探放水工作

探放水工作（通用10篇）

探放水工作 篇1

0 引言

天池店煤矿2009年进行重组, 并批准为单独保留矿井, 批准设计能力为45×104t/a, 批准开采2+3号、8号、9号煤层, 井田面积0.955 0 km2。矿井采用斜井开拓方式, 主副井利用原井筒扩刷, 新掘回风立井, 已凿掘到位。井田内2+3号、8号煤层分布有大面积采空区积水, 8号、9号煤层层间距平均6.8 m。

根据以往天池店煤业有限公司运输下山和轨道下山掘进头超前物探及钻探探放水情况, 说明目前掘进空间上方已经位于老窑区下方, 随时可能靠近采空区水体, 所以在探放水过程中应严格按照规范规程相关要求进行施工, 发现问题及时解决, 不可盲目掘进[1]。

1 水文地质情况

1.1 含水层

井田开采影响的主要充含水层为山西组砂岩裂隙含水层和太原组灰岩岩溶裂隙含水层。山西组砂岩裂隙含水层富水性弱, 单位涌水量为0.054 8 L/ (s·m) , 补给条件差, 补给来源少。太原组灰岩岩溶裂隙含水层, 主要为K2含水层, 富水性中等, 单位涌水量0.953 L/ (s·m) , 有一定的补给来源, 补给条件一般。井田内所有煤层的底板标高均高于奥灰水水位标高, 奥灰水对煤层开采无影响。2+3号煤层矿井水文地质类型按单项划分属简单型;8号、9号煤层矿井水文地质类型按单项划分属中等型。

1.2 采空区积水

井田内2+3号煤层采 (古) 空存在1处积水, 积水面积88 157 m2, 积水量10.61×104m3;8号煤层采 (古) 空存在5处积水 (包括2处巷道积水) , 积水面积598 33 m2, 积水量8.05×104m3;全井田积水面积147 990 m2, 积水量18.66×104m3。

周边煤矿2+3号煤层采 (古) 空存在3处积水, 积水面积291 69 m2, 积水量3.48×104m3;8号煤层采 (古) 空存在5处积水, 积水面积115 914 m2, 积水量14.36×104m3;周边煤矿总共积水面积145 083 m2, 积水量17.84×104m3。

井田及周边煤矿采 (古) 空区存在积水, 积水位置范围、积水量清楚。有部分巷道相通。矿井水文地质类型按单项划分属中等型。

1.3 矿井涌水量

据《水文地质类型划分报告》, 井田内2+3号煤层正常矿井涌水量7.5 m3/h, 最大矿井涌水量15 m3/h, 8号、9号煤层正常矿井涌水量11.25 m3/h, 最大矿井涌水量18.75 m3/h, 煤层正常矿井涌水量均小于180 m3/h, 最大矿井涌水量小于300 m3/h。矿井水文地质类型按单项划分属简单型。目前矿井为巷道开拓阶段, 涌水量基本为0.1 m3/h, 涌水量主要来源于人为对老空水的疏放水。

2 掘进工作面探放水设计

2.1 掘进工作面概况

天池店轨道下山巷道沿9号煤层掘进, 掘进进尺为130.5 m, 轨道下山的回风联络巷在轨道下山71 m处开口, 联络巷施工目的是要反掘至回风立井, 形成通风系统。

2.2 探放水的设计

2.2.1 单孔出水量计算

若采空区积水涌入掘进空间, 则应计算钻孔的单孔出水量, 根据下式计算单孔出水量:

式 (1) 中, q为单孔出水量, m3/s;c为流量系数, 一般取0.6~0.62;ω为钻孔的断面积, m2;g为重力加速度, g=9.8 m/s2;h为钻孔出水口的水头高度, m。计算钻孔的平均涌水量时, h可取最大水头高度的40%~45%。

计算得到单孔出水量q为0.04 m3/s, 约为134 m3/h。所以得到单孔最大涌水量为134 m3/h。

服务于探放水施工的临时排水设施, 系统总能力要大于预测涌水量的3倍~5倍。水泵流量、扬程、效率等参数满足要求。排水管路与排水泵能力相匹配, 敷设在不被车辆撞击的巷道内。水仓应容纳2 h涌水量, 具有清仓条件。供电可靠, 应采用双电源供电。临时排水设施应设专人管理。

2.2.2 探放水钻孔布置方式与参数的确定

天池店煤矿轨道下山由于是顺9号煤掘进, 目前掘进头仍然在9号煤层附近, 而探放水主要对象为掘进迎头正前方的不良积水体及掘进巷道上、下方的太原组岩溶裂隙含水层富水区和巷道上方的8号煤采空区积水, 所以探放水钻孔的布置采用全扇形布置。

a) 超前距。探水时从探水线开始向前方打钻孔, 往往采用“探水—掘进—再探水—再掘进”方式, 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, 该距离称超前距 (如图1所示) 。超前距a可用下式计算:

式 (2) 中, a为超前距, m;A为安全系数 (一般取2~5) , 本次计算取5;L为巷道的跨度 (宽或高, 取其大者) , m, 本次取2.5 m;P为水头压力, MPa;Kp为煤的抗张强度, MPa。

据天池店煤矿834号钻孔抽水试验资料, 富水性中等, 单位涌水量0.953 L/ (s·m) , 渗透系数23.45 m/d, 水位标高1 016.03 m。而山西组砂岩裂隙孔隙含水层很有可能已经成为8号煤采空区的补给水源, 其最大水位标高为1 040.30 m。目前掘进迎头标高约为101 5m, 对比1 040.30 m的水位标高, 形成水头25.3 m, 水压力0.253 MPa。煤的抗张强度取0.03 MPa。经计算, 超前距a为30 m;

b) 允许掘进距离。允许掘进距离是指经探水证实无水害威胁, 可以安全掘进的长度。即钻探距离与超前距之差。本次探放水钻探距离根据现场实际情况可以取72 m, 所以允许掘进距离为100-30=42 m;

c) 帮距。帮距实际上就是最外侧探水孔所控制的范围, 其值应与超前距相同, 据《煤矿防治水规定》, 帮距一般取20 m[2]。

由兖矿东华建设有限公司进行过物探 (瞬变电磁法) 勘探, 结论提示在联络巷前方90 m处存在低阻异常。

第一次设计时为7个钻孔, 但后来在施工钻孔时发现3#孔出水, 又补充施工8#钻孔。钻孔参数见表1, 布置方式见图1。

3 回风联络巷探放水情况

2012年7月30日, 天池店煤业探水队在轨道下山的回风联络巷开始探放水工作, 本次探水共施工八个钻孔。8月4日早班对3#钻孔进行钻探, 探至40 m处出现涌水情况, 涌水量为4 m3/h。为进一步查清情况, 矿方又补充施工8#钻孔, 8月7日早班, 对8#钻孔进行钻探, 探至37 m探出积水, 实际测得涌水量为120m3/h, 通过止水阀门控制后, 涌水量为40 m3/h。现排放水工作正紧张有序进行。

2013年8月7日早班在轨道下山回风联络巷8#钻孔施工至37 m处时钻孔出水, 实际测得出水量为118.80m3/h, 通过止水阀门控制后, 出水量为40 m3/h。出水后安排了人员24 h进行水情观察。截至8月12日21∶00, 钻孔出水量明显减少, 实测出水量为仅为2.3 m3/h, 8月15日15∶00实测出水量为1.3 m3/h, 当日早班巷道剩余积水全部排完, 中班恢复正常生产。见表2[3]。

4 结语

天池店煤矿老空及其积水情况复杂, 原整合包内小煤矿资料短缺、采掘情况不明。但通过对掘进工作面探放水技术的应用, 矿井技术人员根据3#钻孔有涌水现象, 补充设计施工8#钻孔, 并成功探测排放老空积水。为类似的整合矿井的探放水工作提供了丰富经验。本次探放水工程结束后, 须在联络巷进行物探工作, 并根据物探情况, 决定是否需要补充钻探。联络巷开口处在轨道下山位置相对较高, 需加强轨道下山的物探工作、钻探工作。

参考文献

[1]曲建光.对工作面上组煤老窑水害分析及探放水技术应用[J].中国煤炭工业, 2011 (11) :21-23.

[2]兰团晖, 曹英杰.采空区探放水技术的应用[J].黑龙江科技信息, 2013 (5) :35-36.

[3]邓庆鹏, 张迎军, 耿佳柱.安全高效探放水技术在矿井老空水治理中的应用[J].铁法科技, 2014 (6) :27-28.

探放水工作 篇2

我了我矿2105综采工作面安全生产顺利进行生产，现2105综采工作面现正在安装综采支架，为认真吸取近几年全国煤矿透水事故教训，切实做好防治水工作，不给安全生产带来隐患，我们将对2104采空区上部及周边水文情况作了详细的调查并进行了探放。现将2104采空区探放水情况总结如下：

一、探放水工作的基本情况：

（一）、2104采煤工作面位置

2104采空区位于2105综采工作面回风巷上部位于井田南部。西隔10m为2104南采区工作面，东部为没有开采的实体煤田，北部为暗主井、暗副井、暗回风井。南部为南翼回风上山，南翼运输下山。

（二）、受水威胁情况分析

我矿水害主要来源于两方面：1、第四系广泛发育，厚度一般5～10m，地下水主要赋存于风积沙层中，水位埋深一般1～5m，水位、水量随季节变化。白芨滩古河道从井田南端通过，含水区中段宽2Km，两端狭窄，面积约27.16Km2。

2、中侏罗统直罗组底部至延安组2号煤层顶板砂岩含水层组。

该含水层分布不均匀，该含水层对安全生产有一定的影响，发生重大水灾事故的几率相对较小，2104工作面采空区积水，该积水对2105综采工作面安全生产造成威胁，主要原因是上部2103、2104南采空区2#煤在2005年，2006年已经开采完，再加上地质资料不详，水位情况不清，地质构造不明，给防治水工作带来了很大的困难。

（三）、排水设备配置

中央水仓容积为主水仓有效容量约480m3，副水仓有效容量约280m3，主水仓设备为MD155-67×4型多级离心泵3台，单台流量100～185m3/h，扬程304～236m，转速2950r/min。我矿将出水钻孔的老空水，利用钻孔高差通过排水管路直接引到中央水仓。

