织金县苍海煤矿
南翼皮带上山掘进探放水设计及安全技
术措施
苍海煤矿工程技术部
2014年5月22日
南翼皮带上山进探放水设计及安全技术措施
一、分析水患因素及采取的探放水方案
1、南翼皮带上山基本情况
南翼皮带上山位于本矿井的南翼，沿16＃煤倾向施工，设计长度480m，北部为南翼轨道上山（未掘），南部为南翼回风上山（未掘），该工程施工时从南翼轨道大巷石门N21点开口按90°方位、M16#煤层倾向掘进。开口标高+1592.5m，到位标高+1672.5m，皮带上山掘进到位时四周有老巷，可能具有一定的采空积水，16#煤在浅部有较长的小窑开采历史，其采掘情况不明，未知掘进前方的积水情况，遵照“有疑必停、逢掘必探”探放水原则，必须加强探水工作，防止水害事故的发生，按照探放水帮距、超前距、允许掘进距离及允许掘进距离处孔底间距相关规定，布置了5个钻孔探水孔，特编制此探放水安全技术措施。
2．水患因素及采取的探放水方案
分析南翼皮带上山的水患因素主要有:
1）遇老空水的可能性：南翼皮带上山上覆16#煤上部已基本回采完毕，形成大面积采空区，这些采空区内有可能存在着一定的积水，是16#煤层开采的重要充水因素。在南翼皮带上山掘进时，老空区积水易渗入掘进巷道而成为掘进间接充水水源。因此老窑、采空区透水是矿井采掘过程中必须高度注意的问题，对矿井威胁较大，在老窑老空附近采掘时，应加强水害的预测预报工作，防止突水淹井的事故的发生。为了遵照“有疑必停、逢掘进必探”的探放水原则，进行探水前进；按照探放水帮距、超前距、允许掘进距离及允许掘进距离处孔底间距相关规定，布置了5个探放水钻孔，与防突钻孔相结合，兼做迎头预抽孔使用，达到一孔多用目的。
2）顶板淋水的影响：南翼皮带上山掘进范围内无大落差断层，但局部地段可能遇上发育小落差断层，这些断层破坏了地层的完整性、连续性，降低了岩石的力学强度，塑性岩石中断层破碎带含水性和导水性不强，刚性岩石中断层破碎带有一定含水性和导水性，可能连通16#煤采空区，上部的中强含水层或地表水，人工采矿裂隙大量出现，改变了断层带附近应力场和地下水的天然流场，地表水、
地下水、采空区积水更可能沿断裂带进入南翼皮带上山掘进工作面。顶板淋水采取预先疏放掘进前方顶板断层裂隙水方案来消除施工期间的影响。
3）相邻采空区情况影响：南翼皮带上山与16#上覆采空区工作面相距60m-100m，而采空区通过断层裂隙涌南翼皮带上山掘进工作面的可能性少，但为了生产安全，还必须加强水害的预测预报及时进行探水来确定采空区位置和水量。
为此，特编制此探放水设计及安全技术措施。
二、探放水原则：
根据现掌握的资料和采掘现状，虽然南翼皮带上山掘进工作面设计范围内存在采空区积水的可能性不大，但浅部小窑巷道情况不明，距离地表又较近，其顶板裂隙水发育；加之上覆有M16煤层老巷道，其积水情况也不太清楚，须进行探清探明，以确保矿井安全生产；为遵循安全第一、预防为主的方针，采取积极预防措施是必要的，因此必须坚持“有掘必探、先探后掘、先治后掘”的原则，绝不可因此疏忽大意或存在侥幸心理，更不可置水害情况而不顾，一意孤行，冒险蛮干。
三、探水起点：
附近原南翼轨道大巷石门与南翼皮带上山开口夹角小，巷道成型很困难，加之煤层厚度变化大，考虑探放水钻孔与卸压长孔相结合布置，确定探水起点为南翼皮带上山开口后往上8m作为探水起点。
四、探放水钻孔布置
1、超前保护距离及安全范围线的确定：探明南翼皮带上山掘进工作面走向80m 的积水情况，呈扇形布置；确定超前保护距离为30m，允许掘进距离为50m；两帮及顶底板四个方向的保护距离确定为20m。
