探放水设计

探放水设计

Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

贵州诚搏煤业有限公司

习水县XXX煤矿

XXXX掘进工作面

探

放

水

设

计

二〇一五年X月X日XXXX掘进工作面探放水设计为认真贯彻执行“安全第一、预防为主、综合治理”的安全生产方针和“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的防治水原则，防止和减少水害事故发生，保障本矿职工生命安全，结合本工作面的实际情况，编制XXXX掘进工作面探放水设计。

编制依据：

1、《煤矿防治水规定》2009年12月1日起执行

2、《煤矿安全规程》2010年版

3、《XXX煤矿开采方案设计安全专篇》（变更）20XX年X月

4、《XXX煤矿开采方案设计》（变更）20XX年X月

第一章工程概况

第一节掘进工程概况

一、巷道布置

二、巷道设计

第二节周边关系

第二章水文地质特征

第一节矿井水文地质

一、地质构造

二、煤层

三、水文地质特征

1、地表水

2、含水层特征

3、井田内主要隔水层

第三节矿井充水因素分析

一、充水水源及其影响程度

1、大气降水对矿井充水的影响

2、地表水对矿井充水的影响

3、周边矿井对本井田煤层开采的影响

4、采空区积水对矿井充水的影响

5、含水层对矿井充水的影响

二、矿井充水通道

三、地面瞬变电磁勘探

第三章探放水钻孔设计

第一节探放水钻孔设计依据

严格按照《煤矿安全规程》及《煤矿防治水规定》的相关规定和物探报告揭露的异常区，进行探放水钻孔设计；坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的煤矿防治水方针，坚持“物探先行，钻探验证”的探放水原则。

第二节钻孔施工的目的

为了探测工作面范围内赋存的采空区积水、断层水、陷落柱水、含水层水，最终目的将水放出，确保工作面回采期间安全生产。

第三节探放水钻孔设计

一、“三线”确定：

为了保证采掘工作和人身安全，防止误穿积水区，在距积水区一定距离划定一条线作为探水点的起点，此线即为探水线。通常将积水及附近区域划分为三条线，即积水线、探水线、警戒线。

积水线：按积水区范围划定积水线。

探水线：积水线外推（60-150）m为探水线。

警戒线：探水线外推（50-150）m为警戒线。

探水起点的确定：根据“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的探放水原则，井巷掘进开口前就必须先进行打钻探水，确认无水患后再往前掘进并留一定的超前距，掘进到预留超前距位置后停下，再进行探水，依此类推直至巷道掘进到位，因此探水起点即为各条巷道的开口位置。

二、超前距离：探水钻孔终孔位置应始终超前掘进工作面的距离，本设计采用X m。

三、允许掘进距离：经探水证实无水害威胁，可安全掘进的距离：探水中心钻孔深度（或5个钻孔的最小平距）减去X m。

四、帮距：为使巷道两帮与可能存在的水体之间保持一定的安全距离，呈扇形布置的最外侧探水孔所控制的范围与巷道帮的距离；其值应与超前距离相同，帮距一般取20m，有时帮距可比超前距离小1～2m，本设计取X m。

五、超前距离的计算：

a=×√3p/kp

式中：a ------超前距离m

L-----巷道的跨度（宽或高，取其最大者）m

Kp-----煤的抗张强度（Mpa），取XMpa

P------煤、岩层承受的静水压力（Mpa），取值XMpa A-----安全系数，一般取2～5；本设计取X。

a=

a（实）＞a

据此，超前距为增加安全系数本设计取X m，帮距取X m。

六、钻孔技术参数的确定

1、当物探无异常情况时

（1）每轮布置钻孔5个（1#、2#、3#、4#、5#），1#孔为中心孔。（钻孔布置详见表1：探水钻孔参数表）

（2）钻孔直径：75mm。

（3）在每个钻场地点做好标记，并挂牌管理。

表1 探水钻孔参数表

2、当物探有异常情况时

（1）严格按照《煤矿防治水规定》呈扇形布置钻孔，钻孔终孔位置以满足平距3m为准。（钻孔布置详见表2：探水钻孔参数表）（2）钻孔直径：75mm。

（3）在每个钻场地点做好标记，并挂牌管理。

表2 探水钻孔参数表

七、探放水钻孔设计图

本巷道掘进探放水设计图包括：探水钻孔设计断面图、探水钻孔设计剖面图、探水钻孔设计平面图。

第四章探放水设备选择

根据《煤矿防治水规定》第九十五条的规定，井下探放水应当使用专用的探放水钻机，严禁使用煤电钻探放水。XXXX巷道探放水使用的专用探放水钻机型号为XXXX煤矿用液压坑道钻机一台。