（四）、探放水工作设备配备情况

我矿现有二种型号的探放水设备，一台钻机型号：ZLJ—250，功率8KW，最大钻进深度为75米，钻杆85根（φ42），钻头两个（φ55）；另一台钻机型号：KHYD-90,功率6KW，最大钻进深度为60m，钻孔开孔直径55mm，钻杆85根（φ42），钻头二个（φ55）。

二、采取的主要措施

（一）、成立探放水工作小组

成立了以矿长耀中华为组长的探放水工作小组，该小组成员有冯占海、刘国文，魏凡青、梁昌明等矿领导组成，对该组成员进行了探放水工作的具体分工，明确了责任，为保证防治水工作的顺利开展提供了保障。

（二）探放水专业队伍

我矿配备了的探放水人员，由通风队具体操作探放水作业。通风部门、地测科和安检科等矿部门相互配合、相互监督，以保证探放水作业顺利有序的开展。

（三）、编制了相应的探放水设计及措施、完善探放水制度

在对2104采空区探放水前，由矿地测部门编制了针对2104采空区探放水安全技术措施，并通过审批；另外，进一步建立健全了防治水工作责任制及各项规章制度，即防治水各级岗位责任制、水害预测预报制度、水害隐患排查制度、水害防治技术管理制度等。

在探水过程中，必须有瓦斯员、安全员在现场跟班，检查空气成分。如果瓦斯或其他有害气体超过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。另外，在打透采空区后，若有瓦斯涌出必须及时退出钻杆进行瓦斯排放或封闭钻孔。

三、防治水取得的效果

1、根据采掘工程平面图上钻孔布置方式

由于2103、2104采空区采煤时间为2005年、2006年。预计积水量为1000m³，为了确保2105综采工作面安全，预防水害发生，特进行对2014采空区进行探放水施工，钻孔施工位置在2105回风顺槽由外向内进行施工，每组钻孔3个。

第一组钻孔在FX1测点后3.5米位置安置钻场，顺煤层水平垂直倾角﹢6°打钻。1#钻孔与2#钻孔夹角为10°，2#与3#钻孔夹角为10°。1#钻孔方位269°24′08″打钻长度42米，2#钻孔方位279°46′24″打钻长度43米，3#钻孔方位290°21′44″打钻长度44米，每个钻孔应按设计超前多打5-10米，以确保打透采空区积水。

第二组钻孔在8#测点位置安置钻场，顺煤层水平垂直倾角﹢6°打钻，1#钻孔与2#钻孔夹角为9°。2#钻孔与3#钻孔夹角为10°，1#钻孔方位298°41′49″打钻长度32米，2#钻孔方位308°07′27″打钻长度24米，3#钻孔方位318°00′32″打钻长度为30米，每个钻孔应按设计超前多打5-10米，以确保打透采空区积水。

第三组钻孔在11#测点位置安置钻场，顺煤层水平垂直倾角﹢6°打钻，1#钻孔与2#钻孔夹角为9°，2#钻孔与3#钻孔夹角为7°1#钻孔方位324°02′00″打钻长度22米，2#钻孔方位332°53′49″打钻长度23米，3#钻孔方位340°15′09″打钻长度33米，每个钻孔应按设计超前多打5-10米，以确保打透采空区积水。

探放水结论：第一组钻孔3个钻孔没有打出水。第二组钻孔1#钻孔没有打出水，2#钻孔有少量涌水，涌水量6m³/h。

3#钻孔没有打出水。第三组钻孔3个钻孔没有打出水。综合探水结果2105综采工作面回风巷受2104采空区水害威胁已经排除，不构成水害威胁安全隐患。

今后的工作安排

（一）、在今后的防治水工作中，切实做好煤矿防治水安全工作，做到“预测预报，有掘必探，先探后掘，先治后采”的方针，严格执行井下探放水的各项规定。

在采掘过程中，对预测预报图、表逐月进行检查，不断补充和修改，为井下安全生产提供可靠的信息。同时每月例行对井下各掘进巷道进行水害预测预报。以及对井下进行一次全面防治检查并跟踪监督落实，及时进行地质调查，不断总结，提高预测预报水平。对构造复杂、有积水的老空区等异常区段加强巷道超前物探及钻探工作，确保掘进巷道工作面安全生产提供保证。

（二）、虽然我矿对2104上部采空区的探放水作业取得了一些成绩，但是仍需进一步查明矿井的水文地质条件，全面搜集、调查和核对上部采空区和周边小煤矿的开采范围和积水情况，切实做到万无一失，同时编制修改《矿井水文地质图》，建立健全矿区水文动态观测网，为防治水工作提供真实可靠的基础资料，为防治水决策和措施提供科学的依据。

（三）、在防治水方面，需进一步了解主要含水层的富水状况，水文资料搜集，做到准确。

为今后的防治水工作打下良好的基础。要加强雨季前水害防治措施，按照防汛要求制定“雨季三防”的工作计划，在雨季前完成井下主副水仓的清挖、排水系统的清理，排水设备的检修和试验、供电设施和电缆的检修测试、地面泄洪通道的疏通、地面排洪和堵水设施的检修等工作。

（四）、我矿将认真贯彻实施《煤矿防治水规定》，针对当前煤矿水害防治工作的新情况、新变化，进一步规范煤矿防治水工作，坚持科技创新，积极探索探放水的新方法新思路，同时配备满足工作需要的防治水专业技术人员，配齐专用探放水设备，采用适合矿井的物探、钻探相结合的综合钻探技术，为防治水工作提供可靠的依据。

采空区探放水技术的应用研究 篇3

关键词：采空区；水害；探放水；煤层

中图分类号：TD745 文献标识码：A文章编号：1006-8937（2014）20-0028-01

煤矿采空区积水水压通常较大，一旦在煤矿巷道掘进过程中掘透采空区积水，大量积水涌入巷道，往往会造成人员伤亡甚至发生淹井的重大事故，严重威胁矿井的安全生产，所以，利用探放水技术查明矿井在掘进及回采过程中采空区积水的位置和产状，消除采空区积水隐患，为有效治理矿井水害事故，保证矿井的正常安全生产及人员的人身安全具有重要的意义。

1矿井采空区及其积水情况

1.1矿井采空区情况

阜康市晋泰实业有限公司二矿（以下简称二矿）开采中大槽、八尺槽、丈二槽煤层。采空区主要来自原晋泰井、东一井、东二井、西一井、西二井已采过的生产区，对各采空区的位置及标高分述如下：①原晋泰井采空区：位于矿井东采区的中大槽、八尺槽和丈二槽中，东西长354 m+160 m=514 m，标高在+1 042 m以上；②东一井采空区：位于东采区的八尺槽和丈二槽中，东西长258 m，标高在+1 028 m以上；③东二井采空区：位于东采区中大槽煤层中，东西长134 m，标高在+1 028 m以上；④西一井采空区：位于西采区西翼丈二槽煤层中，东西长126 m，标高在+1 024 m以上；⑤西二井采空区：位于西采区西翼中大槽和八尺槽煤层中，东西长518 m，标高在+983 m以上。

1.2老窑积水情况分析

根据二矿在+980 m、+1 000 m水平南大槽西翼准备巷道的揭露情况，南大槽是保存比较完整的煤层，没有受到采动影响，主要的老窑积水区在中大槽、八尺槽和丈二槽煤层中。矿区目前老窑积水情况可分为两块，一是西翼+983 m以上水平的老窑积水，主要是已关闭西一井和西二井，经估算静态积水量约为33万 m3；二是东翼1 028 m水平以上的老窑积水，主要是已关闭东一井、东二井和原晋泰井，经估算静态积水量约为32万 m3。

2西翼中大槽煤层探放水技术分析

目前，二矿+1 000 m水平南大槽西翼采煤工作面的回风顺槽在掘进距回风石门367 m处底板向南与顶板交合一起，煤层尖灭；+980 m水平南大槽西翼采煤工作面的运输顺槽在掘进距回风石门380 m处底板向南与顶板交合一起，煤层尖灭。

为解决井田上部原小井采空区积水对矿井构成的严重威胁，保证采掘正常接续，结合二矿现状和首采工作面的布置，对西翼中大槽煤层采空区积水进行探放水工作。

2.1探放水技术方案

①在+1 000 m水平南大槽西翼回风顺槽内对中大槽+1 028 m水平以上的采空区积水及+1 000 m水平以上的积水进行探放。②在+980南大槽西翼运输顺槽内对中大槽+983 m水平以上的积水进行探放，西二井中大槽煤层采空区和八尺槽煤层采空区通过井筒连通，采空区积水约30万 m3。

2.2探放水及排水设备

2.2.1探放水设备

探水钻一台，型号为TXU—150，钻杆120 m，钻头20个；3 m的￠100×4套管48根，144 m；2.5 MPa、￠120 mm闸阀48个；￠120mm组合钻头两套，一套使用，一套备用。

2.2.2排水设备及设施

主排水泵为200D43×9型离心清水泵，三台，一台工作，一台备用，一台检修，水泵功率450 kW，额定流量为288 m3/h，水泵性能测定排量250 m3/h，主排水管路为￠278×8无缝钢管，双趟，一趟工作，一趟备用。水仓容积为1 500 m3。

探放水钻场引流管路管径为￠100 mm排水管路，计划500 m，快速管接头100个，主要用于将放出的水引流至轨道上山排水沟内，防止冲於南大槽西翼上下顺槽巷道。

2.3探水钻钻场布置

2.3.1钻场布置位置及方式

分别在+1 000水平南大槽西翼回风巷、+980水平南大槽西翼运输巷每隔50 m布置一个探水钻钻场。钻场布置在南大槽煤层底板岩石内，钻场长度6 m，在钻场口1 m处浇筑混凝土防水墙，并安装防水密闭门，在防水墙距离底板0.3 m处预留￠100 mm排水管路及阀门，具体探水眼布置图如图1所示（以中大槽煤层+1 028水平以上倾斜探水眼布置图为例）。

