井巷钻探设计

夫康煤矿开拓下山钻探（水、瓦斯）设计

一、11运输、轨道、回风下山施工概述

夫康煤矿11运输、轨道、回风下山分别是主、副、回风平硐的延伸工程，三条下山布置在岩层中，属岩巷掘进，间距均为30m,方位180º，倾角-20º，同一层位平行施工。掘进过程中虽都是岩石巷道，但根据地层综合柱状图判断，较薄煤层、局部不连续煤层及小型断层等地质构造可能会出现，为了防止水害及瓦斯事故的发生必须始终坚持“有掘必探、先探后掘”的前探规定。

附：平硐开拓布置图

二、水文地质情况

矿区位于长江水系乌江支流上游三岔河流域区，区内地势总体西南高东北低，地下水及地表水均自南向北径流，汇集于井田北部的苦李河，最终汇入三岔河。矿区内无大的地表水体，井田以外北东约3km有苦李河，对矿井开采无影响。

矿井含水层的充水主要来源于含煤地层本身的裂隙水，直接充水含水层（含煤地层）和构造破碎带富水性弱，第四系松散覆盖物不连续且薄。井田地下水以大气降水为主，对矿坑充水影响不大。

本矿井属以大气降水为主要补给来源的裂隙充水矿床，水文地质条件简单。

三、瓦斯地质情况

根据贵州省六枝工矿（集团）恒达勘察设计有限公司《纳雍县夫康煤矿勘探报告》，本矿井为高瓦斯矿井。

由于矿井尚没有进行瓦斯等级鉴定，瓦斯涌出量不详，根据钻孔瓦斯资料，贵州省煤矿设计研究院采用分源预测法进行计算，预测矿井绝对瓦斯涌出量为：17.200（m3/min）；

：1.325（m³矿井相对瓦斯涌出量为:27.245(m3/t)；煤巷掘进时最大绝对瓦斯涌出量为q

掘

/min）。石门揭煤、穿过老空、过地质构造带和岩石破碎带时瓦斯涌出量有增大的可能。

由于本矿未作煤与瓦斯突出鉴定，根据黔安监管办字[2007]345号文件《关于加强煤矿建设项目煤与瓦斯突出防治工作的意见》，本井田位于煤与瓦斯突出矿区所在县（市区、特区）范围内，本矿井在未进行煤与瓦斯突出危险性鉴定前，按煤与瓦斯突出矿井进行设计及管理。施工期间必须严格执行防治煤与瓦斯突出的各项措施。

地质报告未提供冲击地压的相关资料，本区从未有发生冲击地压的情况。

四、钻探原则及目的

三条下山掘进过程中虽都是岩石巷道，但根据地层综合柱状图判断，较薄煤层、局部不连续煤层及小型断层等地质构造可能会出现，为了防止水害及瓦斯事故的发生必须始终坚持“有掘必探、先探后掘”的前探原则。

通过有效的前探工作，达到以下目的：

1.探明老空积水、断层裂隙水等水源积水线的确切位置及涌水量，便于及时合理地制定防治水方案，避免水灾事故的发生；

2.探明井巷前方煤层、老空、地质构造带等的确切位置及瓦斯涌出量，便于及时有效地实施煤与瓦斯突出防治措施，避免突出事故的发生；

3.探明井巷前方煤层、老空、地质构造带等情况，也便于及时有效地制定并落实各项特殊的安全技术措施。

五、钻探超前掘进安全岩柱的留设 1. 探防水害超前岩柱的留设

参照下述煤柱宽度计算公式留设防治水措施超前岩柱：

L=P K P KM /35.0

式中：L ——顺层防水煤柱宽度（m ）；

M ——煤层厚度或采高（m ） 取最大采高M=1.89m ； K P ——煤层的抗张强度K P 取10 MPa ； P ——水头压力，P=50 MPa ；

K ——安全系数，一般取2～5，本次设计取5。 则：L=0.5×5×1.89×10/503 =18.29m

根据上述计算，并结合实际情况，积水区或导水断层留设20m 防水岩柱。 2. 探防突出超前岩柱的留设

按防治水超前岩柱留设标准执行，为20m 超前岩柱。

即：进行超前钻探工作时，前探钻孔要始终保持超前掘进工作面≮20m 。

六、前探钻孔布置设计 1、前探钻孔布置方式

前探钻孔一般布置5个，钻探工作面的中间、顶底板和两帮各一个（加密钻孔的的布置根据情况另行规定）。中孔平行与掘进巷道顶、帮，顶底板和两帮的钻孔按照规定的帮距与中孔按一定的夹角呈扇形布置。附：前探钻孔布置三视图

`

2、超前距、允许掘进距离、帮距和密度

设计优先采取探90m掘70m，留20m超前距离的方式边探边掘，钻探时首先施工中眼，然后根据中眼施工的长度再计算周边眼的长度和与中眼的夹角。

附：探水孔超前距、帮距、允许掘进距离及钻孔布置示意图

①超前距：本设计是在岩层中掘进，超前距离为20m。

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(水平投影长度)减去超前保护距离之后剩余的距离（一般以中眼的长度减去20m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。

④钻孔密度：

（发现透水迹象或有透水预兆加密钻孔时的深孔、中孔和浅孔相结合布置图）：

深孔、中心孔、浅孔相结合探放水示意

1-深孔，2-中孔，3-浅孔;

A1、A2--第一、二次超前距；

B1--帮距；

C1、C2--第一二次孔间距；

D1、D2--第一二次充许掘进距离

钻孔密度是指到允许掘进距离的终点处的探水钻孔之间的距离，一般为帮距。

如发现透水迹象或有透水预兆时，必须采用加密钻孔的方法进行探放水，钻孔密度一般不得超过3m。探水钻孔采取深孔、中孔和浅孔相结合布置，其布置方式、数量和夹角大小如上图（一般分大夹角与小夹角两种，大夹角钻孔夹角为7～15°，小夹角为1～3°）。

3、三条下山联合钻探时的钻孔布置：

由于11运输、轨道、回风三条下山间距均为30m,方位180º，倾角-20º，同一方位、同一层位平行施工。因此，为减少钻探工程量，在满足钻探要求的前提下，三条下山可以采取联合钻探的方式进行。联合钻探时的钻孔布置方式见下图：

七、钻探设备选择

1）钻探设备选择依据

所配备的钻探设备必须能同时用于井下探水、放水，探瓦斯、抽排放瓦斯，必须有防爆及获得煤安标志。其选择的主要依据是钻孔直径及钻探长度，所需钻机还应能适应围岩力学性质等。