探放水制度措施(共8篇)
为进一步加强矿井防治水工作,夯实防治水管理基础,结合山西省煤炭工业局下发的晋煤行发[2011]410号文件精神要求,结合我矿生产管理现状和兼并重组整合后生产矿井水害防治工作出现的情况、问题、变化,进一步强化我矿防治水工作,对探放水工作优先进行作业,特制定本制度。
1、以矿长和煤矿企业负责人为防治水第一负责人,总工程师负责防治水技术管理工作,协助矿长负责本矿防治水工作决策、指挥和组织落实工作。
2、以防治水副总工程师为组长,技术科科长为副组长对防治水设计编制、实施和业务保安工作,同时制定本矿区域防治水工作规划和本防治水计划,对相应水害型制定的规划和措施。
3、以防治水技术员积极编制矿井地质报告、水文地质类型信息,建立台账档案,采取地面调查、核查矿井资料,对重组整合的小煤矿采掘情况,进行走访老工人及当地群众、井上下物探、地面钻探验证方法,确实查清原有小煤矿开采情况,真实掌握矿区水害地点标高、采空区范围和积水量、巷道布置等情况,特别是可能越层越界开采的范围,做到采掘前水害预防措施到位。
4、加强我矿防治水工作培训工作。所有参与煤矿防治水工作的管理部门监管人员、后勤管理人员和探放水工作人员都必须加强培训,未培训合格的不得上岗。
5、建立健全防治水管理制度,各类人员防治水安全责任制、防治水管理运行制度、防治水安全确认签字移交制度。
6、严格执行井下探放水规定。建立满足生产衔接需要的专业化探放水队伍,配齐配足探放水设备。
7、建立注浆专业队伍,负责注浆堵水工作。
8、对受水害威胁的区域,要及时按规定编制探放水设计,严格按设计进行探放水。必须严格执行“有掘必探、有采必探、先探后掘、先探后采”。
9、要严格按《煤矿安全规程》和《防治水规定》有关要求留设防隔水煤柱,严禁在各类防隔水煤柱中进行采掘作业。
10、井下探放水必须使用专业探放水钻机,严禁使用煤电钻探放水。
11、在防治水工作中要科学分析水压大小,落实“防、堵、疏、排、截”综合治理措施,严格落实“有疑必停、有险必撤” 紧急措施,确保安全生产。
12、在每月初的生产计划中首先安排探放水计划。
13、所有采掘活动必须在已经完成探放水工作并确认安全的情况下进行。
14、采掘队进入之前必须履行探放水安全确认签字移交手续。
15、在开拓、掘进、回采封闭等设计编制及实施中,要有防治水机构的审查意见,以达到优先介入、优先施工的目的。
生技科
二○一一年八月二十五日
探放水作业优先制度
为落实“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”[1]的防治水方针, 防止和减少水害事故, 笔者对探放水设计和措施编制要点进行了总结分析。
1探放水施工设计要点
(1) 掌握探放水工作地点周围的地质及水文地质情况, 如老空积水情况, 水压, 积水量, 该地区的正常涌水量, 上、下层位有无采空区, 能否与地表河流导通, 放水后能否对建筑物产生影响, 相邻积水区的补给情况, 断层的导水性等。
(2) 正确计算巷道掘进方向、规格、保护形势、钻眼组数, 每组个数、深度、方向、角度, 施工次序, 帮距与超前距。
(3) 明确探水作业与掘进施工的安全关系。
(4) 确定受该探水地点威胁地区的紧急信号联络和撤人路线。
(5) 强化探水巷道的专用电话、通风措施和专职瓦斯检查工跟班制度。
(6) 确定防排水措施。清理水沟、清挖水仓, 明确水泵及管路的具体参数, 积水量大时要严格设计水闸门、水闸墙。
(7) 贯彻执行水情预警、避灾撤退汇报制度和水害处理措施。
(8) 附上探放水地点老空区位置与邻近补给水源关系平面图, 钻孔布置图、平剖面图。
2探放老空水原则
(1) 积极探放。
在受老空水威胁区域附近进行采掘作业时, 必须将积水放出。
(2) 先隔离后探放。
老空水与其他水源 (如地表水、断层水) 水力联系密切的, 在放水过程中有大量补充水源, 要先隔断水源, 减少其补给量或留设隔水煤柱。
(3) 先降压后探放。
对水压较高、水量大的采空区, 要布置有效的疏水降压钻孔, 待水压降到一定值后, 再进行探放。
3探放水前的安全注意事项
(1) 检查排水系统, 清挖排水仓、水沟, 并准备好排水管路;检查排水泵及电动机的供电情况, 保证其能够正常运转, 达到设计的排水能力。
(2) 备齐堵水材料。在探水地点必须备用一定数量的水泥、闸阀、套管、坑木、麻袋、木塞、破布、黄泥、锯等, 以备来压或出水时使用。
(3) 检查瓦斯。探放水施工地点瓦斯浓度超过规定时, 必须停止作业及时处理[2]。
(4) 加强钻场附近的巷道支护, 并在工作面设置坚固的挡板和立柱[1]。
(5) 检查煤壁。煤壁有松软、膨胀等现象时, 要闭紧填实, 最好打上木垛, 防止水流冲垮煤壁。
(6) 检查排水沟。及时清理探放水巷道疏排水沟中的杂物、淤煤。
(7) 若在水压可能大于0.1 MPa的地点探水, 必须先固定套管, 套管长度必须符合规定, 套管口安装闸阀[1]。
(8) 钻孔参数标定。探水工作施工前, 必须由测量人员严格标定钻孔的方位、倾角, 保证钻孔位置、深度符合设计要求。
(9) 若钻孔内水压预计大于1.5 MPa时, 探水钻机必须使用防喷和反压装置, 同时采取有效措施防止孔口和煤壁鼓出[2]。
(10) 检查退路是否安全。探水期间必须保证后路畅通, 及时清理阻塞退路的杂物。
(11) 探放水地点应配备专用电话。
