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1、山西忻州神达惠安煤业有限公司110201回风顺槽探 放 水 设 计编制人：审核 ：编制时间： 2013 年 8 月 20 日编制单位：神达惠安煤矿地测科2 110201回风顺槽探放水设计根据煤矿安全规程规定，矿井必须做好水害分析预报和充水条件分析，通过使用“物探先行、化探跟进、钻探验证”的综合探测手段，坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的防治水原则。掘进前编制探放水设计，并采取防止瓦斯和其他有害气体危害等安全措施。特制定本设计方案及安全技术措施。一、探水原则采掘工作面掘进前先采用物探仪进行超前探测，根据物探成果编制钻探设计，必须做到“物探先行、化探跟进、钻探验证”。二、110105
2、回风顺槽掘进段水文地质概况110201 回风顺槽总体水文地质条件简单，地面标高1108m 1154m ，煤层底板标高 942m 990m 。 本顺槽设计深度834m,本井田东部 500m处有一水源井，该井孔口标高1125.49m，奥灰水静水位埋深263m ，奥灰水水位标高为 862.49m，按 3?的水力坡度推算，本井田奥灰水位标高在853.49862.49m之间。采掘不受奥灰水影响；第四系松散孔隙含水层为弱含水层，接受大气降水补给，其对地下水不给也是季节性的短期补给，并且石炭二叠系地层渗透能力弱，一般情况下补给量不大。不会对生产构成影响；煤系砂岩含水层裂隙水为主要充水水源，通过上覆岩层补给，
3、补给稳定，遇裂隙发育时，可通过裂隙进入巷道，主要表现为滴水和小股淋水。查阅地3 质资料，该掘进工作面地质构造简单，11#煤层总体上为单斜构造，煤层走向为 SW3 ，倾向 SE ，倾角 25，根据地质报告推断，本工作面煤层赋存较为稳定。该工作面附近褶曲、断层、陷落柱等地质构造不明显，对掘进无影响。从目前掌握的水文地质资料以及掘进南回风大巷数据分析，预计掘进正常涌水量 3m3/h ，最大涌水量 12 m3/h 。三、工作面位置及相邻巷道关系110201回风顺槽位于 11#煤层二盘区东部，开口位于11#煤层南回风大巷 410 米处,西邻 11#煤层南运输大巷 ,东为实体煤。附：110201回风顺槽巷
4、道布置平面图四、110201回风顺槽充水性分析根据地质报告 110201 回风顺槽掘进段不受采空区积水威胁。预计正常涌水量为 3m3/h ，最大涌水量为 12m3/h 。五、物探设计（一） 、机型的选择采用YTD400 （A）矿井全方位探测仪。（1）防爆类型 : 矿用本质安全型（2）防爆标志： ExibI(150 C) 4 (3)外形尺寸：（260160210）（4）主机重量： 4kg；（二） 、主要用途及适用范围YTD400 （A）矿井全方位探测仪主要用于煤矿井下含有瓦斯、煤层、粉尘等爆炸性危险环境中探测含水和导水地质小构造而设计制造的勘探仪器。环境温度 0+40, 周围空气相对湿度不大于9
5、5；具有甲烷、煤尘无腐蚀性气体爆炸危险场所；（三） 、主要技术性能及功能1 、性能（1） 空载工作输出端电压（幅值） ：85V （2）工作输出端过流保护值（幅值）：65mA（3）工作输出端多方式输出（4）多方式采集电压幅值范围：0mV-500mV （5）A/D 转换器 :24bit (6) 动态范围： 130dB （7）非线性度误差： 0.005% （8）电流精度误差： 1% （9）连续待机工作时间不小于6h 2、功能(1) 巷道掘进超前探测距离0-100m。主要探查预报掘进头前方（裂隙）陷落柱等构造及老窑，废巷等人工目标体的位置与赋水性相对强弱。可减少钻探工作量，提高巷道掘进功效。5 （2）
