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1、,牛建立 博士、研究员 中煤科工集团西安研究院有限公司 2014年5月,1,井下探放水,六盘水安监局防治水技术培训,井下探放水,井下探放水原则 有掘必探原则适用范围的拓广 探放水方法 实施探放水的对象 探放水设计 探放水钻孔的布置 探放水钻机的选用与安装 探放水钻孔终孔孔径、超前距离和止水套管长度的要求,9.探放水过程中出现透水征兆应采取的措施 10.探放老空水 11.探放断层水 12.陷落柱水探放 13.导水钻孔的探放和处理 14.含水层水探放 15.实例 16.放水量预计,主要内容,井下探放水,一、井下探放水的原则：对于采掘工作面受水害影响的矿井，应当坚持预测预报、有疑必探、先探后掘、先治
2、后采的原则，进行充水条件分析，并落实以下方面：1，进行水害分析。2，制定隐患排查治理方案。3，落实隐患排查治理责任。,井下探放水,二、有掘必探原则适用范围的拓广：煤矿防治水规定 （2009-12）规定：水文地质条件复杂、极复杂的矿井，在地面无法查明矿井水文地质条件和充水因素时，应当坚持有掘必探的原则，加强探放水工作。但现在部分省份的煤炭监管部门及生产单位结合最近发生的几起煤矿水害事故，对此条规定做了延伸，即所有水文地质条件类型的矿井，都必须坚持有掘必探的原则。要全面查清矿井水文地质条件，其工程量大，同时，也十分困难。为了保障矿工生命安全，坚持以人为本的原则，所有矿井在地面难以查明矿井充水水文地
3、质条件时，要执行有掘必探的原则，只要井下有采掘工程，必须先按规定进行探放水，排除隐患后，才可掘进回采。,井下探放水,探放水的含义 探水 工作面或掘进巷道影响范围内是否有可能对采掘活动造成威胁的水源 是否有水？ 水源来自何处？ 水力联系/水质、水同位素分析 危险性如何？ 水量（初始水量，水动态） 矿井或工作面排水能力，排水系统,井下探放水,探放水的含义 放水 将可能威胁生产的水采取工程措施提前排放出来，通过矿井排水系统排出矿井，从而消除或降低其威胁，或改善工作环境。 前提：正确评价水量、水压、补给源和补给量,井下探放水,探放水的内容 岩性 岩芯/岩屑 水异常 钻探过程中涌水/漏水 水质/水温/水
4、压 试验 含水层水量/水压 采空区水量（静态水量/动态补给水量）,井下探放水,三、探放水方法：在矿井受水害威胁的区域，进行巷道掘进或工作面采煤前，应当查清水文地质条件。不同工作条件下对探水方法的要求：掘进巷道：物探、钻探、化探。回 采 面：物探、钻探、化探。过去提倡物探、化探先行，钻探验证。现在明确规定，必须用钻探手段。,井下探放水,三、探放水方法： 1、在进行巷道掘进前未按规定要求而发生的水害事故案例 2005年10月4日，四川省华蓥山龙滩煤电有限责任公司龙滩矿井（在建）发生透水事故，死亡28人。龙滩煤矿于2003年6月开工建设，采用平硐开拓，矿井建设期间全部采用局部通风机压入式通风方式，平
5、硐自流排水。开拓巷道在长兴组灰岩中。 事故直接原因：事故当班作业人员未按规定施工探水钻孔，违章掘进施工，放炮诱发岩溶突水。,井下探放水,三、探放水方法： 2、在进行工作面采煤前为按规定要求而发生的水害事故案例 2004年10月20日，河北省邯郸市武安市德盛煤矿发生1起透水事故，造成矿井被淹，29人下落不明。与其相邻的邯郸煤业集团陶一煤矿、陶二煤矿等生产矿井受到严重水害威胁。德盛煤矿主要开采下组煤，受奥灰水影响严重，矿井设计生产能力15万吨/年，采用立井单水平开拓方式。 事故的直接原因是：该矿1841工作面上部遇到落差1.5m左右的张性断层，工作面底板隔水层岩石破碎，在水压和采动影响等多种因素的