第五章排水设备及管路选择计算

第一节涌水量

1、按《XXXXX》提供的矿井涌水量数据：

矿井正常涌水量：Qh=Xm3/h，矿井最大涌水量：Qh=Xm3/h。

2、矿井建设中实际的矿井涌水量：

矿井正常涌水量：Qh=Xm3/h。矿井最大涌水量：Qh=Xm3/h。

3、预计本工作面掘进时正常涌水量Xm3/h，最大涌水量

Xm3/h。涌水水源为生产用水及顶板淋水。

第二节主、副水仓容量

主、副两个水仓的有效容量为Xm3。其中主水仓的有效容量为Xm3，副水仓的有效容量为Xm3。

第三节排水泵

矿井水泵房采用3台X(型号)离心泵，水泵额定流量为Xm3/h，扬程为Xm，配用电机功率为Xkw。一台工作、一台备用、一台检修。

XXXX(掘进巷道名称)使用X（型号）气动潜水泵一台，排水量

Xm3/h。

第四节排水管路

矿井排水管选用ΦXXmm型无缝钢管2趟。排水管沿XXX（巷道名称）铺设至地面沉淀池，正常涌水时为1趟工作，1趟备用。

XXXX（掘进巷道名称）排水管选用ΦX型无缝钢管1趟。且排水管路不允许安装阀门，保证工作面的水直接流入中央水泵房。

排水路线：XXXX（掘进巷道名称）——

第五节排水能力计算

1、根据《煤矿防治水规定》，工作水泵的能力，应当能在20h 内排出矿井24h的正常涌水量：

地质报告：Xm3/h×24h=Ym3

Ym3÷20h=Zm3/h＜Hm3/h

实际：Xm3/h×24h=Ym3

Ym3÷20h=Zm3/h＜Hm3/h

2、根据《煤矿防治水规定》，工作和备用水泵的能力，应当能在20h内排出矿井24h的最大涌水量：

地质报告：Xm3/h×24h=Ym3

Ym3÷20h=Zm3/h＜Hm3/h+Lm3/h

实际：Xm3/h×24h=Ym3

Ym3÷20h=Zm3/h＜Hm3/h+Lm3/h

3、根据《煤矿防治水规定》，正常涌水量在1000m3/h以下时，主要水仓的有效容积应当能容纳8小时的正常涌水量：地质报告：Xm3/h×8h=Ym3＜Zm3

实际：Xm3/h×8h=Ym3＜Zm3

4、XXXX（掘进巷道名称）使用X（型号）气动潜水泵，排水能力Xm3/h。工作面正常涌水量Xm3/h，最大涌水量Xm3/h。

X(最大涌水量)m3/h×24h=Ym3

Ym3÷20h=Zm3/h＜Hm3/h

第六章施工技术要求及安全技术措施

第一节探放水前的准备工作

1、在组织施工前，要求施工单位将打钻所需的材料及工具，设备准备到位，不能因为准备工作的原因而影响施工。

2、在运输XXXX煤矿用坑道钻机等大件设备的过程中，运输人员应轻拿轻放，避免设备因受力碰撞而受损和碰伤手脚。

3、钻机及其附属设施及各部件间连接要牢固可靠，并在每次使用前检查，确保施工的安全。

4、每次开钻前，检查钻杆接头的牢固情况，严防脱钻事故的发生；钻杆要达到不堵塞、不弯曲、丝口不磨损。

5、在组织施工前，要求施工人员对钻机附近的巷道支护进行检查，发现巷道支护受损的及时处理并加强支护，并打好立柱和挡板。

6、保持钻场有足够的安全空间，便于施工。

7、在巷道低洼处非人行侧及时挖好水沟，清理好临时水仓，确保排水畅通无阻。

8、在打钻地点附近安设专用电话及报警装置，并保证随时与调度室联系。

9、依据设计，确定主要探水钻孔位置时，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。

10、带班矿领导和当班安全员、瓦斯员必须在探放水地点监督安全和随时检查空气成分。如果瓦斯浓度超过%或其他有害气体浓度超过《煤矿安全规程》第一百条规定时，必须立即停止钻进，切断电源，撤出人员，并报告矿调度室，及时处理。