6、单巷道侧帮探测距离0-100m。（3）单巷到顶板、底板探测控制深度0-100m。（4）工作面两顺槽间顶板、底板探测控制深（高）度0-100m。（四） 、工作原理说明超前探测是研究掘进头前方地层电性变化规律，预测掘进头前方含水、导水构造的分布和发育情况的一种电法探测技术。采用三极装置，一个电极在无穷远，对巷道内测量电极的影响可以忽略不计，故其电场分布近似为点电源电场，一个电极向全空间均匀介质中的A点供电。以 A 点为中心形成电场，向四周均匀放射电流。距 A等距离点组成一个球形等势面，等势面的变化代表整个球壳中电性异常的综合反映，这就是直流电超前探测的基本理论。（五） 、测点布置及施工方法设计步长
7、为 4m ，探测深度根据现场情况确定。具体施工如下：第一步：以皮卷尺为测量工具， 在距迎头 0m处为起始点按 4m为间距，一次标点为 1、2、3, 。第二步：在、 2 和 3 号布设供电电极A1、A2和 A3。6 第四步：在 4 号点以后均布设为记录点。第五步：测量时将供电电极A 和 B(无穷远）固定，当A1 供电时，测量电极 M和 N在 4 和 5 号点处，记录采集数值； 然后 M电极从 4 号点移到 6号点，A1再次供电记录数据； 依次这样交替移动M和 N电极，由 A1供电分别记录各点数据，直到终点号结束。第六步：当第五步结束后，再以A2和 A3分别为供电电极重复第五步操作，直至跑极结束，
8、达到设计探测目的。数据的采集和存储方式数据采集手动采集记录；存储方式手动存储，以人工手动记录为辅。（六） 、探测注意事项、物探技术人员要掌握掘进队组计划及进度，安排按要求探测，探测有效距离为 95 米，由于设计钻探探测有效距离深度为95 米，超前距离30 米后，为实行物探先行、 钻探验证的原则， 掘进 65 米后通知物探技术人员进行下次探测；、探测结果必须经技术员、防治水副总、总工程师层层审批；、鉴于物探技术局限，分析难度较大，探测结果存在多解性；且对周围环境要求较高，井下环境影响因素众多，影响探测准确性；故仍要求严格实施钻探；、队组在接到物探通知后应全力配合物探工作创造良好的现场环境，迎头工
9、作面积水、浮煤清理干净，支护到位，将机电设备退后距工作面 20 米之外。7 六、探放水设计（一） 、钻机的选择采用 ZLJ-350 型煤矿用坑道钻机，配套钻杆45mm ，不取芯钻头 65，立轴扭矩350N-m,立轴通径 44mm, 无缝钻杆为45mm. 最大钻进深度200m/150m,电机功率 5.5KW ，电机额定电压 380/660v，钻机重量 500Kg 。（二） ZLJ-350 型钻机配套设备钻头分别为 65mm 和89mm 的不取芯金钢钻头。钻杆为 45mm 1.6m/根，共配备 100 根。（三） 、钻孔的布置（1）超前距的确定PKPALa35.0式中 a超前距离（ m ）L巷道跨
10、高取 2.8 米A安全系数一般取 25；取 5 p水头压力；取 0.91MP 。K P - 煤的抗张强度； 0.5MP 得 0.5 52.8 2.336=16.35 经计算，超前距为16.35m,取 30m 。（2）允许掘进距离探水钻孔深 80 米，根据钻孔布置图计算允许掘进距离为50 米。8 （3）帮距为使巷道两帮与可能存在的水体之间保持一点的安全距离，布置的最外侧探水钻孔所控制的范围与巷道帮的距离取30m 。（4）钻孔密度根据我矿 11#煤层水文地质条件简单，无采空区位置，根据11#煤层南回风大巷、南运输大巷已探、已掘。无水害隐患。110201回风顺槽掘进巷设计探孔 5 个。（5） 、钻孔
11、的布置110201回风顺槽设计探眼5 个。布置钻孔深 80 米, 超前距离 30m,可掘进距离 50m,探水钻孔沿巷道纵向及横向呈扇形布置: 探水钻孔每掘进 50 米布置一组 , 每组 5 个孔, 分别为 K1、K2、K3、K4、K5.其中： K1 探水眼位于巷道前上方，方位角 8430?， K2探水眼位于巷道正中心， 方位角 8430，K3探水眼位于巷道前下方，方位角8430?， K4眼位于巷道左（北）帮，方位角 64，K5眼位于巷道右（南）帮，方位角104，水平角根据巷道坡度及煤层倾角而定。在正常探水时，如巷道走向发生变化，其余几个探水点水平钻距必须根据实际掘进情况及时调整。钻孔深度必须按