6、作用下，奥灰承压水从工作面后方采空区的断层破碎带发生滞后突水，导致矿井被淹。,井下探放水,四、实施探放水的对象： 1、采掘工作面遇有下列情况之一的，应当进行探放水： （一）接近水淹或者可能积水的井巷、老空或者相邻煤矿； （二）接近含水层、导水断层、暗河、溶洞和导水陷落柱； （三）打开防隔水煤（岩）柱进行放水前； （四）接近可能与河流、湖泊、水库、蓄水池、水井等相通的断层破碎带； （五）接近有出水可能的钻孔； （六）接近水文地质条件复杂的区域； （七）采掘破坏影响范围内有承压含水层或者含水构造、煤层与含水层间的防隔水煤（岩）柱厚度不清楚可能发生突水； （八）接近有积水的灌浆区； （九）接近其它可
7、能突水的地区。,井下探放水,四、实施探放水的对象： 2、案例： 2005年12月2日，河南省洛阳市新安县寺沟煤矿发生透水事故，造成35人死亡，7人下落不明。寺沟煤矿为股份制企业，矿井采用双斜井单水平开拓方式。事故发生后，矿井几名主要负责人相继逃匿。抢险救援工作在没有准确图纸资料、井巷断面较小、坡度大等困难条件下进行。矿井累计排水达11万m3 。 寺沟煤矿水文地质资料不全，用煤电钻代替专用探水钻机探放水，没有在采掘工程平面图上设立水患警戒线。在透水征兆明显情况下，既不撤出受水患威胁区域的人员，也不采取有关处置措施，仍然冒险组织生产。 事故直接原因为: 寺沟煤矿08采掘煤巷非法进入矿井边界煤柱，在
8、接近已关闭的桥北煤矿（98年关闭）老空积水区采煤，造成煤柱突然垮落，桥北煤矿老空区积水体和与其存在密切水力联系的松散孔隙地下水及青河地表水迅速溃入井下，导致了事故发生。,井下探放水,五、探放水设计：采掘工作面探水前，应当编制探放水设计，确定探水警戒线，并采取防止瓦斯和其它有害气体危害等安全措施。探放水钻孔的布置和超前距离，应当根据水头高低、煤（岩）层厚度和硬度等确定。探放水设计由地测部门提出，经矿井总工程师组织审定同意，按设计进行探放水。,井下探放水,六、探放水钻孔的布置： 布置探放水钻孔应当遵循下列规定： （一）探放老空水、陷落柱水和钻孔水时，探水钻孔成组布设，并在巷道前方的水平面和竖直面内
9、呈扇形。钻孔终孔位置以满足平距3m为准，厚煤层内各孔终孔的垂距不得超过1.5m。 （二）探放断裂构造水和岩溶水等时，探水钻孔沿掘进方向的前方及下方布置。底板方向的钻孔不得少于2个。 （三）煤层内，原则上禁止探放水压高于1MPa的充水断层水、含水层水及陷落柱水等。如确实需要的，可以先建筑防水闸墙，并在闸墙外向内探放水。 （四）上山探水时，一般进行双巷掘进，其中一条超前探水和汇水，另一条用来安全撤人。双巷间每隔3050m掘1个联络巷，并设挡水墙。,井下探放水,六、探放水钻孔的布置 1.探水钻孔主要参数确定 探水钻孔的主要参数有超前距、允许掘进距离、帮距和密度。 （1）超前距 探水时从探水线开始向前
10、方打钻孔，在超前探水时，钻孔很少一次就能打到积水目标区，常是探水一掘进一再探水一再掘进，循环进行；探水钻孔终孔位置应始终超前掘进工作面一段距离，该段距离称超前距。如图1所示。,井下探放水,六、探放水钻孔的布置：,井下探放水,六、探放水钻孔的布置： （2）允许掘进距离经探水证实无任何水害威胁，可安全掘进的长度称允许掘进距离。 （3）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称帮距；其值应与超前距相同，帮距一般取20m，有时帮距可比超前距小12m。,井下探放水,六、探放水钻孔的布置： （4）钻孔密度（孔间距）指允许掘进距离终点横剖面上
11、，探水钻孔之间的间距。 2.探水钻孔布置方式 （1）扇形布置巷道处于三面受水威胁的地段，要进行搜索性探放积水目标区，其探水钻孔多按扇形布置，如图2所示。,井下探放水,矿井探放水,六，探放水钻孔的布置,井下探放水,六、探放水钻孔的布置：3.探放水钻孔规定 （1）探放老空水、陷落柱水和钻孔水时，探水钻孔成组布设，并在巷道前方的水平面和竖直面内呈扇形。钻孔终孔位置以满足平距3m为准，厚煤层内各孔终孔的垂距不得超过1.5m。 （2）探放断裂构造水和岩溶水等时，探水钻孔沿掘进方向的前方及下方布置。底板方向的钻孔不得少于2个。 （3）煤层内，原则上禁止探放水压高于1MPa的充水断层水、含水层水及陷落柱水等