(12) 原则上“严禁在煤层中探放高压水”, 如果条件不允许, 必须设置坚固的水闸墙, 在墙外执行高压水探放。
(13) 探水钻孔孔径不得大于75 mm, 兼作堵水或疏水用的钻孔除外[1]。
4安全探水超前距与帮距的计算
(1) 计算方法。
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式中, a为超前距离及帮距;Kp为煤柱的抗张强度;L为老空巷道宽度或高度 (取二者中的大值) ;p为水压。
(2) 探水钻孔超前距离和止水套管长度应符合下列规定[2]:
①探放老空积水的超前距离应根据水压、煤 (岩) 层厚度和强度及安全措施等情况确定, 但是最小钻进距离不得小于30 m, 止水套管长度不得小于10 m。②探放老空水前, 首先分析查明水体的空间位置、水压及积水量。施工的探放水钻孔要钻入水体, 并记录放水全过程, 核对实际放水量, 直到放完为止。
5探放水钻孔布置及数量确定
5.1钻孔布置
探放水钻孔布置原则:保证安全, 不留空白, 工程量最小。
(1) 如果煤层厚0.7~2.5 m, 只开采单煤层, 可只布置1排扇形钻孔 (图1) , 在允许掘进终点处, 两相邻钻孔的间距必须小于老巷宽度, 超前距和帮距均不小于20 m。
(2) 如果煤层厚2.5~4.5 m, 则需要在纵剖面上布置2排扇形钻孔 (图2) , 上排孔至少有1个钻孔见煤层顶板。其余要求同上。
(3) 如果煤层厚度大于4.5 m, 在上、中、下3个层位均可能存在采空区巷道, 因此在剖面上布置3排扇形孔 (图3) , 上排孔至少有一个钻孔见煤层顶板, 在允许掘进终点处, 相邻两孔的垂距不得大于1.5 m。其余要求同上。
(4) 如果是先开采上分层, 图2、图3的钻孔布置应向下, 其他要求不变。
5.2放水钻孔数量的确定
(1) 采空区积水量 (静储量) 按式 (2) 估算:
W=KMLh/sin z (2)
式中, W为采空区积水量 (静储量) ;M为老巷道高度 (采高) ;L为采空区走向长度;h为采空区内的水头高度, 可以从煤层底板等高线图上查到的采空区积水面标高与探水巷放水孔的见水标高之差;z为煤层平均倾角;K为采空区充水系数, 一般取0.3~0.5。
(2) 采空区动积水储量的估算。
用类比法估算采空区面积及其总涌水量, 计算出单位面积、单位时间的涌水量QD, 则采空区积水 (动储量) 为:
Q动= (0.5~0.6) SQD (3)
式中, Q动为采空区积水 (动储量) ;S为采空区积水斜面积;QD为同煤层单位面积涌水量。
(3) 采空区最大应放水量Qmax的计算。
Qmax=W+Q动×t (4)
式中, Qmax为最大放水量;t为允许放水时间。
(4) 钻孔单孔出水量。
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式中, q为单孔出水量;C为流量系数, 取0.6~0.62;W为钻孔的断面积;g为重力加速度;h为钻孔水位处的水头高度。
6结语
探放水是技术性和实践性都很强的一项工作, 要从根本上提高煤矿企业主要负责人和技术负责人对老空水害防治工作重要性的认识, 提升煤矿企业防治水专业技术人员系统分析各种水害相关因素的能力, 科学制订各类探放水设计方案, 严格贯彻落实探放水措施, 编制周全的防治水应急预案, 以有效防止水害事故的发生。
摘要:煤矿开采过程中, 只有认真进行探放水设计、严格落实探放水措施, 才能从根本上减少事故的发生。对老空水的探放水设计及探放水安全技术措施的编制进行了阐述, 重点介绍了安全超前距与帮距计算、探放水钻孔布置等内容。
关键词:探放水设计,老空水,钻孔布置
参考文献
[1]国家安全生产监督管理总局, 国家煤矿安全监察局.煤矿防治水规定[M].北京:煤炭工业出版社, 2009.
关键词:液压探水钻机;矿井;探放水;煤矿安全生产
中图分类号:TD745文献标识码:A文章编号:1009-2374(2014)23-0076-02
在我国煤矿正常的安全生产中,由于相关的技术原因,难免遇到很多的困难,例如瓦斯、水灾等等。随着我国经济的不断发展,相关技术的不断进步,矿井也是随之越来越深,随着矿井深度的不断增加,各种各样的灾害也不断体现出来,其中的水害更是日益凸显。在我国2005年的广东梅州兴宁大兴煤矿发生的“8.7”特大透水事故中,共造成123名矿工遇难,这些惨痛的代价告诉我们在矿井的水害防治方面要下很大功夫。
1液压探水钻机
探水钻机主要用在采掘工作面实施探究防治煤层水与瓦斯气等。常用来瓦斯排放钻孔、巷道断面打探水孔等。液压钻机全机由主机、泵站、操作台三部分组成,各部分之间用软管连接,主机由回转装置、夹持装置、进给装置和机架组成,泵站是钻机的动力源,主要由防爆电动机、主辅油泵、油箱、冷却装置、滤油器、底座等部件组成。其中,电动机通过弹性连接装置带动油泵工作,从油箱吸油并压出高压油,经过操作台驱动钻机执行各个构件的工作。此类钻机具有机械自动拆卸钻具,夹持卡瓦也很容易就可以去除,这样扩大了它的通孔直径,使得起下粗径钻具很方便,减轻了人工的劳动强度,提高了工人的工作效率。一般的液压探水钻机使用单油缸直接给进,结构简单可靠,而且进给、起拔力大,提高了钻机处理事故的能力。使用双泵系统,可以使得转速和扭矩可以在大范围内调整,提高了钻机对不同的情况的适应能力。钻机的回转器通孔直径大,只需要更换不同的卡瓦就可以夹持不同的钻杆,使得钻杆不受钻机尺寸的限制。整个钻机通过操作台进行操作,使得操作集中,使人远离钻头,增加了安全系数。
