探放水措施巷施工方案

山西通洲集团安达煤业有限公司施工方案报审单起草单位技术科起草人曹宏斌文别方案标题探放水措施巷施工方案上报单位山西通洲集团煤化分公司上报日期二○一二年二月十二日煤化分公司技术负责人批示安达矿长审签安达工程师意见安达副矿长意见监理意见安达项目部意见打印时间2012年2月12日打印份数1份-1-山西通洲集团安达煤业有限公司探放水措施巷施工方案依据《山西通洲集团安达煤业有限公司矿井水文地质类型划分报告》、《山西通洲集团安达煤业有限公司兼并重组矿井地质报告》、《山西通洲集团安达煤业有限公司矿井水文地质补充勘探报告》，结合我矿施工下组煤煤仓上口通风联络巷过程中显现，顶板淋水较大，局部涌水量高达12m3/h。经煤化分公司主管领导、安达矿领导、监理、项目部领导召开专题会议研究决定在矿井煤仓上口通风联络巷150m处向正西方位（真方位270°）开拓一条探放水措施巷，计划长度507m，提前疏放西部区域含水层水量，解决我矿建设期间及今后开采过程中的水患问题。一、探放水措施巷开拓的目的意义利用巷道揭露含水层进行疏放水，来缓解周边区域水患问题，本着“预测预报，有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则，着力构造“探测超前、预报准确、防治科学、管理到位”的煤矿防治水工作体系，确保我矿施工安全。二、水患因素分析经查阅地质报告，K2石灰岩为9、10(9+10)号煤层直接充水含水层，也是太原组的主要含水层，岩性为深灰色，致密、坚硬、性脆石灰岩，石灰岩裂隙较发育，局部发育，钻孔单位涌水量0.00072L/s.m,水位标高1176.06m，属岩溶弱富水性溶隙含水层。2号煤至K4石灰岩之间隔水层，由致密的粉砂岩、泥岩组成，一-2-般厚76.40m，具有良好的隔水性能，在无断裂及陷落柱贯通情况下，垂直方向使2号煤以上含水层与K2含水层不发生水力联系。经过调查、数据汇总分析，得出现阶段对矿井构成主要威胁的水患是：K2石灰岩含水层水（见附图一）。原因如下：1、根据资料调查结合原矿方工程技术人员及走访老工人，同时进行预测估算，采空区积水不会对矿井正常组织施工带来威胁。2、从目前掌握的水文地质资料分析，威胁基本建设的水害主要是K2石灰岩含水层水。3、理论分析计算：K2石灰岩含水层：为主要充水含水层，一般厚7.05m，距2号煤层底板约87m左右，下距O2含水层约63m。根据“三下”采煤规程，导水裂隙带高度计算坚硬岩石公式：H=30M+10，计算出H9=301.16+10=42m，H10(9+10)=300.86+10=38m，H11=301.18+10=43m，井田西部埋藏浅，大气降水为主要充水水源，在导水裂隙和构造裂隙叠加作用下，可以导通上组煤层的采空区积水，或在井田中部盘地河，在导水裂隙带作用，潜水或河谷潜水而渗入到巷道，对煤矿生产造成威胁。因此需要对K2石灰岩含水层进行提前疏放。三﹑探老空水防治水设计方案1、钻场的选择及目的探放水措施巷设计长度为500m（平距），净宽4m，净高2.5m,掘进至165m处（平距）向正南（真方位180°）掘进一临时水仓，-3-水仓容量50m3作为掘进时集中管理顶板淋水和探放水使用，整体巷道共设计17处超前探水点，在探明前方情况下，方可继续前掘。2、钻机的选择本次施工采用ZDY650（MK—3）型煤矿用液压钻机和供水配用设备为3NB-150/7-7.5型往复式泥浆泵。根据我矿实际探放水经验，预计前期水压小于0.1MPa，在钻探时不需要加设套管。