1、探放水设计方案遵义市佈政农场煤矿矿井探放水设计方案编 制： 胡铸仁总工程师： 胡铸仁矿 长： 曾凡国编写日期：2011年4月16日一、前 言 “有掘必探，先探后掘”是采掘工作面必须遵循的原则，也是防止井下水害事故发生的重要方法。当采掘工作面接近充水的小窑、老空、含水量大的断层等水体时，必须编制探方水设计和采用探放水方法，查明采掘工作面前方的水情，并将水有控制地放出，以保证采掘工作面安全生产。 采掘工作面遇到下列情况之一时，必须进行探放水，探水前必须确定探水线并绘制在采掘工程平面图上：一、接近水淹或可能积水的井巷、老空或相邻煤矿时。二、接近含水层、导水断层、溶洞和导水陷落柱时。三、打开防隔水煤（
2、岩）柱放水前。四、接近可能与河流、湖泊、水库、蓄水池、水井等相通的断层破碎带时。五、接近有出水可能的钻孔时。六、接近水文地质条件复杂的区域。七、采掘破坏影响范围内有承压含水层或含水构造、煤层与含水层间的防隔水煤（岩）柱厚度不清可能突水时。八、接近有积水的灌浆区时。九、接近其他可能突水地区时。二、探放水相关规定1、探放水钻孔的布设必须遵循以下原则：1）探放老空水、陷落柱水和钻孔水等，探水钻孔应成组布设，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1.5m。2）探放断裂构造水、岩溶水等钻孔，必须沿掘进方向的前方及下方布置。底板方向的钻孔不得少
3、于2个。3）煤层内原则上不得探放高于1MPa的充水断层水、含水层水及陷落柱水等，如确实需要，可先建防水闸墙，并在闸墙外向内探放水。4）上山探水时，一般应双巷掘进，其中一条超前探水、汇水，另一条用来安全撤人。双巷间每隔3050m掘一联络巷并设挡水墙。2、井下探放水必须使用专用的探放水钻机，严禁使用煤电钻探放水。3、在安装钻机探水前，必须遵守下列规定：一、加强钻孔附近的巷道支护，背好帮顶，并在工作面迎头打好坚固的立柱和拦板。二、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。三、在打钻地点或其附近安设专用电话。四、依据设计，确定主要探水孔位置时，应由测量人员进行
4、标定。负责探放水工作的人员必须亲临现场，共同确定钻孔方位、倾角和钻孔布置数目以及钻进的深度。五、在预计水压大于1.0MPa的地点探水时，应预先固结套管，套管口应安装闸阀，套管深度必须在探放水设计中规定；应预先开掘安全躲避洞，规定撤人的避灾路线等安全措施，要使施工人员人人皆知。六、钻孔内水压大于1.5MPa时，应采用反压和有防喷装置的方法钻进，并有防止孔口管和煤（岩）壁突然鼓出的措施。4、 探水钻孔除兼作堵水或疏水用钻孔外，终孔孔径一般不得大于75mm。5、探水钻孔超前距离和止水套管长度应符合以下要求：探放老空积水的超前钻距，应根据水压、煤（岩）层厚度和强度及安全措施等情况确定，但最小水平钻距不
5、得小于30m，止水套管长度不得小于10m。沿岩层探放含水层、断层和陷落柱等含水体时，按下表确定探水钻孔超前距离和止水套管长度。 岩层中探水钻孔超前钻距和止水套管长度水压（MPa）钻孔超前钻距（m）止水套管长（m）1.01051.0-2.015102.0-3.020153.025206、 探放水钻进时发现煤岩松软、片帮、来压或钻眼中水压、水量突然增大和顶钻等异常时，必须立即停止钻进，但不得拔出钻杆。要立即向矿调度室汇报，派人监测水情。如发现情况危急时，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。7、 探放老空水前，首先要分析查明老空水体的空间位置、积水量和水压。探放水孔必须钻入老
