探放水设计及措施

××××煤矿
鉴定二巷探放水设计及
安全技术措施
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编制时间：2017年04月16日
鉴定二巷探放水设计及安全技术措施
一、工程目的
根据区水文地质类型报告，我矿属裂隙充水矿床,水文地质条件中等复杂，防止误穿积水区，探明前方的水源情况，掌握前方是否存在水害危险，严格执行“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的探放水原则；确保安全生产，为保证掘进工作和人员的安全，特编制此措施。

二、工程概况及水文地质条件
（一）工作面概况
巷道开口位置距××××井口364m处，开口标高为+1502.5m。

巷道先按方位角44°掘进平巷22m（岩石巷道）；按同方位，倾角为-15°掘进22m揭穿M16煤层（岩层巷道），沿煤层掘进6m后（煤层巷道）转向按方位角为92°，倾角为+18°掘进20m（岩层巷道）与回风平硐贯通布置专用回风巷，最后再转向处按方位角为44°，岩煤层掘进300m布置测点（煤层巷道）。

鉴定二巷总工程量预计370m。

鉴定二巷道断面为矩形，墙高2.2m，宽4m，断面为8.8m2；在巷道左帮设置水沟，水沟规格：上宽350mm、下宽250mm、深300mm。

在鉴定二巷落平处设置排水水窝，水窝宽2m、长2m深度为1.5m。

（二）矿井水文地质
煤矿矿区面积 2.4051km2，直接充水含水段是大隆组、长兴组、龙潭组等地层组成的复合含水段，其岩性：上部为碳酸岩与碎屑岩互层，下为碎屑岩夹薄层碳酸岩。

煤矿床间接充水含水段是大冶组，岩性是碳酸岩类。

1、断层带水文地质特征
鉴定二巷掘进范围可能存在局部发育有小断层,断层破碎带会破坏地层的完整性、连续性，降低岩石的力学强度，塑性岩石中构造裂隙带含水性和导水性不强，刚性岩石中构造裂隙带有一定含水性和导水性，可能连通含煤地层上部的中含水层，人工采矿裂隙大量出现，改变了构造裂隙带附近应力场和地下水的天然流场，地表水、地下水更可能沿构造裂隙带进入矿井。

直接充水水源主要为长兴组岩溶裂隙水及龙潭组裂隙水，水文地质条件复杂程度中等。

2、构造
阿弓向斜南东翼中段大冲头井田。

地层为单斜构造，倾角7—12o，倾北西；区域构造主体呈北东——南西向展布。

本矿区为单斜构造，断裂、褶曲不发育。

M16煤层：位于龙潭组（P312）中下部，较稳定，厚度0.95～3.22m，平均厚2.20m，结构单一。

顶板：直接顶板为泥岩或粉砂质泥岩，强度较低，水稳性差。

间接顶板为粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、细砂岩。

泥质粉砂岩、粉砂质泥岩，强度较低，水稳性差；细砂岩为钙质胶结，裂隙较发育，抗压强度较大。

底板：直接底板为灰色粘土岩，强度较低。

间接底板为细砂岩或泥质粉砂岩。

细砂岩为钙质胶结，抗压强度较大；泥质粉砂岩强度较低，易风化破碎。

3、老窑充水情况
根据现场访问与调查，共发现民间开采遗留下多处个老硐，分布于矿
区南部的煤层露头线附近，主要为“独头”巷道，长度为50至120m左右，开采时间均为2000年以前。

由于老窑开采年限较长，采空区较乱，老窑积水较多，积水量约1000m3。

原河边煤矿采空区：根据现场访问与调查，原织金县河边煤矿为技改停建矿井，未进行井巷工程施工。

鉴定二巷距离地表较远，老窑对巷道掘进工程威胁不大，施工过程中严格执行探放水作业，防止无揭穿老窑。

三、施工方案设计
（一）施工设备及主要材料型号：打钻选用ZDY-1250型钻机钻探，注浆选用ZBQ-25/5型气动注浆泵；钻杆选用Φ50mm圆形钻杆，钻具分别为Φ94mm、Φ75mm复合片钻头，水泵两台满足排水需求。

（二）探放水设计
1、设计依据
《煤矿防治水规定》、《煤矿安全规程》、《××××煤矿开采方案设计（变更）说明书》及贵州省煤矿掘进“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的规定。

