老空区探放水设计

盂县恒泰常顺煤业有限公司老空区探放水设计及安全技术措施一、概况我矿为兼并重组整合保留矿井，原为乡办煤矿，有一坑，二坑、三坑、四坑、五坑、西南关坑。

除三坑（现常顺煤矿）生产外，其余均关闭。

另外，井田内还有一个西南关煤矿也已关闭。

经过多年开采，西南关煤矿原来在F2断层以北开采9、15号煤层，形成大面积采空区。

西南关坑口位于F2断层的西南，开采9号煤层，形成部分采空区。

一坑、四坑、五坑均在现主、副斜井井口附近煤层露头处开采9号煤层，并形成部分采空区。

二坑在现主、副斜井井口附近煤层露头处开采15号煤层，并形成部分采空区。

二、煤层的采空积水1、四邻矿采空积水井田周围相邻的几个煤矿均无越界开采。

井田东邻新胜煤业有限公司煤矿，由于本井田位于新胜煤业有限公司上山部位，其井田内局部采空区积水向东流入新胜煤业有限公司煤矿采空区内，新胜煤业公司采空积水对本井田煤层开采无影响。

其它几个相邻煤矿（西南寿阳方山煤矿未建井）采空区与本井田之间均有井田边界煤柱相隔离，邻矿采空积水不会对本井田煤层开采造成影响。

位于本井田上山部位的西南关村煤矿，其开采8号煤层，矿井采空区面积不是很大，且与本井田有井田保安煤柱相隔，其采空积水不会影响常顺煤矿开采。

2、煤层采空积水井田内9号煤层已有大面积采空区，据调查井下观察，9号煤层积水有两个地方，第一个积水区位于井田北部F2断层以北由原西南关煤矿所采的采空区，积水区范围为34000m2，积水量Q1＝8500m3。

第二个积水区位于井田中西部，由西南关坑所采的采空区，积水区面积27750m2，积水量Q2＝6938m3。

同时对所开采的9号煤层进行井下了涌水量调查，主要为煤层顶板以上砂岩裂隙含水层通过冒落带，导水裂隙带下渗进入采空区。

15号煤层积水有一个地方，积水区位于井田北部F2断层以北由原西南关煤矿所采的采空区，积水区范围为55000m2，积水量Q1＝20625m3。

其积水来源主要为煤层顶板以上石灰岩裂隙含水层通过冒落带，导水裂隙带下渗进入采空区。

井田北部F1正断层以北9、15号煤层采空区汇集有大量积水，且积水区与正断层下盘相接，由于断层具有导水性，因此在开采断层南部上盘煤层时，要注意先加强探放水工作，确保安全。

煤层采空区积水量预算表三、探放水设计编制规范依据根据《煤矿防治水规定》、《煤矿安全规程》中防治水部分、山西省煤炭工业厅晋煤行发[2011]410号文件《关于进一步加强生产矿井防治水工作的通知》、晋煤行发[2011]994号文件精神及综合防治水管理要求中“预测预报、有掘必探、先探后掘、先探后采”的原则，编制制定采空区探放水设计。

在探防水中做到“物探先行、钻探验证、化探跟进”的综合方法进行探防水。

四、本煤层相邻老空区积水量及上覆煤层老空积水量对于老空区，首先采用物探方法进行物探，根据物探异常区确定积水范围，预估积水量。

采用《煤矿安全手册》中老空区积水估算公式，对采空区积水进行估算。

估算公式：cos KMFQ ＝积 式中： Q 积—相互连通的各积水区总积水量(m 3)； M —煤层厚度(m)；F —采空积水区水平投影面积(m 2)； α—煤层倾角，(°)；K —充水系数，取0.15～0.20。

然后预估积水区积水量的压力。

为安置放水管提供数据。

五、工作面探放水方法根据山西省煤炭工业厅晋煤行发[2011]410号文件精神要求，工作面回采前要按照“预测预报、有掘必探、先探后掘、先探后采”原则执行，同时要求工作面回采前防治水方法为“物探先行、钻探跟进、化探验证”的工作方法，结合煤矿防治水工作中要求，工作面回采前，必须先进行坑透，对坑透异常区进行钻探验证，实现对工作面回采前的“精细”探查，确保工作面安全顺利回采。

