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1、临汾宏大胜利煤业有限公司 1902回风顺槽（结合物探）探放水设计 编制单位：胜利煤业生产技术科 编制日期：2014年1月1日探放水设计会审签名：总工程师：生产副总经理：技术科长： 安全副总经理：通风区长： 机电副总经理： 地测科长： 审核人： 编制人：1902回风顺槽探放水设计会审意见： 年 月 日胜利煤业1902回风顺槽掘进工作面探放水设计宏大公司会审意见及签字：总工程师：副总工程师：生产技术部：通风安全部：机电部 ：会审意见：目 录1902回风顺槽探放水设计- 1 -一、 概况- 1 -二、 水患分析- 1 -三、 物探设计- 1 -1、物探目的- 2 -2、瞬变电磁法勘探法超前探测工作布
2、置- 2 -3、直流电法超前探测工作布置- 4 -四、 钻探设计- 6 -1、探放水目的- 6 -2、钻孔设计及布置- 6 -五、 排水- 10 -1、排水路线：- 10 -2、系统的要求：- 10 -六、 安全技术措施- 10 -1、技术措施- 10 -2、钻机运输、安装的安全措施：- 10 -3、钻机操作的安全措施：- 11 -4、探放水钻孔孔口安全装置- 12 -5、钻探施工技术要求:- 13 -6、放水的技术要求：- 14 -6、通风方式及瓦斯检查制度：- 15 -7、水情及避灾联系汇报制度和灾害处理措施：- 16 -七、 1902回风顺槽避灾路线：- 17 -八、 附图：- 17 -
3、1902回风顺槽探放水设计根据煤矿防治水规定和煤矿安全规程及我矿实际情况特制定本探放水设计及措施。一、 概况1902回风顺槽位于工业广场西南边，胶带大巷南部。自胶带大巷（坐标x4014083.041,y37538858.219)处开口，西南部为1902回采工作面（现未开采）；北部为胶带大巷与轨道大巷；东部紧临F3断层（走向315、倾角65、落差为5m），均不影响本开拓巷道掘进。巷道沿11#煤层底板掘进，煤层厚度4-6m,平均5m。一般含1-2层夹矸，厚约0.4-1.0m。顶板为泥岩及灰岩，K2灰岩底板面凹凸不平，局部发育有伪顶（最厚达2m），底板为泥岩及砂质泥岩。二、 水患分析1、 1902回
4、风顺槽末端西南方向靠近推测的10-3采空积水区。10-3积水面积为179175，积水量为9.41万m。2、根据（山西省煤炭地质水文勘查研究院）2012年10月对我矿首采区上覆采空积水地面电法报告。综上所述，1902回风顺槽掘进中主要水害是采空区积水及导水断裂构造导水。三、 物探设计 我矿目前使用物探和钻探两种方式进行探测，根据物探和钻探两种地质勘测技术的运用过程来看，对于物探作业，我矿目前使用瞬变电磁仪超前探测方法进行探测，由于井下电气设备中电流的通过会产生磁场。在用瞬变电磁仪作业过程中，接地释放出的电流，难免会受到设备磁场的影响，所以瞬变电磁仪探测成果并不能作为真实的地质资料。钻探只能获得剖
5、面上某一点水平方向上的地质资料，钻探点之间的地质资料需要进行推测来确定。我矿地质构造简单，现有钻探钻孔的布置虽能满足当前井下地质勘探精度的要求，但在地质构造相对比较复杂，地层变化相对较大的情况下，单用钻探一种探测手段，很难正确反映出真实的地质情况，并且容易误导对真实地质情况的判断。如果为提高勘探精度而加密钻孔的布置，势必会延长施工工期，延误工程进程。如果在钻探时配以物探的探测资料，不但可以节省施工时间，而且可以验证物探资料的精度，由于物探自身的局限性，它对勘探成果的解释必须以钻探获得的地质资料为基础。综合两种探测方法的优缺点，我矿做出了物探和钻探相结合运用的方法。目前我矿使用TEMJF50矿用