6、空水体，并要监视放水全过程，核对放水量，直到老空水放完为止。钻孔接近老空，预计可能有瓦斯或其它有害气体涌出时，必须有瓦斯检查工或矿山救护队员在现场值班，检查空气成分。如果瓦斯或其它有害气体浓度超过有关规定时，必须立即停止钻进，切断电源，撤出人员，并报告矿调度室，及时处理。8、 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，防止淹井；放水时，必须设专人监测钻孔出水情况，测定水量和水压，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。三、探水起点的确定 为了保证采掘工作人员的安全，防止误穿积水区，在距积水区一定距离划定一条线作为探水的起点，此线即为探水线。通常将
7、积水区域划分为三条线：即积水线、探水线和警戒线，并标注在采掘工程图上。1、积水线：即积水区范围内线。在此线上应标注水位标高、积水量等实际资料。2、警戒线：积水线外推60m即为警戒线，一般用红色表示。进入警戒线后必须进行超前探水、边探边掘。3、探水线：应根据积水区的范围、位置、地质及水文地质及其资料的可靠程度、采空区和巷道采受矿山压力破坏等因素确定。进入此线后必须停止掘进，进行探放水。 对探水线有如下规定：（1） 对本矿井采掘工作造成的老空、老巷、硐室等积水区边界确定，水文地质条件清楚，水压不超过1mpa时，探水线至积水区最小距离：煤层中不小于30m；岩层中不小于20m。（2） 对本矿的积水区，
8、虽有图纸资料，但不能确定积水边界位置时，探水线至积水区边界的最小距离不得小于60m。（3） 对有图纸资料的小窖、探水线至积水区边界的最小距离不得小于60m；对没有图纸资料可查的小窑，必须坚持有疑必探，先探后掘的原则，防止发生透水事故。（4） 掘进巷道附近有断层或陷落柱时，探水线至最大摆动范围预计煤柱线时的最小距离不得小于60m。（5） 石门揭开含水层前，探水线至含水层最小距离不得小于20m。四、探水钻孔的布置方法 探水钻孔布置原则是它既要保证安全生产，又要确保不遗漏积水区，还要求探水工积量最小。（1）探水钻孔的超前距离、允许掘进距离、帮距和密度确定。 、超前距离，探水时从探水开始向前方打钻孔，
9、常是探水掘进再探水再掘进，循环进行。而探水钻孔终孔位置应始终超前掘进工作面一段距离，该段距离称超前距离。本矿定为20m。如下图所示（见图1） （图1）探水钻孔的超前距、帮距、密度和允许掘进距离示意图 安全外围线孔间距（应小于老空宽度） 1 外斜眼 帮 距 3 终孔位置线 2 30m 20m、允许掘进距离，经探水证实无水害威胁，可安全掘进的长度称允许掘进距离。本矿定为30m。 、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，其值应与超前距离相同。 、钻孔密度（孔间距）：它指允许掘进距离终点横剖面上，探水钻孔之间的间距。一般不超过3m，以免漏掉积水区。（2）探水孔布置方式 探水孔布置视
10、巷道类型、矿层不同而有所别。总的原则是：巷道掘进时所占空间均应有钻孔控制，且钻孔之间距应保证小于巷道高度、宽度或薄煤层的厚度、对于位于生产区上部的老空区，按巷道类型和矿层的厚薄情况、有如下的布置方式： 、平巷钻孔布置：主要是探巷道上帮小窑老空水、钻孔呈半扇形布置在巷道上帮。根据本矿所开采煤层平均厚度1.5m，一般布置三组，每组不少于3孔（附图2）所示。而沿顶巷道探水钻孔，每组至少应有一孔见底，沿底巷道至少有一孔见顶。钻孔之间的水平夹角有大夹角和小夹角之分，前者夹角为715，后者为13。视小窑老空的规模而定，规模大者取大夹角，小者取小夹角。（见下图2）（图2）煤层平巷探水钻孔布置示意图 安全外围
11、线 1 2 15 帮 3 距 允许掘进距离 超前距离 30m 20m （a） 1 2 3 （b） （c） 、上山巷道钻孔布置：钻孔呈扇形布置于巷道前方，布置5组，每组12孔；且每组钻孔至少有一孔见底，钻孔水平夹角及倾斜角要求与平巷钻孔相同。具体布置方式见（图3）。上山巷道探水钻孔布置示意图（图3） 1 3 帮 1 II剖面 距 5 2 4 （b） 允许掘进距离 超前距 安全外围线 1 （a） 五、施工设备的选择 根据我矿实际情况，采用ZLJ-250型/5.5KW煤矿岩石电钻打眼，可探深度75150米，钻杆直径42mm ，杆长1.22.0m。开孔直径89mm，终孔直径50mm。六、探水与掘进的配