随着巷道延伸水压可能大于0.1MPa，在探放前必须加设套管。套管与孔壁之间使用TBW—50/15型注浆泵注浆封堵。⑴、ZDY650（MK—3）型钻机适用钻孔角度范围-90～+90°，钻进能力孔深达到150m，钻杆直径适用Φ50mm钻杆钻进；起拔力30KN，给进力50KN；正常给进速度0～1.5m/min；外形尺寸2200×420×355mm（长×宽×高），总重量892kg。⑵、TBW—50/15型注浆泵：TBW—50/15型三缸泵为卧式往复单作用活塞泵。该泵具有两种缸径和四档速度，最大流量250L/min，最大压力可达6Mpa，外形尺寸长、宽、高1000×995×650mm，总重量520kg。3、钻孔的布置在设计探放水措施巷开口处（真方位270°）探水地点内设计3个钻孔（开口处为第一组钻孔，每前掘30m钻一组）：1#钻孔：方位270°，仰角+7°，孔深60m；2#钻孔：方位252°，仰角+7°，孔深67m；3号钻孔：方位288°，仰角+7°，孔深67m（见附图二）。采取保持30m超前距循环探放直至该段巷道掘进结束，含水-4-层水采用支护锚索钻孔进行放水。4、单孔设计本次钻孔设计为仰角孔，采用金刚石钻头钻进，钻进直径Φ50mm，钻进至终孔。因在煤层中探孔，水压预计小于0.1MPa，在钻探时不需要加设套管。5、钻探施工⑴、水压小于0.1MPa钻探施工钻孔定位由防治水技术员按设计要求进行标定，钻机固定后按开孔要素开孔。用Φ50mm合金钻头或Φ50mm金刚石钻头钻进至终孔。钻进时防治水技术员要定期检查钻孔内的岩粉及沉渣，并要经常冲孔，确保孔底干净，防止发生埋钻卡钻等事故。防治水技术员要定期到现场进行指导钻进，确保施工人员顺利施工。⑵、水压大于0.1MPa钻探施工1、钻孔定位及开孔：钻孔定位由防治水技术员按设计要求进行标定，钻机固定后按开孔要素开孔。开孔用Φ89mm的钻头钻进，钻进6.0m后下入直径Φ70mm套管。下套管时，先将套管提离孔底0.2m，孔口和套管口间的环状空隙用水泥砂浆和速凝剂封闭密实，其中插入一根细管，用于观察注浆情况。水泥砂浆凝固后，从套管口向内注入水泥浆，同时观察细管内的情况，待水泥从细管溢出后，可缓停注浆，3～5分钟后再注，水泥浆稳定流出后，停止注浆，注浆压力以20kg/cm2为宜。2、水泥凝固48小时后，用钻头扫孔至10.0m处，退出钻具，孔口管外安装不低于40kg/cm2的高压闸阀，接通高压水试压，试压压力不低于2MPa，延续时间均不少于30分钟。试压过程要有详-5-细记录，并有专人检查套管外及钻场附近的情况，如发现钻场及钻孔周围有渗水、跑水等现象，要停止试压，继续注水泥浆，直注试压后合格。二次注浆的压力可适当增大。3、换径后钻进：试压合格后，安装阀门、测压表及防喷装置后，改用Φ50mm合金钻头或Φ50mm金刚石钻头钻进至终孔。钻进时防治水技术员要定期检查钻孔内的岩粉及沉渣，并要经常冲孔，确保孔底干净，防止发生埋钻卡钻等事故。四、探放水的注意事项及技术要求1、钻场的要求底板破碎或留有残煤的，要对钻场进行场地铺底硬化，厚度不能低于0.35m。钻场周围、巷道要加密支护，确保巷道无空顶。保证钻探施工人员的人身安全。2、通讯要求钻孔施工受矿调度室统一调度，如发现异常情况应及时通知调度室，施工现场设专用电话一部。随时和调度室保持联系。为保证电话畅通，每班开工之前，施工人员必须先与调度室电话联系一次，电话不通，不准开钻施工。3、瓦检要求施工现场必须配备瓦斯便携仪一台，由专人负责看管、检测瓦斯浓度，如瓦斯超限立即查明原因进行处理。并设专职瓦检员进行现场交接班。