探放水技術(shù)管理制度
探放水技術(shù)管理制度
一、范圍
根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》、《煤礦防治水規(guī)定》和汾西礦業(yè)(集團)公司有關(guān)礦井防治水管理的有關(guān)規(guī)定,對礦井建設(shè)和生產(chǎn)過程中的探放水工程設(shè)計,施工設(shè)計等制定本探放水制度。
本制度規(guī)定了雙柳煤礦井下探放水總的原則,具體原則及注意事項,探放水工程設(shè)計內(nèi)容,探水鉆孔布置及其施工的技術(shù)要求,探放水的安全技術(shù)措施等。
二、探放水總的原則
礦井必須做好水害分析預(yù)報,堅持有疑必探、先探后掘和集團公司要求有掘必探的防治水原則。按照《煤礦防治水規(guī)定》要求,采掘工作面遇到下列情況之一時,必須確定探水線,進行探水。
1、接近水淹或可能積水的井巷、老空或相鄰煤礦。
2、接近含水層、導(dǎo)水斷層、含水裂隙密集帶、溶洞和導(dǎo)水陷落柱時。
3、打開隔離煤柱放水前。
4、接近可能與河流、湖泊、水庫、蓄水池、水井等相通的斷層破碎帶或裂隙發(fā)育帶。
5、接近可能出水的鉆孔時。
6、采動影響范圍內(nèi)有承壓含水層或含水構(gòu)造,或煤層與含水層間的隔水巖層厚度不清,可能突水時。
7、接近礦井水文地質(zhì)條件復(fù)雜的地段,采掘工作有涌(突)水預(yù)兆或情況不明時。
8、 接近水文地質(zhì)條件復(fù)雜的區(qū)域;
9、接近其他可能出水地區(qū)時。
三、探放水工作具體原則及注意事項
常見的探放水工作有探放老窯水、斷層水、陷落柱水、導(dǎo)水鉆孔等,除要遵循上述的探放水原則外,還應(yīng)遵循下列具體原則和注意事項:
?、逄椒爬细G水:
1、具體原則:
?、欧e極探放;
?、葡雀綦x后探放;
?、窍冉祲汉筇椒?;
⑷先堵后探放;
⑸鉆孔布置以不漏掉“老窯”、保證安全生產(chǎn)和探水工作量最小為原則。
2、注意事項:
⑴檢查排水系統(tǒng);
?、茰蕚涠滤牧?;
?、菣z查瓦斯;
?、葯z查鉆場支護情況;
?、蓹z查煤壁;
?、蕶z查水溝;
?、藱z查安全撤退路線;
?、嫣椒罃鄬铀?br />
1、具體原則:
?、挪删蚬ぷ髅媲胺交蚋浇泻▽?dǎo))水斷層存在,但具體位置不清或控制不夠嚴密時必須探放。
?、撇删蚬ぷ髅媲胺交蚋浇A(yù)測有斷層存在,但其位置和含(導(dǎo))水性不清,可能發(fā)生突水事故時必須探放。
?、遣删蚬ぷ髅娴装甯羲畬雍穸扰c實際承受的水壓都處于臨界狀態(tài)(即安全隔水層厚度和安全水壓的臨界值),在采煤工作面前方和采面影響范圍內(nèi),是否有斷層情況不清,一旦觸及很可能發(fā)生突水事故時必須探放。
?、葦鄬右驯幌锏澜衣痘虼┻^,暫時沒有出水跡象,但由于隔水層厚度和實際水壓已接近臨界狀態(tài),在采動影響下,有可能導(dǎo)致斷層活化并引起突水,需要探明在深部其是否已與強含水層或底板水導(dǎo)升高度相連通時必須探放。
?、删锕こ探咏?a href=http://m.cltuan.cn/wdyy/gzjh/ target=_blank class=infotextkey>計劃穿過的斷層淺部不含(導(dǎo))水、但在深部有可能突水時必須探放。
?、矢鶕?jù)井巷工程和設(shè)計斷層防水煤柱等的特殊要求,探明斷層時必須探放。
?、瞬删蚬ぷ髅婢嘁阎當鄬?0m時必須探放。
⑻采掘工作面接近推測含水斷層100m時必須探放。
?、筒蓞^(qū)內(nèi)小斷層使煤層與強含水層的距離縮短時必須探放。
?、尾蓞^(qū)內(nèi)構(gòu)造不明,含水層水壓又大于2Mpa—3Mpa時必須探放。
