)視放水過程，放水結(jié)束后，立即核算放水量與預(yù)計(jì)積水量的誤差，查明原因。
（六）、現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收（1）開拓（2）套管（3）單孔、終孔。
每個(gè)鉆孔下入孔口套管前、每個(gè)鉆孔達(dá)到終孔設(shè)計(jì)深度時(shí)及每回次探放水首個(gè)鉆孔固定好孔口套管準(zhǔn)備進(jìn)行深孔鉆進(jìn)探放水時(shí)要及時(shí)向地測(cè)防治水科進(jìn)行匯報(bào)，由礦總工程師組織各生產(chǎn)部門現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督、落實(shí)、驗(yàn)收，做到有驗(yàn)收，有記錄，實(shí)行誰(shuí)驗(yàn)收，誰(shuí)簽字，誰(shuí)負(fù)責(zé)。
（七）、探放水效果的確認(rèn)：
鉆孔按設(shè)計(jì)要求打到煤層頂?shù)装鍟r(shí)，解除前方、上方水害威脅。探放水單孔驗(yàn)收由地測(cè)科組織，機(jī)電、安全、生產(chǎn)、調(diào)度各科室相關(guān)人員參加，做到有驗(yàn)收，有記錄，實(shí)行誰(shuí)驗(yàn)收，誰(shuí)簽字，誰(shuí)負(fù)責(zé)。在巷道掘進(jìn)過程中時(shí)刻保持30m的超前距，并采取短鉆疏水措施。
六、探放水工操作規(guī)程
1、每臺(tái)鉆機(jī)操作人員不少于3人，并明確責(zé)任分工，機(jī)長(zhǎng)（班長(zhǎng)）為當(dāng)班安全技術(shù)與操作第一責(zé)任者。
2、司機(jī)必須熟悉鉆機(jī)主要結(jié)構(gòu)、性能和工作原理，掌握一般液壓傳動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí)，能熟練操作維護(hù)和維修。
3、施工前鉆工必須學(xué)習(xí)本鉆探施工技術(shù)安全措施，掌握施工目的、工藝和技術(shù)要求，熟悉預(yù)防災(zāi)害措施和礦井避災(zāi)路線。
六、水災(zāi)避災(zāi)路線
12020上付巷探水工作面→12020上付巷→+160m水平車場(chǎng)→副斜井→地面
12020下付巷探水工作面→12020下付巷→12020切巷→12020上付巷→+160m水平車場(chǎng)→副斜井→地面
12020切巷探水工作面→12020下付巷→12020外段切巷→12020上付巷→+160m水平車場(chǎng)→副斜井→地面




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2011年3月29日