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1、2023/9/12,1,(一)超前距离。探水时从探水线开始向前方打钻孔,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,如下图所示。,一、钻孔参数,2023/9/12,2,(二)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。(三)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为帮距;其值应与超前距相同,帮距一般取20 m,有时帮距可比超前距小12 m。,一、参数确定,2023/9/12,3,(二)允许掘
2、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。(三)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为帮距;其值应与超前距相同,帮距一般取20 m,有时帮距可比超前距小12 m。(四)钻孔密度(孔间距)。钻孔密度是指允许掘进距离终点横剖面上探水钻孔之间的间距。,一、探放水钻孔参数确定,2023/9/12,4,(一)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,如下图所示。,二、探放水钻孔布置方式,2023/9/12,5,(二)半扇形布置。对于积水区肯定是在巷道一侧的探水
3、地区,其探水钻孔可按半扇形布置,如下图所示。,二、探放水钻孔布置方式,2023/9/12,6,(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1.5 m。(二)探放断裂构造水和岩溶水时,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,原则上禁止探放水头压力高于1 MPa的充水断层水、含水层水及陷落柱水等。如果确实需要的,可以先建筑防水闸墙,并由闸墙外向内探放水。(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3
4、050 m掘1个联络巷,并设挡水墙。,三、探放水钻孔规定,2023/9/12,7,(一)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,如下图所示。,四、探放水与掘进配合,2023/9/12,8,(二)双巷掘进单巷超前探放水。在倾斜煤层中沿走向掘进平巷时,一般是用上方巷道超前探放水,探水钻孔呈扇形布置。(三)平巷与开切眼互相配合探放水。其方式如下图,四、探放水与掘进配合,2023/9/12,9,(四)隔离式探放水。巷道掘进前方的水量大、水头压力高、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
5、从石门中探放积水,如图所示:,四、探放水与掘进配合,2023/9/12,10,或在巷道掘进工作面预先隔水墙,在墙外探水,如下图示:,四、探放水与掘进配合,2023/9/12,11,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,起不到预先探放水的作用。因此,矿井探放水必须用专用探放水钻机,严禁使用煤电钻探放水。在煤层内用煤电钻探放水,可能导致包括探放水作业人员在内的大量人员伤亡。,四、探放水必须使用专用钻机,2023/9/12,12,案例:2008年7月21日
6、,广西百色市右江矿务局那读煤矿发生老空透水事故,死亡36人。该矿为国有地方煤矿,2007年核定生产能力19万t,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 m处重开切眼,在发现透水征兆的情况下,仍在相对较低的4301采煤工作面组织生产;,四、探放水必须使用专用钻机,2023/9/12,13,案例: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。事故直接原因:违反防治水规
7、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3.9 m诱发了从小股流水冲刷逐渐扩展到大面积煤柱突然垮塌,造成临近小煤矿采空区积水溃入井下,导致了事故的发生。,四、探放水必须使用专用钻机,2023/9/12,14,(一)探放水钻探现场的规定。探放水现场作业直接关系到探放水人员的安全,关系到探放水周围地区甚至整个矿井的安危,对钻探施工现场的安全环境和安全设施的严格要求非常重要。加强钻场附近的巷道支护,并在工作面打好坚固的立柱和拦板,可
8、以防止冒顶、防高压水冲垮煤壁及支架等事故发生。为满足探放水钻孔出水畅通和施工人员安全撤离,必须清理巷道,挖好排水沟,在适当位置配备与探放水量相适应的完好的排水设备。,五、探放水钻机必须安装牢固,2023/9/12,15,在打钻地点或附近安设专用电话,可以在遇到紧急 险情时及时与有关领导和部门取得联系,汇报情况,以便及时采取有效措施。为杜绝随意性,保证探放水钻孔准确打到靶位,确 保钻孔标定准确,在确定主要探放水钻孔位置、方位、倾角、深度以及钻孔数目时,测量以及负责探放水的技术人员必须亲临现场,根据已批准的设计给予确定,未经批准,不得擅自改变设计。,五、探放水钻机必须安装牢固,2023/9/12,