㈢探防陷落柱水和導(dǎo)水鉆孔:
1、注意事項:
?、潘畨捍笥?Mpa—3Mpa的巖溶陷落柱原則上不得沿煤層布孔,而應(yīng)布設(shè)在煤層底板巖層中,因為沿煤層埋設(shè)的孔口安全止水套管,很可能被高承壓水突破。
⑵ 孔口安全裝置和安全注意事項與探高壓斷層水的鉆孔要求相同。
⑶ 要提高巖心采取率,及時進行巖心鑒定,作好斷層破碎帶和巖溶陷落柱的分辨工作,編制好水文地質(zhì)圖表。
?、?嚴格執(zhí)行鉆孔驗收和允許掘進距離的審批制度。
?、?監(jiān)測并記錄鉆孔水壓、水量和水質(zhì)的變化,發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)加密和加深鉆孔,爭取直接探到巖溶陷落柱。
?、?探到巖溶陷落柱無水或水量很小時,要用水泵進行略大于區(qū)域靜水壓力的壓水試驗,以便進一步檢驗其導(dǎo)水性。同時要向其深部布孔,了解深部的含(導(dǎo))水性和煤層底板強巖溶充水含水層的原始導(dǎo)升高度。
?、?鉆孔探測后必須注漿封閉,并做好封孔記錄,注漿終壓應(yīng)大于區(qū)域靜水壓力的1.5倍。
四、探放水工程設(shè)計內(nèi)容
探放水工程設(shè)計應(yīng)包括以下內(nèi)容:
1、探放水的采掘工作面及周圍的水文地質(zhì)條件、水害類型、積水量及水壓、單孔放水量、放水時間預(yù)計。
2、探放水巷道的開拓方向、施工次序、規(guī)格和支護方式。
3、探放水鉆孔組數(shù)、個數(shù)、方向、角度、深度、孔徑、施工技術(shù)要求和采用的超前距、幫距及探水線確定。
4、探放鉆孔孔口安全裝置及耐壓要求等。
5、探放水施工與掘進工作的安全規(guī)定。
6、受水威脅地區(qū)信號聯(lián)系和避災(zāi)路線。
7、通風措施和瓦斯檢查制度。
8、防排水設(shè)施,如防水密閉、水倉(窩)、水泵、管路、水溝等排水系統(tǒng)及能力的具體要求和安排。
9、水情及避災(zāi)聯(lián)系匯報制度和災(zāi)害處理措施。
10、鉆窩設(shè)計、探放水孔布置的平面圖、剖面圖等。
五、探水線確定
1、 一般應(yīng)沿老空積水線或老空邊界平行外推60—150m,確定為老空的探水線。
2、用下列公式求得a值確定的界線,定為探防含水層水、斷層水的探水線。
式中:A-安全系數(shù)(2-5);
a-巷道迎頭或側(cè)幫至含水層、含水構(gòu)造之間的安全隔水巖柱(或煤層)寬度,m;
L-巷道的跨度(寬或高取其大者),m;
P-煤、巖層承受的靜水壓力,Mpa;
Kp-隔水巖層(或煤層)的抗拉強度,Mpa。
3、井巷通過導(dǎo)水或可能導(dǎo)水斷層前,必須超前探水。探水線(探水起點)至斷層交面線的最小距離不得小于20m,水壓大于2Mpa時應(yīng)按每增加0.1Mpa增加1m。
4、一般應(yīng)以可能出水的老鉆孔開孔點為圓心,按上述公式求出a值作半徑畫圓;或在老鉆孔偏斜方位的范圍打探水孔時,應(yīng)以老鉆孔水平偏斜距與a值之和為半徑畫圓,上述兩個圓的圓周線即作為探水線。
六、探放水鉆孔布置
1、探放老空水鉆孔,應(yīng)按巷道的設(shè)計方向在其水平面和豎直面內(nèi)呈扇形布置;鉆孔應(yīng)成組布設(shè),其孔數(shù)視超前距和幫距而定。
?、?豎直扇形面內(nèi)鉆孔間的終孔垂距不得超過1.5m。
⑵ 水平扇形面內(nèi)各組鉆孔間的終孔水平距離不得大于3m。
⑶ 探水鉆孔的最小超前距或幫距不得小于20m。亦可用上述公式計算,但不得小于20米。
⑷ 一般傾斜煤層平巷的探放水孔,應(yīng)呈半扇面形布置在巷道正前和上幫。
⑸ 傾斜煤層上山巷道探放水孔,呈扇面形布置在巷道的前方。