6、瞬变电磁仪和全方位探测仪设计（直流电法）两种物探方法。1、物探目的(1）探测的掘进头前方及顶底板的低阻体异常及分布范围。(2）分析测区内含水构造形态、水力联系。(3）对测区内煤层开采或水害治理提供物理探测技术依据。(4）为布置探防水钻孔设计提供依据。2、瞬变电磁法勘探法超前探测工作布置1矿井瞬变电磁法勘探试验施工布置，沿巷道掘进头，布置顺层、仰角30、俯角30测线3条，11个探测点。通过在掘进头移动发射接收线圈，形成3条超前探测的实测剖面。如图所示：图1 井下施工线框摆放角度示意2施工技术措施，矿井瞬变电磁法勘探装置类型采用重叠回线组合装置，边长1.5m的激发和接收正方形线圈，激发线圈匝数4匝
7、，接收线圈匝数40匝。供电电流档为50A，供电脉宽10ms，采样率4S。每个测点至少采用30次叠加方式提高信噪比，确保了原始数据的可靠性。3.瞬变电磁仪及发射机主技术参数1、TEMJF50矿用瞬变电磁仪要技术参数项 目 参 数 A/D转换器 16 bit 采样率 4 S动态范围140 dB本底噪声 1 V 发送电流强度（A） 2.5A 电流脉冲宽度（ms）10、20、40 电流发射频率（Hz）75、25、12.5、6.25 发射线圈规格 1.5 m1.5 m发射波形双极性矩形波 2、TEMJF50矿用隔爆兼本安型瞬变电磁仪发射机主要技术参数项 目 参 数 发送电流强度（A） 50A 电流脉冲宽
8、度（ms）10ms、20ms、40ms 电流发射频率（Hz）75HZ、25HZ、12.5HZ、6.25HZ、3.125HZ、1.5625HZ 发射线圈规格 1 m1 m5m5m发射波形双极性矩形波 关断时间0.5-300S同步电缆同步3、直流电法超前探测工作布置应用YTD400（A）矿井全方位探测仪对掘进工作面迎头进行超前探测100米，每掘进100米进行一次超前探测。1、测点布置： （如图所示） 2、探测施工布置：第一步：以皮卷距迎头14m处为起始点按4m为间距，一次标点为1、2、322。第二步：在、2和3号布设供电电极A1、A2和A3。第三步：在4号点以后均布设为记录点。第四步：测量时将供电
9、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22号点结束。第五步：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。2.全方位探测仪技术参数(1)空载工作输出端开路电压（幅值）：85V (2)工作输出端过流保护值（幅值）：65mA (3)信号电压采集范围（幅值）：0mV-500mV (4)信号电压采集误差：1% (5)发射电流（幅值）：65mA（可调） (6)电流测量误差：1% (7)信号（发射/接收）频率：5Hz、15
10、Hz、120Hz、400Hz(8)A/D转换器：24bit(9)动态范围：130dB(10)非线性度：0.005% (11)连续工作时间：6h (12)主机重量：5Kg(13)主机外形尺寸（长宽高）：330X216X136mm四、 钻探设计1、探放水目的探放小窑水、本矿老空水、顶板水、底板承压水、断层水和其它水体，防止掘进或回采中发生透水、突水等事故。2、钻孔布置 根据山西省煤炭工业厅晋煤行发【2012】239号文件关于下发2012年全省生产矿井防治水工作安排的通知“第八条”内容：“井下探放水工作应执行物探先行、化探跟进、钻探验证”综合探测手段”及煤矿防治水规定。结合本矿实际情况，制定本设计。
