陜西陜煤澄合礦業(yè)有限公司王村煤礦

14503工作面疏放頂板砂巖水鉆孔設(shè)計(jì)

澄合礦業(yè)王村煤礦

二〇一二年一月

審    批

編 制 人: 華照來

科    長: 丁天瑞

生 產(chǎn) 科：李現(xiàn)民

通 風(fēng) 區(qū)：李新文

機(jī) 電 科：馬慶

安 監(jiān) 科：郭林生

采掘副總：張英旭     

總    工:吳新選  

14503工作面疏放頂板砂巖水鉆孔設(shè)計(jì)

一、概述

14503工作面位于四采區(qū)東翼上部，工作面順槽長度10795米，切眼寬度140米，工作面東部受控于北北東走向的單斜構(gòu)造，其西部由軸向正北的傾伏向斜構(gòu)造控制。工作面的高程范圍在+398～352米之間，運(yùn)輸巷的高程總體低于軌道巷，工作面的最低點(diǎn)位于運(yùn)輸巷的Y10點(diǎn)，高程為+350米，距離工作面切眼430米。5#煤層上部有三層砂巖含水層K4、 k中、k5砂巖水，對照各含水層的底板等高線及地面瞬變電磁勘探成果，K4、K中、K5砂巖水在工作面東部比較集中，賦水性相對較強(qiáng)。在掘進(jìn)過程中的兩順槽及切眼有頂板裂隙水沿頂部錨索流出，涌水量最大為10m³/h。該工作面為四采區(qū)首采面，且位于易于積水的向斜構(gòu)造控制區(qū)域，開采高程最低又值+352米左右，如不進(jìn)行超前疏放，在初采中，頂板砂巖水會(huì)沿冒落帶及導(dǎo)水裂隙導(dǎo)入工作面，給工作面安全回采帶來一定的危害。

為確保14503工作面的安全回采，決定在14503運(yùn)輸巷開展疏放頂板砂巖水的工作。

二、鉆孔設(shè)計(jì)依據(jù)

根據(jù)對14503工作面運(yùn)輸巷揭露的地質(zhì)情況、周圍鉆孔資料以及物探解釋的賦水異常區(qū)域的分析，決定在14503工作面東部運(yùn)輸巷布設(shè)兩個(gè)鉆場，從不同方位和角度進(jìn)行鉆孔布置，設(shè)計(jì)終孔位置在含水層向斜軸部，進(jìn)入K中含水層5 -10米范圍內(nèi)。

三、鉆孔布置方法和原則

1、鉆場及鉆孔布置原則

根據(jù)上覆K中含水層的賦水情況和其層位的褶皺構(gòu)造的起伏形態(tài)進(jìn)行鉆場布置，每一鉆場布置在巷道煤壁一側(cè)，鉆場硐室4m×4m×3m（長×寬×高）。運(yùn)輸巷初步擬定布置2個(gè)鉆場，第一鉆場布置在Y6導(dǎo)線點(diǎn)西14m處，在南幫施工鉆場硐室（主要疏放初采期間的頂板水）；第二個(gè)鉆場布置在Y9導(dǎo)線點(diǎn)西18m處，在北幫施工鉆場硐室（主要疏放工作面中東部區(qū)域的頂板水）。根據(jù)工作面中東部頂板水疏放情況，決定工作面西部的疏放工程。

鉆孔終孔層位位于K中砂巖含水層底板向上5~10米范圍內(nèi)，其中1至3號(hào)鉆孔沿切眼向西20米處平行切眼布置，各鉆孔之間水平間距30米；4至6號(hào)鉆孔垂直K中底板等高線（導(dǎo)線點(diǎn)Y10處）向斜軸部進(jìn)行布置，各鉆孔之間水平間距30米。

各鉆孔具體施工參數(shù)見下表。

2、鉆孔位置

14503工作面的鉆孔設(shè)計(jì)均布置在運(yùn)輸順槽內(nèi)，具體位置如下：

（1）、1#、2#、3#鉆孔設(shè)計(jì)在Y6導(dǎo)線點(diǎn)西14m處的南幫1號(hào)鉆場硐室內(nèi)；

（2）、4#、5#、6#鉆孔設(shè)計(jì)在Y9導(dǎo)線點(diǎn)西18m處的南幫2號(hào)鉆場硐室內(nèi);

