新龙煤业西区工作面探放水设计

新龙煤业西区工作面探放水设计

一．探放水的设计说明

1、矿区概况

平顶山市中祥新龙煤业有限公司，位于汝州市寄料镇雷湾村西约0.3公里，梨园村南约0.2公里，东距庙下至寄料公路约1.0公里，交通便利有乡村公路通往矿区。该矿区属于山前丘陵地带，区内无河流、季节性冲沟较为发育，泄水条件良好。

2、地质情况

该矿区地形坡度较为平缓，历史上无滑坡和泥石流记录。煤层走向东西，倾向北。结构简单，层位、厚度稳定。有一4、二1、二2煤层，一4煤厚1.2m，二1煤厚2.0m，二2煤厚2.3m，顶底板大部分为砂质泥岩，一4顶板为燧石灰岩。

该区的北部有一正断层，落差为20m，倾角为75°，走向东北、西南向，倾向西北。褶区不发育，未见有岩浆活动。本区煤层直接充水含水层为陕西组砂岩和太原组石灰岩含水层，岩溶裂隙发育不均一，大气降水为主要补给水源，含水性弱。本矿区井下正常涌水量30m3/时，最大涌水量50m3/时。

3、采空区积水情况

该区二2煤层为采空区，有积水存在,积水区最低位置在+59m水平，最高在+106m水平，积水面积17840m2,充水系数为0.25，总水量约为4460m3 。该区二1-12020工程在积水层位底部二1煤层内，层间距8m,12020运输巷和上风巷均将进入积水区底部。

二、探放水设计

1、探放水的目的

（1）疏放采空区积水，实施疏水降压防止突水事故的发生。

（2）积累探放老空水的工作经验。

2、设计依据

老空积水上限标高+106m，下限标高+59m。根据二1煤12020工程布置，运输机巷和风巷均在该积水区范围，运输机巷施工标高在+70m水平左右，回风机巷施工标高在+90m水平左右，且运输机巷落后回风巷80m接近积水区。

3、钻场位置设计

根据施工情况，探放老空水分两步进行，第一步：在12020回风巷接近积水区时，首先布置钻场，探放回风巷水平以上老空水，降低积水位置，减少积水面积和积水量。第二步：在运输机巷施工接近积水区时，再探放剩余积水。

4、钻场位置

第一钻场布置在二1-12020回风巷内，距积水区20m处开始探水。第二钻场布置在二1-12020运输机巷距积水区20m处，探放剩余积水。每一钻场布置两个钻孔，一号钻孔向积水浅部钻进，终孔不超过积水面标高；二号钻孔向积水深部钻进，终孔不低于钻孔开口标高，逐步进行探放水。钻场内巷道断面为上宽2.0m，下宽3.0m，高为2.0m。

