掘进工作面探放水设计方案及技术措施

掘进工作面探放水设计方案及技术措施我矿附近内煤层由于埋藏浅,周边小煤窑较多;再加上矿井已开采多年,为了避免矿井在开采中受水的威胁,矿井在掘进中必须搞好“有疑必探、先探后掘”的探放水原则，特编制本矿的掘进工作面探放水设计方案和技术措施。一、矿井及小窑开采情况1、矿井开采情况小窑开采情况矿区附近的煤层由于埋藏浅，小煤窑较多，矿区内存在过去采煤时形成的废弃老窑，及大面积采空，均有不同程度的积水，矿井在建设及生产过程中采掘工作面必须坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的探放水原则。二、矿井探放水的方法及位置根据矿井的实际情况，煤层主要为页岩、泥岩，煤层较坚硬、部分顶板有淋水且煤层较松软，巷道在掘进时都是布置在全煤岩中的，其主要采用TXE专用探水钻探水，超前探放10米,探放深度(见技术参数表),保护距离为5米，允许掘进15米。主要探水地点有ID01(ID02)运输顺槽掘进工作面、提升下山掘进工作面、回风下山掘进工作面、ID01(ID02)回风顺槽掘进工作面，提升下山掘进工作面、井底水仓掘进工作面。三、主要巷道内防水煤柱的留设在矿井可能受到水害威胁的地段留设一定宽度或高度的煤（岩）柱可以堵截水源流入矿井巷道内，这段煤（岩）柱称之为防水煤（岩）柱。根据本矿的实际情况在开采时应根据如下防水煤柱的留设，留设防水煤柱。1、矿区井田边界留设防水煤柱20m；2、采区边界煤柱留设防水煤柱20m；3、大巷一侧留设35m、两巷之间留设20m；4、下山一侧留设20m、两巷之间留设20m；5、区段煤柱留设防水煤柱10m；6、采空区边界煤柱留设防水煤柱35m；四、矿井探放水钻孔的选择参数1、钻孔孔径选择我矿主采煤层为D煤层，其坚固性系数f=1.5—2，钻孔深度10—15m，在巷道上前方可能遇到采空积水区，其积水量估计在300—500m3左右，根据以上资料，选择钻孔孔径为40mm。2、钻孔孔数计算①单孔出水量计算q=c×w×2gh=0.6×0.0014×2×9.81×0.6=0.00182（m3/s）式中q—单孔出水量（米3/秒）；c—流量系数，取0.6—0.62；w—钻孔断面积（米2）；g—重力加速度（9.81米2/秒）；h—钻孔出水高度0.6×40%—45%（米）；②最大放水量计算Qmqx=W/t+Q动=500/54945=0.0091（m3/s）式中Qmqx—最大放水量（米3/秒）；W—静储量（米3）；t—允许放水期限（秒）；Q动—动储量（取0米3/秒）③钻孔孔数N孔数=Qmqx÷q=0.0091÷0.00182=5（个）探放水设计方位钻孔布置如附图1所示。五、安全技术措施（一）一般要求1、实施探放水钻孔前，要将工作面的浮煤、矸及杂物清理干净，挖好排水沟，支架进行加固，打上牢固的撑木，支架和顶帮的空隙要塞紧、背实，随时保持工作面支架完整、牢固，确保工作面安全、畅通。同时在工作面迎头打好坚固的立柱和挡板。2、在打孔地点安设专用电话。3、测量和探放水人员必须亲临现场，依据设计，确定主要探水孔的位置方位角度深度以及钻孔数目。4、加强工作面通风，风筒距迎头的距离不得超过5米，确保探水钻孔实施过程中和实施后，孔内涌出的瓦斯及其它有害气体能迅速稀释，使工作面的瓦斯浓度不超限。5、探水钻孔施工前必须检查探水钻是否完好，综合保护开关是否灵敏可靠、探钻机体有无裂纹或损伤，电缆是否完好，并将电缆挂在巷道帮上一侧，防止挤压、损坏、水淹，钻杆与钻头是否扣紧牢固，确认各方面无误后，方可钻眼探水。