2、探放水钻孔布置：本次布置5个钻孔，上、下、左、右、中各一个钻孔，1号孔为中心孔，沿巷道中心方向，布置在煤层中，主要探放巷道前方积水情况，2号钻孔为顶板孔，主要探巷道施工前上方积水情况，其终孔位置确保20米的安全保护范围，3号孔为巷道底部探放钻孔，主要探清巷道前下方的积水情况，4号和5号钻孔主要探明巷道前面两帮的积水情况。若是某一钻孔钻进时遇到出水等
异常情况，可视情形增加同样方向的钻孔数目，以便探清前方积水情况。
五、探水钻孔具体参数及工程量（详见钻布置图）
1、工程量
本煤层探放水钻孔：南翼皮带上山设计5个钻孔，预计钻探工程量410m。
2、钻孔参数及三视图
南翼皮带上山(本工程沿16＃煤倾向施工上山，坡度沿煤层倾向，方位为90°)探水钻孔数5个，孔径￠75mm。各钻孔具体参数如下：
南翼皮带上山各探放水钻孔具体参数如下表：
后附南翼皮带上山探放水钻孔布置三视图。
六、允许掘距离计算：
允许掘距离=探水钻孔长度-超前距（30m）
七、施工组织设计
1、施工前准备工作：
1）检查好打钻处的支护情况，确保无空顶、无悬矸、无离合顶，施工点里外各5m范围内无杂物，底板平整，无浮矸。
要求钻机窝高度不低于200mm。
2）利用巷道内的风、水、防尘管路接好钻机施工的风、水管接头；由电工搭好火。
3）准备好捕尘器，备好φ75、φ91合金钻头、钻杆100m，每孔钻进必须使用水钻施工。
2、施工组织
施工每班人员2-3人，其中项目负责一人，负责施工工程质量验收、协调下料、井下运输、供电、供水、通风。施工作业按“三八”制三班生产，随时检修及处理施工现场的文明生产，搞好文明施工。
3、施工工艺
（1）本次设计每个掘进头施工5个钻孔，钻孔编号依次为1#-2#-3#-4#-5#。各孔开孔层位为本煤层，1＃、4＃、5＃孔终孔层位为本煤层，2＃终孔层位为16＃煤的顶板，3＃钻孔位于16＃煤的底板，其上下左右的安全范围线均为20米，钻孔布置严格按钻孔布置图施工。
（2）本次钻探使用钻机为ZK-780钻机。
（3）钻孔施工顺序依次均为钻场1#-2#-3#-4#-5#。
（4）资料收集及整理要求：
4、竣工资料整理
每孔施工结束后，做好钻孔参数测量和现场测量，并及时向生产技术部地测及采掘人员报送报表，认真填写探放水牌板，设置探水基点。
八、安全技术措施
（一）措施贯彻与组织
1、必须熟悉井下工作的一般知识，学习施工组织设计和安全技术措施，培训合格后方可下井施工。
2、必须熟悉钻机的工作原理和掌握钻机的操作要领、会维护和排除故障的技术知识。
3、必须熟悉避灾路线，防水、防瓦斯、煤尘爆炸避灾路线。
4、必须穿好工作服、胶靴，佩带矿灯、自救器，按规定的路线上、下井。
5、根据工作安排，准备、检查、带足本班所需的工具、材料等。准备好的各种材料、配件、备用工具，摆放要整齐有序。
6、施工有2-3名人员，设班长一人、班长负责带领本班人员上、下井，下井后负责检查机窝及沿途巷道的支护、设备完好性、孔内情况，做到安全施工，不安全不施工。
（二）支护
7、加强钻场内巷道支护，并在工作面迎头打好坚固的立柱和挡板。
8．钻机应打好立柱，上、下帮及后方的撑柱，保证钻机稳固
（三）通信
9、施工现场安设专用电话，发生事故以便及时向调度汇报。
（四）通风瓦斯煤层自燃防治
10、保证施工地点通风、供水、供电，做到不通风、不施工，停水、停电调度室及时通知施工人员，以便及时采取措施，防止孔内事故的发生；
