煤矿探放水管理

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井下探放水管理规定
第一章总则
一、为加强公司矿井探放水管理工作，防止和减少水害事故发生，遏制重特大水害事故，保障职工生命和企业财产安全，根据山西省人民政府办公厅《关于印发山西省煤矿老空水害防治工作规定的通知》(晋煤办发[2017]36号文)、《煤矿安全规程》、《煤矿防治水规定》等，结合公司各矿井具体情况，特制定井下探放水管理规定，望各单位在工作中遵照执行。

二、各煤矿水害防治必须坚持“预测预报、探掘分离、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则，采取防、堵、疏、排、截的综合治理措施。

井下探放水工作应执行“物探先行、化探跟进、钻探验证”综合探测手段。

第二章探放水管理要求
三、矿长是防治水第一责任人，总工程师是防治水技术负责人。

四、各矿必须建立水害防治中心，配齐专业技术人员、配齐专用探放水设备、建立专门的探放水作业队伍，所有探放水作业人员要经培训合格后持证上岗。

防治水专业技术人员配备，水文地质类型简单和中等的矿井不少于1名，水文地质类型复杂和极复杂的矿井不少于3名。

防治水副总工程师、防治水机构负责人必须有3年以上煤矿防治水工作经历。

防治水专业技术人员必须具有地质、采矿、安全等相关专业全日制院校中专及以上学历，并应每3年至少接受1次技术培训。

矿井专用探放水钻机要配备3台以上，且至少有1台钻井能力在200米以上。

物探设备要配备有坑透和瞬变两种及以上物探设备（公司整体配置亦可)或与有物探资质乙级以上的单位签订技术服务协议开展物探工作。

现场探放水作业人员单班特种作业持证人员不得少于3名。

严禁用煤、岩电钻进行探放水作业。

五、采掘工作面遇到有下列情况之一的，必须加强探放水作业。

1.接近水淹或可能积水的井巷、老空或相邻煤矿。

2.接近含水层、导水断层、暗河、溶洞和导水陷落柱。

3.打开防隔水煤（岩）柱进行放水前。

4.接近可能与河流、湖泊、水库、蓄水池、水井等相通的断层破碎带。

5.接近有出水可能的钻孔。

6.接近水文地质条件复杂的区域。

7.采掘破坏影响范围内有承压含水层或含水构造、煤层与含水层间的防隔水煤(岩)柱厚度不清楚可能发生突水。

8、接近有积水的灌浆区。

9、接近其他可能突水的区域。

六、各矿必须建立健全《煤矿防治水规定》必备的5种图纸和15种台账。

图纸资料完整可靠、内容全面、填绘及时、图纸比例、图例符合要求。

各种原始记录、台账、卡片等齐全、准确。

做好矿井水情水害的分析和预报，及时提供各种水文地质资料和水情水害分析预报，满足矿井生产安全需要。

七、各矿必须及时收集齐全相关水文资料，进行综合分析，在采掘平面图上、矿井充水性图上标明积水范围、积水量、探水线及警戒线，标明排水设施及排水路线以及水灾避灾路线等，做为矿井防治水工作的依据。

“三线”确定：
图1积水线、探水线和警戒线示意图
1—积水线（采空边界）；2—探水线；3—警戒线
1.积水线：即老空区、小窑采空区的积水范围。

是根据地质调查、物探、钻探等探查结果圈定的老空积水边界线。

2.探水线：根据积水区的位置、范围、地质及水文地质条件及其资料可靠程度、采空区和巷道受矿山压力破坏情况等因素确定。

具体有如下规定：
（1）探水线应根据积水区的位置、范围、水文地质条件及其资料的可靠程度，以及采空区、巷道受矿山压力的破坏情况等因素确定。

（2）对本矿开采所造成的老空、老巷、水窝等积水区，其边界位置准确，水压不超过1MPa，探水线至积水线的最小距离为:在煤层中不得少于30m，在岩层中不得少于20m。

