探放水设计及安全措施_探放水设计及措施
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中强煤化福山煤业有限公司
探放水设计及安全技术措施
探放水设计及安全技术措施
为进一步落实公司有关防治水规定、制度及相关文件精神,切实做好我公司矿井的防治水工作,特编制了此探放水设计,为指导安全生产提供依据,在巷道掘进过程中我们坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则,采取防、堵、疏、排、截的综合治理措施,进一步搞好防治水工作,防止事故发生。
1、钻孔布置设计
探放水采用ZYJ—270/170架柱式回转钻机、ZYJ-680/200型液压架柱式回转钻机、ZQJC-150/2.8型气动架柱式回转钻机,探眼布置于煤头底板以上1.5m处,与工作面顶板保持平行,中间为1号探眼与煤壁垂直钻进不小于60m;左边角上为2号探眼,其与左帮保持23的夹角钻进,钻眼长度不小于65m;右边角上为3号探眼,其与右帮保持23的夹角钻进,钻眼长度不小于65m;上、下两边各为4、5号探眼,其与巷道腰线保持23的夹角钻进,钻眼长度不小于65m。钻孔终孔位置保持25m的间距。每钻探60m,只允许掘进30m,使掘进工作面的正前方时刻处于30m的安全距离以内,确保安全掘进。
附:探眼布置三视图
2、钻机钻孔安全技术措施
[1]、工作人员入井前应对随身携带的工具进行检查,工具不全或损坏禁止入井,到达工作面作业前对探放水设备及相关材料进行检查,设备材料缺失,严禁作业。0
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[2]、装、运、卸设备、用具、材料要捆绑牢固,注意过往车辆及行人安全,防止碰伤人员或损坏设备用具。
[3]、检查并加固钻探工作面及附近的巷道支护,熟悉避灾路线,搞好文明施工,巷道内的浮矸杂物要清理干净,保持工作地点退路畅通。
[4]、电器设备必须符合防爆要求,开关放置平稳,电缆吊挂整齐。[5]、钻机控制开关要设专用开关、专用电缆,并标注名称,非探放水作业人员同意不得随意操作电器设备,避免造成事故。
[6]、每次开钻前必须重新检查设备、用具、电器的稳固、完好、绝缘程度,试运转一切正常后开钻。
[7]、开钻后,其它钻探人员要与操作员密切配合,钻机未停稳前不得装卸钻杆,在没有得到装卸钻杆人员的同意前不得开动钻机。
[8]、所有钻探施工人员必须认真学习本措施,穿着要整齐扎紧领口、袖口、裤口、衣襟,严禁带手套,避免旋转的钻杆绞住衣服,发生事故。
[9]、钻进中,注意观察钻机的运转情况及各紧固件的牢固情况等,发现问题立即停机,待处理完善后才可继续钻进。
[10]、严格按施工顺序施工,上一工序没有完成不得进行下一工序施工。
[11]、在钻探时,如发现异常情况,要立即停止钻进并立即向调度室汇报。
[12]、钻探地点应配有专职瓦斯员,跟班随时检查作业地点瓦斯情况。做好记录,当瓦斯浓度达到1%时,应立即通知司机停止钻进,查明原因,待处理后瓦斯浓度降至规定范围内方可继续作业。
[13]、钻探过程中,严格按《钻机操作规程》、《探水工岗位责任制》执行,并要注意以下几个方面:
①要坚守岗位,注意钻机的运转情况,发现异常响声应立即停钻,查明原因并处理好后再行钻进。
②要结合进返煤量、煤岩的软硬等因素确定适合的钻进速度和给进压力,均匀钻进,减少迂回钻具次数,防止卡钻。
③当钻进或穿过煤层进入岩石时,放慢钻进速度,以便查明工作面到岩层的准确距离。必须做好钻进或穿过煤层时钻孔进尺记录。同时观测钻孔内的水和各种气体成份及压力情况。
④钻进时,发现煤岩变软、水量增大、顶钻或有瓦斯突出征兆及其它异常情况时,必须立即停钻,切断电源,记录孔深,不得移动或拔出钻杆,必须先固定好钻杆后,立即向调度室汇报,听候处理。
⑤钻探过程中,必须做好记录,数据要清楚、准确。在工作面进行了交接班。接班后,重新核实上班全长及残尺,保障30m的安全距离。
⑥技术员应及时审查原始记录,整理好归档备案。
3、探水安全措施
