单孔设计

探放水单孔设计及安全技术措施为了杜绝巷道掘进过程中水灾发生，确保我矿掘进施工安全，根据《煤矿安全规程》对掘进巷道“预测预报，有掘必探，先探后掘，先治后采”的原则、结合我矿现场水文地质条件，制定本防治水钻探施工：

第一节水文地质概况

根据矿井初步设计中水文地质资料描述，我矿井涌水量不大，仅对涌水量较大的出水点进行了观测记录，并用水仓容量法观测记录了正常日涌水量17㎡/h和最大日涌水量25㎡/h。10号煤层顶板为砂质泥岩，底板为泥岩，均为隔水岩层，故一般涌水量不大，主要表现为顶板滴水、淋水，当煤层采空顶板垮落后，K2灰岩便与采空区发生联系，K2灰岩为含水层，成为采空区的直接充水含水层，目前矿井涌水主要来自K2灰岩。

第二节探放水钻孔布置的参数和超前距帮距的确定

一、探水距与帮距的确定

1、探水与掘进循环作业，探水作业超前于掘进作业，即探水—掘进—探水，探水循环进度60m，超前距为30m，允许掘进距离30m，以此交替作业

2、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，布置的最外侧探水钻孔所控制的范围与巷道帮的距离取20米。

3、探水设备：钻机型号：ZLJ-400/270型式液压回转式钻机，

钻具配备：Φ50mm钻杆65m，泥浆泵1台，合金钻头3个及钻具1套。

二、探水钻孔布置的参数说明

孔号开钻位置钻孔方位(°) 钻孔倾角（°）孔深（m）

1# 中心孔81 ±6 60

2# 左孔61 ±6 63

3# 右孔101 ±6 63

以后按此施工方式循环施工

三、钻探完毕后由安监、地测、通风、调度联合进行现场验收，并及时进行分析，为采区其它大巷掘进提供水文地质依据，确保无水害危险待下发允许掘进通知单后方可掘进，掘探交替进行至设计位置为止。

四、孔口安全装置的布设

探放水孔必须使用孔口安全装置，孔口安全装置由孔口管、泄水测压三通、孔口阀门和钻杆逆止阀等组成，其施工和安装程序如下：

1、选择岩层坚硬完整的地段开孔，孔径应比孔口管直径大3-5mm，钻至预定深度（视水位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（末端用木塞塞住）放入孔内，待水泥凝固后，即可在孔内钻进。

3、水泥凝固后扫孔，其深度超过孔口管长度0.5-1.0m，向孔内注水。试液压力大于孔口管末端承压静水压力的1.2倍，呈水压值超

过预计放水时的水压，稳压时间至少保持半小时，孔口管周围没有漏水现象。则合乎要求，否则重新注浆加固。

4、探放强含水层时，应在孔口管上安装水压表、水门、三通和泄水管等。

第三节单孔设计

一、钻孔设计参数

水源性质：预计水源主要为顶底板裂隙水、断层水。

钻机型号：ZLJ-400/270型式液压回转式钻机

钻具配备：3个Φ85mm的孔口管，65根Φ50mm钻杆，Φ65mm 合金钢钻头。钻孔深度60m，钻孔直径70mm，功率18.5kw。

二、探放水前的准备工作

1、检查排水系统。即准备好水沟，水仓及排水管路；检查排水泵（两台）及电动机，使之正常运转，达到设计的最大排水能力。

2、准备堵水材料。即在探水地点备用一定数量的水泥（或化学浆）套管、闸阀、坑木、麻袋、木塞、泥、棉线、大锤、锯、斧及加工好的2m长2寸带阀门钢管与挡板等，以便出水或来压时及时处理。

3、检查瓦斯。瓦斯员必须跟班作业，瓦斯浓度超值（≥1%）或钻探过程中有毒有害气体浓度增大必须停止作业，切断电源，撤出人员并报告调度室及时处理。

4、检查支架情况。有松动或破损的支架要及时修整或更换。帮顶是否背好，都要一一检查。

5、检查煤壁。煤壁有松动或膨胀现象时，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，造成损失。

6、检查水沟。巷道水沟中的浮煤、碎石等杂物，应随时清理干净。若水沟被冒顶或片帮堵塞时，应立即修复。

7、检查安全退路。即避灾路线内不许有煤炭、木料、杂物等阻塞，要时刻保持畅通无阻。

8、检查打钻地点或附近必须安设专用电话。

9、探放水人员的培训

组织有关人员学习了解探水钻的操作说明；学习本工作面作业规程及探放水安全技术措施的规定

10、安装探水钻

必须垫平放稳探水机，打牢顶柱。开机前要检查钻机是否平稳牢固，各部紧固件有无松动情况。检查抱闸的松紧程度是否合适，送水器转动是否灵活，输水胶管是否固定，以防止转动。

11、孔口安全装置的布设

一般的探水钻孔必须安设孔口安全装置，它由孔口管、泄水测压三通、孔口水门和钻杆逆止阀（必要时安装）等组成。其安装程序如下：

(1) 选择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放入孔内，待水泥凝固后，即可在孔内钻进。

(3)水泥凝固后扫孔，其深度超过孔口管长度0.5-1.0m，向孔内压

水。试液压力大于孔口管末端承压静水压力的1.2倍或水压值超过预计放水时的水压，稳压时间至少保持半小时，孔口管周围没有漏水现象。则合乎要求，否则重新注浆加固。

(4)探放强含水层水或需要收集放水时的水量与水压资料以及为了安全目的时，应在孔口管上安装水压表、水门、三通和泄水管等。

(5)对水压高于1.0Mpa且水量较大的积水或含水层进行探放水时，孔口应安设防喷逆止阀，以避免高压水定出钻杆、喷出碎石伤人。

(6)每次施工前，钻孔口必须安设托板，托板规格；（托板为正方形，边长为：40cm，托板厚度为1.5cm，托板螺丝孔间距为32cm），托板上留有钻杆通过的圆孔。

(7)采用锚索锚杆将托板安装在孔口煤壁上，必须安装牢固，以免高压水顶出钻杆、喷出碎石伤人。

三、单孔设计参数

1、设计参数：

孔号开钻位置钻孔方位(°) 钻孔倾角（°）孔深（m）

1# 中心孔81°±6°60 m

2、钻孔超前距为30米，帮距20米，止水套管10米，钻孔允许掘进距离30米。

3、预计水压小于0.1Mpa，钻孔预先固结套管，套管口安装闸阀。

(1)开钻钻到孔深10m；

(2)下放安全套管10米。

四、钻探工程的步骤和方法