43104回采工作面探放水设计.docx

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1、神木市孙家岔镇河西联办煤矿43104回采工作面探放水设计编制人:审核人:总工程师:编制日期： 年 月 日神木市孙家岔镇河西联办煤矿43104回采工作面探放水设计4、单孔设计：（1） 43104运输、回风顺槽每个钻场布置两个钻孔。钻孔布设 在巷道靠工作面侧上角处。（2） 43104切眼每个钻场布设2个钻孔，根据出水情况增减钻 孔数量确保放水效果QI-Q4o钻孔单孔设计巷道 名称钻场钻孔 编号孔径 mm方位角。倾角。孔深m孔数 （个）孔位置43104 运输、 回风 顺槽YS1-YS15511002201625254630见4-2煤 老空区HF1HF115130 3501625254622见4-2煤

2、 老空区切眼Q1-Q45155 125162030468见4-2煤 老空区合计5、孔口管设计：根据探放水细那么，在预计水压大于0.1 MPa的地点探水时，预先固结套管，并安装闸阀。止水套管应当进行耐压试验，耐压值不 得小于预计静水压值的1.5倍，兼做注浆钻孔的，应当综合注浆终压 值确定，并稳定30 min以上；采空区积水以及预计水压为0.12mp,水压大于0. IMPa,需进行 单孔设计，设置止水套管（孔口管）。套管设计参数：套管孔径89mm;套管孔深10m,角度见钻孔 参数表，套管直径：68mm无缝钢管，套管长度10m （每节内丝连 接）。耐压值不小于0.3Mpa,套管闸阀的耐压强度不得低于

3、3MPa。神木市孙家岔镇河西联办煤矿43104回采工作面探放水设计钻机采用ZLJ-350矿用探水钻机，42mm钻杆钻进，89mm 和51mm筒状合金或PDC金刚石复合片钻头。钻杆每节长为1.0m, 51mm的钻头用于打放水孔，89mm的钻头用于扩套管孔。钻孔施工基本步骤首先用51mm的钻头钻进10m,然后用中89mm的钻头扩孔， 接着用水冲洗孔内的岩尘，放进套管，其中1节套管焊接法兰，孔口 管外漏0.3m,在其上焊水压表和流量表接口，用双液浆注浆固管及 封孔注浆，浆液顺孔壁流出后，待凝固后，再外接100mm闸阀， 换用51mm的钻头钻至孔口底，用0.3Mpa高压净水做打压试验， 稳定30min

4、后，仔细观察孔周围是否漏水，假设不漏水，套管密封成 功。然后用51mm的钻头钻至老空区，退出钻杆，关闭闸阀，接通 排水管路，翻开闸阀放水。注浆设备及注浆泵操作采用双液浆注浆固管及封孔注浆，双液浆为水泥与水玻璃调配， 选用标号325#的普通硅酸盐水泥Be =50的水玻璃，水泥浆液与水玻 璃配比选用标准为l：lo附：孔口管示意图七、探放水技术要求：1、探水距与超前距探水超前距离不小于工作面三个月的推进长度，预计超前工作面600m o神木市孙家岔镇河西联办煤矿神木市孙家岔镇河西联办煤矿43104回采工作面探放水设计2、探放水设备的选择钻机选用ZLJ-350型矿用探水钻钻进深度：200m钻头直径：42

5、mm钻杆直径42mm立轴行程400m额定起拔力30kN钻孔角度0360度液压额的压力16MPa电动机功率15kw钻机外形尺寸（长x宽x高）主机1250*640* 1265mni钻机重量（包括动力）615kg八、探水平安措施：（一）钻机运输1、钻机向施工地点运输或在井下转用使用无轨胶轮车。2、装卸机器和重物时，要有专人指挥。不许站在重物上随吊起落。3、装卸机器设备时，应用专用工具，严禁摔、碰、撞、击。4、设备在整体装运时，必须符合煤矿平安规程的规定，不得超 长、超高、超宽超重。拆下的零件，要用有盖的木箱或铁箱装好。易 于丧失的零件，由钻工自带。5、搬运设备时，要设备处于稳定状态，不得倾斜或倒置，