（3）对本矿井的积水区，虽有图纸资料，但不能确定积水边界时，探水线至推断的积水线的最小距离不得少于60m。

（4）对有图纸资料可查的老窑，探水线至老窑边界的最小距离不得少于60m。

对没有图纸资料可查的老窑，可根据本矿井已了解到的小窑开采最低水平，作为预测的可疑区，必要时可先进行物探控制可疑区，再由可疑区向外推100m作为探水线。

3.警戒线：图纸资料可靠的由探水线外推不少于30m作为警戒线，有一定图纸资料参考的外推不少于50m作为警戒线，资料依靠调查分析判断的外推不少于80m作为警戒线。

八、各矿必须建立健全水害防治岗位责任制、水害防治技术管理制度、水害预测预报制度、水害隐患排查治理制度、探放水制度、探掘分离制度、探放水作业优先制度、井下探放水工程验收考核制度、雨季巡查制度、重大水患停产撤人制度以及应急救援制度等。

把探放水工作纳入整体生产组织中，在安排生产计划的同时首先安排探放水计划，使探放水工作达到优先介入，探放水队进入的工作面钻探时，其它施工队应让路，由探放水队优先作业。

矿井生产调度指挥中心在对生产经营进行调度的同时，要对井下探放水工程情况进行调度。

九、各矿必须在本年年底编制明年年度矿井防治水工作计划，计划的内容包括：年度采掘生产计划；水情、水害情况分析；水害隐患治理措施；防治水工程设计；防治水工程实施计划
；设备购置和资金计划；探放水安全技术措施存在的问题和建议等。