12、。如确实需要的，可以先建筑防水闸墙，并在闸墙外向内探放水。,井下探放水,六、探放水钻孔的布置：（4）上山探水时，一般进行双巷掘进，其中一条超前探水和汇水，另一条用来安全撤人。双巷间每隔3050m掘1个联络巷，并设挡水墙。 4.矿井探放水与掘进之间的配合（1）双巷配合掘进交叉探放水当掘进上山时，如果上方有积水区存在，巷道受水威胁，一般多采用双巷掘进交叉探放水，如图4所示。,井下探放水,六、探放水钻孔的布置：,井下探放水,六、探放水钻孔的布置：巷道掘进前方的水量大、水压高、煤层松软和裂隙发育时，在煤巷直接探放水很不安全，需要采取隔离方式进行探放水。在掘进石门时，可从石门中探放积水，如图6（a）所示
13、；或在巷道掘进工作面预先砌筑隔水墙，在墙外探水，如图6（b）所示。,图 6 利用石门探水和墙外探水 (a) 一石门探水， (b) 一墙外探水,井下探放水,井下探放水,七、探放水钻机的选用与安装：1，探放水钻机的选用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。矿井探放水工作存在高承压水突出的危险，必须保证在一定的安全距离才能实施探放。矿井专用探放水钻机具有钻探深度大且可固定防喷性能；而煤电钻钻探距离有限，一般只能用于在煤层中探查煤的厚度等，起不到预先探放水害的作用。,井下探放水,七、探放水钻机的选用与安装：案例：2008年7月21日，广西百色市右江矿务局那读煤矿发生老空透水事故，死
14、亡36人。该矿为国有地方煤矿，2007年核定生产能力19万吨，矿井周边废弃小煤窑积水情况不清。该矿在4304工作面（靠近废弃小煤矿附近）违规开掘3个切眼，违规用煤电钻探放老空水，前两个切眼均因掘进时有透水征兆而停止施工，随后又在距第一个切眼30米处重开切眼，在发现透水征兆的情况下，仍在相对较低的4301回采工作面组织生产；事故发生前，在没有认真分析透水量变化的情况下，盲目通知已经撤到安全地点的作业人员，重新返回作业地点恢复生产，导致发生特别重大透水事故。事故原因：违反防治水规定用煤电钻代替专用探水钻进行探水。按照该矿探放水设计及安全技术措施的规定，每次探水钻进30 m，允许巷道掘进10 m，但
15、透水发生地实际探水钻进只有约7m，致使4304工作面第三切眼的掘进头距离老空积水区边界仅为3.9m，诱发了从小股流水冲刷逐渐扩展到大面积煤柱突然垮塌，导致临近小煤矿采空区积水溃入井下，导致了事故的发生。,井下探放水,七、探放水钻机的选用与安装： 2，探放水钻机的安装 在安装钻机进行探水前，应当符合下列规定： （一）加强钻孔附近的巷道支护，并在工作面迎头打好坚固的立柱和拦板。 （二）清理巷道，挖好排水沟。探水钻孔位于巷道低洼处时，配备与探放水量相适应的排水设备。 （三）在打钻地点或其附近安设专用电话。 （四）依据设计，确定主要探水孔位置时，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
16、定钻孔的方位、倾角、深度和钻孔数量 （五）在预计水压大于0.1MPa的地点探水时，预先固结套管。套管口安装闸阀，套管深度在探放水设计中规定。预先开掘安全躲避硐，制定包括撤人的避灾路线等安全措施，并使每个作业人员了解和掌握。 （六）钻孔内水压大于1.5MPa时，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。,井下探放水,八、探放水钻孔终孔孔径、超前距离和止水套管长度的要求： 1，钻孔终孔孔径的要求 探放水钻孔终孔孔径规定一般不得大于75mm，主要是从探放水现场的围岩稳定性方面考虑的，这样，探放水钻孔的开孔孔径也能得到控制，终孔对围岩的破坏性小，即使遇到不可预测的高压水及其他危险情况，也能够得到有效控制。 井下现场空间有限，施工不便，为了提高效率和降低成本，对井下钻孔在设计时要考虑一孔多用，如探查构造、煤层或兼作堵水、疏水之用等。,