6、并要装稳、 捆扎牢固。6、设备搬运时，不得磕碰各操作手把，更不得硬性扳扭。7、机器设备分装、分运时，要对油管及接头、液压阀、齿轮、齿条、 滑移导轨易损部件采取特殊保护措施，运输时不得在地上拖拉。8、吊装钻机时，必须使用（2-3T）手拉葫芦；手拉葫芦固定在巷道10神木市孙家岔镇河西联办煤矿43104回采工作面探放水设计顶部专用吊装锚杆或单轨吊梁上，严禁使用支护锚杆。9、钻机及动力设备等都必须安装平稳、牢固。在容易积水的地方施 工时，设备要适当垫高以防水淹。10、使用手拉葫芦吊装大件时，严禁人员在大件的下方，严禁人员站 在大件上,操作手拉葫芦人员应避开大件的滑动方向，并有专人监护。（二）钻机安装：

7、1、钻机的安装应遵守以下程序和要求：钻机安装前要清除肝石，整平底板，选择适当位置安放钻机。钻机方位必须与设计一致。钻机固定采用地锚时，地锚锚固要牢固，确保钻机稳固平安。采用液压支柱固定时，支柱要挖柱窝，并支在实底，支柱要支设牢 固；支柱顶部要用保险绳和顶部锚杆或网片固定，以防倾倒伤人。2、井下钻场应保持整洁，钻杆要用专用架，排放整齐。3、井下钻场必须具备以下的平安设施及条件：疏通事先挖好的水沟。工作人员进入钻场必须检查钻场周围的支架、顶板、两帮的平安情 况是否良好，如有不平安因素，不得工作。4、钻探设备安装完毕后，应与附近作业工区联系好停、送电时间， 然后接电。严格执行好停送电制度。5、在安装

8、、检修电气设备时，必须先切断电源，不得带电作业，作 业时必须有二人以上在场，有专人负责监护。11神木市孙家岔镇河西联办煤矿神木市孙家岔镇河西联办煤矿43104回采工作面探放水设计6、接电前应先检查电源的电压是否与电机规定的电压相符，电缆有 无破损现象等。7、电气设备的安装，执行煤矿平安规程和有关规定。安装完毕, 在搬开动力设备旁边的物体、无关人员远离动力设备后，方可送电。8、检修时，在开关上悬挂“有人工作、不准送电”牌子，并闭锁。9、电源接好后，先用手盘车试转，判明无卡阻后再送电试运转，并 检查电机的正反转及运转情况。10、电缆要用电缆钩吊挂整齐，消除“鸡爪子”“羊尾巴”和明接头。11、安装钻

9、机巷道前后10m要支护完好。（三）钻机运转前的检查和准备：1、每次施工前都要检查钻场的平安情况，场地平安设施是否齐全完 好。2、钻机开工前，必须由队长亲自检查开孔的方位、倾角是否与设计 相符。3、检查机组安装是否平稳，地锚是否齐全牢固，防护设施是否完好, 管路连接是否正确。4、钻机安装必须牢固，各局部联接紧固件可靠。5、检查液压油箱和变速箱油位是否合适，运动摩擦部位应清除泥沙 并加注润滑油c6、各旋转件是否灵活，有无阻力过大现象或异常。7、检查油路各接头是否拧紧，钻机开动后，应先检查油压系统，观12神木市孙家岔镇河西联办煤矿43104回采工作面探放水设计察压力表是否在规定的技术参数内工作，严禁