2.3.2钻场数量

每个水平布置四个钻场，每个钻场探水眼数量确定为6个，两排布置，水平眼3个一排，倾斜眼3个一排。

2.3.3防水密闭墙布置

防水墙位置选在钻场巷道顶帮岩石较好的位置，在两帮、顶、底开槽并打两排锚杆，槽深0.5 m，锚杆间距为0.5 m，排距0.3 m，锚杆外露长度为0.4 m，然后在锚杆外支模浇筑混凝土，混凝土厚度0.5 m，墙高1.2 m，拱高1.3 m，防水密闭墙采用425号混凝土浇筑。

2.3.4探水钻孔套管施工

探水钻孔套管套管为Φ100 mm×5，长度3 m，套管一端按探水眼角度打入探水眼内，长度为2.8 m，四周注入混凝土与眼孔结合，固定套管；套管另一端焊接法兰盘安装阀门，距法兰盘0.2处焊接12 mm钢板，钢板长1 m、宽0.6 m，在钢板四角用2.5 m长的四根锚杆全锚再次固定拉紧套管，以防探水眼套管被高压头水冲出，造成淹井事故。

3结语

二矿西翼探放水总工程量为3 708 m，通过工程基本探明了采空区积水的位置，为矿井采空区积水隐患的防治提供了可靠的依据，但是由于区域内采空区积水量大，所以，在以后的工程施工过程中，必须采取“有疑必探、先探后掘”的防治水原则，这样才能真正消除采空区积水隐患，保证矿井的安全正常生产。

参考文献：

[1] 郭敏,贾社芹,赵建军,等.鹤壁四矿采空区探放水技术研究[J].中州煤炭,2004,(5).

endprint

摘要：晋泰实业有限公司二矿受周边小煤矿采空区积水的威胁严重，其中矿井西翼采空区积水达32万 m3，严重威胁着矿井的正常生产，为有效的治理西翼水害隐患，文章对西翼探放水工程进行了详细设计，共施工探放水工程3 708 m，有效防止了水害事故的发生，对保证矿井的安全生产具有重要意义。

关键词：采空区；水害；探放水；煤层

中图分类号：TD745 文献标识码：A文章编号：1006-8937（2014）20-0028-01

煤矿采空区积水水压通常较大，一旦在煤矿巷道掘进过程中掘透采空区积水，大量积水涌入巷道，往往会造成人员伤亡甚至发生淹井的重大事故，严重威胁矿井的安全生产，所以，利用探放水技术查明矿井在掘进及回采过程中采空区积水的位置和产状，消除采空区积水隐患，为有效治理矿井水害事故，保证矿井的正常安全生产及人员的人身安全具有重要的意义。

1矿井采空区及其积水情况

1.1矿井采空区情况

阜康市晋泰实业有限公司二矿（以下简称二矿）开采中大槽、八尺槽、丈二槽煤层。采空区主要来自原晋泰井、东一井、东二井、西一井、西二井已采过的生产区，对各采空区的位置及标高分述如下：①原晋泰井采空区：位于矿井东采区的中大槽、八尺槽和丈二槽中，东西长354 m+160 m=514 m，标高在+1 042 m以上；②东一井采空区：位于东采区的八尺槽和丈二槽中，东西长258 m，标高在+1 028 m以上；③东二井采空区：位于东采区中大槽煤层中，东西长134 m，标高在+1 028 m以上；④西一井采空区：位于西采区西翼丈二槽煤层中，东西长126 m，标高在+1 024 m以上；⑤西二井采空区：位于西采区西翼中大槽和八尺槽煤层中，东西长518 m，标高在+983 m以上。

1.2老窑积水情况分析

根据二矿在+980 m、+1 000 m水平南大槽西翼准备巷道的揭露情况，南大槽是保存比较完整的煤层，没有受到采动影响，主要的老窑积水区在中大槽、八尺槽和丈二槽煤层中。矿区目前老窑积水情况可分为两块，一是西翼+983 m以上水平的老窑积水，主要是已关闭西一井和西二井，经估算静态积水量约为33万 m3；二是东翼1 028 m水平以上的老窑积水，主要是已关闭东一井、东二井和原晋泰井，经估算静态积水量约为32万 m3。

2西翼中大槽煤层探放水技术分析

目前，二矿+1 000 m水平南大槽西翼采煤工作面的回风顺槽在掘进距回风石门367 m处底板向南与顶板交合一起，煤层尖灭；+980 m水平南大槽西翼采煤工作面的运输顺槽在掘进距回风石门380 m处底板向南与顶板交合一起，煤层尖灭。

为解决井田上部原小井采空区积水对矿井构成的严重威胁，保证采掘正常接续，结合二矿现状和首采工作面的布置，对西翼中大槽煤层采空区积水进行探放水工作。

2.1探放水技术方案

①在+1 000 m水平南大槽西翼回风顺槽内对中大槽+1 028 m水平以上的采空区积水及+1 000 m水平以上的积水进行探放。②在+980南大槽西翼运输顺槽内对中大槽+983 m水平以上的积水进行探放，西二井中大槽煤层采空区和八尺槽煤层采空区通过井筒连通，采空区积水约30万 m3。

2.2探放水及排水设备

2.2.1探放水设备

探水钻一台，型号为TXU—150，钻杆120 m，钻头20个；3 m的￠100×4套管48根，144 m；2.5 MPa、￠120 mm闸阀48个；￠120mm组合钻头两套，一套使用，一套备用。

2.2.2排水设备及设施

主排水泵为200D43×9型离心清水泵，三台，一台工作，一台备用，一台检修，水泵功率450 kW，额定流量为288 m3/h，水泵性能测定排量250 m3/h，主排水管路为￠278×8无缝钢管，双趟，一趟工作，一趟备用。水仓容积为1 500 m3。

探放水钻场引流管路管径为￠100 mm排水管路，计划500 m，快速管接头100个，主要用于将放出的水引流至轨道上山排水沟内，防止冲於南大槽西翼上下顺槽巷道。

2.3探水钻钻场布置

2.3.1钻场布置位置及方式

分别在+1 000水平南大槽西翼回风巷、+980水平南大槽西翼运输巷每隔50 m布置一个探水钻钻场。钻场布置在南大槽煤层底板岩石内，钻场长度6 m，在钻场口1 m处浇筑混凝土防水墙，并安装防水密闭门，在防水墙距离底板0.3 m处预留￠100 mm排水管路及阀门，具体探水眼布置图如图1所示（以中大槽煤层+1 028水平以上倾斜探水眼布置图为例）。

2.3.2钻场数量

每个水平布置四个钻场，每个钻场探水眼数量确定为6个，两排布置，水平眼3个一排，倾斜眼3个一排。

2.3.3防水密闭墙布置

防水墙位置选在钻场巷道顶帮岩石较好的位置，在两帮、顶、底开槽并打两排锚杆，槽深0.5 m，锚杆间距为0.5 m，排距0.3 m，锚杆外露长度为0.4 m，然后在锚杆外支模浇筑混凝土，混凝土厚度0.5 m，墙高1.2 m，拱高1.3 m，防水密闭墙采用425号混凝土浇筑。

2.3.4探水钻孔套管施工

探水钻孔套管套管为Φ100 mm×5，长度3 m，套管一端按探水眼角度打入探水眼内，长度为2.8 m，四周注入混凝土与眼孔结合，固定套管；套管另一端焊接法兰盘安装阀门，距法兰盘0.2处焊接12 mm钢板，钢板长1 m、宽0.6 m，在钢板四角用2.5 m长的四根锚杆全锚再次固定拉紧套管，以防探水眼套管被高压头水冲出，造成淹井事故。

3结语

二矿西翼探放水总工程量为3 708 m，通过工程基本探明了采空区积水的位置，为矿井采空区积水隐患的防治提供了可靠的依据，但是由于区域内采空区积水量大，所以，在以后的工程施工过程中，必须采取“有疑必探、先探后掘”的防治水原则，这样才能真正消除采空区积水隐患，保证矿井的安全正常生产。

参考文献：

[1] 郭敏,贾社芹,赵建军,等.鹤壁四矿采空区探放水技术研究[J].中州煤炭,2004,(5).

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摘要：晋泰实业有限公司二矿受周边小煤矿采空区积水的威胁严重，其中矿井西翼采空区积水达32万 m3，严重威胁着矿井的正常生产，为有效的治理西翼水害隐患，文章对西翼探放水工程进行了详细设计，共施工探放水工程3 708 m，有效防止了水害事故的发生，对保证矿井的安全生产具有重要意义。

关键词：采空区；水害；探放水；煤层

中图分类号：TD745 文献标识码：A文章编号：1006-8937（2014）20-0028-01

煤矿采空区积水水压通常较大，一旦在煤矿巷道掘进过程中掘透采空区积水，大量积水涌入巷道，往往会造成人员伤亡甚至发生淹井的重大事故，严重威胁矿井的安全生产，所以，利用探放水技术查明矿井在掘进及回采过程中采空区积水的位置和产状，消除采空区积水隐患，为有效治理矿井水害事故，保证矿井的正常安全生产及人员的人身安全具有重要的意义。

1矿井采空区及其积水情况

1.1矿井采空区情况

阜康市晋泰实业有限公司二矿（以下简称二矿）开采中大槽、八尺槽、丈二槽煤层。采空区主要来自原晋泰井、东一井、东二井、西一井、西二井已采过的生产区，对各采空区的位置及标高分述如下：①原晋泰井采空区：位于矿井东采区的中大槽、八尺槽和丈二槽中，东西长354 m+160 m=514 m，标高在+1 042 m以上；②东一井采空区：位于东采区的八尺槽和丈二槽中，东西长258 m，标高在+1 028 m以上；③东二井采空区：位于东采区中大槽煤层中，东西长134 m，标高在+1 028 m以上；④西一井采空区：位于西采区西翼丈二槽煤层中，东西长126 m，标高在+1 024 m以上；⑤西二井采空区：位于西采区西翼中大槽和八尺槽煤层中，东西长518 m，标高在+983 m以上。

1.2老窑积水情况分析

根据二矿在+980 m、+1 000 m水平南大槽西翼准备巷道的揭露情况，南大槽是保存比较完整的煤层，没有受到采动影响，主要的老窑积水区在中大槽、八尺槽和丈二槽煤层中。矿区目前老窑积水情况可分为两块，一是西翼+983 m以上水平的老窑积水，主要是已关闭西一井和西二井，经估算静态积水量约为33万 m3；二是东翼1 028 m水平以上的老窑积水，主要是已关闭东一井、东二井和原晋泰井，经估算静态积水量约为32万 m3。