4、供电保证钻孔施工期间，严禁随意开停钻机电源，加强机电检查，杜绝失爆现象，机电系统保证排水为双电源供电，同时加强水泵及-6-配套设备检修，确保水泵完好。看泵人员要求现场交接班，班班都要试电话，向调度室汇报本班排水设备运转情况。5、排水系统的要求井筒底部安设排水能力不小于85m3/h、扬程不小于260m的水泵2台，安设Φ108排水管路一趟，在临时水仓安设排水能力不小于60m3/h、扬程不小于20m的水泵2台，安设Φ108排水管路一趟，排水路线：钻场-临时水仓-探放水措施巷-煤仓上口通风行人联络巷-井筒水仓-主井-地面。6、放水巷道掘进过程中，通过在石灰岩中打孔放水，从钻孔内放出的水利用铁筒与导水管排放到水沟。局部淋水小的地段可用风筒布导到水沟。7、施工技术要求⑴、钻孔位置、方位、仰角由防治水技术员按设计标定，按设计施工，严格按《规程》操作。要经常检查设备运转情况，观察孔壁完整程度，防止孔内和机械事故发生，保质保量按期完成钻孔任务。⑵、钻进期间如发现水压、水量突然增大、顶钻等异常现象时，必须立即停止钻进，不得拔出钻杆。要立即向调度室汇报，并派人监测水情。如果发现情况危急时，立即撤出所有受水害威胁地区的人员，然后采取措施进行处理。五、安全技术措施1、设备入井严格按操作规程操作，钻机安装采用底木梁+锚杆固定方法，底木梁选用断面200×200×1500mm方木两根，用4-7-支锚杆将底木梁固定在钻场底板上，然后用四条Φ20mm螺丝将钻机与底木梁联接在一起，保证钻机牢固、不移位。2、钻孔施工前，排水水泵、管路与供电系统必须运行正常同时经过联合验收。3、每班必须配备熟练的水泵司机值班，并严格执行交接班制度，保证钻孔出水后能及时排放。4、入井设备要严格进行防爆检测，钻探施工期间加强供水供电系统检修，严禁设备电缆失爆，保证排水、钻探、正常供电。5、钻孔施工受矿调度室统一调度，如发现异常情况应及时通知调度室，施工现场设专用电话一部。6、加强电气设备维护，每班检查一遍，杜绝失爆现象。7、钻机必须固定牢靠，保证钻进时不移位。钻进前必须通知矿调度室、防治水科，并通过矿组织有关部门的联合验收，合格后方可继续施工。8、钻进期间如发现水压、水量突然增大、顶钻等异常现象时，必须立即停止钻进，不得拔出钻杆。要立即向调度室汇报，并派人监测水情。如果发现情况危急时，并立即撤出所有受水害威胁地区的人员，然后采取措施进行处理。9、施工现场必须配备便携仪一台，由专人负责看管、检测瓦斯浓度，如瓦斯超限立即查明原因进行处理。10、在进行施工钻孔前，必须完善探水地点排水设施，排水能力不小于60m3/h。11、为保证电话畅通，每班开工之前，施工人员必须先与调度室电话联系一次，电话不通，不准开钻施工。12、施工期间要成立探放水领导小组，统一平衡解决施工中-8-遇到的问题。13、机电系统保证排水为双电源供电，同时加强水泵及配套机电设备检修，确保水泵完好。14﹑看泵人员要求现场交接班，班班都要试电话，向调度室汇报本班排水设备运转情况。15﹑机电系统要加强供电管理，确保施工地点的正常供电。16﹑探水地点的排水管路敷设好后，必须先进行试运转，运转正常时方可进行掘进，否则不允许施工。17﹑探放水措施巷所有电器设备必须吊离巷道底面0.3m以上。18、避水灾路线：钻场→探放水措施巷→煤仓上口通风行人联络巷→主斜井→地面（见附图三）。山西通洲集团安达煤业有限公司技术科二○一二年二月十二日-9-附图一：煤岩层柱状图-10-附图二：超前钻孔布置图单位：m-11-附图三：避水灾路线图-12-