11、 1、物探先行、钻探验证、化探跟进。在巷道开口时，使用TEMHZ750矿用瞬变电磁测深仪和YTD400（A）型矿井全方位探测仪两种物探仪，进行第一次物探，后每隔100m再探测一次，直到巷道到达设计停头位置。通过对两种物探成果比对，如果探测前方无低阻异常时，用钻探手段进行验证（必须保证掘进中心水平上不得少于3个孔、在垂向上每1.5米至少布置一个探放水孔），如前方有异常时或者两种物探成果异常区域不同时，严格按照扇形方式进行钻探（保证终孔水平距3m，垂向距1.5m布置钻孔）。 2、探放水钻孔的布置方式 物探无低阻异常时，钻孔布置方式：（详见钻孔布置图）探水孔共布置8孔，其中 1、2、3、4孔为中心孔
12、，5、6、7、8孔为外斜眼孔。钻孔参数详见下表：孔号方位角（）钻孔位置倾角(）深度（米）12091311中心孔08022091311中心孔上方+18032091311中心孔上方+28042091311中心孔上方+36652024211中心孔左上方+28162154411中心孔右上方+2817195111中心孔左上方+38382231521中心孔右上方+383 物探有异常时，钻孔布置方式：（详见钻孔布置图）探水孔工布置3组每组21个，共计63个。钻孔参数见下表：孔号方位角钻孔深度m倾 角124134238一组1二组2三组3223734243一组1二组2三组33232385450一组1二组2三组3
13、4227391763一组1二组2三组3522522062一组1二组2三组36222211362一组1二组2三组37219363161一组1二组2三组3821649760一组1二组2三组3921359060一组1二组2三组31021175160一组1二组2三组311209131160一组1二组2三组312207183160一组1二组2三组313204272260一组1二组2三组314201371560一组1二组2三组315198495161一组1二组2三组3161965962一组1二组2三组31719324262一组1二组2三组31819047563一组1二组2三组319185472850一组1
14、二组2三组320180522043一组1二组2三组321176522038一组1二组2三组3 3、探水钻孔超前距、帮距：探水钻孔深度无异常是为80米，异常时是60米根据煤矿安全规程、煤矿防治水规定和同煤地测防治水管理制度的要求探水钻孔超前距离为30米。允许掘进距离：探水中心钻孔深度,减去安全距离30 m帮距：据煤矿安全规程、煤矿防治水规定帮距20米 4、探水钻机的主要技术参数：钻机型号ZLJ350电机功率7.5KW钻孔深度150m电机电压380/660钻杆直径42mm长宽高1450*630*1133质量400kg钻孔直径65mm五、 排水1、排水路线： 1902回风顺槽工作面措施轨道巷主、副水
15、仓地面2、系统的要求： 随掘进面的深入，及时增加排水管的长度和水泵的扬程，需配备4寸的排水管两趟，45千瓦水泵2台（一台备用）。六、 安全技术措施1、技术措施（1）探水前加固探水工作区支架，背好帮顶，以免压力冲垮煤壁和支架。（2）清理巷道，保证安全撤退路线畅通无阻；（3）保证水沟畅通，并有适当的坡度和断面，水仓和排水设备要有足够的容量和能力。（4）探水地点要安装电话，与所有可能受水威胁的工作地点连通，并事先制定好撤退路线，以防止意外事故发生。（5）打钻过程中，如发现煤、岩松软或沿钻杆向外流水超过打钻正常供水量时，要立即停止打钻（不能移动或拔出钻杆），派人监视水情并报告矿调度室，如果情况危急，要