2西翼中大槽煤层探放水技术分析

目前，二矿+1 000 m水平南大槽西翼采煤工作面的回风顺槽在掘进距回风石门367 m处底板向南与顶板交合一起，煤层尖灭；+980 m水平南大槽西翼采煤工作面的运输顺槽在掘进距回风石门380 m处底板向南与顶板交合一起，煤层尖灭。

为解决井田上部原小井采空区积水对矿井构成的严重威胁，保证采掘正常接续，结合二矿现状和首采工作面的布置，对西翼中大槽煤层采空区积水进行探放水工作。

2.1探放水技术方案

①在+1 000 m水平南大槽西翼回风顺槽内对中大槽+1 028 m水平以上的采空区积水及+1 000 m水平以上的积水进行探放。②在+980南大槽西翼运输顺槽内对中大槽+983 m水平以上的积水进行探放，西二井中大槽煤层采空区和八尺槽煤层采空区通过井筒连通，采空区积水约30万 m3。

2.2探放水及排水设备

2.2.1探放水设备

探水钻一台，型号为TXU—150，钻杆120 m，钻头20个；3 m的￠100×4套管48根，144 m；2.5 MPa、￠120 mm闸阀48个；￠120mm组合钻头两套，一套使用，一套备用。

2.2.2排水设备及设施

主排水泵为200D43×9型离心清水泵，三台，一台工作，一台备用，一台检修，水泵功率450 kW，额定流量为288 m3/h，水泵性能测定排量250 m3/h，主排水管路为￠278×8无缝钢管，双趟，一趟工作，一趟备用。水仓容积为1 500 m3。

探放水钻场引流管路管径为￠100 mm排水管路，计划500 m，快速管接头100个，主要用于将放出的水引流至轨道上山排水沟内，防止冲於南大槽西翼上下顺槽巷道。

2.3探水钻钻场布置

2.3.1钻场布置位置及方式

分别在+1 000水平南大槽西翼回风巷、+980水平南大槽西翼运输巷每隔50 m布置一个探水钻钻场。钻场布置在南大槽煤层底板岩石内，钻场长度6 m，在钻场口1 m处浇筑混凝土防水墙，并安装防水密闭门，在防水墙距离底板0.3 m处预留￠100 mm排水管路及阀门，具体探水眼布置图如图1所示（以中大槽煤层+1 028水平以上倾斜探水眼布置图为例）。

2.3.2钻场数量

每个水平布置四个钻场，每个钻场探水眼数量确定为6个，两排布置，水平眼3个一排，倾斜眼3个一排。

2.3.3防水密闭墙布置

防水墙位置选在钻场巷道顶帮岩石较好的位置，在两帮、顶、底开槽并打两排锚杆，槽深0.5 m，锚杆间距为0.5 m，排距0.3 m，锚杆外露长度为0.4 m，然后在锚杆外支模浇筑混凝土，混凝土厚度0.5 m，墙高1.2 m，拱高1.3 m，防水密闭墙采用425号混凝土浇筑。

2.3.4探水钻孔套管施工

探水钻孔套管套管为Φ100 mm×5，长度3 m，套管一端按探水眼角度打入探水眼内，长度为2.8 m，四周注入混凝土与眼孔结合，固定套管；套管另一端焊接法兰盘安装阀门，距法兰盘0.2处焊接12 mm钢板，钢板长1 m、宽0.6 m，在钢板四角用2.5 m长的四根锚杆全锚再次固定拉紧套管，以防探水眼套管被高压头水冲出，造成淹井事故。

3结语

二矿西翼探放水总工程量为3 708 m，通过工程基本探明了采空区积水的位置，为矿井采空区积水隐患的防治提供了可靠的依据，但是由于区域内采空区积水量大，所以，在以后的工程施工过程中，必须采取“有疑必探、先探后掘”的防治水原则，这样才能真正消除采空区积水隐患，保证矿井的安全正常生产。

参考文献：

[1] 郭敏,贾社芹,赵建军,等.鹤壁四矿采空区探放水技术研究[J].中州煤炭,2004,(5).

回采工作面探放水技术应用探析 篇4

郭屯煤矿1312工作面位于一采区北翼, 工作面东部为1310工作面且靠近F1断层, 西部为DF92断层, 南部为三条石门, 北部为实体煤层。该工作面开采煤层底板标高:-687~-760m。工作面设计长度约101m, 工作面推采长度约1690m。

2 工作面充水性分析

2.1 顶板砂岩裂隙水

(1) 冒裂带高度的确定

彭庄煤矿1301综采工作面, 煤层顶板以砂岩、粉砂岩为主, 属于中硬岩石, 煤层实际采厚1.9m, 根据实测冒裂带发育高度为33.8m, 采裂比为1∶17.8。因3煤顶板和彭庄矿3煤顶板岩性相似, 具有可比性, 按采裂比17.8计算, 3煤开采后冒裂带高度为64.08m。

(2) 冒裂高度内砂岩含水情况

顶板冒落后, 冒裂带高度范围内的砂岩水沿冒裂带流入工作面, 对工作面正常生产有一定影响。根据相邻工作面探查情况, 在冒裂带高度内主要含水砂岩共有3层, 总厚度约35.5m。自上而下分述如下:

第一层砂岩厚约6.2m, 距3煤层顶板约55m, 中下部裂隙发育, -808m轨道石门在施工过程中有裂隙水出现, 出水点较为分散, 总水量约在10~15m3/h, 以静储量为主, 疏放后水量衰减较快。根据1310工作面施工的顶板探查孔资料显示该层砂岩赋水性较弱, 对煤层的开采影响不大。

第二层厚约11m, 为3上煤层直接顶和老顶, 岩性为中粗砂岩, 距3下煤层顶板约22m, 高角度裂隙发育。该含水层在三条石门等局部地段施工时有砂岩水流出, 水量较大, 总水量15~25m3/h, 在第九中部车场揭露该层砂岩时, 水量约30m3/h;根据1310工作面探查资料可知该层砂岩赋水性较强, 但以静储量为主, 易于疏干, 是影响开采的主要充水含水层。

第三层为3煤层直接顶、老顶, 厚约18m, 岩性为中细砂岩, 赋水性不均一。该层砂岩在-808轨道石门和1310工作面掘进时已揭露, 局部地段水量大, 最大水量约30m3/h;1310胶带顺槽在掘进时, 单点最大水量25m3/h左右, 在1310工作面其他地段掘进过程时水量较小。根据探查资料可知该层砂岩赋水性较强且不均一, 是影响开采的主要充水含水层。

根据相邻1310工作面施工的顶板孔探查情况, 上部含水层 (第一层) 单孔最大水量为3m3/h, 大多数无水;中部含水层 (第二层) 出水高度集中在顶板上20~35m左右, 最大钻孔水量30m3/h, 绝大钻孔水量多小于10m3/h;煤层接顶、老顶的砂岩水 (第三层) 在巷道在掘进过程中, 多以淋水形式出现, 水量较分散, 水量约3~12m3/h左右。

2.2 底板砂岩裂隙水

根据相邻的1310工作面探查情况, 3煤下距三灰51.1~62m, 平均55m, 3煤层直接底为细砂岩, 厚约19.8m, 掘进过程中局部地段有底板砂岩水渗出, 总体富水性较弱。直接底下距三灰之间岩性多为细砂或粉砂岩, 赋水性较弱或无水, 由于三灰顶板为泥岩, 厚约3~5m, 隔水性较好, 正常情况下煤层底板砂岩与三灰间没有水力联系。

2.3 底板三灰岩溶裂隙水

根据相邻的1310工作面三灰孔探查孔资料, 3煤下距三灰51.1~62m, 平均55m, 三灰厚2.1~5.5m, 富水性不均, 其中1310轨顺施工钻孔9个, 单孔水量107-30m3/h, 1310胶顺共施工10个钻孔, 水量18~0.8m3/h, 其中有4个钻孔没有发现三灰。

本块段内煤层与三灰间距及三灰厚度变化较大, 水量不均, 具有岩溶裂隙发育, 赋存不稳定的特点, 各孔间联通性也存在一定差异。

经计算1312工作面最低点突水系数为0.069MPa/m, 大于《煤矿防治水规定》规定的“底板受构造破坏块段突水系数一般不大于0.06MPa/m, 正常块段不大于0.1 MPa/m。”之规定。在回采过程中遇隐伏构造或受采动影响时, 有可能透发三灰突水, 所以在工作面回采前需对三灰水进行探查并疏放降压。

2.4 断层水

工作面北部有F1和DF92断层, 其中F1断层落差5-20m;DF92落差0-8m, 两断层均为正断层, 产状相反, 分别位于工作面两侧形成地堑构造。

根据本区域内断层揭露情况, 多为不导水断层, 与底板三灰不存在水力联系;工作面顶板发生冒落后, 由于3煤层顶板砂岩含水层赋水性较弱或不含水, 当冒落范围波及断层带时, 可能会有少量砂岩水流出。

3 探放水钻孔设计

3.1 钻孔布置原则

(1) 顶板孔:根据岩层的裂隙发育情况, 在胶带、轨道两顺槽内每间隔150m施工一个钻机房, 每个钻机房施工3个钻孔, 对煤层顶板冒裂带高度 (63m) 内的含水层进行探放。当钻孔水量大于40m3/h, 且衰减较慢时, 适当增加钻孔数量。钻孔布置在满足放水要求的情况下, 尽量避开断层带, 防治塌孔埋钻。

(2) 底板孔:由于底板三灰具有厚度变化较大, 联通性差的特点, 在工作面上、下两顺槽内由里向外每个钻机房施工1个三灰孔, 对三灰水压、水量进行探查, 并疏水降压。对初次来压步距及工作面见方 (220m) 范围内, 加密布置钻孔, 重点进行探放, 防止因顶板来压对底板造成破坏, 诱发底板出水。

3.2 钻孔设计

(1) 钻孔结构

(a) 顶板放水孔:采用Φ133mm钻头开孔, 埋设一级套管, 套管规格为Φ108×6mm, 单根长1.5~2.0m/根为宜, 全长10m。下好套管后, 采用Φ73mm无芯钻头钻至设计位置。