2液压探水钻机探放水前的准备
在液压探水钻机进行探水前,要做好探放水巷道的地质的探查。在矿井探放水的工作中使用液压探水钻机,地质因素有很大影响。根据做好地质的探查结果,来确定钻场支护设备的建设方案。在探放水前,加强钻场附近的支护设施,并在工作面迎头打好坚固的立柱和栏板,要在钻场周围搭好支撑,防止水压伤人的事故。一定要做好探放水前的供电系统和排水系统的检查。确保在进行探放水的时候供电平稳,保证水泵的正常运转。在打钻地点附近安设专用的电话,在事故发生时用来联络。要在探放水前做好巷道和水沟中污物的清理,当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。这样的话,即使出现涌水量较大的情况是,仍能很好地排水,不至于将整个巷道堵塞。
3液压探水钻机探水过程
首先在探水过程中要根据矿井的实际情况确定探水孔数目、位置、角度等信息,确定放水的位置和放水量。确定抽水位置后,就要充分地做好抽水前的准备工作,其中包括各种工作人员的任务的分配、对抽水所在地地质的二十四小时勘察、根据现场情况制定合理的抽水方案、员工的工作时间要进行合理的安排,并且要配置相关的技术人员进行现场监督。设立工作小组,加强工程施工过程中的指挥。要确保探放水机器的正常运行,创造相应的探水工作面,使操作台位于探水眼侧边,时刻预防高压水喷出伤人。做好排水管与水沟污物的清理工作。保证当涌水量较大的时候,能尽快将积水及时排出。并且要准备足够的横木、袋装黄土、砂袋,这些物资主要用来做临时挡水墙,在灾害发生时加固工作面。
4液压钻机探放水时相应的安全措施
首先要加强探放水工作技术人员的培训,加强探放水工作中的技术人员的上岗培训。探放水工作的技术人员在上岗前,必须对其进行相关的技术培训,并在培训结束后加强考核,只有在考核过关后才可以进入实际的探放水施工现场,这样做可以大大减少因技术层面所产生的问题。让探放水的工作人员掌握探放水的安全要领。让他们明确,在进行井下作业时,必须携带自救器,在实施探放水施工的过程中,切忌不可正对钻杆站立,以保护自身的安全。经常组织探放水人员学习与探放水相关的施工方案,并且要求他们严格按照施工方案施工,组织相关人员进行交接班程序的学习,避免在实际工作中交接班不清,引发事故;在探放水之前组织相关人员熟悉避水路线。一定要规范探放水的操作步骤,在操作前就要让相关人员确定撤离路线与方向,保证在事故发生时能够迅速撤离。在液压探水钻机钻进过程中,要保证钻机的平稳和牢固,工作面上加固,避免钻机基础下沉。经常检查钻机的液压支柱受力情况,防止个别受力不均发生事故。在钻探过程中,要实时观测产生的积水对巷道产生的压力,谨防薄弱处被压力突破。在液压钻机钻进的过程中,如果发现出现岩石松软的情况并且伴有出现水量突然增大等异常情况,一定要立即停止钻机的钻进工作,并且向相关人员报告,加紧对水情的检测。同时,要做好相关的探水记录,包括钻机的钻眼布置和角度等的记录。在钻机钻进过程中密切监视透水前的预兆,在探放水钻机钻进时,发现煤岩松软、片帮或者有钻眼中水压、水量突然增大和顶钻等情况,这是透水征兆,此时应该立刻停止钻进,但不拔出钻杆,并且立即向调度室汇报,专门派人监测水情。当发现情况紧急的时候,应当果断撤出所有受水威胁区的人员,等人员全部到达安全地点后,再采取安全措施,进行处理。
5液压探水钻机在探放水中的实际应用
在此选用ZDY3200S型煤矿用全液压坑道钻机进行说明。此型钻机钻孔深度350/100m,孔径150/200mm.主轴倾角0°~±90°,设备转速范围宽、扭矩大,能满足矿井下钻的各种用途的钻孔,例如注水孔及其他工程用孔。在经过一系列的准备后,应按照探放水的安全标准对探放水工作进行分工负责,相关人员做好各项应急预案,做到安全探水。工作面一般探3个孔。选用DY3200S型煤矿用全液压坑道钻机钻孔深度可达300m,开孔直径150mm,终孔直径200mm,主油泵排量最大63mL/r,副油泵流量最大10mL/r,主油泵流量最大
89/min,副油泵流量最大13/min,该设备还具有探放水、地质勘查功能,安全防范措施。其中的回转装置和进给装置都具有很高的技术要求,同时该型液压钻机的尺寸按制作工艺进行了相关的核定。其中增加了對主电机的电流加以实时监控,有效防止了因为温度过高而发生燃烧。由此可见,本文中的液压钻机不论是在液压、钻进机构方面,还是在相关的操作条件、操作稳定性和功效上都有很大优势。DY3200S型煤矿用全液压坑道钻机具有速度快、效率高的特点,并且其具有防喷装置,比煤电钻更加可靠,非常适合应用于常见的煤矿矿井探放水施工。
6结语
在我国,煤矿矿井探放水工程是一项技术含量很高的具有一定危险性的工程,该工程不仅要探查矿井中探放水位置积水的范围,制定相关的排水方案,而且还要做好探放水时相应的安全措施,在使用了液压探水钻机后,在一定的技术指挥下,大大降低了煤矿矿井探放水的危险性,为煤矿的安全生产带来了便利。本文介绍液压探水钻机在矿井探放水的相关问题,由此来为矿井的水害防治提供依据。
参考文献
[1]林丁道.浅析液压探水钻机在矿井探放水中的应用
[J].能源与环境,2007,(2).
[2]杨光飞.定向钻机在井下探放水中的应用[A].中国煤炭机械工业协会第三届全国煤矿机械安全装备技术发展高层论坛暨新产品技术交流会论文集[C].中国煤炭机械工业协会,2012.