16、立即通知所有受威胁地点撤人，并采取应急措施。（6）钻孔接近采空区，可能有害气体涌出，必须随时进行有害气体监测；探水点通风必须按有关规定进行。2、钻机运输、安装的安全措施：（1）运输、安装钻机人员，要互相配合好，防止钻反倒伤人和挤伤手脚事故发生。（2）钻场在稳钻前，应清理浮煤。钻场巷道支护要符合质量要求，禁止有空帮、空顶现象。钻机要稳牢、稳平，底座垫上底木梁，钻机稳固在底木梁上，四角要打好四根立柱，并用铁丝联在一起。将钻机稳定牢固后，方准开钻。（3）钻具应统一放在钻场内，禁止在巷道内乱放。3、钻机操作的安全措施：（1）钻工上岗前，必须经过培训，学习该探放水设计、钻探操作规程并持证上岗。（2）钻孔
17、必须严格按设计的方位、角度、深度施工，严禁私自变更钻孔参数。（3）钻孔施工期间，必须有专职瓦斯检查员随时检查钻孔、钻场瓦斯，若瓦斯达到1，应立即通知停钻撤人。（4）操作钻机人员，要由班组长或有经验的工人担任，另一人跟前监护。钻机操作按钮，应设在距司机工作处不超过0.5m的地方，确保能及时停送电。（5）每班开钻前，钻机要先试正、反转。钻机开始运转后，任何人不准触摸钻杆及机器旋转部位，防止钻机绞人。（6）操作钻机要严格执行操作规程。在钻进中，掌握好钻进速度，压力要适当，注意孔内水循环，禁止干钻，避免损坏钻机和发生卡钻事故。（7）打钻过程中，要严格执行现场交接班制度。现场交清孔内情况和钻机运转情况。
18、（8）钻孔透水后，要详细观察和记录水情变化。起钻时，工作人员禁止站在钻杆的正后方向。钻杆全部起出后，立即关闭阀门，并向调度室汇报透水情况。（9）打钻出水后，若水量较大，威胁到巷道内人员安全时，要通知巷道内所有人员和受威胁的其他人员，一并撤出，并迅速向调度室汇报。4、探放水钻孔孔口安全装置 (1) 选择岩层坚硬完整层位开孔，孔径应大于孔口管直径12级，钻至预定深度后，将孔内冲洗干净。注浆使止水套管（管周围应焊扶正肋骨片）与孔壁间充满水泥浆。待止水套管周围水泥浆凝固后扫孔，扫孔深度应超过孔口管长度0.5m。(2) 扫孔后对治水套管必须进行耐压试验。试验压力必须大于预计水压并稳定30min后，确定止
19、水套管周围不漏水时，方可钻进。(3) 止水套管埋入孔内长度，一般可按附表A的经验值选定。（4） 节理裂隙发育，岩石松软或破碎，无条件另选放水地点时，应对围岩进行注浆加固后，再安设孔口管。（5） 探防强含水层水或需要收集放水时的水量、水压等资料时，应在止水套管上安装水压表、水门（闸门）和汇水短管等。（6） 对水压高于1Mpa且水量较大的积水或强含水层进行探放水时，孔口应安设防喷逆止阀。（7） 在高压水喷出条件下继续钻进时，斜孔应使用孔口防喷逆止阀，倾角5090的钻孔可使用“孔口防喷帽”或“盘根密封防喷器”，钻具可使用“防喷接头”，上下钻可用“孔口反压装置”。（8） 探放水压高于2Mpa、水量大于
20、60m3/h，需长期保留钻孔时，孔口应使用双水门，下门备用。5、钻探施工技术要求:(1) 钻进时应准确判别煤、岩厚度并记录深度。一般每钻进10m或更换钻具时，测量一次钻杆并核实孔深。终孔前再复核一次，如有可能应进行孔斜测量。(2) 钻进时，发现煤岩松软、片帮、来压或孔中的水压、水量突然增大，以及有顶钻等现象时，必须立即停钻，记录其孔深并同时将钻杆固定。并要立即向矿调度室汇报，及时采取措施，进行处理。(3) 钻进中发现有害气体喷出时，应立即停止钻进、切断电源，将人员撤到有新鲜风流的地点。立即报告矿调度室，采取措施，进行处理。(4) 钻孔内水压过大或喷高压水时，应采用反压和防喷装置的方法钻进，应有