(b) 底板三灰孔:钻孔采用Φ159mm钻头开孔, 埋设一级孔口管, 孔口管采用Φ127×6mm无缝钢管, 单根长1.5~2.0m/根为宜, 全长3m;孔口管下好后采用Φ133mm钻头钻进, 埋设二级套管, 二级套管采用Φ108×6mm无缝钢管, 单根长1.5~2.0m/根为宜, 全长30m。套管下好后采用Φ73mm无芯钻头钻进, 穿过三灰1m后终孔。

(2) 钻孔开孔层位及岩性

(a) 顶板放水孔:开孔层位为煤层顶板, 岩性为中细砂岩, 灰白色, 钙泥质胶结, 厚约8m, 局部有伪顶, 深灰色, 厚约0.8m。

(b) 底板三灰孔:开孔层位为煤层底板, 泥岩或粉砂岩, 深灰色, 厚约2~4m, 下部为浅灰色细砂岩, 厚约19.8m。

3.3 施工顺序

钻孔由外向里依次施工;当工作面切眼与上、下两顺槽贯通后, 对工作面初压阶段顶、底板进行探放, 按由里向外的顺序施工, 以确保工作面安全按时回采。

4 排水路线

(1) 胶带顺槽排水路线

钻孔水由施工地点直接接到排水管内, 经1312联络巷、九中车场, 排到-808m水平轨道石门水沟, 最终流入副井底水仓。

(2) 轨道顺槽排水路线

钻孔水由施工地点直接接到排水管内, 经1312联络巷、九中车场, 排到-808m水平轨道石门水沟, 最终流入副井底水仓。

摘要：本文结合郭屯煤矿1312工作面工程实例, 详细介绍了回采工作面探放水技术的应用情况。

关键词：回采,工作面,探放水,钻探

参考文献

探放水工作 篇5

二0一四年一十二月二十五日

132002工作面探放水设计及措施

一、本设计编制的依据

1、《煤矿安全规程》；

2、《煤矿防治水规定》；

3、《兴坝田煤矿灾害预防与处理计划》；

4、兴坝田煤矿水文地质图；

5、兴坝田煤矿采掘工程平面图；

6、其它有关设计技术规范。

二、矿井水文地质概况

一）外部条件

井田位于纳雍县城西南面，周边全是小煤矿（西面是外协煤矿采空、东面是东风煤矿采空、南面是庆荣煤矿采空）。

2、井田地层及构造

井田主题构造是加戛背斜。井田内无大的断层，小褶曲发育，导致煤层倾角不稳定，顶部采空积水，回采下层煤时，采面不时有淋水出现。

3、煤系地层

井田内含煤地层为八道湾组，共含煤3个可采煤层，编号为：M28、M31、M32现回采M32煤，煤层厚度1.7米。

4、煤层开采技术条件

矿井为高瓦斯矿井，各煤层均无煤尘爆炸性，各煤层不易自燃煤层，地温正常。二）水文地质概况

地面为森林，无湖泊，河流及沟渠。三）井田充水因素

1、大气降水

区域内年均降水流量仅105mm。由于采面离地表近（40-100m）降雨时形成对井下的补给。

2、小窑及老塘积水

现生产水平以上大部为小窑采空区，长期接受大气降水补给的采空区积水对井下威胁较大。

3、探水目的：探放出工作面上部采空区补给的存积水、保证安全回采。

4、矿井涌水量

井田水文地质类型划分为水文地质简单型矿井，正常涌水量40 m3/h，矿井最大涌水量为80 m3/h。

三、编制说明 水灾是煤矿的重大灾害之一，依据《煤矿安全规程》的有关规定，煤矿井下必须做好探放水工作，采掘工作面必须坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的探放水规定。探放水之前必须编制探放水设计，并且必须按照设计的要求施工作业。我矿是一个水文地质条件比较简单的矿井，其井下主要的涌水来源是：

1、大气降水通过煤（岩）裂隙涌入或渗入井下，因煤（岩）的透水性差，因此只有涌水总量的少部分涌入井下。

2、矿井附近小窟积水。

3、本矿的采空积水。矿井存在着水害的威胁，特别是132002工作面上部采空区的涌水，必须提前探放，现依据有关规定编制探放水设计。132002工作面在回采期间，采用长壁后退式采煤法进行采煤，煤层走向为270°，倾向0°，煤层倾角8°，煤层厚度1.7m。132002工作面煤层涌水来源为采空水；上部采空区积水(为顶板淋水)等，现煤层正常涌水量：4m3/h，最大涌水量为5m3/h。根据矿井的具体条件，遇到下列情况之一时，必须探水：（1）接近不明井巷、老空及顶部采空区时；（2）接近含水层、导水层和裂隙带等时；（3）接近未封闭、可能突水的钻孔时；（4）采动影响范围内有隔水岩柱厚度不清时；

（5）接近水文地质条件复杂地段、情况不明时；采、掘工程接近其它可能突水地段时。

四、探放水地点及周围情况说明

1、探放水地点 依据矿井的水文地质条件和煤层开采技术条件将探放水地点选择在132002工作面内（煤层顶处）。

2、探放点基本情况说明 132002工作面长度为70m，工作面采用单体液压柱支护和金属网支护。现工作面走向长度为80m，距上部M31采空区8-12m，工作面南北巷布置，南巷为锚网支护，构造带用工字钢支护。

五、钻场与钻孔布置 钻场布置在132002工作面中部顶板处，布置钻场3个，钻场间距为15m。每个钻场布置探水钻孔3个，钻孔间距为0.3m，钻孔角度分别为：760、710、660钻孔呈扇形布置，孔径为75mm，孔深25.0m（斜）（距上部采空区垂高度为18-12m，考虑探放水的效果加深7.0m）。工作面以西50m的范围为安全警戒线。附：探放水钻孔布置图。

六、钻探工具

1、MYZ—650全方位液压钻，钻进进尺为150m； 2、65型钻杆； 3、75型钻头；

4、斜上山钻孔机（配套钻杆和钻头）；

5、配电设备。

七、劳动组织

1、实行“三八制”作业；

2、现场负责人：赵雄彦、牛年河、史建彬

3、施工人员：探放水队队员，部分生产人员，当班安全员及瓦斯检查员。

八、安全技术措施 一）采煤工作面探放水安全措施

1、探放老空积水、陷落柱水、断层水及钻孔水时，探水钻孔成组布设，在水平面的竖直面成扇形布置，其终孔间距不得小于3m。

2、每组探水钻孔不能少于3个。

3、钻孔探放水压超过1mpa时，应停止钻进，撤出井下作业人员。

4、采煤面探放水必须使用专用的探水钻机，探水钻机的安设必须遵守下列规定：加强钻机附近的支护，并在工作面迎头打好立柱和档板；清理巷道，挖好排水沟；打钻附近安装电话；由测量人员标定钻孔位置；预计水压大时，必须预先固结套管。

5、在探水钻进过程中，发现煤岩松软、片帮、来压、钻孔水压、水量突然增大时或有透水征兆时，必须停止钻进，不得拨出钻杆，撤出井下作业人员，立即向调度室汇报，进行处理。

6、矿井必须建立专门的防治水队伍。

7、探放水必须有钻孔施工记录，水量统计记录。

8、检查好作业地点的瓦斯及其有毒有害气体，严禁无风、微风、循环风、瓦斯超限作业。

9、加强机电管理工作，严禁带电检修及搬运电器设备。二）其它防治水措施

1.合理选择探放水位置和及层位选择 2.采掘工程采取的防治水措施：

根据井田地质水文资料和开采煤层的赋存状况，矿井开拓巷道沿煤层顶板或底板布置，一般不受含水层威胁，但井田内断层教为发育，有可能受断层和其它导水层的威胁，因此在这些区域掘进时，必须打超前钻孔探水。

3、巷道过采空区和断层或在其附近开采时，要采取探放水措施，探清其范围及水力联系，并留有足够的安全煤柱，采取“探、放、堵、截、排”综合防治措施。

4、必须坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则。

5、采用探放水等技术手段查明采空区积水情况；

6、开采煤层时首先对临近煤层采空区进行探放水，严格执行“有掘必探，先探后掘、先治后采”的防治水方针。

7、发现疑似积水区域，严格按规定对积水区域进行探放。

8、相邻煤层的分界处，必须留防水煤柱，在断层两侧留防水煤柱；

9、采掘工作面施工到探水线位置时，必须探水前进；

10、每次降雨后，应及时观测井下水文变化情况；

11、采掘工作面或其他地点有突水预兆时，必须停止作业，采取措施，撤出所有受水威胁的人员；

12、矿井必须做好采区、工作面水文地质探查工作；

13、探放水工作必须有专人在现场负责；

14、生产中对小型突水采用水泵排水的方式进行排放，但也应制定对较大突水情况的封堵的安全措施，以预防较大突水事故的发生。

15、加强地面塌陷区的监测工作，对地面塌陷坑及时进行黄土覆盖和回填，塌陷坑周围要修筑防、排水沟，防止地表水倒灌井下。

16、采区巷道沿煤层顶底板布置，受煤层起伏影响较大，巷道中会出现积水现象，在生产期间应根据实际情况，在巷道适当位置设置水窝，用小水泵将水排至采区水仓，保障采区巷道运输畅通。

17、为了防止钻孔沟通各含水层，在回采（掘进）工作面接近钻孔前，应严格检查封孔质量。对于未完全封闭或封闭不合格钻孔，应采取相应措施防止通过钻孔导水，涌入井下。

18、针对采区周围小窑老空区较多的情况，生产单位必须采取先进的手段，查清其分布范围，留设安全煤柱。

19、及时清理巷道水沟，保持其畅通与清洁。

20、井底主排水泵房和主、副水仓水仓容量满足矿井8小时正常涌水量的要求。水仓总长度190m，水仓总容量约500m3，可以容纳矿井8h正常涌水量，保证规定的有效容量，水仓清理方式采用人工清理，调度绞车提升。在主排水泵房和变电所硐室通道内设有密闭门，要保证开闭正常使用。