（二）瓦斯管理措施1、打钻期间，工作面必须正常供风，设一名瓦检员跟班作业，时常检查瓦斯、二氧化碳和其他有害气体的浓度，并作好记录。2、在作业地点安设瓦斯报警仪监测瓦斯，瓦斯浓度超过1%，立即停止工作，查找原因，但不得拔出钻杆。若是接近老窑，要加强通风管理增加风量，处理积聚的瓦斯及其他有害气体。3、在放水完后，也要随时检查巷道中的气体浓度。（三）、放水安全措施1、钻孔施工顺序：下帮眼→中眼→上帮眼。2、打钻时，由技术员给钻孔方位角、倾角，施工人员严格按钻孔参数施工。3、不管是那一个钻孔打透老窑，必须停止钻孔作业，要等此钻孔将老窑水放完后，方可施工其它钻孔。4、整个放水过程有技术员监测水量并记录。（四）、避灾和通讯联络措施1、避灾路线掘进工作面迎头→提升上山（回风上山）→主平硐→地面2、其它地点避灾路线按各工作面《作业规程》中规定的路线撤离。3、探放水施工期间本掘进巷放水有可能淹水的其它地点不准有人作业。4、通讯联络方式：本掘进巷地点电话通知矿调度室，由矿调度室通知其他作业地点人员，通知井底车场人员或两名探放水人员亲自到其它地点撤离，若探放水人员亲自到其它地点撤离必须与矿调度室联系经取得批准后方可亲自去撤离。（五）、钻眼操作1、钻孔布置必须按照设计的孔数、倾角、方位、孔深等参数施工，在钻眼过程中，工作人员必须精力集中，注意观察钻进情况。2、开眼时，钻头要轻轻接触煤壁，然后启动电机，慢慢加压，并要注意钻杆的进度，每钻进一定距离要来回抽动几次钻杆，排除煤粉，以防卡住钻杆和减少阻力，加快进度。3、钻眼时，要随时要固探水钻机架，保持稳定，避免上下左右摆动，损伤机具，同时在钻进时，匀速加力，以保持钻进方向，钻杆下方不要站人，以防钻杆脱节或折断伤人。4、钻眼中，若发现有钻头合金片脱落，钻杆弯曲，钻机移位或其它异常情况时，必须及时停机处理。5、在工作面移动钻机，必须停机进行，禁止在电机转动时移钻，每次移钻重新开孔前，都必须对钻机进行加固检查。6、钻进过程中，要随时准确统计钻进深度，及时掌握钻孔距离，便于正确判断遇水位置。7、钻眼工作完毕后，若未遇水，应从钻机拔下钻杆，切断电源，并把钻机、钻杆、电缆撤到无淋水和支架完好的安全地点，将电缆盘好，钻杆堆放整齐。（六）、安全措施1、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矿调度室汇报，并派人监测水情，如果发现情况危急时，必须撤出所有受水害威胁地点的人员，然后采取措施，进行处理。2、钻孔放水前，必须估计积水量，根据矿井排水能力和水仓容量，控制放水量；放水时，必须设专人监测钻孔内的出水情况，测定水量、水压，做好记录。若水量突然变化，必须立即处理，并向调度室汇报。3、放水过程中，如有被水封住的有害气体突然涌出的可能，人员必须撤至进风风流一侧，并及时通知在回风巷内的人员撤至进风巷中。4、若遇水量不大，待排水完毕后，经技术人员核实检查，确认无危险后，再进行掘进，并严格掌握工作面至穿水点的距离，若在掘进过程中，再遇有突水预兆，必须再次进行下一轮的探放水工作，边探边掘。5、若在探放水工作完毕后，经探放水人员确认无危险后，或无透水可能时，方可按正常施工掘进作业，但必须每班观察工作面有无异常情况。六、探水技术参数钻孔编号孔径（mm）夹角（°）倾角（°）钻孔深度（m）140303023.09、34.642400020、30340232321.73、32.59440232321.73、32.59540303023.09、34.64