2、相关参数的确定
（1）探眼数量及布置方式
根据鉴定二巷工程地质及水文地质情况，探眼数量确定为5个，即工作面正中间1个，上下各1个，两帮各1个。

（2）超前距及帮距
探水眼的布置和超前距离，应根据水头高低、煤（岩）层厚度和硬度以及安全措施等在探放水设计中具体规定。

一般可按以下确定：
①超前距：
a=kp
0.5AL
3p
式中：
a---超前距，m；
A---安全系数，一般取2～5；取4；
L---巷道跨度（宽或高取其大者），m；取3.6；
P---水头压力，（kgf/cm2）；取40（kgf/cm2）；
Kp---煤的抗张强度，取10（kgf/cm2）。

a= 25.2 m，取30m。

②允许掘进距离
每次探放水钻孔完毕后，以最短的钻孔长度(在1#孔上的投影长度)减去超前保护距离之后剩余的距离即为允许掘进距离。

③帮距
最外侧探水孔所控制的范围与巷道帮的距离，其值应与超前距相同取为30m。

④孔间距
开孔间距为0.5m。

（3）施工位置：（详见钻孔布置图）。

（4）钻孔设计参数：
探放水参数表
钻孔方位（°）倾角(°) 孔深（m）一级套管开孔位置144 0 80 10m 巷道中线上，距底1.1m 222°30′0 86 10m 距巷道左帮1m，距地板1.1m 365°30′0 86 10m 距巷道右帮1m，距地板1.1m 444 +21 86 10m 巷道中线上，距地板1.6m
5 44 -21 8
6 10m 巷道中线上，距地板0.6m
钻孔共计5个，钻孔长度共计424m。

3、打钻施工流程：设备、物料运输→放线确定钻孔方位→稳钻机→开孔钻进→下套管→注浆固管→透孔试压→变径钻进→成孔。

4、由技术科测量人员给定钻孔方位。

施工过程中，要严格按照设计参数施工，严禁私自更改钻孔施工参数。

钻孔倾角误差控制在±0.5°以内，方位角误差控制在±1°以内。

5、钻孔采用Φ94mm取芯钻头开孔，钻进至10m后，下一级套管，并注浆加固、透孔试压合格后，使用并安装Φ75mm进行无芯钻进，直至终孔。

6、注浆固管采用单液浆，水泥、水的比例为1:1——1:2，透孔时，透孔深度超过套管实际长度0.5m，再进行耐压试验。

试压要符合以上要求，且保证孔壁、岩壁及钻孔周围不漏水、不渗水；否则，必须重新进行注浆。

透孔时，根据钻孔施工方位、倾角调整钻机，严禁目测后开始透孔。

7、下套管时，每个丝口要拧紧，孔口套管要使用管子钳夹紧，防止套管滑入孔内。

8、孔内变径钻进前，孔口必须安装4寸高压闸阀，及防喷孔装置，防止钻孔突然出水，水量过大，放水失控。

9、施工过程中，任何人员不得站立在正对孔口的位置，尤其是注浆固管时，注浆装置安装好后，还要使用钻机将其顶紧，防止孔口管突然鼓出。

同时，施工人员要经常检查打钻地点及其周围巷道的安全状况，敲帮审顶，发现离层的喷体要立即打落，杜绝片帮、冒顶事故发生。

10、钻进过程中，注意观察孔口返水返渣情况，一旦发现“见软”、“见空”、“见水”和变层，要立即停止钻进，记录孔深，及时收集钻孔原始资料，包括岩性、层位、层厚、出水位置、出水量、水压等数据。