21、对于落差较大的断层要严加控制，开采时留足煤柱，对于设计确定的断层煤柱尺寸，在矿井建设与生产中，应视断层和陷落柱导水性及具体水文条件相应调整，以策安全。当掘进工作面接近断层和陷落柱时，必须打超前钻孔探水。

22、掘进工作面施工过程中要采用物探、化探和钻探的方法，探测采空区积水及构造的导水性。

23、建议进一步查明井田及周边矿井实际开采情况，积水积气情况，有针对性地制定防治水措施。采用多种手段探查井田内构造分布，构造富水性、导水性，防止构造导水造成水害事故。

24、避灾线路

探放水工作 篇6

关键词：煤矿,视频监控,语音广播,探放水

煤矿井工开采必须对矿井地质构造、强含水层、老空区等一些充水因素探查清楚, 否则会给矿井安全生产带来重大隐患。近年来, 矿井水害事故屡有发生, 防治水在矿井安全生产工作中的地位也日益重要。郑宏恒泰 (新密) 煤业有限公司针对探放水工作现场管理难度大、工作效率低、现场安全措施落实不到位等问题, 利用视频监控和语音广播系统, 结合现场管理和远程监控, 构筑了矿井防治水立体工作体系, 使矿井抗灾能力和遇到突发事件时的应急处置能力也得以全面提升。

1 矿井概况

郑宏恒泰 (新密) 煤业有限公司隶属郑州宏源郑宏煤业有限公司, 其矿井于1988年动工兴建, 1996年12月正式竣工投产。设计生产能力30万t/a, 核定生产能力60万t/a。矿井采用反斜井单水平上下山开拓方式, 走向长壁式采煤方法, 综采放顶煤采煤工艺。所采煤层为山西组二1煤, 矿井正常涌水量为165 m3/h, 最大涌水量为300 m3/h, 水文地质类型为中等。

2 探放水工作存在问题

(1) 在探放水工作中, 由于牵涉部门多、工种多, 任一环节和部门出现问题就会破坏探放水工作的连续性, 导致工作效率低, 不能及时完成任务。

(2) 探放水工作现场管理难度大, 施工中有些安全措施落实不到位, 有些资料可靠性无法保证。

(3) 由于地区、文化层次、年龄和阅历差异, 煤矿职工对事物的认识差别较大。在探放水工作当中即使有突水征兆出现, 但由于每个人的看法不同, 其得出的结论也会有差异。一旦出现误判, 将错失把事故消灭在萌芽状态的良机。

(4) 探水地点一般较远, 现场信息传递不便, 如探水地点探到不可控制的高压水或遭遇其他灾害, 难以保证探水工能及时汇报情况并第一时间撤离人员, 更难保证其他工作地点人员的安全撤离。

3 视频监控和语音广播系统概述

针对探放水工作存在问题, 在井下重点探放水部位安装视频监控系统, 随后又在井下人员行走线路上安装语音广播系统。形成了重点探放水部位有视频监控系统、各个工作地点及人员行走线路上有语音广播系统的井下探放水管理立体工作体系。

3.1 视频监控系统组成及功能

煤矿安全视频监控系统与内部通信、信息数据采集、网络预警、信息监控、计算机局域网以及中心指挥信息系统等设备互联互通, 实现对视频信号、计算机网络信息的综合显示, 形成一个信息准确、查询便捷、管理高效、美观实用的信息显示管理控制系统。系统由防爆视频摄像机、视频传输线、视频光端机、光纤传输线、硬盘录像机和显示屏等组成 (图1) 。

3.2 语音广播系统组成及功能

语音广播系统 (图2) 主要由数据源、系统管理软件、智能广播控制系统、信号传输部分、矿用本安型音箱等组成。主要功能有: (1) 寻呼分区广播; (2) 紧急广播; (3) 双向通信; (4) 录音。

4 应用效果

4.1 保持探放水工作的高效性和连续性

在探放水地点安装视频监控, 使探水工作牵涉的各部门、各工作人员都会全力以赴工作, 增强了探放水工作的协调性。探放水工作过程完全在视频监控之下, 探放水设备出现问题, 探水工会积极主动处理, 调度室还会利用语音广播的寻呼分区广播功能, 通知机电维修工在最短时间赶赴现场并进行维修, 避免不同工种的工作人员相互推诿扯皮现象, 责、权、利更加清晰, 消除探放水误工现象, 使探放水工作效率得到最大限度提高。工作人员在视频监控下, 工作积极性会大大提高, 探放水工作能够协调进行, 并保持高效性和很好的连续性。

4.2 实现探放水工作的远程控制

视频监控配合防爆投光灯, 使探放水地点工作变得透明, 市煤炭局监控室和主体公司调度监控室可利用视频监控系统的联网功能, 与矿调度员、值班领导、驻矿工作人员通过此系统对探放水地点的情况进行远程监控, 确认钻场是否进行了加固, 掘进面是否打好背板并挂上了便携式甲烷检测报警仪, 是否配备排水设备, 风筒和电话的位置是否符合要求。另外, 通过视频监控对探水工作中如何操作钻机、安装套管、更换钻杆、试压和洗孔等情况也一目了然。探水地点有了视频监控, 不用现场验收人员汇报就知道详细可靠的情况, 杜绝了施工钻孔人员及验收人员虚报、谎报数据的现象。同时钻探资料准确性也得以保证, 消除因资料不可靠而造成水害的隐患。

防治水技术人员还能及时从视频中估算钻孔出水量, 通过语音广播系统和电话可直接对探水地点进行指导。探水队长也可随时利用该系统对探放水工作进行远距离直接指挥。

4.3 及时发现探放水地点的异常情况

加装视频监控系统后, 地面值班调度员可通过显示屏及时观测到探放水地点的异常现象, 如出现顶板或煤壁淋水、片帮、底鼓、支架变形等异常情况时, 调度员和值班领导可凭借丰富的工作经验和良好的判断力及时采取相应措施, 避免事故发生。

地面值班人员通过视频密切观察探水地点水量积存和变化情况, 防止司泵工因脱岗、睡岗等造成排水不及时而淹设备、巷道等事故。探放水过后, 通过视频监控系统还可看到探放水地点粘贴的探放水标记和悬挂的探放水板牌, 探放水板牌上面清楚地标明了钻探情况、允许掘进距离和超前距离, 通过视频监控就可控制冒进超掘。

4.4 提高矿井对事故的应急处置能力

矿井发生安全事故时, 语音广播系统可以根据事先设定程序, 启动相关应急预案, 指挥现场人员及时快速撤离;也可以人工调用应急预案语音材料, 播放给指定区域。还可以迅速提出临时的救援方案, 通过语音广播系统直接指挥有关人员撤离。结合视频监控, 可以实时观察工况的直观图像, 数据、语音、视频联动, 真正实现了“音源数字化、播放自动化、管理智能化、操作人性化”。即使矿井断电, 该系统仍可启动备用电源继续工作2 h以上, 为救援赢得宝贵时间。在2013年1月矿方组织的水害演练当中, 地面指挥中心通过用视频监控和语音广播系统指挥, 井下工作地点的全部工作人员撤到副井底用时19 min 36 s。而2011年1月5日的水害演练, 仅用电话通知井下各岗位人员撤离这一项就超过10min, 等全部人员撤出, 用时35 min 39 s。发生灾变时任何一秒钟对于逃生人员都是相当宝贵。2种不同指挥方式的演练, 时间差达16 min 3 s。

视频监控和语音广播系统的安装, 使事故应急救援工作的及时性和可靠性得到了极大提高, 增加了人员的安全保障, 提高了矿井对事故的应急处置能力。

5 结语

采空区探放水技术的应用 篇7

1 工作面概况

东坡煤矿2105综采工作面位于东二扩大区西翼中部, 是东二扩大区首采工作面, 走向长度1090米, 倾向长度150米。煤层顶板为复合顶, F=2.5~4.5;煤层底板为中细粒石英砂岩, F=8~15;煤层覆存较稳定, 厚2~3米, 一般2.5米, 中间夹两层炭质泥岩夹矸, 每层厚0.1~0.2米。本区域地表为黄土覆盖, 有广阳河水系, 河流两侧冲沟发育, 广阳河流量为456.84公升/秒。在2105综采工作面回采65米时, 34#架至51#架处顶板出现涌水, 涌水量为130m3/h, 后老空水紧跟工作面, 而潜水泵又很难在支架和溜子间抽水, 工作面溜子底链极易拉水煤至溜子机尾, 造成巷道端头高度不够, 影响行人和通风, 给矿井生产造成安全隐患。同时积水也造成工作面拉架困难, 转载机、皮带运输机不能正常运转, 严重影响工作面的正常生产。

2 采空区排放水

2.1 采空区排放水方案

方案的目的是:

2.1.1 阻止采空区积水涌至工作面, 影响工作面生产。

2.1.2 防止老空积水影响相邻采面的正常生产。

方案见图1。

在2105下顺与2103上顺保护煤柱下方, 布置一条平行于顺槽方向的放水巷, 放水巷标高与东二扩大区轨道大巷标高一样, 根据揭示出来的低洼积水点, 在放水巷两侧延长放水巷打钻或直接打钻, 使老空低洼积水经钻孔、放水巷和轨道大巷自然流入采区水仓, 打钻采用ZDY1900S型钻机, 钻杆直径φ80mm, 钻头直径φ110mm。

2.2 施工管理

放水巷老塘水下部布置过长时, 易造成透水事故, 且回采后放水巷易被压坏, 因此, 必须保证放水巷顶板距回采煤层底板不小于10米, 然后在放水巷端头呈扇形布置钻孔。

第一, 巷道掘至灰岩界面时, 垂直向上15m左右即见回采煤层底板, 而在穿层巷道中, 标志层明显, 根据各标志层及6米锚索孔钻眼情况, 严格控制放水巷长度。第二, 钻孔由外向里呈扇形布置, 每打透一个钻孔后, 必须测量其出水量及其它钻孔出水量, 确保采区水仓能够顺利排出, 确定是否继续打钻放水, 直至钻老塘水底部。第三, 钻孔出水后, 必须加强有毒有害气体的检查工作, 做好局部通风工作。第四, 钻孔打完后, 及时回撤设备, 密闭放水巷。第五, 加强放水巷密闭前瓦斯及有毒气体的检查, 同时加强密闭处水沟排水量的检查。