3、鉆孔參數(shù)

4、放水鉆孔孔口安全裝置及施工順序

14503運(yùn)輸巷鉆場空間施工好后，立即對場地進(jìn)行平整，在合適位置架設(shè)穩(wěn)固鉆機(jī)，敷設(shè)反壓裝置。按照鉆孔設(shè)計(jì)方位和角度，依次性對設(shè)計(jì)鉆孔，分別利用φ94mm的鉆頭進(jìn)行開孔，鉆進(jìn)至1.7m時(shí)，退出鉆頭，將裝有高壓閘閥、測壓三通的φ76×3.5×2000mm的套管放置在鉆孔內(nèi)，孔口以外留設(shè)套管500mm，在管口向里500mm處，利用厚度10mm、寬度80 mm、長度300 mm的鋼板呈半環(huán)形焊接在套管上，另一端鋼板打孔，用錨桿將套管固定。套管按要求放入后，用瑞米注漿材料進(jìn)行固管，而后進(jìn)行固管耐壓試驗(yàn)，關(guān)閉孔口閘閥，利用注水泵或施工高壓水將清水從泄水測壓三通壓入管內(nèi)，保持1.0Mpa的靜水壓力，30分鐘后無變化（若管內(nèi)靜水壓力減小，重新進(jìn)行封閉），利用φ60mm的鉆頭進(jìn)行鉆進(jìn)，鉆進(jìn)到設(shè)計(jì)位置后，退出鉆具后關(guān)閉高壓閥門。

四、鉆探設(shè)備的選擇及主要性能參數(shù)

1、鉆探設(shè)備

鉆機(jī)型號(hào)：ZDY650全液壓鉆機(jī)

鉆桿：Φ50  L＝1.5m（平扣）

鉆桿接頭：Φ50

鉆頭：Φ94復(fù)合片（一開） Φ60復(fù)合片（二開）

水便：Φ50

孔口套管：Φ76×3.5×2000mm，距管口200mm處焊接一個(gè)Φ15mm絲頭帶Φ15mm的閘閥，外接泄水測壓三通，管口焊接法蘭盤，與管口連接高壓閘閥（6套）相配套；距管口閘閥500mm處，利用厚度10mm、寬度80 mm、長度300 mm的鋼板呈半環(huán)形焊接在套管上，另一端鋼板打孔，孔徑Φ24mm，焊接強(qiáng)度要夠。

孔口控水高壓閥門：DN80PG40  

2、其它設(shè)備和材料

（1）、14503運(yùn)輸巷進(jìn)行鉆探前，必須保證運(yùn)輸巷的排水系統(tǒng)完好，再鋪設(shè)一趟6寸專用排水管路經(jīng)軌道巷至三下進(jìn)風(fēng)巷，在Y10點(diǎn)東2米處水倉安設(shè)一臺(tái)45kw（型號(hào)     ）多級(jí)離心泵，且與電源、管路連接完好。

（2）、鉆場附近儲(chǔ)備一定量的黃土、棉紗等材料，確保急需時(shí)之用。

（3）、保證壓力水的供給，在鉆場處安設(shè)三通和閥門。

（4）、鉆機(jī)底座木梁、錨桿、錨固劑等配套材料備齊。

（5）、施工單位提前將所需加工套管等材料計(jì)劃報(bào)車間。

四、主要技術(shù)要求

1、為保證鉆孔施工方位的準(zhǔn)確性，在疏放頂板水前，由測量人員根據(jù)設(shè)計(jì)進(jìn)行放線，嚴(yán)格按線施工。

2、根據(jù)頂板水的賦存狀態(tài)、水壓、施工環(huán)境和《煤礦防治水規(guī)定》，孔口管長度設(shè)計(jì)為2m，每個(gè)鉆孔內(nèi)安裝的孔口管均用2根錨桿固定，孔口管和煤巖壁間用瑞米加固封堵材料封堵（如圖所示）。

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