综采工作面探放水设计

第一章   编制说明

一、探放水的目的

根据我公司生产矿井地质报告、水文地质类型划分报告、水文地质资料及相关的水患调查情况，我公司综采工作面进行探放水的目的主要是为查清综采工作面水害情况，为综采工作面顺利推进提供决策和依据。

二、编制依据

1、煤矿安全规程

2、煤矿防治水规定

3、山煤业有限公司矿井水文地质报告

4、山西煤炭工业厅晋煤行发【2012】239号文件。

三、编制原则

1、严格遵照有关施工规范、技术规程的要求。

2、依据现有图纸及特殊工种的标准执行相应的国家及行业最新规范、规程。

第二章   工作面概况

一、工作面概况

1321综采工作面井下位于1300采区东部，南为1320采空区，西为1300轨道大巷，北为1322掘进工作面，东为1400采区实体煤，与临近1320、1322工作面之间煤壁为30m。工作面底板标高为+470m ~520m，工作面长度为950 m，切眼长度156m。

该工作面地面标高为+850~955m，工作面地表为荒地。

二、煤层

根据运输顺槽、回风顺槽和开切眼掘进巷道探煤情况推断，工作面内煤层厚度4.5~5.3m，煤层厚度较稳定。煤层走向由近南北转向近东西，倾向北东，倾角3~10 0。该3#煤层赋存与上古生界二叠系山西组下部地层中，煤层厚度稳定，平均厚度4.86m，全煤层中含夹矸1~2层。该工作面的煤以亮煤为主，镜煤次之，多呈块状，及碎块状，煤体容重为1.45t/m2。

三、水文地质情况

1、工作面周围无老空水、小窑水、采空水区域。

2、工作面地表河流

工作面地面900米段跨越吕庄沟季节性溪流，只有雨季时才汇集洪水沿沟排泄，向南流入边界外的芦苇河，大部分地方为山坡或林地。

3、充水因素分析

现采3#煤层，直接充水含水层为顶板砂岩裂隙含水层，最大涌水量预计为40m3/h，D85-45×6型水泵最大排水量为60m3/h，扬程为270m，经计算，该水泵能满足1321综采工作面排水要求。故在回采过程中，1321排水点准备两台D85-45×6型水泵（一用一备）进行排水。

四、水文地质类型

1、现开采3号煤层，直接充水含水层为顶板砂岩裂隙含水层，富水性较弱，钻孔涌水量0.0142L/s.m,我矿井现下涌水量情况，一般涌水量900-1100m3/d。涌水量不大，井田内大部分地段以平缓褶曲为主，根据3号煤层承压开采防治水设计通过计算其突水系数，突水系数均小于临界突水系数值，一般情况不受影响，因此，3号煤层水文地质类型为中等类型。

2、工作面水文情况

根据1320工作面回采至800米时最大涌水量40m3/h，回采至600米时1320空区涌水保持在15m3/h左右,推测1321工作面最大涌水量约40m3/h。

第三章  物探

一、瞬变电磁仪物探

工作面掘进时在运、回两顺槽每隔90米对工作面采用YCS160瞬变电磁仪进行物探，探测距离120米，物探完成后，由防治水办公室负责物探成果分析报告的编制，并由矿总工程师牵头组织矿相关部门进行审批、评价后，存档备案；通过瞬变电磁仪物探成果分析报告显示，本工作面无低阻异常区，分析数据可得出无水患；如遇异常情况，由煤矿总工程师牵头组织矿相关部门进行会诊，拿方案、定措施，并采取钻探手段对工作面内隐伏地质构造及赋水情况进行查明，并制定针对性的安全措施。

二、WKT-E无线电波坑透仪探测

1321工作面由WKT-E无线电波坑透仪探测，经过本次坑透探测，初步确定1321工作面存在两处异常区域。第一异常区位于1321工作面335m-435m之间，在掘进期间 1321工作面揭露无明显地质异常，初步判断受F2断层的影响产生的地质构造；第二异常区位于1321工作面850m-955m，该段巷道掘进过程中没有发现地质异常，在开切眼北侧68-105m掘进过程中煤层变薄，故推断该段巷道在回采过程中会遇到地质构造。 

第四章   钻探

一、钻眼布置

根据煤矿防治水规定和上级文件精神要求，回采工作面在物探资料可疑点进行钻探验证的基础上，延顺槽方向每50米应保证一个钻探验证孔。本工作面探放水钻孔具体布置方法为：

1、工作面在回采前，在物探异常区采用ZDY-1200S探水钻机分别在工作面运、回两顺槽之间垂直于工作面每隔5米布置一个探水孔进行验证。

2、在钻探验证的基础上，采用ZDY-1200S探水钻机分别在工作面运、回两顺槽之间垂直于工作面每隔50米，布置一个探水孔，进行对打探水钻孔距离为80米。如果存在水源，立即停止钻进采取水样进行化验，与地质钻孔、地面水源等水质分析成果数据库进行比对，分析涌水来源，制定针对性的防治水措施经总工程师审批后实施。