10、无表操作。8、启动电动机后，检查离合器是否灵活可靠，检查变速手把，分动 手把变档是否灵活。（四）探放水时平安事项：1、在打钻地点或附近设专用 。2、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， 到达承受水压后，方准钻进。特别危险的地区，应有避险场所，并规 定避灾路线。3、如发现水患时，钻孔内水压过大时，应采用反压和防喷装置的方 法钻进，并有防止孔口管和煤岩突然突出的措施。4、工作面打探水眼时要由专人做好打探眼观测工作，并做好测压试 验,到达设计承压试验后，方可继续钻进。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。5、钻孔放水前,必须估计积水量,根

11、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。假设水量突然变化,必须及时处理,并立即报告矿调度室。6、在受水害威胁地区施工的所有人员，都必须熟悉避灾路线，懂得突 水后的急救知识。7、井下所有的排水设施、设备必须定期组织人员检查、清理，保证矿 井正常排水。8、所有现场施工人员必须熟悉施工地点的避灾路线，当施工地点发生 透水预兆,情况危机时,必须立即发出警报,按避灾路线撤除所有受水13神木市孙家岔镇河西联办煤矿43104回采工作面探放水设计威胁地点的人员。9、钻机操作严格执行钻机操作规程。施工过程中均匀加压，下钻前检 查钻具质量，有断纹、

12、裂口、弯曲等质量问题钻具严禁使用。10、设备管理由电钳工负责,包机到人,挂牌管理,包机人负责设备日 常检修和保养,防止发生电气设备事故。11、包机电工应熟知设备的性能和原理,按照设备完好标准认真检修, 确保设备完好。12、电钳工经常检查电气设备的防爆性能、绝缘性能、保护性能，所 有电气设备严禁失爆,紧固部位都应到达防爆要求,接地极符合标准, 对不符合要求的设备和配件要及时更换。13、所有电气设备保护装置灵敏可靠,整定值准确,严禁甩保护运行。14、井下不得带电检修、搬迁电气设备、电缆。检修或搬迁前，必须 切断电源,检查瓦斯,开关把手在切断电源时必须闭锁，并悬挂“有人 工作，不准送电”的工作牌。1

13、5、执行停、送电制度，要坚持停电闭锁、挂牌，专人看管，谁停电谁 送电。16、电缆分类吊挂整齐，电缆不得拖地。17、工人在高空架子上作业时,一定要系上平安绳,平安绳的另一端要 固定牢。18、车辆司机应派专人，车辆每班必须检查完好，否那么严禁使用。19、巷道高度高时,要根据现场使用车辆来做平台，在此情况下,不可 全依靠车辆的刹车来固定,一定要把车辆的四个轮子固定好决不让车14神木市孙家岔镇河西联办煤矿43104回采工作面探放水设计前后滑动，确保施工平安。20、探放水措施，必须贯彻学习给施工人员、考试合格后进行施工。21、在钻眼时,所有参加人员一定要把自己的衣服穿得整齐,防止被绞 进去，导致伤人事故

14、的发生。22、在打探放水孔时,要由里向外，逐步进行。23、队干部必须跟班，现场指挥，确保平安。24、现场跟班干部要携带多功能检测仪,并设瓦斯检查工,施工过程中 随时检查钻孔内气体情况。25、根据钻孔大小,现场准备好钻孔封堵材料,确保施工平安。九、防止探水机械伤人的平安措施：1、探水人员必须衣着整齐利索，作业时要扎紧衣袖、裤腿，以免被机 械绞伤。2、在作业前要对钻机及有关机械设备进行认真仔细的检查。钻机等 机械的转动部件的防护装置及保护外罩必须完整无缺,确认无误后, 方可开机作业。3、钻孔作业在开动钻机前应做好准备工作，做到分工明确,操作钻机 动作协调，按章操作。十、排水设备及系统：1、排水设备