2、探防斷層水及底板巖溶水的鉆孔,必須沿掘進方向的前方及下方布置;底板方向的鉆孔不得小于2個。
3、探放水鉆孔除兼做堵水或疏水用外,終孔孔徑一般不得大于58mm。
4、沿巖層探防強含水層水、斷層水或陷落柱水,其超前距可按附表經(jīng)驗值選定。
5、巷道接近可能導(dǎo)水的老鉆孔探水線時,應(yīng)向老鉆孔布設(shè)扇形探水鉆孔。
6、在預(yù)計水壓大于0.1MPa的地點探水時,應(yīng)預(yù)先固結(jié)套管。套管口應(yīng)安裝閘閥,套管深度必須在探放水設(shè)計中規(guī)定。特別危險的地區(qū),還應(yīng)預(yù)先開掘安全躲避洞,規(guī)定撤人的避災(zāi)路線安全措施,要使施工人員人人皆知。煤層內(nèi)原則上不得探高壓充水斷層,必要時根據(jù)水壓等具體情況,除按上述要求和附表規(guī)定要求外,必須報集團公司批準后方可進行。
七、探放水鉆孔孔口安全裝置
探放水鉆孔應(yīng)安設(shè)孔口安全裝置。孔口安全裝置由孔口管、泄水測壓三通、孔口水門和鉆桿逆止閥(必要時安裝)等組成。
1、孔口管的安裝與固定:
?、胚x擇巖層堅硬完整層位開孔,孔徑應(yīng)大于孔口管直徑1-2級,鉆至預(yù)定深度后,將孔內(nèi)沖洗干凈。注漿使孔口管(管周圍應(yīng)焊扶正肋骨片)與孔壁間充滿水泥漿。待孔口管周圍水泥漿凝固后掃孔,掃孔深度應(yīng)超過孔口管長度0.5m。
?、茠呖缀髮卓诠鼙仨氝M行耐壓試驗。試驗壓力必須大于預(yù)計水壓并穩(wěn)定30min后,確定孔口管周圍不漏水時,方可鉆進。
⑶孔口管埋入孔內(nèi)長度,一般可按附表A表1的經(jīng)驗值選定。
?、裙?jié)理裂隙發(fā)育,巖石松軟或破碎,無條件另選放水地點時,應(yīng)對圍巖進行注漿加固后,再安設(shè)孔口管。
2、探防強含水層水或需要收集放水時的水量、水壓等資料時,應(yīng)在孔口管上安裝水壓表、水門(閘門)和匯水短管等。
3、對水壓高于1Mpa且水量較大的積水或強含水層進行探放水時,孔口應(yīng)安設(shè)防噴逆止閥。
4、在高壓水噴出條件下繼續(xù)鉆進時,斜孔應(yīng)使用孔口防噴逆止閥,傾角50°—90°的鉆孔可使用“孔口防噴帽”或“盤根密封防噴器”,鉆具可使用“防噴接頭”,上下鉆可用“孔口反壓裝置”。
5、探放水壓高于2Mpa、水量大于60m3/h,需長期保留鉆孔時,孔口應(yīng)使用雙水門,下門備用。
八、安鉆探水前的技術(shù)要求
1、安鉆地點與積水區(qū)間距小于探水規(guī)定的超前距,或有突水征兆時,應(yīng)在采取加固措施或用水閘墻封閉后,另找安全地點探放水。
2、鉆窩應(yīng)避免做在斷層帶或松軟巖層內(nèi)。
3、地測和防探水人員必須親臨現(xiàn)場,依據(jù)設(shè)計,確定主要探水孔的位置、方位、角度、深度以及鉆孔數(shù)目。
4、鉆機安裝必須平穩(wěn)牢固。安裝好鉆機接電時,要嚴格執(zhí)行停送電制度。
5、按預(yù)計流量修建排水溝,安裝好排水設(shè)施,完善排水系統(tǒng),清理巷道并掛好風筒、電纜、管道等。
6、加強鉆場附近的巷道支護,并在工作面迎頭打好堅固的立柱和攔板。
7、探放老空水前,首先要分析查明老空水體的空間位置,積水量和水壓。
九、探水施工中的技術(shù)要求
1、鉆進中應(yīng)做好巖芯的采取和編錄工作;必要時可保留巖芯。
2 、鉆進中應(yīng)準確判別煤、巖層厚度并記錄換層深度。一般每鉆進10m或更換鉆具時,測量一次鉆桿并核實孔深。終孔前再復(fù)核一次,如有可能應(yīng)進行孔斜測量。