（详见钻孔布置示意图）

二、钻孔参数

  工作面运、回两顺槽之间垂直于工作面每隔50米，布置一个探水孔，钻孔探水眼与运、回输顺槽夹角为90°，与煤层顶板夹角为0°，钻孔深度80m，探眼方向总体朝煤层中间。钻机高度1.5m，钻孔直径φ75mm。

    三、探水钻机的主要技术参数：

ZDY-1200S探水钻机主要技术参数

1、水泵：1321回采工作面预计最大涌水量40m3/h。D85-45×6型水泵最大排水量为60m3/h，扬程为270m，经计算，该水泵能满足1321综采工作面排水要求。故在回采过程中，1321排水点准备两台D85-45×6型水泵（一用一备）进行排水。

1321回风巷和辅助回风巷内布置BQG-350型气动隔膜泵，排低洼处积水。

2、临时水仓：回采时在1321回采面外U型抽放巷C段掌头往南25m处东帮的煤体中建立临时水仓，煤层底板往下深度为3m，煤层底板往上高度为3m，水仓尺寸为长×宽×深=6m×3m×3m，容积为54m3。工作面采空区水通过自流进入1321工作面临时水仓，使用D85-45×6型水泵将水经1321辅助运输巷、1300皮带巷的Φ140钢管排至矿井水仓。

3、1321排水点尺寸为长×宽×深=2.8m×2.8m×2.9m，容积为22m3。 1321工作面涌水自流至1321工作面排水点，使用D85-45×6型水泵将水排至矿井水仓。

4、排水管：在1321辅助运输巷道内铺设两根Φ140mm排水管，一端连接至1321工作面排水点，另一端连接至1300皮带巷Φ140mm排水管。

1321回风巷和辅助回风巷内各布置一根Φ50mm排水管。

5、排水系统:

1321排水点水泵－1321辅助运输巷Φ140钢管－1300皮带巷Φ140钢管－矿井水仓－副斜井Φ194钢管－地面

1400临时水仓－1321辅助运输巷Φ140钢管－1300皮带巷Φ140钢管－矿井水仓－副斜井Φ194钢管－地面

1321回风巷积水处气动隔膜泵－1300轨道巷水渠－1300采区水仓

1321辅助回风巷积水处气动隔膜泵－1300轨道巷水渠－1300采区水仓

第六章  安全技术措施

一、安钻探水前的技术要求 

1、安钻地点与积水区间距小于探水规定的超前距，或有突水征兆时，应在采取加固措施或用水闸墙封闭后，另找安全地点探放水。 

2、钻窝应避免做在断层带或松软岩层内。 

3、安装钻机探水前，必须遵守下列规定：

(1)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。

(2)清理巷道，挖好排水沟，探水钻孔位于巷道低洼处时，必须配备与探放水量相适应的排水设备。

(3)在打钻地点或附近安设专用电话，人员撤离通道畅通。

(4)防治水人员和探放水人员必须亲临现场，依据设计，确定主要探水孔的位置、方位、角度、深度以及钻孔数目。

4、钻机安装必须平稳牢固。安好钻机接电时，要严格执行停送电制度。 

5、按预计流量修建排水沟，清理巷道并挂好风筒、电缆、管道等。 

二、探水施工中的技术要求 

1、钻进中应做好岩煤石的采取和编录工作；必要时可保留出孔岩石。 

2、钻进时应准确判别煤层厚度并记录。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。 

3、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。要立即向矿调度室汇报，及时采取措施，进行处理。 

4、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。 

5、在探水孔施工中，见到含水层、断层、陷落柱和积水区之前，应停止钻进。由总工程师组织相关技术人员亲临现场分析情况，制定可行性方案后才可继续施工。

6、遇高压水顶钻杆时，可用立轴卡瓦和逆止阀交替控制钻杆，使其慢慢地顶出孔口，操作时禁止人员直对钻杆站立。 

7、严格做到施工负责人现场交，除口述外，还应有详细记录。 

8、钻探结束后如果钻孔用于瓦斯抽放用聚胺脂封孔6米，如果不接抽放管则用水泥或者黄泥封孔，封孔长度2米。

三、放水的技术要求 

1、钻孔放水前，必须估计积水量，根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。若水量突然变化，必须及时处理，并立即报告矿调度室。