12、设计深度钻进。（四）异常验证如有物探探测电阻异常区，由物探技术员针对异常区上报设计验证孔，经总工程师审批后实施钻探验证，验证无水害、有害气体及采空区威胁方9 可按照常规设计施工探水钻孔。（五） 、钻探施工钻孔定位及开孔：钻孔定位按设计要求进行标定，钻机固定后按开孔要素开孔，开孔用?65mm 的合金钻头钻进至终孔， 钻进时带班人员要定期检查钻孔内的岩粉及沉渣，并要经常冲孔，确保孔底干净，防止发生埋钻卡钻等事故。管理技术人员要定期到现场进行指导钻探施工人员顺利施工。（六） 、化探钻探出水后，现场初步判断出水来源，涌水量较大时，要采集水样进行水质化验对比。七、探放水的注意事项及技术要求（一）钻场的要
13、求钻场宽 4.0m、高 2.8m。顶板要挂网打锚杆锚索进行支护，保证钻探施工人员的人身安全。（二） 套管的安装沿岩层探放含水层、断层和陷落柱等含水体时，按表1-1 确定探水钻孔超前距离和止水套管长度。 岩层中探水钻孔超前钻距和止水套管长度水压（ MPa）钻孔超前钻距 （m）止水套管长 （m）1.0 1.0-2.0 2.0-3.0 3.0 10 15 20 25 5 10 15 20 10 对孔口设铁卡进行加固，孔口配有阀门。采用封闭套管，具体操作方法为：钻孔以 89mm 开孔，钻进 10m 后下入直径 82 mm 套管，用锚索固定套管四周，水泥浆将套管与孔口间的环状空隙密实，做耐压试验，要求耐
14、压不低于 2Mpa ，耐压试验不小于20 分钟。耐压试验合格后，在孔口管内钻进。套管安装完毕后，应同时安装好孔口安全放水阀门，终孔后，安装与孔口相匹配的阀门、水压表、流速仪，以控制放水水量，观测老空区水压情况，并用于核实放水效果。阀门要求耐压不低于1Mpa 。（三）通讯要求钻孔施工受矿调度室统一调度， 如发现异常情况应及时通知调度室，施工现场设专用电话一部，随时和调度室保持联系。为保证电话畅通，每班开工之前，施工人员必须先于调度室电话联系一次，电话不通，不准开钻施工。（四）瓦检要求施工现场必须由专人负责检测瓦斯浓度，如瓦斯超限应立即停钻并查明原因同时汇报调度室。（五）供电保证钻孔施工期间，加强
15、机电检查，杜绝失爆现象，机电系统保证排水为双电源供电， 同时加强泵房机电设备检修，确保水泵房水泵台台完好。水泵房人员要求现场交接班，班班都要试电话，向调度室汇报本班排水设备运转情况。（六）排水撤人路线11 1、排水路线110201回风顺槽 11#煤层南运输大巷临时水仓11#煤层运输大巷暗排水管井底水仓中央水泵房主、副平硐地面2、避灾路线钻场 110201回风顺槽 11#煤层南回风大巷 11#煤层回风大巷回风立井地面钻场 110201 回风顺槽 11#煤层南回风大巷 11#煤层回风大巷 / 运输大巷 / 材料大巷进风行人斜巷/11#煤材料斜巷主、副平硐地面（七）放水要求钻孔如打入老空出水后，单孔
16、出水量通过阀门控制在 50 m3/h 以内，地测科技术人员要全过程监测放水，掌握积水量，老空水放完，证实无水时，方可结束放水工程。（八）钻孔施工要求1 、钻孔位置、方位、倾角由测量人员按设计标定，按设计施工，严格按煤矿防治水规定操作，要经常检查设备运转情况，观察孔壁完整程度，防止孔内和机械事故发生，保质保量按期完成钻孔任务。2 、钻探过程中应认真填写探放水原始记录。3 、钻进时操作人员不准离开钻机，并做到“三看”、 “二听” 、 “一及时” 。即看给进压力和进尺速度，看泵压表及回水情况，看钻进距离；听机器运转声，听孔内振动声；发现异常情况应立即汇报调度室。4 、准确丈量下入孔内钻具及机上余尺，正确计算钻孔深度，并及时校正钻孔方位、倾角。需要站在钻机上丈量余尺时，应停止钻进，以免钻12 杆回转伤人。5 、严格执行钻具检查制度，对钻杆接头、丝扣磨损、弯曲度等情况认真检查，对质量不好的钻杆严禁使用。6 、