掘进面掘进前，首先进行物探，然后根据物探异常区，进行钻探验证放水，确保掘进安全。

六、探放水施工技术要求和钻孔设计（一）探放水施工技术要求在开始探水前，首先对工作区进行物探，然后对物探异常区进行钻探验证。

探水位置位于工作区下山部位。

在探放水前，在放水处最低部需要施工一个临时水仓。

并且配好水泵。

矿井所有巷道均采用物探先行、钻探跟进的探放水方法和“探90米掘进60米，留30米”的作业方式向前推进，即首先运用物探进行超前探测，当发现工作面前方水文情况异常时，分3组进行超前探测，即在巷道掌头中心线位置布设钻机，在距巷道底板1.2米的位置上，以巷道前进方向为标准方向，平行于巷道底板为倾角，施工第1组、第3组钻孔，第1组钻孔分别为9#、7#、5#、3#、1#、11#、13#、15#、17#，第3组钻孔分别为18#、19#、20#、21#。

施工完1、3组钻孔后在距巷道底板1.8米处以巷道前进方向为标准方向，以平行于巷道底板的倾角施工第2组钻孔，钻孔分别为8#、6#、4#、2#、10#、12#、14#、16#。

当发现工作面前方水文情况无异常时，则只在工作面前方施工9#、1#、17#三个钻孔，施工完上述钻孔，确认前方无水害隐患则继续向前掘进60m，再钻探，依次类推。

探放水设计参数对于探放煤层采空区积水，根据放水量的多少适当进行布孔钻探。

（二）施工流程钻探队按钻孔编号顺序施工。

先施工容易探水孔，在设计位置用Φ75mm钻头以一定的倾角、一定方位向前钻进6m，再用Φ108mm钻头扩孔6m，然后用海带缠绕在Φ80mm孔口管外壁插入钻孔中，待海带膨胀固定孔口管，在孔口管上安装水压表和控水阀门，用8#铁丝连接孔口管与顶锚杆，管路连接好后即可进行耐压试验。

压水试验压力稳定在0.6Mpa，时间不少于30min，观察孔口及孔口管有无渗水、松动等现象，确认后方可结束耐压试验。

在耐压试验中，如果出现渗水及孔口管松动等现象，要根据实际情况分析处理后再进行耐压试验，直至达到耐压试验要求。

孔口管达到耐压试验要求后，用Φ75mm钻头以一定的倾角向前钻进。

有积水，用导水管把水导入巷道临时水仓；若无积水流出，则用木屑、棉纱封孔。

用相同方法施工其它钻孔。

孔口管安放示意图（三）井下配备钻机设备YTD400（A）型矿井全方位物探仪二台（ZYJ-1000/135）探水钻三台（ZYJ-400/130）探水钻一台ZQJC-360/7.1气动架柱式探水钻机一台ZQJC-150/3.0S气动架柱式探水钻机一台七、探放水前准备工作1、探放水前，钻探队必须检查排水系统是否完善，排水能力是否充足。