在年底以红头文件上报公司，公司批复后严格执行。

十、在受水害威胁区域掘进时，按照“有掘必探”的原则，应当先采用瞬变电磁、直流电法、瑞利波技术等物探技术进行超前探测，并采用钻探进行验证。

掘进前方的老空区及其富水性探测不清的，严禁掘进施工。

受水害威胁的采煤工作面回采前，按照“先治后采”的原则，在工作面回采巷道形成后，应进一步核查工作面内、工作面上下方及周边的采空区分布及积水情况。

对每一个探测异常点进行分析研究和钻探验证。

不能用物探方法替代钻探进行探水。

待工作面附近采空区水害等隐患完全排除后方可进行回采。

十一、警戒线以外区域探放水作业，应当先进行物探超前探测，并进行钻探验证，经验收确认安全后方可作业。

开拓、掘进工作面进行钻探验证时，掘进中心水平上不得少于3个孔、在垂向上每1．5米至少布置一个探放水孔。

最小水平钻距不得小于30 m，止水套管长度不得小于10m。

从警戒线到探水线的钻孔布置，应逐步加密，长短结合。

十二、探水线内探放水钻孔布置应当遵循《煤矿防治水规定》有关要求（见后附图）。

探水线内探水钻孔布置时，探放老空水前应当建立完善的防排水系统，排水设备应当与预计
探放水量相适应，并有备用水泵。

探放水时，应当撤出受水害威胁区域内的其他作业人员。

有突水征兆时，立即撤出井下受水害威胁区域内的所有人员。

钻孔应当钻入老空水体，并监视放水全过程，核对放水量和水压等，并做好记录工作，直到老空水放完为止。

为预防探放老空水过程中有害气体涌出，应由专职瓦斯检查员随时检查放水区域内瓦斯、氧气、硫化氢、一氧化碳、二氧化碳等气体成分，出现异常时，及时采取措施进行处理。

疏放老空水应采用高、中、低结合的方法布置放水钻孔，至少有1个施工至当前采掘工程最低标高附近老空区内的钻孔，作为放水孔和观测孔，并保持放水畅通。

十三、必须严格执行探放水通知单制度，探放水通知单应由防治水技术人员填写，内容主要包括探水要求、停止采掘作业位置、水害情况的简要说明及相关图件。

探放水通知单发至探放水单位、采掘施工单位、安检、调度等部门。

单孔钻探作业结束后，应由当班钻探负责人、当班安全员、当班区队带班负责人共同组织钻孔单孔验收并履行签字程序。

单项探放水工程结束后，必须由防治水专业人员、安检、调度、施工单位等部门人员共同验收，由施工单位提交探放水总结报告，并存档备查。

十四、整个探放水工程结束后，应校核放水量和预计积水量的误差，查明原因；采用物探、钻探或者激光三维扫描等方法进行放水效果验证，并编制探放水竣工报告。

探放工作结束后，应下达允许或者停止掘进通知单。

允许掘进通知单内容主要包括：探测结果、允许掘进安全距离和下次停止采掘作业探放水位置等，发至采掘施工单位、安检、调度等部门。

允许或者停止掘进通知单应由矿井总工程师（技术负责人）签发。

掘进队组根据允许掘进通知单，在掘进工作面的钻探位置处设置现场管理牌板，牌板内容包括当班进尺、累计掘进距离和剩余安全掘进距离等。

巷道掘进必须在探水钻孔有效控制范围内进行，每班及时填写实际掘进及允许掘进实际数据。

十五、有下列情形的，探放水除满足《煤矿防治水规定》外，还应符合下列要求：
1.开采近距离煤层群的，下伏煤层回采前要对导水裂隙带波及范围内的上覆煤层老空区水进行探放。

2.采掘范围内存在小窑开采层位、开采范围不清的，开采前要对下伏煤层进行探查，防止下部采空区积水引发底板突水事故。

第三章探放水工程设计
十六、探放水要坚持“安全、经济、合理”的原则，按照“主动探放、先隔离后探放、先堵后探放、先降压后探放”的要求，根据老空积水量、老空水补给量、水质、矿井现有排水能力和放水后解放的煤炭资源量等因素综合分析，编制设计方案。

十七、各矿在掘进、回采前必须编制钻探探放水设计，探放水设计由矿水害防治中心组织编制，经矿总工程师组织有关部门人员共同审查批准后实施。

探放水结束后，必须有探放水工作总结，探放水设计必须符合《煤矿防治水规定》要求。

探放水设计编制内容包括：
1.探放水的目的。

2.
探放水区老空积水情况。

包括老空积水范围、积水量、水头高度（水压）、补给量，老空与上、下采空区、相邻积水区、地表河流、建筑物及断层构造的关系，积水区与含煤地层及上下含水层的水力联系等，确定探水线。

3.探放水区地质、水文地质条件。

4.探放水区巷道的布置、施工次序、规格和支护形式等。

5.探放水钻孔组数、个数、孔径、方位、倾角、深度，套管长度、壁厚，施工技术要求及采用的超前距与帮距。

6.探放水施工设备、钻具等。

7.探放水施工安全技术措施。

包括钻机运输安装、钻探操作的安全措施、受老空水等威胁地区信号联系和避灾路线的确定、施工现场的通风措施和瓦斯检查措施、钻孔放水措施、通讯方法和工具、机电管理及避灾路线等。

8.防排水设施，如水闸门、水闸墙及水仓、水泵、管路和水沟等，排水系统能力、排水设备的维护、泄水线路的清理制度等。

9.施工工程图纸：
（1）老空水体位置、老空积水区与现采掘工作面的关系图（2）探放水钻孔布置的平面图、剖面图及钻孔施工位置图（3）避灾路线图等。

10.其他应在探放水设计中明确的内容。

如探放水施工与采掘工作的关系、探水结束允许掘进的标准等。

十八、探放水设计前，要先进行物探超前探测，物探要有设计，并经总工程师组织会审批准后方可施工，综合物探成果由总
工程师组织会审。

一些不具备条件的矿井，可聘请有资质的专业物探单位进行物探工作。

矿物探组要根据矿掘进、回采及探放水工作计划，超前安排物探查疑、钻探验证工作。

制定物探月度工作计划，报地测副总、总工程师批复，并下达相关单位执行。

物探工作计划要包括工期、地点、人员、工程量、需要配合的单位、工作内容等，经总工审核批复，并严格执行计划。

探测环境必须达到物探施工要求，现场施工期间要具备专业经验的技术人员跟班。

对地面、井下综合物探圈定的异常区要进行钻探验证。

提供采掘地质说明书之前，必须进行两种以上物探,工作面地质说明书必须使用物探成果并附物探成果资料。

第四章 探放水工程技术参数确定
十九、积水区积水量估算
a sin KM h
W α
= 或 cos KMF W α=
式中：W —老空积水量，m 3；
M —采厚，m ； a —老空走向长度，m ； h —老空垂高，m ；
F —老空区水平面积，m 2； α—煤层倾角，（°）；
K —老空的充水系数，一般老空区取0.3-0.5，煤巷取0.5-0.8，岩巷取0.8-1.0。