三、安全措施
（一）设备、物料运送要求
1、施工所用钻机，在副井地面拆卸、装车后，经副斜井、1062运料
斜巷、绞车平台，运至各个钻场内。

2、钻机上拆下的螺丝等零件，由当班施工负责人携带，要保存好。

油管、等部件的接口，要包裹封堵严实，防止运输过程中进入杂物。

3、钻机拆卸、装车、组装过程中，由跟班人员在现场统一指挥，负责安全工作，以免发生伤人或损坏设备现象。

4、装车完毕，检查确认无误后，方可开始运输。

5、斜巷运输过程中，要坚持“开车不行人，行人不开车”的原则。

（二）施工前准备工作
1、稳钻机前，对钻场进行搬底，大致规格为（长×宽×深）2.2m×3m ×0.5m，足够容纳钻机施工即可。

搬底出渣，要煤矸分运，不得混装。

2、钻场搬底后，及时平整地面，地面要有一定倾斜度，孔口高，钻机后方低，钻机后方设置一个简易泵窝，便于集中排水。

3、稳钻时，钻机四角用木顶柱撑紧，柱头上加垫木垫，钻机前后打设牢固的戗柱，确保打钻过程中钻机稳固、不会偏移。

压柱的柱头要用防倒链拉紧挂牢，防止柱倒伤人或损坏设备。

4、稳钻时，要避让开巷道内的瓦斯抽采、供风、供水等管路。

施工过程中，不得敲打、碰撞或摩擦瓦斯抽采管路，注意对该管路的保护。

（三）供电、排水要求
1、钻机、水泵开关要上架。

开关、钻机电机、水泵要与该地点的局部接地极按标准连接牢固。

开关的保护整定值要符合相应设备要求，任何人不得擅自修改整定值。

2、在安装、检修电气设备时，要严格执行二级停送电制度。

电源取自有机电矿长统一安排。

对电源开关停送电，要严格执行检查瓦斯、停电、验电、放电、打短路接地线的程序。

落锁、放专人看守、挂牌的规定；停、
送电时，瓦斯浓度必须小于0.8%，做到“谁挂牌，谁取牌；谁停电，谁送电”。

3、电源接好后，检查确认接线正确，再送电，并开机试运转，检查设备是否完好、开关按钮和控制档是否灵活可靠。

发现问题，要立即断电停机，进行处理。

4、电缆吊挂要统一吊挂方式，禁止出现铁丝吊挂电缆或电缆拖地、淋水、被水泡等现象。

5、安装好的电气设备要经常检查，确保设备完好率达到100%，杜绝失爆。

6、调整钻机方位时，要首先断开钻机电源，严禁带电移动钻机。

7、打钻过程中，用雨布将钻机附近的所有开关遮盖好，防止打钻用水喷溅到开关上。

8、施工过程中的生产用水及钻孔水，由钻场处水窝排至11602运输斜巷落平处水窝，再由水窝排至××××内，直流至地面。

工作面必须配备两台满足排水能力的水泵。

（详见排水系统图）
9、打钻前首先把巷道内水沟淤泥及渣石清理干净，保证水流畅通。

10、开钻前，检查打钻地点周围的安全状况，如防水、防火、通风设施等，如有不安全因素，不得开钻。

四、施工步骤及要求
（一）开钻前的准备
1、开钻前，当班施工负责人必须认真检查钻场前后10m范围内巷道的支护情况，敲帮审顶，确认安全后方可开始开工。

2、开钻前，要检查钻机油箱内的油位，确保油量足够。

3、开钻前，各部分操作手把应处在空挡位置。

4、开钻前首先安装好视频监控，并能清晰看清施钻过程，
5、开钻前，首先由地测人员对施工钻孔进行防线。

6、准备就绪后，钻机先试正反转，并空转试运行3～5min，检查液压系统、油管接头是否漏油，开关启动、操作手把是否灵活可靠，确认无问题后，方可接上钻杆、钻头，准备开钻。

（二）安装钻具安全要求
1、安装钻杆前，首先检查钻杆，钻杆应不堵塞、不弯曲、丝口未磨损，钻杆磨损不超标，不合格的不得使用。

2、连接钻杆时要对准丝口，避免歪斜和漏水。

3、装卸钻头时，严防管子钳夹伤硬质合金片、夹扁钻头。

4、严禁人工用管子钳配合钻机倒转拆卸孔口钻杆。

（三）钻探施工安全要求
1、当班施工负责人必须携带便携式甲烷检测报警仪，打钻时，悬挂在施工钻孔孔口回风侧3m范围内，且距顶不超过300mm，距帮不少于200mm。