12、合（1）、双巷掘进交叉探水 因积水区在上方，上山巷道三面受水威胁，一般应双巷掘进见（见下图4）。其中一条适当超前探水、泄水，另一条随后，用来安全撤人，双巷之间每间隔30m50m掘一联络巷，并设挡水半墙，以便在其中一条上山出水时，水不会窜到另一条上山去。（2）、双巷掘进单巷超前探水 在倾斜煤层中掘进平巷时，一般是用上方巷道超前探水，探水钻孔布置成扇形，下方巷道为泄水巷，两巷之间每隔30m50m掘一联络巷见（见下图5）。（3）、平巷与上山配合探水 在煤层内，准备回采工作面时，平巷应先探水，掘到位置后，然后再施工开切眼，这样既减少开切眼掘进危险性，又减少开切眼掘进时的探水工作量。见（见下图6） 上山
13、双巷掘进交叉探水示意图 平巷双巷掘进单巷探水示意图 平巷与切眼探水示意图 （图4） （图5） （图6） 小窑老空 小 窑 老 空 小 副 巷 窑 上风巷 采 老 区 正 巷 空 边 联络巷 下平巷 界 甲上山 乙上山 七、探水的安全措施（1）探水前应加固探水工作区支架，背好帮顶，以免压力水冲垮煤壁和支架。 （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，让探放的水能自由流入水仓，现有水仓和排水设备要有足够的容量和能力。 （4）探水地点安装电话，与所有可能受水威胁的工作地点连通，并事先拟定好撤退路线，以防探意外事故的发生。 （5）打钻过程中，如发现煤、岩松软
14、或沿钻杆向外流水超过打钻正常供水量时，要立即停钻（不要移动或拔出钻杆），派人监视水情并报告调度室，如果情况危急，要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，可能有有害气体涌出，必须随时进行有害气体监测，发现有害气体超限时，要立即停钻、停电、撤人，并报告调度室处理；探水点通风工作必须按规定进行。预计水压较大时，孔口要用套管加固，使钻杆通过套管内打钻，套管上要装水压表和水闸阀，探到水源后，即利用套管放水。八、放 水（1）、疏放老空水 、直接放水：当水量不大时，不超过矿井的排水能力时，可利用探水钻孔直接放水 、先堵后放：当老空水与溶洞水或其它巨大水源有联系，动力储量很大，一
15、时排不完或不可能排完，这时应堵住出水点，然后排放积水。 、先放后堵：如老空水或被淹井巷虽有补绐水源，但补给量不大，或在一定季节没有补给，在这种情况下，应选择时机先行排水，然后进行堵漏、防漏施工。 、用煤柱或构筑物暂先隔离，如果水量过大，或水质很坏，腐蚀排水设备，这时应暂先隔离，做好排水准备工作后再排放；如果防水会引起塌陷，影响上部的重要建筑物或设施时，应留设防水煤柱永久隔离。九、疏放水时的安全注意事项（1）、探到水源后，在水量不大时，一般可采用探水钻孔放水；水量很大时，需另打放水钻孔。放水钻孔直径一般为5070mm，孔深不大于70m。（2）、放水前应进行放水量、水压及煤层透水性能试验，并根据排
16、水设备能力及水仓容量，制定放水顺序和控制水量，避免盲目性。（3）、放水过程中随时注意水量变化，出水的清混和杂质，有无有害气体涌出，有无特殊声响等，发现异状应及时采取措施并报告调度室。（4）、事先定出人员撤退路线，沿途要有良好的照明，保证路线畅通。（5）、为防止高压水和碎石喷射或将钻具压出伤人，在水压过大时，钻进过程应采用反压和防喷装置，并用挡板背紧工作面以防止套管和煤壁突然鼓出，挡板后面要加设顶柱和木垛，必要时还应在顶、底板坚固地点砌筑防水墙，然后才可放水。十、矿井突水的预兆（1）巷道迎头温度降低，感到发凉。（2）迎头空气潮湿，湿度异常增大。（3）煤壁和迎头两帮岩层潮湿（发汗），有水锈（挂红）。（4）迎头壁帮渗水，且逐渐增大。（5）有时可听见“嘶嘶”水流声或“底爆”响声。（6）矿压增大，煤岩破碎，裂隙发育，出现片帮、冒顶及底鼓等现象。