15、的选型设备选型:43104运输顺槽、43104回风顺槽水泵都采用11KW潜 水泵，扬程30叫流量SO/h水泵各2台。其中1台工作，1台备用。15神木市孙家岔镇河西联办煤矿神木市孙家岔镇河西联办煤矿43104回采工作面探放水设计管路各一趟，管路采用直径108nlm。2、排水系统43104运输顺槽-广煤东翼主运大巷-一煤中央水泵房-一风 井-一地面-一污水处理站。43104回风顺槽一-42煤东翼主运大巷一-干煤中央水泵房-风 井-一地面-一污水处理站。十一、避灾路线：当工作面发生水灾时，灾区人员应该选择标高较高的巷道,经两 顺槽，4-煤东翼主运、辅运大巷、风井（主井）撤到地面，如果水情 己将通道隔

16、断无法通过时，受灾人员应在本区内最高点停留等待营救; 具体路线如下：路线一：43104工作面人员-43104运输顺槽-42煤主运大巷 （主副斜井）地面路线二：43104工作面人员 43104回风顺槽 43104回风绕道 4“煤东翼回风大巷 回风井 地面附图：1、43104回采工作面钻场布置示意图2、43104回采工作面孔口套管示意图3、43104回采工作面避灾线路示意图4、43104回采工作面排水系统示意图16神木市孙家岔镇河西联办煤矿43104回采工作面探放水设计目录43104回采工作面探放水设计1一、探水目的：1二、编制依据：1三、43104工作面位置概况： 1四、地质概况：2五、水文地质

17、条件：4六、钻探工程：6七、探放水技术要求： 9八、探水平安措施：10九、防止探水机械伤人的平安措施：15十、排水设备及系统： 15H一、避灾路线： 16附图：16神木市孙家岔镇河西联办煤矿43104回采工作面探放水设计43104回采工作面探放水设计一、探水目的：目的主要是消除工作面顶部4-2煤采空区积水和4一3煤层顶部砂岩 含水层对回采的影响，以保证43104工作面回采平安不受水害威胁。 二、编制依据：1、煤矿平安规程(2016)；2、煤矿防治水细那么；3、中国煤炭地质总局勘查研究总院于2017年9月编制的陕西 省神木县孙家岔河西联办煤矿矿井地质报告修编；4、中国煤炭地质总局勘查研究总院于2

18、017年9月编制的神木 县河西联办煤矿地面电法勘探成果报告；5、中国煤炭地质总局勘查研究总院于2020年5月编制的陕西 省神木市孙家岔镇河西联办煤矿矿井水文地质类型划分报告；6、神木市河西联办煤矿43104工作面设计巷道布置图(2020年 6月)；7、神木市河西联办煤矿43104工作面回采地质说明书。8、根据矿井瞬变电磁探测技术43104工作面物探报告三、43104工作面位置概况：1、工作面位置 43104综采面位于井下41盘区井田南部，43104工作面大致呈南神木市孙家岔镇河西联办煤矿神木市孙家岔镇河西联办煤矿43104回采工作面探放水设计北向布置，推进方向从西向东推进。南以43104回风顺

19、槽为界长595m; 北以43104运输顺槽为界长600m;西以43104切眼为界长162m;北以 4-3煤保护煤柱为界。2、四邻关系43104工作面切眼西部为4-3实体煤，与4-3煤强排水仓泄水巷道 相联通，北部为43101采空区，南部为4-3煤实体煤，东部为4-3煤保 安煤柱。43104工作面上部:为412、411采空区，下部为51煤未采。43104工作面煤层顶板标高为1043.3m1048.9m。地面标高为 11701225.4,埋藏深度 125m170m。43104工作面地表基本被第四系黄土风积沙所覆盖，北高南低呈 宽缓的坡地，松散层覆盖厚度。20m,无成片建筑。3、工作面巷道支护431

20、04回风顺槽：断面形状，矩形，规格4.8*2.6m,顶板支护锚杆 +金属网，帮部塑脂锚杆+塑网。43104运输顺槽：断面形状，矩形，规格4.8*2.6m,顶板支护锚杆 +金属网，帮部塑脂锚杆+塑网。四、地质概况：1、地质构造由于本井田内地层平缓、构造简单，基本构造形态为向北西倾斜 的单斜构造，倾角03 ,区内未发现大的断裂、褶曲和岩浆岩，邻神木市孙家岔镇河西联办煤矿神木市孙家岔镇河西联办煤矿43104回采工作面探放水设计近矿井生产也未发现有断裂现象，属构造简单类型。区内的含煤地层中侏罗统延安组，可采煤层5层，自上而下分别 为2-2、3-1、4-2、4-3、5-2煤层，其中2-2和3/煤层已回采