悬挂地点必须保证支护完好且不淋水，便携式甲烷检测报警仪的报警点为0.8%。

2、打钻采用水力排渣，施工人员要严格执行“先送水、后开机，先停机、后停水”的原则。

3、接、切钻杆时，必须在钻机停稳后进行，严禁在钻机运转过程中对其进行维护和维修，以防钻机绞人事故发生。

4、钻机运转过程中，严禁用手、脚或其他物体直接制动机器运转部分，严禁将工具或其他物品搭放在钻机回转器、钻杆、电机防护罩上。

5、钻机操作人员要集中注意力，手不离操作手把，动作要准确、及时、迅速。

6、经常检查油箱的油位，保持油量适宜，油质要清洁、无杂质。

7、钻进过程中，要时刻注意钻机各运转部位是否有异常响声。

发现异常情况，要立即停机检查，排除隐患，严禁设备带病作业。

8、若发现煤岩松动、片帮、来压、见水或钻孔内水量、水压突然增大或顶钻等透水征兆时，必须立即停止钻进，但不得拔出钻杆。

施工人员远离孔口，迅速向矿调度室和区队值班室汇报，并派专人监视水情。

发现情况危急，应当立即通知所有受水威胁区域的人员，撤到安全地点，然后采取措施，进行处理。

9、钻进过程中，注意孔口返渣情况，发现卡钻、钻进速度慢或打不进等异常情况时，要及时提起钻具，分析、查明原因，采取相应措施，不得盲目加压钻进。

（四）注浆施工安全要求
1、注浆前，首先检查注浆泵、铁箱的位置，确定吸浆管、出浆管长度足够，且管路畅通；各连接螺丝、接头要拧紧；高压胶管要使用U型卡连接牢固，严禁使用铁丝代替U型卡。

2、采用人工制作水泥浆液，施工人员必须佩戴防护眼镜、口罩和耐酸手套等劳保用品，防止水泥浆液溅入眼中或吸入体内，避免浆液直接接触皮肤而腐蚀皮肤。

制作浆液时，必须使用合格的水泥，严禁使用失效水泥。

浆液要搅拌均匀，不得有硬化的水泥块。

3、注浆期间，注浆泵操作人员与巡视人员要配合好，时刻注意设备运转及注浆压力变化等情况，发现异常（如压力突然增大、注浆管跳动剧烈或出现巷道底鼓，大量跑浆、漏浆等）要立即停泵、关闭注浆阀门，停止注浆，并查明原因，排除隐患，确保注浆工作的顺利进行。

4、注浆时，孔口要安装注浆压力表，并保证压力表完好。

一旦发现压
力表损坏或者堵塞，应立即停泵更换，确保注浆压力表读数准确。

5、施工期间保护好注浆泵，经常检查机器油位及润滑部位，油量不足时及时添加润滑油。

同时，注意设备的运行情况和响声，发现异常，及时处理，禁止带病作业。

6、注浆期间，经常对周围巷道进行检查，发现有底鼓、片帮等情况时，立即停止注浆。

7、注浆结束后，将吸浆管放入清水桶中，注浆泵换为快速档，冲洗注浆系统，冲洗时间不少于30min，确保缸体及管路内没有浆液沉积。

（五）打钻防着火要求
打钻地点附近5m范围内必须存放有2台合格的MFZ/ABC-8型手提式干粉灭火器、配备沙箱，沙箱容量不得少于0.2m3；
（六）钻孔验收要求
1、探放水钻孔由通防科、带班矿长负责验收，由通防副总对钻孔进行核查并在相关记录上签字确认。