第二节安钻探水前的技术要求

1、安钻地点与积水区间距小于探水规定的超前距，或有突水征兆时，应在采取加固措施或用水闸墙封闭后，另找安全地点探放水。

2、钻窝应避免做在断层带或松软岩层内。

3、钻机安装必须平稳牢固，打好压柱。安好钻机接电时，要严格执行停送电制度。

4、按预计流量修建排水沟、临时水仓，清理巷道并挂好风筒、电缆、管道等。

第三节探水施工中的技术要求

1、钻进时应准确判别煤、岩层厚度并记录换层深度。一般每钻进10m或更换钻具时，测量一次钻杆并核实孔深。终孔前再复核一次，如有可能应进行孔斜测量。

2、钻进时，发现煤岩松软、片帮、来压或孔中的水压、水量突然增大，以及有顶钻等现象时，必须立即停钻，记录其孔深并同时将钻杆固定，但不得取出钻杆，要立即向矿调度室汇报，及时采取措施，进行处理。

3、钻进中发现有害气体喷出时，应立即停止钻进、切断电源，将人员撤到有新鲜风流的地点，立即报告矿调度室，采取措施。

4、钻孔内水压过大或喷高压水时，应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。

5、在探水孔施工中，见到含水层、断层、陷落柱和积水区之前，应停止钻进，安好水门后再继续钻进。

6、遇高压水顶钻杆时，可用立轴卡瓦和逆止阀交替控制钻杆，使其慢慢地顶出孔口，操作时禁止人员直对钻杆站立。

7、必须做到交接班时不停钻。

8、探放断层水的探水孔终孔后，孔内有水应进行放水试验。孔内无水时应选择一个孔进行压水试验，检验断层隔水性能；压力一般应略大于断层所承受的静水压力。

9、探放水钻孔，完成探测任务后必须全孔注浆封闭，并做好封孔记录。

第四节放水的技术要求

1、钻孔放水前，必须估计积水量，根据排水能力和水仓容量，控制放水流量，防止淹井；放水时，必须设专人监测钻孔出水情况，测定水量和水压，做好记录。若水量突然变化，必须及时处理，并立即报告矿调度室。

2、加强放水地点的通风，增加有害气体的观测次数。

3、在涌水量、水压稳定前，应每小时观测1-2次；涌水量、水压基本稳定后，按正常观测要求进行。疏放老空水应每天进行观测。

4、放水结束后，立即核算放水量与预计积水量的误差，查明原因。

第五节探放水的安全措施

1、突水预兆

（1）一般突水预兆

主要表现为煤层变潮湿、松软；煤帮出现滴水、淋水现象，且淋水由小变大；有时煤帮出现铁锈色水迹；工作面气温降低，出现雾气或硫化氢气味；有时可听到水的“嘶嘶”声；矿压增大，发生冒顶片帮及底鼓。

（2）工作面底板灰岩含水层突水预兆

主要表现为工作面压力增大，底板鼓起；工作面底板产生裂隙，并逐渐增大；沿裂隙或煤帮向外渗水，裂隙会逐渐增大，水量会增加。当底板渗水量增大到一定程度时，煤帮渗水可能停止，此时水色时清时浊，底板活动时水变浑浊，底板稳定时水色变清；底板破裂，沿裂缝有高压水喷出，并伴有“嘶嘶”声或刺耳水声；底板发生“底爆”，伴有巨响，地下水大量涌出，水色呈乳白或黄色。

（3）松散孔隙含水层突水预兆

主要表现为突水部位发潮、滴水且滴水现象逐渐增大，仔细观察会发现水中含有少量细沙；发生局部冒顶，水量突增并出现流沙，流沙常呈间歇性，水色时清时浑，总的趋势是水量、沙量增加，直至流沙大量涌出；顶板发生溃水、溃沙，这种现象可能影响到地表，致使地表出现塌陷坑。