一、矿井水文地质条件
根据辽宁省第三地质大队提供的《北票和尚沟煤业开发有限责任公司四井矿区水文地质说明书》,我矿区范围内直接充水因素为构造裂隙水,孔隙水、巷岩裂隙水、及松散岩类孔隙水充水矿床,大气降水为区内地下水补给水源。主要可采煤层位于当地侵蚀面基准面以下,地质构造较复杂,区内无地表水体及大的断层存在,地形条件有利于自然排水,以裂隙充水,顶底板间接进水。水文地质条件简单。矿井水文地质类型为简单类型。
矿井充水条件主要受地质条件控制,其次受地形及大气降水控制,充水水源为大气降水。地表水和地下水的充水通道主要为煤层采动后形成冒落带的导水裂隙。矿区无老窑积水。
为了保证我矿的安全生产,根据上级主管部门的有关文件指示精神,我矿坚持“有疑必探,先探后掘”的探放水原则,制定我矿的掘进工作面探长放水设计及安全技术措施。
二、探放水钻孔的主要参数
探放水钻机选用矿用KHYD75型。钻孔直径为30~42mm最大钻孔深度:煤层100m;岩石80m。每次探放水深度为50m,工作面允许掘进长度为30m。即探放水钻孔孔底始终超前掘进工作面20m。
三、探放水钻孔的布置方式
1、掘进工作面探水钻孔布置
我矿掘进方式为单巷掘进,其巷道布置在煤层或岩层中,沿煤层走向掘进,在掘进过程中如果发现工作面有大量水涌出或有透水征兆时,采取打超前探水钻孔掘进,其探放水钻孔布置为4个,呈扇形布置。具体钻孔布置见钻孔布置图。
2、采空区探放水钻孔布置
根据我矿煤层赋存的地质情况和多年来的开采实际观测,由于煤质的渗水性较强,上部水沿煤层底板随着采动影响渗入下部流出,因此,采空区积水可能性很小,但局部区域的采空区还是有可能存在积水的。如果在采掘过程中发现采掘工作面淋水逐渐增大时,可能上部采空区存在积水,需要对上部采空区进行探放水。其布置采用双巷沿煤层倾斜方向布置,两巷间距为20m,其中一条为超前探放水,另一巷为安全出口,用来撤人。双巷每掘30m时开一条联络巷并设挡水墙。超前探放水钻孔为7个,呈扇形布置。探放水钻孔布置见探放水钻孔布置图。
四、安全技术措施
1、探水的上山及平巷中间不得有低洼积水段。
2、探水巷必须在探水钻孔有效控制范围内掘进,探水钻孔的超前距离,帮距及孔内距应符合设计要求,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、加强钻孔附近的巷道支护,帮顶背板要背实背严,倾斜巷道要打设好撑木、拉杆。使巷道有较强的抗水流冲击的能力,并要在工作面迎头打好坚固的立柱和挡板。
4、在探水打钻地点附近安设专用电话,并保证畅通。
5、探放水钻机必须安设平稳、牢固。
6、依据设计确定探水钻孔位置时,由工程技术人员在现场给出打钻位置,并与现场作业人员共同确定钻孔的方位、倾角、深度和钻孔数量。
7、技术人员要做好探放水的原始记录,填写探放水台帐,所有记录必须真实有效。
8、探放水工作必须由经过专业培训合格并取得资格证的专职探放水工操作作业。
9、探放水前必须向探放水工贯彻学习相关的技术要求和安全技术措施。
10、打钻孔时发现煤岩松软、片帮、来压或钻孔中的水压、水量突然增大以及有顶钻等情况时,必须停止探水作业,但不得拨出钻杆。现场负责人应立即向矿调度报告,并安排专人监测水情,如发现情况危急时必须立即撤出所有受水害危胁区域的所有人员。然后采取措施进行处理。
11、探放老空水前,要先查明老空水的位置,测算积水量和水压。探放水钻孔要钻入老空水体内,并监视放水全过程。核对放水量,直到老空水放完为止。
12、当钻孔接近老空时,预计可能发生瓦斯或有其它有害气体涌出时,应当请矿山救护队人员在现场值班,随时检查气体成分,如果发现有害气体浓度超过规程规定时,必须立即停止打钻,但不许拨出钻杆,切断电源,撤出人员,并报矿调度室,安排专人处理。
13、上山探水时,应采用双巷掘进,其中一条超前探水,另一条当做安全出口,双巷间水平距离为20m,双巷每掘30m拉一联络川,并设挡水墙。
探放水钻孔设计及安全技术措施
北票和尚沟煤业开发有限责任公司四井
二O一一年九月
第一节
矿井水文地质条件分析
一、地层
井田煤系地层被第三系及第四系覆盖,含煤地层有石炭系、二叠系,主要开采煤层为二1煤,位于下二叠统山西组内,根据地表出露及本矿井巷道揭露情况,结合该矿井田和临近矿区钻孔资料,现就于煤层有关的地层自下而上(由老至新)的顺序叙述如下:
1、奥陶系(O):
矿区内未揭露该地层,据区域资料,本区内缺失上奥陶系(O3)。中下奥陶统岩性为厚层、巨厚层石灰岩,其次为白云质灰岩、泥灰岩及角砾状泥质灰岩等,底部为灰黄色薄层状泥灰岩,该组厚60~85m,平均7Om。
2、石炭系(C)中石炭统本溪组(C2b),自奥陶系灰岩顶到一1煤底,厚4.86~24.75m,平均厚11.48m,为青灰色铝质泥岩,含红色铁质、及菱铁矿结核,具鲡状、豆状结构。极不稳定,属滨海相沉积地层。
上石炭统太原组(C3t),自一
1煤底至L9石灰岩底厚52.32~84.19m,平均67.39m,由下而上分为三段。(1)下部灰岩段:自一1煤层底至L4灰岩顶、由L1~L4四层灰岩和砂质泥岩、细砂岩及一1~一4四层煤组成,该段厚13.01~36.32m,平均24.84m,一1煤局部可采。(2)中部砂质岩段:自 L4灰岩顶至 L7灰岩底,厚5.96~45.4m,平均 27.25m,由灰色、深灰色泥岩、砂质泥岩、细中粒砂岩、L6灰岩及薄煤组成。L5灰岩及一5~一7煤不稳定均不可采。(3)上部灰岩层段:自L7灰岩底至 L9灰岩顶,厚7.29~21.76m,平均15.96m。由深灰色隐晶质灰岩、泥岩、砂质泥岩及两层不稳定煤岩组成。L7~L9三层灰岩,L7灰岩稳定,厚3.48~16.64m,平均9.27m,一
8、一9两层煤均不可采。
3、二叠系(P)
山西组(Px),自L9灰岩顶至大占砂岩顶的含煤和砂岩段:该段厚 80m 左右,下部为砂岩、砂质泥岩,为二1煤层的底板,中部为二1煤层,赋存稳定,全区可采。上部为灰色中细粒砂岩层,层面富含炭质、白云母片及泥质包裹体,钙质胶结,层位稳定,为二1煤的老顶板,是良好的标志层。
下石盒子组(PXl),厚85m左右为非含煤地层,主要由砂岩、泥岩、页岩组成。下中部为砂岩、泥岩,上部为砂质 泥岩属远海型陆相沉积。