2.3 方案效果

施工简单, 方便排水:主放水巷布置好后, 根据煤层底板等高线情况, 可以方便在其两侧进行开口打钻排水巷作业, 依靠水的自身重力将采空区积水排出。

施工安全, 兼顾整体:由于掘进巷道时是在实煤体下进行, 可以有效地防止透水事故的发生, 且放水巷可以兼顾相邻综采工作面探放水工作。

对钻孔的施工参数精度不高, 可有效地提高了打钻的成功率。通过扇形的钻孔布置, 可以大大降低钻空长度、方位角和倾角精度, 保证钻孔打至积水的低洼处, 确保探放水的成功。

施工结束后, 无需其他投入及维护:钻孔施工结束后, 老空积水通过自重自行流至采区水仓, 无需其他投入及维护。

3 结论

放水巷配合打钻法排放老空积水在东坡煤矿2105综采工作面的成功应用, 对东坡煤矿防治水工作具有重大意义, 同时也证明了它的安全性, 高效性和便捷性, 为今后采空区防治水提供宝贵的经验。

摘要：通过放水巷配合钻孔技术对正在回采的综采工作面采空区进行探放水, 防止形成老空积水, 为本工作面回采及相邻工作面开采做好排放水工作, 为今后采空区防治水提供宝贵的经验。

资源整合矿井探放水闭环管理实践 篇8

郑州矿区各矿井煤层较软, 且主要采用放顶煤采煤方式, 所以采矿活动使得顶板砂岩含水层中裂隙的发育高度达到百米。太原群发育多个薄层灰岩, 上段主要是L7和L8灰, 尤其是L7灰发育稳定, 含水较丰富, 分布不均, 但该含水层处于煤层开采底板破坏裂隙带内, 是矿井日常涌水的主要来源之一。奥陶系灰岩离煤层底板较远, 但水位高, 水压大, 致使煤层开采处于高压条件下, 是矿井发生重大水害的突水水源。为此, 必须采用探放水、疏水降压和顶底板注浆加固技术消除水害威胁。郑煤集团公司通过实施探放水闭合管理, 实现了水害的有效防治, 消除了水害威胁。

1实施依据

探放水闭环管理是煤矿井下水害防治的延伸和提升, 它是一种目的性很强的、有组织、有计划、有步骤地消除水害威胁区, 进行闭环管理的工程。

探放水闭环管理最主要的特点:通过图纸会审、水害评价、水文地质资料分析等渠道收集信息, 然后对采集到的资料逐一进行探讨, 依据水文地质等详细资料编制探放水设计及安全技术措施, 分公司会审后按规定上报, 按上级批复意见及设计要求进行施工, 严格按规定搜集施工原始资料, 加强现场管理, 尽力达到设计目的, 为煤矿安全掘进提供准确、详细资料, 消除水害威胁区域。探放水闭环管理是一种以争取煤矿安全采掘和最佳经济效益为目的的管理方式。

探放水闭环管理是依据《煤矿安全规程》、《郑煤集团防治水管理规定》制订的管理办法, 更加详细地规范了探放水工程的每个环节, 加强了探放水工程的现场管理和及时搜集的资料准确性。

2实施步骤

(1) 按规定需要探放水的掘进或采煤工作面, 由矿方主管防治水的部门编制探放水设计和安全技术措施, 由分公司总工程师主持会审, 会审后报集团公司审批。

(2) 根据集团公司审批后的探放水设计和措施, 由资源整合矿井下发首回次探放水停掘通知单。

(3) 首回次探放水的准备工作完成后, 由分公司主管地测防治水副总以上领导牵头, 组织分公司地测防治水、安全、生产、机电、通风、调度等部门进行探放水前的联合验收。验收内容主要包括:作业面篦子及钻场加固情况, 钻机固定, 巷底浮煤及铺底, 巷道连锁加固, 相关设备状况及防爆情况, 钻孔位置及方位, 孔口管长度及固定, 通信、通风、排水线路等是否符合《煤矿安全规程》和设计要求, 验收后在验收单上签字。验收时提出的问题要由分公司安监部门监督整改, 整改完成由安监人员验收签字。

(4) 验收合格后方可按设计进行探放水施工, 施工时要按标准格式做好钻探原始记录。施工中发现煤岩松软、片帮、来压, 或钻孔中的水压、水量突然增大, 以及顶钻、瓦斯涌出量增大等异常情况时, 必须停止钻进, 但不得私自拔出钻杆, 现场负责人应立即向矿调度室和防治水部门报告, 并派人监测, 准确记录出现异常情况的孔深、监测涌水量。如果发现情况危急, 必须立即撤出所有受水患威胁地区的人员, 然后采取措施, 进行处理, 同时向分公司汇报。

矿方防治水部门和安监部门监督施工队按设计要求进行探放水施工, 单孔结束后施工队要报请验收, 由矿方防治水部门组织相关部门按单孔设计对钻孔深度、钻孔结构、终孔孔径和注浆封孔等情况进行验收, 并填写验收单。第2个及以后钻孔重复单孔施工和验收步骤。

(5) 分公司地测防治水部门要对探放水全过程进行监控, 及时收集探放水现场资料, 分析探放水情况, 分公司主管地测防治水副总对回次探放水效果进行确认, 确认水害威胁解除, 方可结束回次探放水;不能确认水害威胁解除的, 必须增加钻孔进行补探, 直至水害威胁解除, 由分公司地测防治水部门按照统一标准编写回次探放水总结。

(6) 达到探放效果、探放水工程完成后, 由分公司下发允许掘进通知单 (含小钻补探设计) , 通知单上要有分公司总工、生产副总、安全副总签字, 并且有发放记录。第2及以后的回次探放水, 重复以上第2步至第6步工作, 直至工作面探放水工作结束。

3过程管理

3.1资料管理

为防止资料弄虚作假, 本着“谁验收、谁签字、谁负责”的原则, 进行相关责任追究, 探放水工程每个环节必须有参加验收的人员签字确认, 具体如下:①矿井必须在采掘到设计钻场位置后及时下发《停掘通知单》, 通知单上要有矿总工、生产矿长、安全矿长及防治水负责人签字, 并且有发放记录;②矿井必须在接收到《分公司会审意见表》和上级部门审批的《探放水设计批复》后, 才可按设计要求施工钻场, 做探放水工程前准备工作;③钻场准备工作完成后, 《矿井钻场验收单》上要有相关部门验收人员及生产矿长、安全矿长签字, 并由矿井总工程师签字确认后上报分公司验收钻场;《分公司矿井钻场验收单》上要有相关部门验收人员签字, 并由分公司总工程师签字确认;④《探放水设计及安全技术措施》和《探放水批复》要有贯彻学习内容记录及参加的相关人员本人签字;⑤《打钻原始记录》必须按统一表格内容如实填写, 如套管和耐压试验未达到《煤矿防治水规定》要求及钻孔深度达不到设计长度, 需在“其他情况”一栏中填写原因;⑥《单孔验收单》必须按表格内容如实填写后, 由矿井施工单位负责人、安检员、跟班领导、防治水负责人、总工程师本人签字确认;⑦每回次探放水所有资料必须齐全, 装入档案袋内一式3份, 1份上交分公司地测防治水部, 1份由矿井存入档案室, 1份由矿井防治水部门保存。

3.2奖惩措施

紧跟探放水闭环管理办法实施的同时, 对探放水闭环管理的每个环节均作出相应的处罚规定, 提高广大职工的探放水意识。对不按操作程序步骤、不按设计要求施工、现场存在隐患、隐患处理不及时不彻底的各类行为施以罚款, 罚款金额都有“明码标价”, 罚款必须当天交纳现金, 否则, 第2天翻倍, 第3天责任人下岗, 干部免职或要求矿井立即停产停工整顿。通过这一强硬手段, 警示干部职工远离违章、违规, 狠抓探放水闭环管理规定的每个环节, 以提供准确资料供参考分析总结, 消除水害威胁, 保证矿井的安全生产。

3.3责任落实

分公司对探放水全过程安全执法监管;矿井总工程师负责探放水设计编制审核、技术资料审核、组织相关人员及部门深入学习;安全矿长负责按设计监督全过程、对违反规定进行制止、处罚、汇报;生产矿长负责按照设计钻场位置或上级批复的允许掘进 (回采) 及采掘工作面停掘停采和恢复掘进 (回采) ;工程技术人员负责现场技术指导和编制探放水总结;安全部门负责全过程按规定全程监督;现场施工人员必须参加特殊培训, 并取得探放水特殊工种证书持证上岗, 必须熟悉钻机的各种性能和操作程序及故障的处理方法, 做到熟练操作, 掌握水害基础知识 (例如突水征兆、避灾路线等) , 以防造成事故;各个环节参与人员对分工任务签字, 本着“谁验收、谁签字、谁负责”的原则。

4实施效果

通过分公司实施“各个环节有人管、管理闭环”的无缝隙责任管理, 使安全探放水全过程控制系统增加了更多的主动性和积极性, 强化了薄弱环节, 有效防范和遏制重大事故发生。

(1) 减少事故隐患。

“闭环管理”的实施为探放水各个环节提供执行的标准和依据。操作环节的连续性, 减少了管理过程的随意性, 杜绝制度落实的反弹性, 最大限度排除了水害事故隐患, 使管理系统化、规范化。“闭环管理”的实施实现了安全生产, 杜绝了水害事故的发生。

(2) 保证了制度的执行。

从编制设计到探放水结束的所有环节程序化, 明确分工, 明确责任, 明确标准, 从而进一步加强了细节管理, 切实解决了“严不起来、落实不下去、无人管、管理不到位”的问题, 提升了执行力和管理水平。

(3) 打造高素质的员工队伍。

闭环管理的实施要求相关人员具备专业技术知识, 且要细心、有耐心, 并对不负责、不按技术设计完成任务、弄虚作假、不按时汇报的责任人进行处罚, 情况严重者严格追究责任。管理者、工程技术人员和施工队伍要形成能够强化责任、严守纪律、令行禁止、步调一致抓执行的好作风。