质量要求：①巷道底板平整，无浮渣，出水顺畅。②巷道无空帮，空顶现象，帮、顶背严利紧。

5、钻孔布置及结构

(1) 钻场布置

①钻场分两次布置（即回风巷和运输巷），每一钻场布置2个钻孔。

②第一钻场-回风巷钻场，钻场标高+89m水平，积水面标高+106m水平，预计第一钻场承受水压值为1.7kg/cm2。
 

③1#钻孔有关参数：水面标高106m，终孔标高103.8m，积水走向长300m，倾斜长5m,积水量约为375m3。
④2#钻孔有关参数：水面标高103.8m，终孔标高92.4m，积水走向长300m，倾斜长18m，积水量约1350m3。
⑤运输机巷钻孔参数另行补充。
（2）钻孔结构：
开孔采用直径Φ113mm合金钻头钻进6.0m之后，下入Φ89mm钢套管，并固定套管、试压、安装阀门及测压表，套管以下采用Φ58mm的钻头一次打透老空区。
6、钻探施工
（1）开孔用Φ113mm的钻头钻进，开孔钻进时必须采用Φ89mm岩芯管做导向，随着钻孔的加深，导向管要加长，最低不能少于2m，钻进6.0m后下入Φ89mm套管。
（2）套管下入后，将套管提离孔底100-200mm，然后用泵将水泥沙浆顺套管注入，直至套管外围充满水泥沙浆，可缓停注浆，3～5分钟后再注，水泥浆稳定流出后，停止注浆，注浆压力以2kg/cm2为宜。
（3）水泥浆凝固48小时后，用Φ66mm无芯钻头透通套管内的水泥。向孔内注水试压，压力不得小于2kg/cm2，稳定试压时间不少于15分钟，试压全过程要有详细记录，试压要满足设计要求，同时检查套管外封情况，若套管外围或钻场迎头、两帮有渗水现象应及时处理，继续注浆。通过注水试压确定套管牢固无问题时，安装5Kg/cm2以上高压阀门、防喷装置及测压表，采用Φ58mm的合金钻头或金刚石钻头继续钻进到终孔。
（4）套管下入后，换用Φ58mm合金钻头钻进至老空区，钻孔施工过程中要安装防喷装置，钻进时孔内突然出水要立即停止钻进，锁紧防喷装置，并向调度室汇报，不得随便拔出钻杆。
（5）钻孔钻进期间将穿过原梨园矿采空区底板，不取岩芯但现场要作好地质记录。
（6）全孔用清水钻进，每次起、下钻都必须观察水位变化，有异常要立即向探放水领导小组汇报，打透老空后若有水且水量较大，经现场负责人召集各业务部门研究，并报矿领导同意后方可起钻；若无水且有淤泥、淤煤时，要继续转动钻杆，确认无水后方可停止钻进。
（7）出现下列情况之一者，视为终孔
①水量大且水流畅通。
②钻进超过设计孔深或钻孔见二2煤顶板后无水。
③钻透老空区后经频繁转动钻杆，仍然无水。
④其它突发情况。
附图 1 探放水设计总体平面示意图
附图 2 探防水设计钻孔平面示意图
附图 3 钻孔A-A剖面示意图
附图 4 钻孔B-B剖面示意图
三、供电、排水、通风系统
1、供电系统
本矿区供电电源为双回路供电，一路引自梨园变电所6KV，另一路引自寄料变电站10KV，副井地面建有6KV变电站，双回路向井下供电，井底中央变电所安装两台500KVA变压器，一台100KVA局扇专用变压器，低压380V向井下各用地点供电。地面备用发电机组300KW。
在探放水地点，要设置探放水专用电缆，从副井底中央变电所引出到探水地点，不得从别处随意连接，更不能与其他的电缆串在一起。并且在断电时， 要启动地面的发电机组，保证探放水作业能够正常进行。
2、排水系统
副井底设有中央泵房，主副水仓，水仓容量600m3,可容纳矿井20小时正常的排水量。中央泵房安装有3台D85-50×6型水泵，正常排水能力853/时，最大排水能力170m3/时。
在二1-12020工程探水地点建立水仓，水仓的容量为50m3,安装四台 型水泵，二台工作，二台备用。水管铺设从探水点水仓延伸到副井底水仓，中央泵房的2台D85-50×6型水泵，保证正常运转，1台D85-50×6型水泵备用。要铺设两路水管，一路专用，一路备用，水管铺设后要保证，行车、行人时不受影响。
3、通风系统
中央并列式通风系统，抽出式通风方式。主、副井进风，风井回
风。风井直径2.4m，净断面4.5m2,井深180m，红砖砌碹支护，井口安装FBCDZNo14/2×45型主扇两台，一台工作，一台备用。
在二1-12020回风巷，要采用局部压入式通风方式，加强瓦斯等有害气体的管理。
四、探放水的施工技术要求
1所有参加探放水人员，必须熟悉本次钻探任务，严格按照《煤矿安全规程》、《煤防治水工作条例》和施工设计施工。
2 探水钻孔的位置、方位和角度有技术人员按设计要求到现场标定，不得擅自改动钻孔位置、方位和角度。
3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。根据矿井排水能力及水仓容量，控制放水阀门的流量或调整排水能力，并及时清理水仓。
4必须派专人监视放水全过程，放水结束后，立即核算放水量与预计积水量的差距，查明原因。
5加强放水地点的通风，增加有害气体的观测次数。
6 钻孔施工期间，要做到孔深校正，见水预报及其它情况。
7 要建立专项探放水施工记录，每天必须向矿技术科、调度室等单位汇报施工进展情况，加强与技术科的联系。