3、鉆進時,發(fā)現(xiàn)煤巖松軟、片幫、來壓或孔中的水壓、水量突然增大,以及有頂鉆等現(xiàn)象時,必須立即停鉆,記錄其孔深并同時將鉆桿固定。要立即向礦調(diào)度室匯報,及時采取措施,進行處理。
4、鉆進中發(fā)現(xiàn)有害氣體噴出時,應(yīng)立即停止鉆進、切斷電源,將人員撤到有新鮮風流的地點,立即報告礦調(diào)度室,采取措施。
5、鉆孔內(nèi)水壓過大或噴高壓水時,應(yīng)采用反壓或防噴裝置的方法鉆進,應(yīng)有防止孔口管和煤(巖)壁突然鼓出的措施。
⑴背緊工作面,在攔板外面加設(shè)頂柱或木垛,必要時還應(yīng)在頂、底板堅固地點砌筑防水墻,之后方可放水。
?、茖τ谒畨捍笥?Mpa,中間要穿過煤層的探斷層水鉆孔,在打穿斷層或含水層前,還應(yīng)下第二層孔口管并超過煤層1m以上。
6、在探水孔施工中,見到含水層、斷層、陷落柱積水區(qū)之前,應(yīng)停止鉆進,安好水門后再繼續(xù)鉆進。
7、遇高壓水頂鉆桿時,可用立軸卡瓦和逆止閥交替控制鉆桿,使其慢慢地頂出孔口,操作時禁止人員直對鉆桿站立。
8、應(yīng)做到交接班時不停鉆。
9、探防斷層水的探水孔終孔后,孔內(nèi)有水應(yīng)進行放水試驗??變?nèi)無水時應(yīng)選擇一個孔進行壓水試驗,檢驗斷層隔水性能;壓力一般應(yīng)略大于斷層所承受的靜水壓力。
10、探放水鉆孔,根據(jù)設(shè)計及需要完成探測任務(wù)后對全孔進行注漿封閉,并做好封孔記錄。
11、探水施工過程中,必須認真填寫原始記錄,記錄要真實、齊全、清楚。
十、放水的技術(shù)要求
1、鉆孔探到水后,要觀測水壓、水質(zhì)、水量和估計積水量或補給量。根據(jù)礦井排水能力及水倉容量,控制放水孔的流量或調(diào)整排水能力,并清理水倉、水溝等。
2、鉆孔放水時,必須設(shè)專人監(jiān)測鉆孔出水情況,測定水量、水壓,做好記錄。若水量突然變化,必須及時處理,并立即報告礦調(diào)度室。
3、加強放水地點的通風,增加有害氣體的觀測次數(shù)。
4、必須監(jiān)視放水全過程,放水結(jié)束后,應(yīng)立即核算放水量與預(yù)計積水量的誤差,查明原因。
十一、探放水的安全措施
1、探水的上山、下山及平巷,中間不得有低洼積水段。
2、探水巷必須在探水鉆孔有效控制范圍內(nèi)掘進,探水孔的超前距、幫距及孔間距應(yīng)符合設(shè)計要求。每次探水后、掘進前,應(yīng)在起點處設(shè)置標志,并建立掛牌制度。
3、巷道支護應(yīng)牢固,頂、幫背實,無高吊棚腳,傾斜巷有撐桿,使巷道有較強的抗水流沖擊能力。
4、探放水地點必須安設(shè)電話和報警裝置。
5、必須向受水威脅地區(qū)的施工人員貫徹、交待報警信號及避災(zāi)路線。
6、探水巷道應(yīng)加強出水征兆的觀察,一旦發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)立即停止工作,及時處理。情況緊急時必須發(fā)出警報,撤出所有受水威脅地區(qū)的人員。
7、鉆孔接近老空,預(yù)計可能有瓦斯或其它有害氣體涌出時,必須有瓦斯檢查員或礦山救護隊員在現(xiàn)場值班,檢查空氣成分。如果瓦斯或其它有害氣體超過規(guī)定時,必須立即停止打鉆,切斷電源,撤出人員,并報告礦調(diào)度室,進行處理。
8、上山探水時,一般應(yīng)雙巷掘進,其中一條超前探水、匯水,另一條隨后用來安全撤人。雙巷間隔每30-50m掘一聯(lián)絡(luò)巷并設(shè)檔水半墻。
9、放水工作應(yīng)盡量避免在雨季進行。
10、探放水人員必須按照批準的設(shè)計施工,未經(jīng)審批單位允許,不得擅自改變設(shè)計。