2、放水时，必须撤出探放水点以下部位受水害威胁区域内的所有人员。

3、加强放水地点的通风，增加有害气体的观测次数。 

4、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。 

四、探放水的安全措施 

1、所有人员要熟悉透水预兆，当发现透水预兆或发生大量涌水，应立即报告调度室，采取措施或安全撤退。

2、探水巷必须在探水钻孔有效控制范围内掘进，探水孔的超前距、帮距及孔间距应符合设计要求。每次探水后、掘进前，应在起点处设置标志，并建立挂牌制度。 

3、巷道支护应牢固，顶、帮背实，无高吊棚脚，倾斜巷有撑杆，使巷道有较强的抗水流冲击能力。 

4、探放水地点必须安设电话和报警装置，通迅、压风系统要确保正常完好。

5、必须向受水威胁地区的施工人员贯彻、交待报警信号及避灾路线。 

6、探水巷道应加强出水征兆的观察，一旦发现异常应立即停止工作，及时处理。情况紧急时必须立即发出警报，撤出所有受水威胁地区的人员。 

7、钻孔接近老空，预计可能有瓦斯或其它有害气体涌出时，必须有瓦斯检查员检查空气成分。如果瓦斯或其它有害气体超过本规程有关条文规定时，必须立即停止打钻，切断电源，撤出人员，并报告矿调度室，采取措施，进行处理。

8、放水工作应尽量避免在雨季进行。 

以上未提到但实际执行过程中涉及其它方面的，按《煤矿安全规程》和《煤矿防治水规定》制度执行。

五、物探异常区域钻探验证措施

1、物探出现异常区域，由总工程师、地测副总工程师、防治水助理、地测科长、探水队长及防治水专业技术人员进行分析，初步判定异常区域的充水来源。

2、防治水技术人员现场指导钻探参数，在保证探放水设计钻探施工有效的基础上，对异常区域布置有针对性钻探孔进行验证，分析钻孔参数。

3、填写物探异常区域钻探验证对照表，总结物探、钻探及煤层揭露时工作面的涌水情况。

4、异常区域存在水源，立即停止钻进采取水样进行化验，与地质钻孔、地面水源等水质分析成果数据库进行比对，分析涌水来源，制定针对性的防治水措施经总工程师审批后实施。

六、井下透水（突水）预兆

1、透水预兆：    

工作面或者其它地点发生透水前，一般都有以下预兆：

挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、

顶板淋水加大、原有裂缝淋水突然增大，应视作透水前征兆、

顶板来压、底板鼓起、水色发浑、有臭味、

工作面有害气体增加、裂隙出现涌水。

《规程》规定：采掘工作面或其他地点发现上述突水预兆时，必须停止作业，撤出人员，采取措施，立即报告矿调度室，发出警报。

2、透水时的应急措施

当井下某一地点发生突然透水事故时，现场人员要立即报告矿调度室。若情况危急，水势很猛，则要采取以下应急措施：

⑴在场人员的行动原则

发生透水事故时，在场人员应尽量了解或判断事故的地点和灾害程度。在保证人员安全的条件下，迅速组织抢救，尽可能就地取材，加固工作面，设法堵住出水点，以防止事故的继续扩大。如果无法抢救，则应根据当时当地的实际情况，有组织地沿避灾路线避开压力水头，迅速撤退到涌水地点的上部水平或地面，而不要进入出水点附近的独头巷道内。若井下人员不能及时撤到安全地点，而被堵在巷道内时，应保持镇静，并避免过度的消耗体力和光照（矿灯），等待救援。

⑵透水事故的抢救措施

各级领导要及时准确地清点井下人员，如果发现尚有人员被堵于井下，应立即制定营救措施。要准确的判断人员可能躲避的地点，并根据涌水量和排水能力，估计排除积水的时间。若判断有人被堵于独头上山时，必要时可以在地面打钻孔向井下输送食物等。

立即通知泵房人员，要将水仓水位降到最低程度，以争取较长的缓冲时间。

水文地质人员应分析判断突水来源、最大突水量，测量涌水量大小及其变化，察看井下及地表水体的水位变化，判断突水量的发展趋势，采取必要的措施，防止淹没矿井。

检查维护所有排水设施和输电线路，了解水仓现有容量，如果水中携带大量泥砂和煤泥时，应在水仓进口处的大巷内分段建筑临时挡墙或沉淀池，使其沉淀，减少水仓淤塞。在水泵龙头被堵塞时，应组织人员清除龙头上的杂物。

采取上述应急措施仍不能阻挡淹井时，井下人员应向高处撤退，迅速向安全出口转移，安全上井。

七、防止探水机械伤人的安全措施

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。

第七章、钻探施工组织及职责

防治水办公室负责钻探现场施工及数据分析。

探水队负责探放水现场施工。

安监科负责探放水工作中措施规程的执行情况和排查治理现场隐患。

通风科负责探放水过程工作面的一通三防管理工作。

综采队负责工作面通讯、供电、排水管等相关设备实施的安装和维护。

第八章  避灾路线

当矿井发生水灾时，灾区人员应该选择标高较高的巷道，经安全出口撤到地面，如果水情已将通道隔断无法通过时，受灾人员应在本区内最高点停留等待营救；具体路线如下：

1321综采工作面运、回顺槽→1300轨道巷(1300回风巷)→西轨道巷→井底车场→主斜井或副斜井→地面

附图：

1、工作面巷道布置图

2、坑透示意图

3、钻孔布置示意图

4、物探异常区钻孔布置示意图

5、避灾线路示意图

6、排水系统示意图