上石盒子组(PS2),厚度 150m左右。由灰色、灰白色、灰绿色细粒砂岩及灰紫、灰青、深灰色泥岩、砂质泥岩组成。
4、第三系(N2)由黄褐色、综红色泥岩及灰色砾岩组成。厚度91.6~179.0米,平均124.9m,与下伏地层呈角度不整合接触。
5、第四系(Q)由马兰黄土(Q3)和类黄土(Q2)组成。底部含薄层砾石。在山岗地带分布不稳定,厚度0.2~49.3m平均 17m左右。
二、构造
该矿井田内的地质构造主要以断层为主,影响该井田的主要断层有两条。、魏寨正断层:该断层为本井田与芦沟煤矿井田的自然边界,该断层伸展方向近EW 向,区内伸展长度 150Om,倾向北,倾角 65~70°,落差大于 200m,区内对该断层控制较严密。
2、魏寨南正断层:该断层位于鑫泰井田的南部,伸展方向 NE82°,大致与魏寨断层平行,区内伸展长度 2200m,倾向 S8°E,倾角 65~70°,落差 200~220m,区内对该断层控制较严密。受两断层的影响,可能会产生派生小断层,生产过程中应加强地质工作。区内无岩浆岩出露。
三、水文地质
1、主要含水层
根据地层时代,岩性及富水程度,矿区内共划分五个含水层组和四个隔水段。
(1)奥陶系灰岩岩溶裂隙承压含水层;为灰色、浅灰色隐晶质灰岩,据钻孔揭露厚度52.29m,裂隙岩溶不甚发育,且被方解石脉充填。水位标高+176.12m。
(2)太原组下段灰岩岩溶裂隙承压含水层:由L1~L4灰岩组成,裂隙不发育,局部较破碎,水位标高+186.2m。
(3)太原组上段灰岩岩溶裂隙承压含水层:该层为二
1煤底板直接充水含水层,由L7~L9三层中厚层灰岩组成,层位稳定。水位标高+174.98~+178.05m。
(4)二1煤层顶板砂岩孔隙裂隙承压含水层:砂岩为细粒砂岩,系指二1煤以上60m范围内的灰色中细粒或中粗粒砂岩,局部裂隙发育,被方解石脉充填,为二1煤层顶板直接充水含水层,是弱的裂隙承压含水层,正常情况下,对开 采二1煤层影响不大。
(5)第三、第四系砂、砾孔隙含水层:第三系为白色、浅灰色泥灰岩,裂隙不发育,局部有溶洞,地表蜂窝状空洞发育。第四系为黄土状亚粘土和黄土状亚沙土,底部含钙质结核与透镜状碎石层,与第三系水有直接联系。
2、隔水层
(1)本溪组铝质泥岩隔水层,位于奥陶系灰岩含水层之上,主要为灰白色铝质泥岩,厚4.86~24.7m,平均11.48m,隔水性好。
(2)太原组中部砂泥岩隔水层:系指L4~L7之间的泥岩、砂质泥岩,厚5.96~45.4m,平均24.55m,该层位于太原组上、下段灰岩含水层之间,隔水性能良好。
(3)二1煤底板隔水层;系指二1煤底板至L8灰岩顶的泥岩、砂质泥岩,细、粉砂岩等。一般厚10m左右。须指出的是,该层局部较薄或被断层切割,隔水性差,因此开采二1煤层时要特别注意其造成的水患。
(4)二叠系中、上段砂泥岩隔水层:系指二1煤上60m起到上部基岩剥蚀面的二叠系上、下石盒子组。主要包括泥岩、砂质泥岩、细砂岩等,能有效隔阻地表水、浅层地下水 进入矿井。
3、矿床充水因素分析
(1)目前矿井水主要充水来源于大气降水和地下水。-150m以浅主要为顶板水,-150m以深主要为底板水,水量较大。二1煤层为以底板岩溶裂隙充水含水层为主,单位涌水量虽然小于0.11L/s.m,但断层发育,断层导水性不清,水文地质条件应为中等。矿区水文地质勘查类型属三类二亚类二型,即以底板岩溶裂隙充水含水层为主的水文地质条件中等类型的矿床。
(2)充水通道:矿区内的断层、裂隙和封孔质量差的钻孔都有可能成为矿井涌水通道,断层为主要涌水通道;其次当二1煤层底板水压力增大,隔水层较薄时,会引起底鼓突水;在裂隙发育处,突水事故发生的可能性就会增大。
(3)矿井涌水量
鑫泰矿位于任岗井田北部,本井田内主要含水层为顶板砂岩弱含水层、石炭系上段薄层灰岩含水层、石炭系下段薄层灰岩含水层、奥陶系厚层灰岩强含水层。其中与煤层相近的石炭系上段薄层灰岩含水层水位标高在1984年为+174~+178m,到2005年降为+105m,任岗矿与鑫泰矿在矿井开拓 工程中发现石炭系上段薄层灰岩在本区几乎不含水。鑫泰矿一九九七年投产至今,对计算区块有影响的采空区面积为19800m,采空区高程为-95~150m,矿井涌水量为每小时40m,水量稳定,跟大气降雨和底板岩溶水无发现有相关性,主要充水水源为 顶板砂岩水。相邻的任岗矿十多年生产情况与鑫泰矿情况相一致,采空区面积为506400m,采空区高程为-50~-260m,矿井涌水量为每小时135m,水量稳定,与大气降水及底板岩溶水无相关性,该矿井充水水源为顶板砂岩水。
根据以上矿井水文地质情况,河南省煤炭地质勘察研究院用比拟法进行预算,这次技改设计,设计开采水平-230m水平开采区块正常涌水量为129.2m/h,最大涌水量为207m/h。
第二节探放水设计及安全措施
根据“有掘必探,先探后掘,先治后采”的原则,制定本安全技术措施。
一、探放水原则及出水预兆
1、探放水原则
“有掘必探、先探后掘,先治后采”是防治水害的基本
332232原则。凡是新开拓的区域和受水害威胁的地区,都必须坚持这一原则。遇到下列情况都必须探水掘进。⑴矿井新开拓区域或新布置的巷道。
⑵接近含、导水断层、溶洞和导水陷落柱时。⑶打开隔离煤柱放水时。
⑷接近可能与河流、湖泊、水库、蓄水池、水井等连通的断裂构造带时。
⑸接近有出水可能的钻孔时。⑹接近有水的灌浆区时。
⑺受底板强承压含水层威胁的采煤工作面。⑻接近其它可能出水(突水)地点时。
2、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、地压加大,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,必须立即向矿调度室汇报撤出人员等候处理。
二、探水钻孔设计
1、因运输下山、清仓平巷及轨道下山均布置在岩层中,故主要预防顶板砂岩水及底板的砂岩水,因而布置三组钻孔,每组钻孔2个,共计6个钻孔。(详见钻孔布置图)
2、每个钻孔的套管长度不小于10m。
3、预计前方有带水压的含水层时,探水孔必须安设套管。孔口套管必须用封孔剂固孔,而且必须进行耐压试验,耐压试验不小于4MPa,稳定时间不小于30分钟。