施工作业过程中发现上述预兆必须停止作业，立即报告矿调度室，及时采取措施。情况紧急时必须立即发出警报，撤出所有受水威胁地区的人员。

2、安全措施：

（1）在矿井受水害威胁的区域，进行巷道掘进前，应当采用钻探、物探和化探等方法查清水文地质条件。地测机构应当提出水文地质情况分析报告，并提出水害防范措施，经矿井总工程师组织生产、安监和地测等有关人员审查批准后，方可进行施工。

（2）矿井工作面采煤前，应当采用物探、钻探、巷探和化探等方法查清工作面内断层、陷落柱和含水层（体）富水性等情

况。地测机构应当提出专门水文地质情况报告，经矿井总工程师组织生产、安监和地测等有关人员审查批准后，方可进行回采。发现断层、裂隙和陷落柱等构造充水的，应当采取注浆加固或者留设防隔水煤（岩）柱等安全措施。否则，不得回采。

（3）进行探放水施工作业前，矿技术负责人必须结合探水巷道的实际，另行编制安全技术措施，明确探放水作业人员一旦面临突水威胁时的避灾路线。

（4）进行探放水施工作业前，必须提前撤出可能受探水作业地点突水威胁的其它采掘工作面和其它工作地点的所有作业人员。

（5）安装钻机探水前，要遵守下列规定：①加强钻场附近的巷道支护，并在工作面迎头打好坚固的立柱和拦板。②清理巷道，挖好排水沟。探水钻孔位于巷道低洼处时，必须配备与探放水量相适应的排水设备。③在打钻地点或附近安设专用电话。④测量和探放水人员必须亲临现场，依据设计，确定主要探水孔的位置、方位、倾角、深度和钻孔数量。

（6）预计水压较大的地区，探水钻进之前，必须先安好孔口管和控制闸阀，进行耐压试验，达到设计承受的水压后，方准继续钻进。特别危险的地区，应有躲避场所，并规定避灾路线。

（7）钻孔内水压过大时，采用反压和有防喷装置的方法钻进，并有防止孔口管和煤(岩)壁突然鼓出的措施。

（8）钻进时，发现煤岩松软、片帮、来压或钻孔中的水压、水量突然增大，以及有顶钻等异状时，必须停止钻进，但不得拔出钻

杆，现场负责人员应立即向矿调度室报告，并派人监测水情。如果发现情况危急时，必须立即撤出所有受水威胁地区的人员，然后采取措施，进行处理。

（9）探放老空水前，首先要分析查明老空水体的空间位置、积水量和水压。老空积水区高于探放水点位置时，只准用钻机探放水。探放水孔必须打中老空水体，并要监视放水全过程，核对放水量，直到老空水放完为止。钻孔接近老空，预计可能有瓦斯或其他有害气体涌出时，必须有瓦斯检查工或矿山救护队员在现场值班，检查空气成分。如果瓦斯或其他有害气体浓度超过规程规定时，必须立即停止钻进，切断电源，撤出人员，并报告矿调度室，及时处理。

（10）钻孔放水前，必须估计积水量，根据矿井排水能力和水仓容量，控制放水流量；放水时，必须设专人监测钻孔出水情况，测定水量、水压，做好记录。若水量突然变化，必须及时处理，并立即报告矿调度室。

（11）排除下山的积水以及恢复被淹井巷前，必须有矿山救护队检查水面上的空气成分，发现有害气体，必须及时处理。排水过程中，如有被水封住的有害气体突然涌出的可能，必须制定安全措施。

第六节井下发生水灾时的避灾路线及避灾措施

1、工作面发生水灾时的避灾线路：

2、避灾原则

井下发生透水事故时，应撤退到涌水地点上部水平，避免进入涌水附近的独头巷道。但当独头上山下部唯一出口被淹没无法撤退时，也可在独头工作面暂避。若是老塘老空积水涌出，则须快速构筑避难硐室，以防被涌出的有毒有害气体伤害。

3、避灾措施

（1）矿井生产过程中，必须根据工作面的变化编制相应的水灾避路线图，并组织职工学习，确保入井人员都熟悉避灾路线；

（2）井下各交岔点必须挂牌标示该点名称并指明避灾路线。

（3）人员撒退到安全地点后，应及时报告。

（4）掘进工作面上山掘进时必须每隔一定距离掘进避难硐室，并安设好压风系统。

附：避灾路线图