21、完毕，正在 回采4门煤层第三个工作面，预计12月底回采完毕。4-3煤层厚度1.57 1.78平均厚度1.66m,煤层构造简单，井田内属稳定煤层，与4J煤垂距411m。2、影响探放水作业的其他因素(1)顶底板岩性根据陕西省神木县河西联办煤矿建井地质报告：4-2底板(4-3煤顶板)属于nia类；4-3煤直接顶属于n类中等稳定顶板；4-3煤底板 属于nia类。(2)瓦斯2018年，矿井委托陕西省煤炭科学研究所做了矿井瓦斯等级鉴 定，矿井瓦斯绝对涌出量0.91m3/min,相对涌出量0.50m3/t；矿井二 氧化碳绝对涌出量4.11m3/min,相对涌出量2.26m3/t；采煤工作面最 大瓦斯绝对涌出

22、量0.32m3/min,掘进工作面最大瓦斯绝对涌出量 0.13m3/mino属低瓦斯矿井。(3)煤尘委托陕西安技煤矿平安装备检测对4-3煤层进行爆炸性 试验测定，火焰长度大于400mm,抑制煤尘爆炸最低岩粉含量86%, 煤尘具有爆炸危险性。(4)煤的自燃倾向神木市孙家岔镇河西联办煤矿神木市孙家岔镇河西联办煤矿43104回采工作面探放水设计2018年，矿井委托陕西省煤炭科学研究所做了 4,煤自然倾向性 鉴定，该煤层为I类容易自燃煤层，自然发火期34天。(5)区内无地温和冲击地压危害。五、水文地质条件：1、区域水文地质矿区东及东南部为黄土粱即丘陵区，沟谷深切，冲沟密布，地表 径流发育，有利于地下水

23、排泄；西及西北部为风沙滩地区，沙丘连绵, 地形波状起伏，极易接受大气降水渗入补给，在地形低洼处汇集成富 水区，并有大泉出露。2、井田水文地质(1)含水层井田内含水层主要为第四系松散沉积孔隙潜水含水层，为弱含水 层；侏罗系延安组裂隙孔隙承压水含水层段均处于侵蚀基准面以上， 易于疏排，为以裂隙含水层为主富水性极弱的水文地质条件简单矿 床；烧变岩裂隙孔洞潜水含水层，为区内特殊而重要的含水层，其富 水性取决于补给条件及储水条件，区内2-2煤层位于侵蚀基准面之上, 烧变岩裂隙水易于疏排。(2)隔水层新近系上新统保德组(N2b),区内地表未出露，在深部呈不连 续分布，其中的红土层为隔水层，结构致密均一，半

24、固结，可塑性强, 为区内良好的不连续隔水层；其底部常见一层厚35m的砂砾石层, 含有孔隙裂隙潜水，泉的流量很小。神木市孙家岔镇河西联办煤矿43104回采工作面探放水设计3、矿井涌水量及水文地质类型划分(1)开采设计确定的矿井涌水量为：正常涌水量20m3/h,最大涌 水量 40m3/h o(2)矿井掘进回采正常涌水量预计为：5m3/h-10m3/ho(3)矿井水文地质类型为中等型。4、充水因素分析现回采43103工作面为煤层的第三个回采工作面。大气降水对矿井充水的影响由于上部煤层埋藏较浅，因此大气降水是矿坑水的主要来源，受 雨水影响明显。地表水对矿井充水的影响地表水一方面通过含水层露头和地表入渗