4、对水压高于1 MPa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。
5、探得水压高于2MPa、水量大于60m/h,需长期保留时,孔口应使用双水门,下门备用。
三、钻机安装规定:
1、加强钻场附近的巷道支护,并在工作面迎头打好坚固立柱和挡板。
2、清理巷道挖好排水沟,探水钻孔位于巷道低洼处时,必须配备与探放水相适应的排水设备。
3、在打钻地点或附近安设专用电话。
4、测量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、角度以及钻孔数目。
四、探放水施工中的技术要求
3(一)探水技术要求
1、钻进时应准确判别煤、岩层厚度并记录换层深度。
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。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。
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,应有防止孔口管和煤(岩)壁突然鼓出的措施:
5、背紧工作面,在拦板外面加设顶柱或木垛,必要时还应在顶、底板坚固地点砌筑防水墙,之后方可放水。
6、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1 m以上。
7、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,安好水门后再继续钻进。
8、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。
9、应做到交接班时不停钻。
10、探放断层水的探水孔终孔后,孔内有水应进行放水试验。孔内无水时应选择一个孔进行压水试验,检验断层隔水性能;压力一般应略大于断层所承受的静水压力。
11、探放水钻孔,完成探测任务后必须全孔注浆封闭,并做好封孔记录。
(二)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。根据矿井排水能力及水仓容量,决定是注浆堵水还是放水。控制放水孔的流量或调整排水能力,并清理水仓、水沟等。
2、煤层顶板有含水层和水体存在时,应当观测“三带”发育高度。当导水裂隙带范围内的含水层或老空积水影响安全开采时,必须超前探放水并建立疏排水系统。
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、探放水安全技术措施
1、探水前的安全准备工作
(1)、探水前对排水设备进行彻底检查,探水过程中要有专人维护、保证正常排水。
(2)、探水前对水沟、沉淀池进行彻底清理,保持水流畅通。
(3)、要有专人对钻场附近的顶板进行检查维护,避免发生冒顶事故。
(4)、探水钻场后方必须有安全躲避峒室。
(5)、保证钻场的正常通风,并制定专项检查措施。(6)、钻场附近要安装电话,并保持通讯畅通。(7)、明确水害避灾路线,并认真贯彻至施工人员。
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,防止钻机反倒伤人和挤伤手脚事故发生。
(2)、钻场在稳钻前,应清净浮煤。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,四角要大好四根立 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,学习作业规程并持证上岗。
(2)、钻孔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。钻机操作按扭,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。(8)、钻孔透水后,要详细观测和记录水情变化。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。
一、探放水工程设计必须具备以下内容:
1、探放水工程的施工目的;
2、探放水工程的施工地点;
3、探放水地点的水文地质概况;
4、探放水各钻孔的技术参数和要求; 附图等。
二、探放水工程设计必须经过以下程序审批后方可施工:
1、探放水工程设计由地质负责人编制,技术部长审核,矿总工程师审批。
2、地面大型的探放水工程,由矿长或总工程师审批,并报集团公司备案。
3、井下大型的探放水工程设计,有集团公司审批,并报省煤炭管理部门备案。
4、探放水工程设计,未经过合理的审批程序,不得施工。
地测资料、技术报告审批制度
一、地质水文地质补勘、扩大区勘探、水源和重要工程钻探 的设计和施工措施,由地测科提出并初审,报公司地测中心和管理局审批。
二、生产地质报告、生产勘探报告和水源报告,由地测科提出初审意见报公司地测中心审查、管理局审批。采区说明书,由地测科提出并初审报公司地测中心审查、审批。回采工作面和掘进地质说明书由地测科提出并审查,报总工程师批准。
三、含水层下采煤有关的地质和水文地质资料,帽地测科提出、初审,矿总工程师审查批准后报公司地测中心审批。
四、积水下采煤作业规程由地测科核实积水情况,认定准确无误后,报总工程师审查,公司地测中心审批。
五、防治水安全技措工程计划、矿井水害年报,由地测科提出,总工程师审批后报公司地测中心审查、审批。
六、储量的增减转出、转入和注销,按《生产矿井储量管理规程》规定的权限进行上报审批。
七、各单位在我矿区范围内开建小煤井,必须认真履行审批手续首先由矿总工程师签署意见,经地测中心初审后报公司审批。其它任何单位和个人无权批准开办小煤井。
八、导线周长3000米上的大型贯通,地测科做出设计和误差预计后报公司地测中心审批。
九、“三下采煤”开采时,地测科配合生产科在采前写出开采措施,总工程师审批后方能开采。
河南某矿位于登封市徐庄乡境内, 于2000年12月正式投产, 矿井现生产能力为0.84Mt/a。矿井主要开采山西组二1煤层, 通过该矿地质勘探资料可知开采二1煤层的间接充水含水层是奥陶系中统马家沟组 (O2m) 石灰岩含水层和石炭系太原组L1-3石灰岩含水层, 水头较高, 因此该矿所进行的二1煤层初次开采属带水压开采。工作面在受到初次采动破坏之后, 采空区进行重复开采时应采取有效措施对老空积水和裂隙水进行探放, 保证工作面的安全。