9、16,(二)探放水钻孔承压套管的安装和加固。为确保探放水钻孔出水后能有效控制放水量,确保安全,在预计水压大于0.1 MPa的地点探放水时,都应预先安装孔口承压套管。为确保承压套管的牢固可靠,开孔位置应选择在岩层比较完整、坚硬的地方,承压套管的长度按本规定第九十八条执行。目前一般采用的是双层套管,考虑钻孔出水会影响套管的下放,因此外层套管长度一般较短,尽可能下在无水段。承压套管要用高压注浆泵进行水泥固结,使套管和岩体成为一体,套管下放凝固至规定的时间后,进行扫孔,然后进行压水耐压试验,试验的压力不得小于设计水头压力,稳压时间必须至少保持半小时,孔口周围不漏水,孔口管牢固不活动,即为合格;否则必须
10、重新注浆。这样才能保证孔口管在钻孔出水后不被冲出。孔口管下好后要安装好控制闸阀,这样才能在钻孔一旦出水后能有效地控制水量,防止因排水能力不足且放水孔又不能有效控制而影响矿井安全。,五、探放水钻机必须安装牢固,2023/9/12,17,在水文地质条件复杂和水头压力、水量大的情况下,按照探放水规定要求,安装孔口承压套管和控制闸阀进行钻进。(三)探放高压水应采取的措施。在高压水的探放过程中,当钻孔揭露含水层后,水头压力和水量会猛增,若不能有效控制,除直接影响钻进效率外,还特别容易出现高压水喷出或钻具被顶出等伤人事故。因此,在钻孔内水压大于1.5 MPa的高压水地区施工探放水钻孔时,钻进和退钻应采用反
11、压和有防喷装置的方法进行钻进和控制钻杆。,五、探放水钻机必须安装牢固,2023/9/12,18,反压就是给一个与水头压力反向的作用力;防喷就是防水、防钻杆、防孔内碎岩石块喷出。在高压水地区施工钻孔时,如果不采用反压、防喷装置是非常危险的。如某矿在井下施工探放奥灰高压水钻孔时,由于未采取这些措施,就曾发生突然出水后钻杆无法控制、顷刻之间被高压水顶出并被顶到巷道,近百米钻杆像面条一样被扭曲成麻花状,险些酿成人员伤亡事故。因此,在高压水地区施工钻孔时,防喷问题必须引起高度重视。,五、探放水钻机必须安装牢固,2023/9/12,19,探放水钻孔终孔孔径规定一般不得大于75 mm,主要是从探放水现场的围
12、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,在对井下钻孔设计时要考虑一孔多用,如探查构造、煤层的钻孔或兼作堵水、疏水之用等。,六、探放水钻孔孔径,2023/9/12,20,人们在与矿井水长期斗争中积累了宝贵的经验,总结出在钻进时接近或揭露强含水体的一般征兆。在钻进时,当煤岩出现松软、片帮、来压或钻孔中的水头压力、水量突然增大以及顶钻等异状时,说明前方已经接近或揭露了强含水体。当遇到这种异常情况时,如果继续钻进或将钻杆拔出,极有可能造成难以控制的更
13、大出水,以及钻杆在拔出的过程中被高压水顶出伤人事故,后果不堪设想,因此必须及时停止钻进,将钻杆固定,严禁移动和起拔,钻机后面严禁站人,以免钻杆伤人。,七、探放水过程中有透水征兆的处理,2023/9/12,21,在钻孔出现涌水异常情况时,应及时将现场情况向矿调度室汇报。调度室接到上报的情况后,应立即派人监测水情。如果发现现场情况危急时,必须立即撤出所有受水害威胁地区的人员,然后采取措施进行处理。,七、探放水过程中有透水征兆的处理,2023/9/12,22,(一)查明老空区积水情况。探放老空水首先要收集资料,走访调查,分析查明老空水体的空间位置、积水量和水头压力,做到心中有数。(二)探放老空积水。
14、探放水钻孔要打中老空水体,至少有一个孔要打中老空水体底板,才有可能放完老空水,排除隐患。如井下老空区水与地表水存在密切的水力联系,在雨季可接受大量雨水或地表水补给,且老空区的积水量较大,水质不好(如酸性水),为避免矿井承受长期排水的经济负担,矿井可首先对这种老空积水区实行注浆封堵,切断或减少地表水等对其的补给,然后再实施探放水;,八、老空水探放过程,2023/9/12,23,如果切断或减少老空区的补给水源有困难而无法进行有效地探放水,生产矿井必须对老空积水区留设足够尺寸的防隔水煤(岩)柱,使其与生产区隔开,待矿井生产后期条件成熟再进行水体下采煤。如老空区积水量大且水压高,应先从煤层顶、底板岩层
15、打穿层放水孔,把水压降下来,然后再沿煤层打探放水钻孔。,八、老空水探放过程,2023/9/12,24,(三)制订应急预案。当钻孔接近老空时,矿山救护队员要在现场值班,随时检查空气成分,如果瓦斯或者其他有害气体浓度超过有关规定,应当立即停止钻进,切断电源,撤出人员,并报告矿井调度室,及时处理;在探放水场地应备用一定数量的坑木、麻袋、木塞、木板、黄泥、棉线、锯和斧等,以便在探放水过程中意外出水或钻孔水压突然增大时及时处理;探放水施工巷道现场发现有松动或破损的支架要及时修整或更换,并仔细检查帮顶是否背好;探放水施工现场及后路的巷道水沟中的浮煤、碎石等杂物,应随时清理干净,若水沟被冒顶或片帮堵塞时,应立即疏通;探放水施工过程中所设计的避灾路线内不许有煤炭、木料或煤车等阻塞,应随时保证畅通无阻。,八、老空水探放过程,2023/9/12,25,钻孔放水应根据矿井排水系统的能力,控制放水量,防止淹井。钻孔在放水前,应安排专人测定孔内初始水压;在放水过程中,也应安排专人监测放水孔出水情况,观测水量和残存水压,做好记录,及时分析,直至把水放净。如果放水量突然变化,必须及时处理,并立即报告调度室;若水量突然变小,有可能是放水孔被堵塞,为了确保正常放水,可采用钻杆透孔及时处理,但未安装孔口管的不得透孔。,九、钻孔放水规定,