2、本次施工中所有使用的电气设备必须符合防爆要求。

由钻探队专职电工负责接线、甩线。

3、排水设备根据预计单孔放水量,配备3台能满足排水的水泵（其中两台工作，另一台备用）以及排水水管，并带水试运行正常。

另外安装一台开关供液压钻机使用，所有开关必须上架并加装“两防锁”，接好电源。

无排水设施、有排水设施但排水能力不足或不能正常运转，严禁组织探放水工作。

在井底附近设有两个水仓，主水仓容量900m3；副水仓容量为750 m3。

主排水泵MD85-46*5型多级离心泵三台，一台工作，一台备用，一台检修；单台泵功率为90KW，单台排水能力85 m3/h,主排水管路直径133㎜×4㎜两趟。

4、排水线路：排水路线：放水处→采区水仓→轨道大巷→井底车场主水仓→主井→地面污水处理站。

放水当班，有一名跟班队长在现场协助放水工作，安排专职排水工在现场负责排水。

5、机电队要对矿井排水系统进行全面检查，检查排水设备、配电设备和输电线路完好，排水管路畅通，水仓有足够的空仓容量。

水仓、排水设备、排水管路和配电设备均要满足《煤矿防治水规定》要求，确保放出的水能够及时排出矿井。

6、在距探放水地点50m以内位置相对较高地点安设一部电话，并确保电话畅通。

7、探放水前由钻探队负责人组织全体施工人员认真学习本措施，并严格按本措施执行。

8、入井前钻探队负责人必须检查钻机能不能正常运转、钻机各部位螺栓紧固情况、注水器密封圈是否磨损，发现问题立即处理并带足易损件，准备足量的孔口管、水门、水压表，连鞋雨裤3套和水管1根。

9、放水当班，由一通三防部指派一名责任心强的通风人员负责检查打钻处及钻孔内瓦斯等有害气体浓度。

10、钻孔旁要挂上瓦斯报警仪，瓦斯超限，应立即停止钻进，汇报矿调度，采取处理措施。

11、探放水作业时，其它低于探放水工作面的工作停产，待钻孔完成确保能控制水量后方可生产。

八、探放水施工1、地测部探水队长为探放水负责人，现场所有人员要听从探放水负责人统一指挥，由地测部钻探队负责钻孔施工工作。

2、依据设计，负责探水工作的人员(技术员)必须亲临现场与钻探队确定钻孔的方位、倾角、深度和钻孔数量。

3、由安监处指派安全员负责抽查本措施执行情况。

4、安钻前，由探放水负责人检查工作地点顶板是否有网兜、浮岩、煤帮是否有裂隙，在确认钻场无安全隐患以后，方可安钻。

5、钻机必须安装稳固，确保卡钻后钻机不翻滚，固定钻机的单体支柱必须将钻机支护稳固，确保钻机在打钻过程中不上下左右前后晃动，单体支柱也必须做到一体三联，防止单体由于震动而松动掉落伤人。

6、安装、检修电器设备时，必须切断电源，不得带电作业，且留有专人看守，作业时必须有2人在场，并严格执行谁停电谁送电。

7、开钻前，由探放水负责人联系停止探放水地点所有作业，撤离现场无关人员，并指派专职堵水人员。

8、钻探时，先供水，待孔内回水后开机，严禁无水施工。

9、钻进过程中发生断钻杆，掉钻头、卡钻等问题，当班探放水人员必须查明原因进行处理，确保安全后方可继续施工。

10、在钻探过程中要将孔内流入巷道的煤泥清理到编织袋内整齐码放在煤帮处。

11、探放水当班，由一通三防部指派专职瓦检员负责检查钻场及钻孔内瓦斯等有害气体浓度，并认真填写瓦斯检查牌。

钻探队跟班队长必须配带便携式瓦斯、一氧化碳报警仪，钻孔旁要挂上瓦斯报警仪。

工作地点20m范围内风流中瓦斯浓度超过0.8%时，严禁打钻；打钻过程中，若钻场瓦斯浓度超过0.8%小于3%时，不得拔出钻杆，应用水泥沙浆或其它材料进行封堵钻孔，向调度汇报后，按照排瓦斯要求排放瓦斯；当瓦斯浓度超过3%时，向调度汇报后，由矿领导召开专题会议确定处理方案。

12、钻孔接近老空，预计可能有瓦斯或其他有害气体涌出时，必须有专职瓦斯检查员在现场值班，检查空气成分。

如果瓦斯或其他有害气体超过《煤矿安全规程》第100条、138条规定时，必须立即停止打钻，切断电源，撤出人员，并报告矿调度室，采取措施，进行处理。

注：煤矿安全规程第100条井下空气成分必须符合下列要求：（一）采掘工作面的进风流中，氧气浓度不低于20%，二氧化碳浓度不超过0.5%。

（二）有害气体的浓度不超过表1规定。

矿井有害气体最高允许浓度瓦斯、二氧化碳和氢气的允许浓度按本规程的有关规定执行。

矿井中所有气体的浓度均按体积的百分比计算。

第138条采掘工作面及其他作业地点风流中瓦斯浓度达到1.0％时，必须停止用电钻打眼；爆破地点附近20m以内风流中瓦斯浓度达到1.0％时，严禁爆破。