1 复采工作面充水因素分析
1.1 复采工作面主要充水水源
1.1.1 地下水。
该矿所采二1煤层顶、底板直接充水含水层分别是山西组砂岩和太原组上段灰岩。底板灰岩岩溶裂隙承压水将以突水形式涌入巷道, 水量较大。顶板砂岩含水层, 回采时将以淋水形式进入巷道, 导水裂隙形成后常成渗流状态, 水量不大。
二1煤底板间接充水含水层包括缀3ch、C2t L1-4碳酸岩盐类含水层, 含较丰富的岩溶裂隙承压水, L1-4灰岩水隔水层厚度满足隔水要求, 但工作面在进行复采工作时会造成底板破裂, 回采过程中会出现底板渗水[1]。
1.1.2 大气降水。
大气降水矿井的间接充水水源, 降水首先渗入补给含水层, 然后由含水层进入矿井[2]。据生产矿井资料, 其充水具有明显的季节性变化和多年周期性变化规律。雨季是大气降水的主要补给期, 矿井最大涌水量滞后集中降水后80天左右, 大~中雨后2~10天矿井涌水量便明显增大。
1.1.3 采空区积水。
煤顶板砂岩含水层, 回采时将会以淋水形式进入巷道。工作面在初次开采时, 导水裂带隙形成后常成渗流状态, 受到初采的采动影响, 工作面的间接充水含水层可能会沿断裂带或底板破坏带补给直接充水含水层, 该矿13011初采工作面于2006年3月停采, 在采空区可能会有一定量的积水存在。
1.2 充水通道
1.2.1 底板灰岩岩溶裂隙。
11031巷道掘进和煤层开采揭露或接近含水层时, 地下水通过岩溶裂隙或底鼓突水的形式渗出或涌出。
1.2.2 顶板砂岩裂隙。
开采初期地下水通过砂岩裂隙以渗水的形式充水, 回采冒落后则多以淋水形式充水。
1.2.3 采矿造成的裂隙通道。
初次开采时, 由于受采动影响煤层顶、底板产生丰富的的裂隙通道, 并与含水层相沟通, 形成导水通道。
2 复采工作面老空积水分析
在13012复采工作面南部发育一条箕F4断层, 走向为55°~82°, 倾向为145~172°, 倾角为50~60°, 西北盘上升, 东南盘下降, 为正断层, 断距25~175m;西北部发育一个背斜构造。根据13011工作面巷道掘进及回采情况可知, 该工作面所在区域地质构造和水文地质条件均较为简单。
在进行13012工作面回风巷掘进工作时, 曾进行过探放水施工, 孔口标高+81.6, 2#孔终孔标高为+82.6, 仅有少量出水, 老空积水水位低于该标高;13012进风巷掘进过程中, 揭露老空的最低标高为+80.7, 掘进至此位置时无涌水。
综合预计老空积水水位标高最大值为+80.7。积水面积约3000m2, 平均积水深度约2.5m, 预计积水量约7500m3。如图1所示, 工作面切眼最低标高为+75.8, 老空积水深度约4.9m, 水压P=1000×10×4.9=0.049MPa[3]。
3复采工作面探放水设计与施工
根据原13011工作面掘进、回采资料确定, 13012复采工作面探放水警戒线为其进风巷切眼向西25米处, 回风巷切眼向西50米处, 地点的选取对探放水有利。此次探放水施工共在13012复采工作面进、回风巷分别设计四个和五个探放水钻孔, 布置方式如图2、3所示, 按照钻孔编号依次施工, 打透采空区。
在进行打钻施工之前需要在探水地点进行一系列的前期准备工作, 例如, 需要对探放水所在地点5m内的工字钢对棚支护使用连锁片连锁加固、挖掘排水沟及安装排水泵等工作, 以保证打钻工作的顺利进行。本次探放水施工采用ZDY-550S型液压探水钻机进行钻进, 钻孔开孔孔径为113mm, 钻进10m后需下入长10m直径108mm的套管, 套管周围要用适量干海带或麻绳缠裹, 使套管固定牢固, 为便于控制放水, 需在孔口安装止水阀, 随后使用Φ65mm的钻头钻进, 直至钻进至设计深度。
图3 13012复采工作面进风巷探放水孔剖面图
4 探放水效果分析
此次探放水施工共用15d, 13012回风巷施工的1#、2#、3#、5#钻孔在钻进至21m左右处时出现涌水, 涌水量分别为14.8m3/h、2.4 m3/h、3.04m3h、3.12, 并分别通过4.5h、8h、10.5h、5.3h的放水, 四孔分别放水66m3、19.2m3、31.92m3、16.54m3, 共计133.66m3的老空积水, 在13012进风巷进行施工的四个钻孔也均有少量出水。本次探放水施工有效排除了13012工作面进入复采临界面时的老空水患, 为工作面的安全生产提供了保障, 取得了良好的经济效益, 为类似复采工作面探放水施工提供了一定的经验。
参考文献
[1]葛正峰, 王启军, 马合飞.高承压含水层上采煤防治水技术[J].中州煤炭, 2010 (10) :103-104.
[2]陈陆望, 宋正辉.华北隐伏型煤矿地下水水化学演化与突水水源判别[J].皖西学院学报, 2012 (5) :19-22.
关键词:布尔台煤矿;探放水设计;技术要求;探放水效果评价
中图分类号: TD745.22 文献标识码: A 文章编号: 1673-1069(2016)29-191-2
0 概述
布尔台煤矿位于内蒙古自治区鄂尔多斯市境内,井田为一不规则的多边形,可采煤层10层,探明地质储量33亿吨,可采储量20亿吨。井田内含煤地层为侏罗系中下统延安组,其煤系的沉积基底为三叠系上统延长组[1]。
布尔台煤矿42106工作面是一盘区第6个工作面,工作面位于巴图塔六队西南部,巴图塔五队西北部,地表的东北部多被风积沙覆盖,风积沙呈新月形沙丘,构成风成地貌。工作面回采42煤,平均煤厚6.5m,工作面局部存在0.2m的夹矸,夹矸岩性为砂质泥岩。
工作面上部有22煤采空区。根据22煤煤层底板起伏及密闭返水情况,在采空区内有积水,积水范围及位置基本清楚。为保证工作面安全回采,需提前对上部22煤采空区积水进行疏放。钻探队承担此次探放水工作工程,具体目的和任务是:根据22煤工作面采空区底板起伏情况,在采空区低洼积水区域布置探放水钻孔,疏于采空区积水。
1探放水设计方案
1.1 采空区积水情况估算
