81071工作面防排水设计及安全技术措施一、概况1、水文地质概况（1）矿井含水层概况81071工作面开采的8号煤层直接充水含水层为直罗组、延安组中的中粗粒砂岩承压含水岩层，裂隙不发育，径流条件差，富水性弱；另外区内降雨量稀少，且地形切割严重，多形成地表流经，入渗条件差，因此大气降水和地表水对本工作面充水影响较小。
（2）矿井主要隔水层概况①侏罗系中统安定组隔水层全区分布，以紫色-棕红色泥岩及砂质泥岩为主，厚度25.10-40.82米，一般厚约30米，为洛河组、宜君组含水层之下隔水层。
②侏罗系下统富县组隔水层全区分布，岩性为紫红色-灰紫色泥岩、砂质泥岩夹粉砂岩及铝土质泥岩，厚1.96-66.91米，隔水性良好。
2、地质构造81071工作面煤层走向为70度，倾角0～2度。
工作面回采范围内，有F2-2、F2-1、F07-1三个断层，工作面推板30米后开始进入断层，推板536米后过完断层，其余段煤层赋存较为稳定。
断层情况：井下巷道工程对F2-2断层曾多次揭露，从揭露的资料看，除个别揭露点有少量渗水以外，均未发现水文异常。
断层处岩石破碎，岩性杂乱，裂隙发育，有方解石脉充填，并可见挤压、揉皱、摩擦镜面和擦痕现象，这些特征反映了断层是以剪切作用形成的。
断层上盘主要以细粒砂岩、泥岩为主，下盘主要以铝质泥岩、泥岩为主，断层带内构造多为断层泥，致密，导水性极弱。
根据8108工作面推板过程中对F2-2断层的揭露情况，在回采过程中无较大的涌水出现，而该断层在8108处落差比81071更大，因预计81071工作面回采过程中也不会有太大量的涌水。
二、防排水设计1、探放水设计为探明断层带附近的导水性及顶板离层水富集区，我矿委托西安科技大学对我矿81071工作面富水性进行了音频电穿透，勘探覆盖范围长500m，宽200m，面积100000㎡，物探结果反映出81071工作面富水性较弱，工作面中部断层面附近有四处异常区，在81071皮带顺槽附近、81071轨道顺槽最外口有三处异常区，应该与物探期间设备运转等有关系，因此仅针对工作面中部富水区进行施工钻孔探放。
2、钻孔设计（1）探放水钻孔设计依据严格按照《煤矿安全规程》及《煤矿防治水规定》的相关规定和物探报告揭露的异常区，进行探放水钻孔设计，坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的煤矿防治水方针。
（2）钻孔施工目的、时间验证可疑区域含水情况，并实施排水，避免顶板水影响工作面安全和生产。
施工时间：钻孔（尤其是1、2#）在工作面推板到280米时完成具备放水条件。
（3）钻场位置81071轨道顺槽GD11点向里8.5m处。
（4）钻孔布置及参数①钻孔布置详见81071工作面探放水钻孔布置图②钻孔参数（5）单孔设计①套管设计参数：套管孔径152mm，套管深度6m；套管直径102mm 钢管，套管长度6m（每2节套箍连接）。
套管孔口焊接耳朵，采用2根φ22mm锚杆固定。
②钻机及配套工具采用重庆钻机ZYW—2000型煤矿用全液压坑道钻机，φ75mm钻杆钻进，φ152和φ94mm钻头。
钻杆每根长度0.75m，φ94㎜的钻头用于打钻孔，φ152mm的钻头用于扩套管孔。
（6）钻孔施工步骤首先用φ94mm的钻头钻进6m，然后用φ152mm的钻头扩孔（扩孔时，钻机钻进要缓慢，钻孔孔壁要直，以防安装套管困难），接着用水冲洗孔内的钻渣，安装套管，其中外漏的1节套管焊接法兰，孔口管外漏0.3m，在套管外壁倾斜插入1根4分带节水阀的注浆管，外漏0.1m，用麻配合波雷因注浆固管，待套管固定牢固后，向4分注浆管注入0.6:1的水泥浆（低压慢注），浆液顺套管内壁流出后，停止注浆，待凝固48h后，再外接阀门换用φ94mm的钻头钻至局异常区还剩20m，用高压水管向钻孔内注水进行耐压试验，压力达到1MPa稳定30min后，仔细观察孔口周围是否漏水，若不漏水，证明套管密封成功。
然后用φ94mm钻头钻进至设计孔深，退出钻杆，再外接水压表及阀门，关闭阀门，接通排水管路，打开阀门放水。
（附：套管安装示意图）3、排水系统设计（1）排水系统现状①81071轨道顺槽布置有一趟6寸排水管路（灌浆管兼排水）②81071皮带顺槽现有6寸排水管路与8107皮带顺槽相连，在最低点有泵坑1个，安装有一台BQS80-80-37/N型潜水泵。
③8107皮带顺槽：目前在测点PD12点（标高537.213m）处，有一个水仓，排水管路向外接通了一趟6寸排水管路，一趟8寸排水管路，安装有4台BQS80-80-37/N潜水泵。
水仓向里（切眼方向）铺设有1趟6寸排水管路与81071两顺槽排水管路相连。