11、加强瓦斯检测管理，定时检测施工地点瓦斯浓度，尤其钻孔孔口瓦斯，瓦斯超限及时撤出人员，并向矿调度室汇报。要在孔口回风测5m范围内悬挂瓦斯检测自动报警仪一台，并保持完好。井下瓦检员要将此处作为监测重点，每班检测次数不少于3次。
12、揭老巷或采空区后瓦斯员必须检测CH
4、O
2
、H2S、CO
2
气体的浓度和巷道
温度，发现异常立即处理，并报调度室。
13、钻孔施工严禁采用压风排碴法施工，必须采取水排碴法施工。
（五）电气设备管理
14、电器设备的安装，必须执行《煤矿安全规程》的有关规定。
15、保证电气设备完好、防爆，电缆线连接要用矿用专用接线盒，不得有“明接头”、“鸡爪子”、“羊尾巴”存在。
16、各种设备的传输装置必须设置好保护罩，传输装置工作时严禁人员靠近或维修。
（六）钻机施工一般注意事项
17、施工过程中，正常钻进时，除操作人员外，其他人员不得靠近机械运转部位，以免发生伤害事故；
18、正常施工或停钻时，除操作人员外不得靠近钻机后侧，防止孔内喷水、喷煤、喷矸或喷瓦斯伤人。
19、施工人员在井下不得脱靴、摘帽，解下矿灯、自救器，井下不得睡觉，不得仰卧休息，休息时要检查顶、帮情况，确认安全后方可坐下休息。
20、施工人员必须穿带整齐，扎紧衣襟、袖口、裤管、灯带、灯线，以防被钻具缠住伤人。
21、井下不得随意走动，不得远离施工地点。
22、施工过程中，每遇特殊情况，立即汇报技术负责人，共同研究方案的可靠性和修改的必要性，制定切实可行的方案措施。
（七）探放水安全
23、探放水施工人员必须熟悉透水预兆：挂红、挂汗，空气变冷，出现雾气，听到水叫，顶板来压，底鼓或产生裂隙发生漏水，水色发浑等。
24、在钻孔时发现有高压水在孔内压出时，严禁取出钻杆，报调度室进行处理。
25、探水孔过程中，发现煤壁片帮、来压、水量增加、顶钻、夹钻等情况时，必须停止钻进，但不能拔出钻杆；现场负责人立即汇报值班室，情况危急时，立即撤出受水威胁的所有人员，采取措施进行处理。
26、每次打钻后无突水预兆时，掘进工作面采取多打眼，少装药，放小炮的方法保持煤体抗压强度，但必须留足20米的超前距离。
27、钻孔时要注意供水情况，遇突然停水，必须立即打钻，使钻头及时离开钻底，以防止钻头堵塞和卡钻事故发生。
28、开钻前要清理好水沟、保证排水畅通。
29、探放水人员依以下现象确定见老巷起始位置：有瓦斯涌出，钻进速度加快、钻机前倾、不返水与煤粉等
30、钻进过程中，发现“见软”、“见空”、“见水”、和变层，要立即停钻，量尺并记录其深度。
31、探老巷孔见空后，应检查瓦斯，量尺记录深度后，再钻进一定距离，直至控制完老巷宽。
（八）保证终孔深度达到设计的措施：
32、配备完好钻机，保证压力表正常显示，钻进时掌握好给进压力并稳定，避免卡钻情况的出现。
33、采用水排见老巷不能钻进时，改用风排，用好捕尘器降尘。
34、开钻前检查好风路，保证有足够的风压；若风压、风量不足及时向调度汇报，采取措施处理。
35、开每一孔前准确测定倾角，严格按给定的倾角施工，避免过早见顶、底
板。
36、根据前一孔施工提前见底、顶情况，及时微调倾角等参数。
37、井下避灾
出现水灾、火灾、瓦斯等灾害时必须按避灾路标撤离，见避灾线路图：
38、南翼皮带上山掘进头避灾线路图
（1）发生水灾时人员撤退路线：
南翼皮带上山掘进工作面→南翼轨道大巷石门→南翼轨道大巷上山→主斜井→地面。
（2）发生瓦斯、煤尘爆炸和火灾时人员撤退路线：
南翼皮带上山掘进工作面→南翼轨道大巷石门→南翼轨道大巷上山→主斜井→地面。
39、未尽事宜按《煤矿安全规程》、《安全技术操作规程》、《探放水规范》执行。
附：南翼皮带上山探放水钻孔布置三视图