22煤采空区积水范围和积水面积的推算是根据22煤顺槽剖面数据和22煤综采面每隔50m测量一次综采剖面数据为依据,首先画出1m等高线,然后根据22煤当时回采时采空区涌水量的观测大致得出积水标高,最后根据采空区等高线和积水标高画出积水范围,计算出积水量,经估算,工作面上覆22煤采空区总积水面积约为26万㎡,总积水量约为9万m3。
1.2 工程布置及工程量
根据本次探放水工程的目的和任务,在顺槽设计探放水钻孔32个,由于实施探放水区域可能存在钻孔泄水量较大或疏放效果不佳等情况,需设计预留8个探放水钻孔,用于后期补充施工探放水。所有钻孔由巷道顶板向22煤采空区底板最低处施工。
根据资料和工程布置情况,工程量如下:
工程测量:井下定测钻孔32个
预计探放水钻孔工程量为32孔/3509m。
2 施工技术要求
严格按照设计孔位施工,施工顺序按孔号顺序由小到大施工。如需调整孔位及补充施工探放水钻孔,必须经地质组核实并同意后方可执行。探放水孔严格按设计开孔位置、仰角及方位角向上部采空区内施工。钻孔均由专用探放水钻机施工,探放水工程施工前,全面检修钻机,保证钻机处于良好的状态。各探放水钻孔开孔直径均为113mm,钻进11m,下89mm封口管10m,封孔管要固结牢固并防止漏水,封孔管外焊接铁托盘,托盘两侧各用锚索固定,完全满足固定封口管要求。套管口安装闸阀,套管上安装水压表和闸门,以收集放水时的水量、水压等资料。套管固结后,必须进行耐压试验,以不漏水、不松动为原则。安装完毕后以75mm孔径施工至终孔位置。钻孔钻进至采空区以孔口漏风、钻进无压力、钻杆不返水为准,要求继续钻进3m,防止采空区碎石堵塞钻孔。施工过程中施工人员随时用便携仪检测钻孔周围气体浓度,一旦发现浓度异常,立即停止施工,以防发生安全事故。施工完毕后,准备队负责在闸阀外安装“U”型管,防止采空区漏风。观测探放水孔水量变化,无水时关闭闸阀,在探放水钻孔水量大的情况下,应补打钻孔,保证采空区积水彻底放完。施工过程中必须严格按规定详细填写班报表,加强现场技术管理,根据实际情况及时调整角度,采用适当的压力、钻速保证将钻孔打通,及时疏放上覆22煤采空区积水,保证矿井安全生产。在施工现场附近安设专用电话或打钻人员配备小灵通,并保证随时与调度室联系,施工中如发现问题及时同各部门负责人联系。探放水钻孔打通后,如由于涌水量太大,排水设备如法满足排水要求时,准备队跟班队干负责关闭部分闸阀,待排水设施完善后再打开闸阀排水。如发现水压、水量突然增大、顶钻等异常现象时,必须立即停止钻进,不得拔出钻杆,要立即向调度室汇报。
2.1 劳动组织安排
①探放。采用两班作业,每天早班和中班施工,每班安排施工人员3名,跟班副队和安全员各1名。②排水。矿地质组在每个钻孔通孔前一天通知机电队将要贯通钻孔的位置,预计的涌水量,要求机电队提前在钻孔附近低洼处安设好水泵,每班安排机电队排水人员现场跟班。③探放水组织机构。成立以矿井总工程为组长,地质组组长、生产办主任、机电办主任、安全办主任、机电队队长为成员的探放水小组,全面开展本次探放水工作,指挥部设在调度室,随时保持和井下的联系。
2.2 探放水工程施工
①准备工作:施工人员熟悉钻机操作技能,加强钻场附近巷道的排查,存在片帮的及时处理,准备好敲帮问顶的工具;清理巷道卫生和水沟内浮煤;在施工地点安设专用电话,随时保持畅通;测量技术人员要标定探放水位置,并由探放水负责人员一同在现场,共同确定钻孔方位、个数、钻进深度,并贯彻在所有施工人员;规定撤人的避灾路线等安全措施,并贯彻在所有施工人员。②探放水过程:本次探放水施工从2016年1月开始,钻孔根据位置的方便性从在顺槽交替施工,历时5个月,本次探放水设计钻孔32个,由于部分区域存在钻杆偏移未打通补充施工3个钻孔,由于部分初始涌水量较大很快水量变小堵孔的区域补充施工5个钻孔,总共施工钻孔40个,累计钻进进尺4480m,所有钻孔质量满足设计要求。
3 探放水效果总结
本项探放水工程,历时5个半月,累计施工钻孔40个,累计疏放水量15万m3,有效疏放了工作面上覆采空区积水,由于前期测量资料齐全完善,后期施工过程中反复分析研究,在未打通的钻孔附近均补充施工探放水,确保上覆采空区所有的低洼处均进行有效探放,不存在盲区。局部区域存在初始涌水量很大,之后很快变小的情况,可能存在堵孔的现象,这些区域全部进行了补充探放水,实践证明确实存在堵孔现象,后期补充探放水孔均验证了这一点。
4 结束语
探放水设计是通过对工作面所有技术资料的分析,提出具体实施探放水的所有要求,是探放水施工前必不可少的工作,也是探放水达到目的的有力保障。通过对工作面探放水资料的分析,笔者认为,探放水最重要最核心的内容是调查清楚采空区积水区的范围,估算积水量。以及施工过程中对钻孔涌水情况的分析,防止钻孔拥堵。在今后探放水过程中要注意以下事项:①测量人员要加强回采工作面剖面测量,综采工作面每隔50m必须测量一次剖面,遇煤层起伏较大区域加密测量,为探放水设计提供基本的测量资料,这也是调查清楚采空区积水的前提和保障。②煤矿防治水技术人员要定期对采空区密闭前出水情况进行观测,对出水口的水量和水压进行观测和记录,为调查采空区积水情况提供最直接的依据。③煤矿防治水管理人员和技术人员要通过已经实施的探放水工程经验,对通过前期相关资料来估算采空区积水范围和积水量的准确性进行分析评估,逐步提高准确性,优化探放水设计。④对施工人员操作技能作专门的培训,待熟练后方可上岗操作。并对设备在钻孔施工过程中可能出现的故障作详细的分析,确保探放水工作顺利进行。⑤探放水施工过程中,要安排技术员和安全员现场跟班,记录现场施工的具体资料,及时指导探放水过程中的各种安全和技术问题,现场跟班人员必须熟知探放水设计方案和安全技术措施,使工程严格按设计进行施工。⑥防治水技术人员和管理人员要认真分析探放水钻孔的涌水量变化情况和水量疏放情况,结合预计的采空区积水量,确保每一处积水量疏放彻底,如存在初始涌水量很大又很快变小的钻孔,可以充分地怀疑堵孔现象,必须进行捅孔或旁边补打探放水孔,保证采空区积水的疏放效果。
参 考 文 献
[1] 刘东林,张志敏,高振源,等.内蒙古自治区东胜煤田布尔台井田煤炭勘探报告[J].内蒙古自治区煤田地质局117勘探队,2006,6.
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