探放水设计

探放水设计

一、概况

水源性质：预计水源主要为老空水、煤层顶、底板水和断层倒水等。

钻机型号：KHYD90探水钻机

钻具配备：45mm钻杆不少于60m，泥浆泵1台，合金钻头3

个及钻具1套。

二、探放水前的准备工作

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。施工人员应认真学习探放水安全技术措施并熟悉钻机的使用及维护知识。

1、在运输KHYD90探水钻机过程中，运输人员应轻拿轻放，避免设备因受力碰撞而受损。

2、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，确保施工安全。

3、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。

4、在组织施工前，要求施工人员对钻机附近10米范围内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。

5、保持钻场有足够的安全空间，便于施工。

6、在巷道低洼处非人行侧及时挖好水仓，清理好临时水沟，确保排水畅通无阻。

7、掘进时，将2寸的排水管随掘进向前延接，迎头20米范围使用软管。

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、技术人员和探放水人员必须亲临现场，依据设计，确定主要探水钻孔位置、方位，深度以及钻孔数目。

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1.0%或其它有害气体浓度超过《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。

三、探放水设计

1、探水起点的确定：

坚持“有掘必探”的原则，巷道开口前必须探水。

煤层中每次探水间距不得大于30米。

2、超前距离：

探水眼的超前距

岩、煤性质超

前水压

距

煤层厚度

水压（MPa）

<0.5 0.5-1 1-2

坚硬岩石---- 8 10 12 松软岩石---- 12 15 18

坚硬煤层

>3.5 15 20 25 1.6-3.5 12 15 20

松软煤层

>3.5 20 25 30 1.6-3.5 15 20 25

由公式计算：

超前距：α=0.5AL(3P/K)1/2

=0.5×10×3.5(3×1×105/18×104) 1/2

=22.6 m 取30m

α超前距，m；

A——安全系数，取10；

L——巷道跨度(宽或高取其大者)，取3.5m；

P——水头压力，取1×105 Pa；

K——煤的抗张强度，18×104Pa。

由表可以推断超前距为15米，为了保险起见探水钻孔终孔位置始终超前掘进工作面的距离为30米。

3、允许掘进距离：经探水证实无水害威胁，可安全掘进的距离：探水中心钻孔深度减去30米，60-30=30米。

4、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，查经验数据表，1.2-2.4米煤层，巷宽4.0米，水压不大于0.5MP，帮距取30米。

5、超前距离结合《煤矿防治水规定》以及我矿实际情况，超前

距取30米，允掘距离取30米。

6、钻孔参数的确定

（1）钻孔孔数的确定：

A．单孔出水量估算：

Q=60C·W( 2gh )1/2

式中Q——单孔出水量，m 3／min；

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；

W——钻孔断面积，㎡；

g——重力加速度，9．81m／s2；

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％。

B．平均放水量计算：

Q cp= W/t +Q动

式中Q cp—平均放水量，m 3／min；

W 静储量或老空总积水量

t 计划放水期限min；

Q动补给水量, m 3／min；

C、钻孔数计算/Q

N= Q cp/Q+K

式中:N 放水钻孔数 3

K 备用孔数取 2

一般都采用钻机探水，如系水压低、水量小的局部积水，也可以采用活节麻花钎子探水。

每钻孔5个，1#孔为中心孔，2#、3#为帮孔，4#、5#为顶底板孔。

（2）钻孔直径：放水钻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，可选用稍大一点孔径；反之，则选较小孔径。在生产实践中常采用的孔径为50mm、一般不超过60㎜，以免因流速过高，冲垮煤柱。本次探水使用孔径50mm。

（3）钻孔沿煤层倾向呈现扇形布置，探60米，准掘30米。（4）在每个钻场地点做好标记，并挂牌管理。

（5）详见《巷道钻孔布置图》及《钻孔布置及结构示意图》

巷道终止位置

巷道终孔位置

允许掘进距离30米

超前距离距离30米

3°

巷道高2.5米

61米

顶板

底板

巷道钻孔布置图 1

0.5米

3°

0.5米

巷道终止位置

巷道终孔位置

允许掘进距离30米

超前距离距离30米

15°

巷道宽4米

62米

左帮

右帮

巷道钻孔布置图 2

0.5米

15°

0.5米