25、补给含水层成为矿井 充水的间接水源；另一方面可通过浅部煤层3-1煤开采形成的地表塌 陷或者裂缝、老窑巷道或者封闭不良钻孔等导水通道直接进入矿井， 成为矿井直接水源。3-1煤层采空区、工作面北部西侧有3煤火烧区的积水通过 4-2煤开采冒落带裂隙带导入4-2煤采空区。(4) 4煤开采产生的裂隙带将4-2煤积水导入4-3煤工作面。5、43104回采工作面水害地表降水、3/煤积水，工作面北西部边缘有3煤火烧区、3/ 煤下部延安组砂岩含水都因采动影响或封闭不良钻孔汇聚在41煤采 空区中，4-2煤采空区北高南低，汇聚积水大局部从北到南流向中2煤神木市孙家岔镇河西联办煤矿神木市孙家岔镇河西联办煤矿43104

26、回采工作面探放水设计强排水仓，但因煤层北南、东西向有起伏，低洼处汇聚积水，形成 4-2煤采空区积水。开采平3煤时，导水裂隙带与4-2煤导通，4-2煤采 空区积水对本工作面平安会造成严重的威胁，因此，开采43104工作 面水害威胁主要来源4-2煤采空区低洼处积水区。2020年12月10日，我矿与集团公司技术部人员采用矿井瞬变 电磁探测技术，对43104工作面切眼和43104运输顺槽、43104回风 顺槽的局部巷道进行物探。43104运输顺槽探测550m有7处异常区, 43104工作面切眼140m发现20m以外通体显示低阻异常区，43104 回风顺槽探测600m发现6处积水异常区 祥见43104工

27、作面物探 报告。我矿原委托中国煤炭地质总局勘查研究总院进行了地面电法勘 探，并出具了勘探报告，查明了 21煤层、3煤层、4-2煤层采空区分 布及积水情况。依据矿井含水层分布及矿井水源补给来源，该报告指 出的采空区分布及积水情况对4-3煤层开采的防治水工作具有一定的 参考意义。六、钻探工程：根据煤矿防治水细那么和上级文件精神要求，我矿采用“物探 先行，钻探验证”对43104工作面进行探放水。1、钻探顺序因4-3煤采空区均与最低点4-3煤强排水仓相通，不会形成封闭性 积水，只会在采空区低洼处形成积水，水压不会太大，为探后方便放 水，从工作面切眼开始沿推进方向对工作面上覆采空区超前探放水。神木市孙家

28、岔镇河西联办煤矿43104回采工作面探放水设计2、钻探范围43104工作面两顺槽巷道肩窝或（倒车碉室）内东西侧进行布 孔，43104切眼东西侧进行布孔。3、钻场布置43104工作面顶部4-2煤原采掘图无高程点，局部煤层有起伏现 象，只能根据老工人的记忆描述，只能作为参考，而不能作为主要的 设计依据。物探成果需进行论证。因此，钻探工程设计对物探非异常 区钻场布设采用定距钻探，进行水害水患排查；对物探积水异常区确 定“积水三线”，要加大钻孔密度，进行水害水患排查；对工作面在 回采过程中出现的水文地质异常区（工作面顶板有淋水或淋水加大、 工作面涌水增大）一经发现，及时停采，汇报调度室，必要时先撤人。 组织有关技术人员根据现场实际进行设计补打钻孔，待工作面淋水减 少不影响生产时，方可回采。43104回风顺槽钻场布置：从43104切眼口处每50m布置一个钻 场，每个钻场布置至少两个孔，HF1、HF2-HF11共11个钻场。43104运输顺槽钻场布置：从43104切眼口布设钻场，计划低洼 处每30m布设一个钻场，非低洼处每50m布设一个钻场，每个钻场 布置至少两个孔YS1、YS2 -YS15,共15个钻场（每个钻场根 据钻探出水情况，来增设不同方位；不同角度多个钻孔进行探放）。工作面切眼布设4个钻场QI、Q2、Q3、Q4、（根据切眼实际情 况来分别布置不同角度的探水孔）。祥见钻场布置图