二十、探水线内钻孔布置
1.超前距、允许掘进距离、帮距和密度的确定（图2）。

安全外围线
图2 探水钻孔的超前距、帮距和允许掘进距离示意图
探放老空水超前距、帮距需满足前述规定，另外也可按以下公式计算确定。

（1）超前距
按下式计算：
a =0.5
式中：a m ；
A —安全系数，一般取2～5；
L —巷道的跨度（宽或高取其大者），m ； P —水头压力，MPa ；
K p —煤的抗张强度，MPa ，可由试验测定。

一般采用0.2～1.4MPa ，在无实测资料时可供参考。

（2）允许掘进距离
指经探水后，证实无水害威胁，可以安全掘进的长度。

（3）帮距
指扇形布置的最外侧探水孔所控制的范围与巷道帮的距离，其值一般应与超前距相同，有时可略比超前距小1-2m 。

（4）钻孔密度（孔间距）
指到允许掘进距离的终点处的探水钻孔之间的间距。

间距的大小视具体情况而定，一般不得超过3m。

2.探水钻孔布置方式。

（1）针对三线管理规定中“警戒线、探水线、积水线”不同范围内的钻孔设计原则，因水患威胁不同，结合现场的可操作性和实际经济效果等综合因素考虑，应分三种情况进行分别设计。

探水钻孔的布置方式、数量和夹角大小可参见表1。

①在警戒线圈定以外区域，按照掘进钻探“有掘必探”工作要求，实行基本钻探方式。

薄煤层：设计钻孔成扇形布置，按照超前距离控制至少
30m，帮距控制至少20m的要求，探放水钻孔布置按照至少3个进行设计。

厚煤层：设计钻孔成扇形布置，按照超前距离控制至少
30m，帮距控制至少20m的要求，探放水钻孔布置按照至少4个进行设计。

即在薄煤层钻孔设计基础上，在垂直方向上增加1个钻孔。

②在警戒线以内、探水线以外的过渡区域，应按照资料掌握的可靠程度，结合地面、井下物探成果，针对性的进行钻孔方案设计，原则上要比情况1方案设计钻孔数多、比情况3方案设计钻孔数少，应按照山西省掘进钻探“有掘必探”工作要求，实行有针对性的钻探方式。