21、防止孔口管和煤（岩）壁突鼓出的措施。背紧工作面，在拦板外设顶柱或木垛，必要时还应在顶、底板坚固地点砌筑防水墙，之后方可防水。(5) 对于水压大于2Mpa，中间要穿过煤层的探断层水钻孔，在打穿断层或含水层前，还应下第二层孔口管并超过煤层1m，以上。(6) 在钻探过程中，见到含水层、断层、陷落柱和积水区之前，应停止钻进，安好水门后再继续钻进。(7) 遇高压水顶钻杆时，可用立轴卡瓦和逆止阀门交替控制钻杆，使其慢慢地顶出空口，操作时禁止人员直对钻杆站立。(8) 探放断层水的探水孔终孔后，孔内有水应进行放水实验。孔内无水时应选择一个孔进行压水实验，检验断层隔水性能，压力一般应略大于断层承受的静水压力。6
22、、放水的技术要求：（1）、钻孔探到水后，要观测水压、水质、水量和估计积水量或补给量。控制放水孔的流量或调整排水能力，并清理水仓、水沟等。（2）、掘进中有含水层和水体存在时，应当观测“三带”发育高度。（3）、当导水裂隙带范围内的含水层或老空积水影响安全掘进时，必须超前探放水并建立疏排水系统。（4）、加强放水地点的通风，增加有害气体的观测次数。（5）、必须监视放水全过程，放水结束后，应立即核算放水量与预计积水量的误差，查明原因。（6）、实施排放水前，检查各水泵的完好情况，发现和隐患及时排除。7、通风方式及瓦斯检查制度：1、通风方式及要求采用FBD-N05.6/211型局扇压入式通风，局扇配2台，
23、一台使用，一台备用。（1）风筒吊挂要平直整齐，出风口到工作面距离不大于5m 。（2）工作面风速要控制在0.25-4m/s之间，风筒出风口风量达到规定，风机安装在1902回风顺槽口。2、瓦斯检查制度瓦斯员必须按瓦斯巡回检查图表规定的时间和次数检查瓦斯，每班检查次数不少于3次，严禁空班、漏检、虚报、瞒报。并符合下列规定：（1）工作面及其风流中，电动机或其开关安设地点附近20m内风流中瓦斯浓度达到1.2%时，必须停止工作，切断电源，撤出人员，进行处理；（2）工作面有局部瓦斯积聚时，附近20m内必须停止工作，撤出人员，切断电源，进行处理.对因瓦斯浓度超过规定被切断电源的电气设备，必须在瓦斯浓度降到0.
24、8%以下时，方可启动。（3）工作面风流二氧化碳浓度达到1.2%时，必须停止工作，撤出人员查明原因，制定措施，进行处理。（4）局部通风机因故停止运转，在恢复通风前，必须由专职瓦斯检查员检查瓦斯，只有停风区中最高瓦斯浓度不超过0.8%和最高二氧化碳浓度不超过1.2%；且局部通风机及其开关附近10m内风流瓦斯浓度都不超过0.4%时，方可由指定人员启动局部通风机恢复正常通风。停风区中瓦斯浓度超过0.8%或二氧化碳浓度超过1.2%，最高瓦斯浓度和二氧化碳浓度超过2.4%时，必须采取安全措施，控制风流排放瓦斯；停风区中瓦斯浓度或二氧化碳浓度超过2.4%时，必须制定安全排瓦斯措施，报矿技术负责人批准。8、水
25、情及避灾联系汇报制度和灾害处理措施：（1）工作面出水预兆 煤壁挂汗、温度下降、空气变冷、雾气产生、煤层发潮、暗沉沉有害气体增高、呼吸困难、头痛、顶板压力增大、底板鼓起并有渗水、淋水、出现压力水流并有“嘶、嘶”水叫声、巷道挂红、有异味等出水预兆情况。（2）避灾联系汇报制度和灾害处理措施。 钻进时，发现煤岩松软、片帮、来压或钻孔中的水压、水量突然增大，以及顶钻等异状时，必须停止钻进，但不得拔出钻杆，现场负责人员应立即向矿调度室报告，并派人监测水情。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。钻探过程中发现有出水预兆时必须立即停止作业，采取措施，发出警报，撤出所有受水灾威胁地点的人员，并立即汇报调度室。七、 1902回风顺槽避灾路线： 1902回风顺槽掘进工作面措施轨道巷井底车场副斜井地面 1902回风顺槽掘进工作面措施皮带巷回风立井地面八、 附图： 1、避灾路线图及排水线路图2、探放水钻孔平面图及探放水钻孔剖面图3、孔口管大样图