2、退钻时，请驻矿安监员现场监督。

3、探放水钻孔施工地点必须悬挂施工牌板。

牌板内容包括地点、编号、孔号、钻孔类别、孔径、方位、倾角、孔深。

4、每个钻孔施工结束后，在抽取钻杆时，必须由验收人员到施工现场进行验收，验收属实后并在验收记录表上签字，缺少一人签字，该孔不合格。

5、退杆过程中必须通知调度室，记录退杆时间，以及钻孔验收情况，验收人等，调度室使用专用钻孔施工记录本记录钻孔施工情况。

6、验收记录表一式三份，一份由现场施工负责人交施工单位，一份由现场安检员交安监部，一份探放水队伍自留。

7、每次探放水完毕后，及时对钻孔上图分析，确定本次探放水情况及允许掘进距离。

必须以书面形式通知施工队组允许向前掘进的安全距离，施工队组必须按通知书要求严格控制掘进距离，严禁超距离掘进。

必须悬挂探水点起始标志牌并做好标志。

8、每班结束后，施工单位必须将当日进尺填写到探放水记录牌板上。

9、施工单位掘进至探水允许掘进距离后，安监部严格检查监督探水允许掘进距离，掘至允许掘进距离，由安全科下达停工通知。

10、安全科接到施工单位探放水申请单后，立即通知探水队伍到该掘进工作面进行探放水工作。

探水孔验收结束后书面报生产技术部，签发掘进通知通知施工队掘进。

11、各施工单位、探放水队、安监部要妥善保存施工记录，在月底统计时以便核查。

12、未按设计施工、施工不到位的钻孔废弃，重新补打。

13、验收小组将组织不定期抽查。

如发现弄虚作假，将追究施工单位、验收单位、施工人员、验收人员责任。

14、探放水施工结束后验收合格，必须标注探放水基点，并将探放水钻孔编号、倾角、方位角、深度等参数及施钻过程中见煤岩情况、允许掘进距离、涌水情况、探放水基点距巷道开口处的距离等客观、真实、详细地填写在探放水管理牌板上，并对基点上锁固定。

（七）视频监控管理要求
（1）钻孔施工前首先钻孔施工地点安装视频监控探头，并能清晰看清施工过程。

（2）视频监控系统正常运行。

（3）钻孔施工过程视频监控记录必须存档3个月。

五、避灾路线
所有施工人员必须熟悉井下避灾路线，若施工地点发生水灾、火灾、瓦斯等灾害事故时，施工人员按以下路线撤离：
避水灾、火灾、瓦斯路线：钻场→鉴定二巷→××××→地面。

（详见避灾路线图）。

六、其它安全措施
1、施工前，所有施工人员必须认真学习本措施，并建立学习签名台帐。

2、所有施工人员入井前必须更换入井服装，戴好安全帽，随身携带自救器和矿灯。

入井严禁携带烟草和点火物品，严禁穿化纤衣服，入井前严禁喝酒。

3、做到持证上岗。

打钻过程中，要穿戴整齐，衣袖口扎紧，严禁戴手套作业，防止钻机绞人事故发生。

4、做到文明施工。

施工地点要保持干净整洁，工具、材料码放整齐，并挂牌管理。

5、严格执行现场交接班制度。

交清、接清现场安全状况、生产情况、设备运行情况，以及工具、材料等物品的数量。

6、施工期间，非施工人员严禁进入钻场。

7、钻场或其附近必须安设一部专用电话。

七、组织措施
1、施工前，由跟班安全员对钻场沿途及钻场的安全设施等进行检查，发现问题及时处理，问题未解决以前不准进行施工，要彻底清理影响退路畅通的各类杂物。

2、施工时，跟班安全员负责施工的工程质量和施工安全。

跟班矿长要坚持与当班职工同上同下，落实现场安全状况，监督现场施工质量，发现
问题，及时处理，确保安全生产。

3、施工前，由技术员负责组织、贯彻学习本措施，施工人员要认真学习，并严格按措施施工。

4、地面值班人员要坚持24小时值班制度，合理安排每班生产任务，严禁无故脱岗、班中饮酒或酒后上岗。

班前会上，值班人员要讲清当班施工安全注意事项。

5、施工结束后，及时清理、回收施工所用物料。

八、应急预案
1、瓦斯事故应急预案：当钻场内发现瓦斯超限时，现场施工人员在班组长或有经验的老工人的带领下，佩戴好自救器，迅速撤出钻场，并就近向调度室作电话汇报。

2、火灾事故应急预案：若钻场内发生火灾，班组长应按照矿井灾害应急救援预案的规定，迅速向矿调度室汇报，并组织现场人员采取一切可能采取的措施进行灭火，灭火时人员要站在火源的上风侧风流中。

若火势较大，难以控制、扑灭，现场施工人员立即佩戴好自救器，迅速撤出钻场，并通知受火灾威胁影响区域的所有人员，沿避火灾路线升井。

3、水灾应急预案：钻场内发生水灾事故后，现场人员迅速按避灾路线撤退，然后向调度室汇报。

撤退过程中，应避开水头、沿巷道一侧行走，避免出现无序、慌乱的情况。

在不危及生命安全的情况下，由班组长指挥加固出水地点及其周围的支护，防止事故扩大；如果情况危急，应立即组织所有人员按避水灾路线撤退到安全地点。

××××煤矿 2017年4月16日。