参考方案（以钻孔设计60m为例）。

薄煤层：煤层赋存方向应至少应布置5个探放水钻孔（见图1）。

图1
厚煤层：应至少布置8个探放水钻孔，煤层赋存方向布置5个孔，垂直方向的前进方向布置3个孔。

巷道沿煤层顶板正常掘进时，3个垂直方向钻孔应探至煤层底板（见图2）。

巷道沿煤层底板正常掘进时，3个垂直方向钻孔应探至煤层顶板（见图3）。

图 2
图 3
③在探水线以内区域，按照探放积水管理工作要求进行钻孔设计，一般在终孔位置处横向钻孔间距不得超过3m，纵向孔间距不得超过1.5m。

表1 探水钻孔布置方式
- 14 -
- 15 -
（2）在水压高、水量大或煤层松软、节理裂隙发育的情况下，煤层中打钻不安全，应采用隔离式探水。

隔离式探水有三种类型，其使用条件及钻孔布置，参考表2。

注：在开采煤层群而导致多煤层重叠积水时，也可以从地面向预测积水区下边界打探水孔，将积水串联，同时放出。

（3）探放水应采用深孔、中深孔和浅孔相结合的方式（见图3）。

每次探放水应打三个深孔（中眼和两个外斜眼），只要不脱离煤层应尽量打深。

由于外斜眼深度大，控制的帮距也大，可保继续探水掘进时安全。

中深孔布置在三个深孔之间或外斜眼外侧，孔深要满足超前距、帮距和孔间距的要求。

薄煤层探水时，钻孔先穿过煤层至顶底板，然后布置浅孔沿煤层钻进，钻孔深度根据需要确定。

厚煤层或急倾斜煤层的探放水钻孔，不仅平面上布置成扇形，剖面上也应布置成扇形，以防漏掉老空巷道。

图3 深孔、中深孔和浅孔相结合探放水示意图
1-深孔；2-中深孔；3-浅孔
A 1、A 2-第一、第二次超前距；
B 1-帮距；
C 1、C 2-第一、第二次孔间距；
D 1、D 2-第一、第二次允许掘进距
离。

二十一、探水钻孔孔口安全装置
放水钻孔都必须使用孔口安全装置，其施工和安装程序如下：
1.选择煤、岩层坚硬完整的地段开孔，孔径应比孔口管直径大1～2级，钻至预定深度（视水压高低和煤岩层强度而定）后，将孔内冲洗干净。

2.向孔内注入水泥浆，将预先准备好的孔口管（末端应塞以木塞）放入孔内，待水泥浆凝结后，即可在孔口管内钻进。

另一种方法是将孔口管插入孔内后，在孔口用水玻璃和水泥桨将孔口管固定并封死，在管的上方另留一个小管，而后从孔口管内向四周压入水泥浆，开始从小管跑出空气和水，待跑出浓水泥浆时即将小管封死，继续向孔口管内压入水泥浆，至一定压力后停止注浆，关闭孔口管闸阀，待水泥浆凝固（如图4）。

图4 探放水孔孔口管安装示意图
3.水泥浆固结不小于48小时后扫孔，待深度达到原孔深后，向孔内压水，试验压力大于孔口管末端承受静水压力的1.5～2倍，孔口管牢固不动，周围没有渗漏水现象，说明合乎要求，否则重新注浆加固。

4.为了安全目的，还应在孔口管上安装水压表、闸阀等。

完整的探放水孔孔口管安全装置（如图5）。

图5 MPa时用）
1-孔口管；2-肋骨片（间距120°绕套管焊接）；3-孔口止水麻线（内扎风钻用水针）；4-水针；5-法兰盘；6-
三通；7-压力表三通；8-泄水闸；9-锚杆。

5.对水压高于1.0MPa、且水量较大的积水或强含水层进行探放水时，孔口应安装防喷逆止阀，以免高压水顶出钻杆，喷出碎石伤人（如图6）。

图6 防喷逆止阀安装示意图
1-孔口管加压螺栓；2-孔口立柱；3-固定管卡；4-钻头；5-岩芯管；6-φ42mm钻杆；7-防喷立柱；8-挡水板；
9-逆止阀固定盘；10-弹簧架；11-弹簧；12-轮轴；13-偏心轮；14-制动手把；15-制动卡瓦。

安装防喷逆止阀时应注意：①防喷立柱必须切实打牢，它与防喷挡水板用螺钉固定，挡水板上留有钻杆通过的圆孔；②逆止阀固定盘与挡板用固定螺钉连接；③在打倾斜孔时，逆止阀固定盘与挡板之间有不同的夹角，可用木楔夹紧，打水平孔时二者重叠（夹角为零）固定，打垂直孔时可直接与孔口水门法兰盘连接；④孔内遇高压水强烈外喷并顶钻时，用逆止阀制动手把控制钻杆徐徐退出拆卸。

当岩芯管离开孔口闸阀后，立即关闭孔口闸阀，让高压水沿三通泄水阀喷向安全地点；⑤
当积水为PH 值<5的酸性水放水时间又较长时，孔口安全装置应涂敷防腐漆或沥青，以防腐蚀，必要时用铜或不锈钢材料制造孔口安全装置。