（2）排水系统新增设管路及设备①在81071皮顺最低点泵坑处增设一台BQS80-80-37/N潜水泵，随工作面推移至此，再另行距工作面100-150m挖设泵坑、施工两个水仓，两水仓间距50m，配备三台BQS80-80-37/N潜水泵。
重新铺设两趟8寸管路至8107皮顺与81071回风联络巷交叉口处，向外新铺设2趟6寸排水管路。
即81071皮顺3趟排水管路（一趟6寸排水管路，两趟8寸排水管路），5台BQS80-80-37/N潜水泵。
②在81071轨顺距切眼170m处施工一个水仓，安装2台BQS80-80-37/N潜水泵。
即81071轨顺1趟6寸排水管路，2台BQS80-80-37/N潜水泵。
③从81071轨顺经过工作面拖缆架铺设一趟6寸排水管路至81071皮顺水仓。
81071轨顺排水能力不能满足要求时，通过该趟排水管路排放至81071皮顺水仓，缓解81071轨顺排水能力。
在现有的排水能力通过增设管路及设备，使得81071排水能力大于500m³/h。
（3）排水路线81071工作面→81071两顺槽水仓→8107皮顺水仓→+550泵房沉淀池→+550泵房水仓→中央泵房水仓→地面三、安全技术措施1、排水系统管理（1）工作面周期来压大致为每过一个200m，因此负责该区域地质员要密切关注工作面推板位置，提前20m汇报，并在每个推板180-220m范围每班安排地质员跟班监测工作面水量变化，直到工作面过断层后方可停止。
（2）周期来压及水量较大期间施工单位必须每班设专人对水泵管理，及时清理水仓沉积物。
2、加强水位监测：通风科监控值班室、生产科地质组对8211密闭、8212泄水巷及8107皮顺放水孔水位加强观测，做好详细记录，若每天水位上升超过0.2m，及时通知矿调度室、生产科和总工程师。
3、在工作面切眼上下出口附近配齐潜水泵、风动泵、排水管路等，以防工作面涌水量过大影响安全生产。
4、工作面透水征兆（1）煤层发潮发暗。
由于水的渗入，使煤层变得潮湿，光泽变暗。
如果挖去一层仍是这样，说明附近有积水。
（2）挂汗。
当采掘工作面接近积水区时，水在自身压力作用下，会通过煤岩裂隙面在煤壁、岩壁上聚成很多水珠，出现挂汗现象。
（3）挂红。
矿井水中含有铁的氧化物，在它通过煤岩裂隙而渗透到采掘工作面的煤岩体表面时，会呈暗红色水锈，这种现象叫挂红。
（4）水叫。
含水层或水区内的高压水，向煤壁裂隙挤压时，与两壁摩擦发出“嘶嘶”水叫声，这就说明采掘工作面距积水区或其他水源已经很近了。
（5）空气变冷。
采掘工作面接近积水区域时，空气温度会下降，煤壁发凉，人进入工作面就有凉爽、阴冷的感觉。
（6）出现雾气。
当采掘工作面气温较高时，从煤壁渗出的积水，就会被蒸发而形成雾气。
（7）顶板淋水加大，或出现压力水头。
（8）顶板来压，底板鼓起。
（9）水色发浑，有臭味。
（10）硫化氢气味加大。
采掘工作面有害气体增加，积水区向外散发出瓦斯、二氧化碳和硫化氢等有害气体，硫化氢有臭鸡蛋气味。
（11）裂隙出现渗水。
如果出水清净，则离积水区较远；若浑浊，则离积水区已近。
（12）钻孔底发软或出水。
用探水钻或钎子探水时，如发现钻孔底发软，钻屑发潮，就说明钎子快到积水区，如继续钻就有出水可能。
施工现场带班领导、管理人员、班队长、安检员、地质员等若发现有以上征兆出现时，立即组织人员撤离，并向矿调度室汇报。
5、打钻安全技术措施（1）施工钻孔人员必须经过培训后，持证上岗（施工单位通风队）。
（2）钻孔施工必须先施工深部钻孔，后施工浅部钻孔（2、4号钻孔为深部钻孔，1、3号钻孔为浅部钻孔）。
（3）通风科在施工钻孔地点安装专用电话机，遇到险情要及时向矿调度室汇报。
（4）施工的钻孔必须安装止水套管、水压表及阀门，止水套管固定牢固后方可继续钻进。
（5）施工钻孔时，严禁作业人员在套管下放作业，以防套管滑落伤人。
（6）钻孔施工过程中若发现钻孔出水，应及时丈量孔深，测量用水量，确定钻孔出水层位。
而若同时发现煤体变松、片帮、来压或孔中水压、水量突然变大，并伴有顶钻等现象，必须立即停钻，记录好孔深同时将钻杆固定，并立即汇报矿调度室，及时采取措施，进行处理。
（7）在钻孔下行风侧悬挂便携式瓦检仪。
（8）打钻时专职瓦检员及时进行有毒有害气体的检测。
当遇到有毒有害气体超限立刻停止作业、撤人、停电。
全部人员撤到新鲜风流处，尽快逃离。
（9）放水过程中，若水量较大必须撤出探放水地点以下部位受水害威胁的所有人员，并监视放水全过程。
（10）钻进过程中出现涌水情况或者涌水量变化时，应对涌水位置、涌水量、水压、水温进行测量并记录，对水质进行化验分析。
（11）施工钻孔人员切实做好每个钻孔数据完整、正确、齐全，书写工整。
保证各项原始、基础地质资料的质量。
其它未尽事项，均按照《煤矿安全规程》、《煤矿防治水规定》等有关规定执行。