5结语

(1) 实施闭环管理能够及时搜集详细、准确、真实可靠的资料, 为准确分析水害是否消除提供了依据。

(2) 探放水闭环管理办法的实施, 规范了各个环节的任务, 为各个环节提供操作的标准和依据, 能够增强操作环节的连续性, 减少管理过程的随意性, 消除探放水工程盲区, 杜绝了制度落实的反弹, 最大限度地排除了水害隐患。

(3) 保证了制度的执行, 提升了执行力和管理水平。

浅说煤矿探放水安全举措与实施 篇9

1 必须严格实行“每掘必探, 先探后掘, 先探后采”原则

“有掘必探、先探后掘, 先探后采”是煤矿安全生产, 防治水害的基本原则, 凡是新开拓的煤矿和受水害威胁的煤区, 都须坚持这一原则。遇下列情况时, 尤应落实此原则。

(1) 矿井新开拓区域或新布置的巷道。

(2) 接近含、导水断层、溶洞和导水陷落柱时。

(3) 打开隔离煤柱放水时。

(4) 接近可能与河、湖、水库、水池、水井等连通的断裂构造带时。

(5) 接近有出水可能的钻孔时。

(6) 接近有水的灌浆区时。

(7) 受底板强承压含水层威胁的采煤工作面。

(8) 接近其它可能出水 (突水) 地点时。

2 探水前, 安全准备工作必须做好

一方面要做到探水前对排水设备进行彻底检查, 探水过程中有专人维护、保证正常排水。探水前对水沟、沉淀池进行彻底清理, 保持水流畅通。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。探水钻场后方须有安全躲避峒室。保证钻场正常通风。钻场附近安装电话, 保持畅通。明确水害避灾路线, 并认真贯彻至施工人员。

另一方面:要注意探水孔的设置和布局合理。并且当预计前方有带水压的含水层时, 探水孔必须安设套管。孔口套管必须用水泥注浆固孔, 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30min。对水压高于1MPa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。当探得水压高于2MPa、水量大于60m3/h, 需长期保留时, 孔口应使用双水门, 下门备用。

3 钻机运输、安装以及操作的安全措施不能马虎

第一, 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。第二, 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。第三, 钻具应统一放在钻场内, 禁止在巷道内乱放。使用钻机要“四注意”:一是注意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;二是注意清理巷道, 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;三是注意在打钻地点或附近安设专用电话, 保持信息畅通;四是注意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。

在钻机的操作方面, 钻工上岗前, 须经过培训, 学习作业规程并持证上岗。操作钻机人员应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。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。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。钻孔中一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。二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。三必须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。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。打钻出水后, 若水量较大, 威胁到巷道内人员安全时, 要通知巷道内所有人员和受威胁的其他人员, 一并撤出, 并迅速向调度室汇报。防止伤亡事故发生。

4 施工中, 严格落实探、放水施工中的技术要求

探水技术有自身要求, 要重视落实: (1) 钻进时应准确判别煤、岩层厚度并记录换层深度。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。 (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1m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。

放水的技术要求也不能不重视:一是钻孔探到水后, 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。二是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。三是加强放水地点的通风, 增加有害气体的观测次数。四是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。

5 井巷掘进时, 注意工作面出水征兆“六警觉”

一是煤壁挂汗时, 须警觉:二是温度下降, 空气变冷, 雾气产生时, 须警觉;三是煤层发潮、暗沉沉有害气体增高, 呼吸困难, 头痛时, 须警觉;四是冒顶、地压加大, 底板鼓起并有渗水、淋水时须警觉;五是出现压力水流并有“嘶、嘶”水叫声时, 须警觉;六是巷道挂红, 有异味等出水预兆情况时, 须警觉;出现以上六种情况, 须立即向主管部门调度室汇报, 撤出人员, 等候处理, 万不可心存侥幸。

以上种种举措看似琐细繁复, 但矿工生命至高无上, 企业安全重于泰山!为了员工生命, 企业安全, 琐细麻烦些又何妨?

摘要：预防煤矿安全事故中的透水事故, 须落实“每掘必探, 先探后掘, 先探后采”原则, 抓好掘前、掘中各项探放水安全措施。

西陈庄煤业采空区探放水技术研究 篇10

在影响煤矿安全生产的五大自然灾害中, 矿井水灾害事故是对人员和矿井危害较大的自然灾害。据有关部门统计, 煤矿井下采空区突水事故大约占整个煤炭行业灾害事故的1/3左右。采空区突水事故一般发生时间短, 但是水量大, 对矿井的破坏性也大, 因此对煤矿井下采空区积水的探防工作一直是矿井防治水的主要任务。山西泽州天泰西陈庄煤业有限公司是一座年产45×104t的矿井, 井下开采3#煤层, 井下存在较多采空区。采空区积水的存在, 严重影响矿井的安全生产, 下文将结合矿井实际介绍相关探放水技术经验。

1 工程概况

3210回风巷道左侧为西陈庄矿以前的3204、3206工作面3#采空区的积水。根据有关资料显示积水量大约为6 878 m3。2014年7月12日探水队在正常探水过程中, 左侧探水眼有水流出, 水流量现场经验观测值为4 m3/h左右, 水压大约为0.03 MPa (经过4个班次, 出水停止, 出水量大约有130 m3) 。为解除3#采空区积水对3210回风巷道掘进时的水害威胁, 西陈庄矿在3210回风巷道325 m处, 垂直于老空方向施工一个钻孔, 经后期统计, 2号钻孔累计放水量大约192 m3。鉴于矿井安全生产的需要, 拟增加一个放水孔, 进行相应探放水工作。

2 施工方案

本次探放3#煤采空区积水决定在TF-1#、TF-2#孔放水基础上对采空区域施工探水钻孔。通过TF-1#、TF-2#孔观测压力变化, 已确定老空之间存在水力联系, 最大水压为0.050 MPa。

3 探放水设计

3.1 施工地点选择

3.1.1 钻孔施工位置

TF-3#钻孔施工地点选择在3210回风巷道326 m处, 距离3号煤层底板1.5 m左右。

3.1.2 选择依据

a) 根据西陈庄煤业3#煤采掘工程现状, 此处位置 (钻孔终孔位置) 正好位于原3206老空积水区的最低处, 经调查和前两次验证, 此老空积水为原来3206的工作面的切眼的积水。估计积水量最大为:5.52 m×110m×4.5 m=2 700 m3;b) 钻孔开口位置处顶板完整, 支护完好, 有利于施工;c) 此处位置均有利于采空区积水的排放。

3.2 探水设备及材料

1台郑州神利达设备有限公司生产的ZQJC—400/7.1钻机;42 mm×1 m型号钻杆, 共100 m;Φ75mm、Φ108 mm合金钻头各2个;1个Φ130 mm扩孔器;2根Φ108 mm×1.5 m止水套管;耐酸碱低压表, 压力为探放水体压力的3倍, 一般为0 MPa~1.6 MPa, 并通过短管与套管相连, 小阀门起做注水试验时控制进水、保持恒压的作用;5 kg海带 (小于60 d, 低水压0.25 MPa) 。

在进行探放水施工前, 探水队必须检修探放水设备, 发现问题立即处理, 并提前做好材料计划, 准备好一些易损件及部分配件。

3.3 单孔设计

本次钻孔设计为仰角孔, 在探水地点首先采用直径108 mm合金钻头钻进1.5 m, 然后退出钻具更换直径130 mm扩孔钻头进行扩孔, 扩孔完成后安装直径108 mm止水套管, 要求止水套管长度不得小于1.5 m (进入实体煤1.5 m) , 最后退出钻具更换直径75 mm合金钻头钻进至终孔位置。

3.4 钻孔施工参数

钻孔施工参数, 见表1。

4 排水路线

4.1 现有排水系统

矿井在井底建主副水仓, 主水仓容量约为400 m3, 副水仓容量约为250 m3, 采用3台D85-67×7型水泵 (1台工作、1台检修、1台备用) , 工作泵额定排水能力为85 m3/h;2趟排水管沿井底铺设至地面排水沟, 正常时1台水泵工作, 最大涌水时, 2台水泵同时工作, 能够满足矿井生产需要。

在3210运输巷道口建有采区临时水仓, 有效容积5.4 m3, 现安装1台型号为D85-67×7型水泵并将水通过DN80排水管排至中央水仓。

4.2 最大放水量预计

单孔出水量计算公式:

式 (1) 中, q为单孔出水量, m3/min;C为流量系数;W为钻孔断面积 (按孔径Φ75 mm) , m2;g为重力加速度, m/s2;h为积水压头高度, m。

计算可知:

根据钻孔孔径及已施工的TF-1#、TF-2#、TF-2#钻孔水压数据, 正常情况下放水系数为0.4~0.5, 预计单孔最大涌水量约为141.8 m3/h~177.3 m3/h。

4.3 排水方案

TF-3#钻孔涌水通过1趟DN50排水管路经3210回风巷道留至3210运输巷采区临时水仓。

排水路线为:TF-3#钻孔水→DN50排水管→3210回风大巷→西运输大巷→3210运输巷道口采区临时水仓→中央水仓→地面。

5 探放水的施工要求及安全措施

5.1 探放水施工要求

a) 在探水钻正式工作前, 必须将孔口管和控水闸阀等设施安装好;b) 选择合适的开孔位置, 一般应当首先选择在煤层相对比较完整的地方;c) 孔口管固定方法, 首先套管外应焊6 mm的螺旋钢筋, 再将套管下入孔内, 临时固定住套管, 不使滑落, 用水泥与水玻璃混合物封堵套管与孔壁之间的外口空隙;d) 在进行放水工作时, 应当严格控制放水量, 一般设置在50m3/h左右。在放水期间应当安排专人监视放水孔, 定时记录并核对放水量;e) 在放水过程中可能会出现钻孔内水流变小甚至是无水可出的情况, 这时应当反复多次下钻捅孔, 排除钻孔被污物堵塞造成积水放完的假象。

5.2 巷道接近积水区的安全措施

在探放水工作完成之后, 当巷道接近积水区时, 为保证安全, 还应做以下措施:

a) 必须按设计施工, 在探放水期、掘进中必须注意是否有出水征兆, 如有应停止掘进, 撤出人员;b) 在巷道掘至设计钻场位置时, 不准放炮, 以利于探放水时布置钻孔和安设套管, 掘至下一个钻场前超5 m停止掘进。

6 结语