二十二、放水钻孔孔径及孔数的确定。

（1）钻孔孔径
放水钻孔终孔孔径应根据煤层的坚硬程度，放水孔深度等因素确定。

如煤层坚硬系数较大，钻孔较深，可选用稍大一点的孔径；反之，则选较小孔径。

在生产实践中常采用的孔径为
54mm ， 60mm ，75mm ，一般不超过75mm ，以免因流速过高，冲垮煤柱。

（2）钻孔孔数的确定
①.单孔出水量估算：
q=3600C ·ω
式中：q —单孔出水量，m 3/h ；
C —流量系数，其值与孔壁的粗糙度、孔径大小、钻孔深度等因素有关，可由试验得出，无资料时可用0.6～0.7； ω—钻孔断面积，m 2；
g —重力加速度，9.81m/s 2；
h —钻孔出口处水头高度，m ，随着积水的放出，其水头高度将逐渐降低，为简便计算钻孔的平均放水量，可用钻孔出口处最大水头高度的40%-50%
②. 平均放水量计算
cp W Q Q t ＝
补 式中：cp Q —平均放水量，m 3/h ；
Ｗ —静储量或老空总积水量，m 3；
t —计划放水期限，h ；
Ｑ补 —补给量，m 3/h 。

③. 钻孔孔数计算：
cp
Q N K q =+
式中：N —放水钻孔孔数；
K —备用孔个数，一般取1～2个。

二十三、探水线外探放水钻孔布置参照探水线内探放水钻孔布置适当减少，但掘进中心水平上不得少于3个孔、在垂向上每
1.5米至少布置一个探放水孔。

第五章 探放水工程施工及安全措施
二十四、探放水前的检查工作。

1.检查排水系统。

准备或清理好水沟、水仓，检查排水管路、排水泵及电动机，确保排水系统正常运转，达到设计的最大排水能力。

2.检查瓦斯。

矿井必须按管理制度定时进行瓦斯检查，瓦斯浓度超过安全规定时应停止工作，及时加强通风。

3.检查支护情况。

矿井井下探放水施工巷道现场发现有松动或破损的支护要及时修整或更换，并仔细检查帮顶是否背好。

4.检查煤壁。

矿井井下探放水施工现场的煤壁有松软或膨胀等现象时，要及时处理，闭紧填实，必要时可打上木垛，防止水流冲垮煤壁，造成事故。

5.检查避灾路线。

矿井井下探放水施工过程中，设计的避灾路线内不许有煤炭、木料、煤车等阻塞，要时刻保证畅通无阻。

二十五、探放水前的准备工作。

安装钻机探水前，必须遵守以下规定：
1.加强钻孔附近的巷道支护，并在工作面迎头打好坚固的立柱和拦板。

在探水地点应备用一定数量的坑木、麻袋、木塞、木板、黄泥、棉线、锯和斧等，以便探放水过程中意外出水或钻孔水压突然增大时及时处理。

2.清理巷道，挖好排水沟。

探水钻孔位于巷道低洼处时，配备与探放水量相适应的排水设备。

3.在打钻地点或其附近安设专用电话。

4.依据设计，确定探水孔位置时，由测量人员进行标定。

负责探放水工作的人员亲临现场，共同确定钻孔的方位、倾角、深度和钻孔数量。

5.在预计水压大于0.1MPa的地点探水时，必须预先固结套管。

套管口安装闸阀，套管深度在探放水设计中规定。

预先开掘安全躲避硐，制定包括撤人的避灾路线等安全措施，并使每个作业人员了解和掌握。

6.钻孔内水压大于1.5MPa时，采用反压和有防喷装置的方法钻进，并制定防止孔口管和煤（岩）壁突然鼓出的措施。

二十六、探放水施工。

1.在探放水钻进时，发现煤岩松软、片帮、来压或者钻眼中水压、水量突然增大和顶钻等透水征兆时，应当立即停止钻进，但不得拔出钻杆，应当立即向矿井调度室汇报，派人监测水情。

发现情况危急，应当立即撤出所有受水威胁区域的人员到安全地点，然后采取安全措施，进行处理。

2.瓦斯检查员或者矿山救护队员要在现场值班，随时检查空气成分。

如果瓦斯或者其他有害气体浓度超过有关规定，应当立即停止钻进，切断电源，撤出人员，并报告矿井调度室，及时处理。