[1]、探水前应加固探水地点附近的巷道支护,背好顶帮,在工作面煤头打好坚固的立柱,清理巷道杂物,保证退路畅通。在打钻点附近安设传话器,随时与电话安装地点负责人联系,并让其向调度室汇报,并与受水灾威胁的相邻地点有信号联系,一旦有危险立即通知有关人员撤离危险区。
[2]、认真检查排水系统,保持完好状态。清理巷道、水沟。在预计水压较大时,必须先安好孔口管和控制阀门。孔口管与孔壁之间,必须用水泥浆固定,并进行耐压实验,达到能承受预计压力后方可继续钻进。在水量小,水压不大的地区,可不设孔口管,积水通过钻孔直接流出。
[3]、钻进时,应注意钻孔情况,如发现煤岩松软,片邦、来压或钻孔中水压水量突然增大,以及有卡钻、顶钻等异状时,必须停止钻进,进行检查,查明原因,并报告调度室。严禁将钻杆拔出。发现危险时,应立即撤出所有受威胁区域的人员,报告调度室然后采取措施进行处理。
[4]、预计可能有瓦斯或其它有害气体涌出时,必须有瓦斯检查员现场跟班,检查空气成分,如果瓦斯或其它有害气体超过允许浓度时,必须立即停止打钻,切断电源、撤出人员,并报告调度室采取措施进行处理。
[5]、透水前的预兆:
①煤壁“挂红”。这是因为矿井水中含有铁的氧化物,渗透到工作面呈暗红色水锈。
②煤壁“挂汗”。采掘工作面接近积水时,水由于压力渗透到采掘工作面形成水珠,特别是新鲜切面潮湿明显。
③空气变冷。采掘工作面接近积水时,气温骤然降低,煤壁发凉,人一进去就有阴凉感觉,时间越长越明显。
④出现雾气。当巷道内温度较高,积水渗透煤壁后,引起蒸发形成雾气。
⑤水叫。井下高压水向煤(岩)裂隙强烈挤压,两壁摩擦而发出“嘶嘶”水叫声,这种现象说明即将突水。
⑥顶板鼓起。这是底板受承压水(或积水区)作用的结果。⑦水色发浑。断层水和冲击水常出现淤泥、砂、水混浊,多为黄色。
⑧出现臭味。老窑水一般可闻到臭鸡蛋味,这是因为老窑中有害气体增加所致。
⑨顶板淋水加大。这是因为顶板裂隙加大,积水渗透到顶板上。⑩ 片帮冒顶。这是由于顶板受承压水层(或积水区)作用的结果。[6]、备用材料:
木塞9个、沙袋20袋、木料10根、木板15块、长布条30米及使用工具。
[7]、其它未尽事宜严格按《煤矿防治水规定》执行。巷道内低洼积水处,在非行人侧掘出水泵窝,并配备潜水泵进行排水。“长探短掘”,即探60米,只允许掘进30米,留30米的超前安全距离。
4、探老空措施
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。老空积水区高于探放水点位置时,只准打钻孔探放水。探放水时,必须撤出探放水点以下部位受水害威胁区域内的所有人员。探放水孔必须打中老空水体,严禁利用钻孔直接放水,应加设套管和阀门,做到有控制的放水。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他有害气体涌出时,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。如果瓦斯或其他有害气体浓度超过《煤矿安全规程》规定时,必须立即停止钻进,切断电源,撤出人员,并报告矿调度定,及时处理。钻孔放水前,必须估计积水量,根椐矿井排水能力和水仓容量,控制放水流量:放水时,必须设专人监测钻孔出水情况,测定水量、水压,并做好记录。若水量突然变化,必须立即查明原因进行处理,并立即报告矿调度室。
5、主要含水层分布及特征
依据地质报告内勘探区内地表出露地层及钻孔揭露的主要地层,自下而上可划分为下古生界奥陶系、上古生界石炭系、二叠系及新生界第四系。现按其岩性、岩石的孔隙和裂隙发育程度及含水层水理性质等特点,将其划分出以下含水层。
(1)奥陶系岩溶裂隙含水层(O2)
奥陶系地层在本勘探区地表未见出露,它是石炭系煤系地层的基底。根据已施工的10个勘探钻孔,其中有8个钻孔揭露了奥陶系灰岩顶界面,顶界埋藏深度在336.68~546.45m之间。其中补1号钻孔为探岩溶孔,终孔深度537.35m,揭露奥陶系地层厚度200.67m,终孔层位为马家沟组。ZK5号钻孔为水文地质钻孔,终孔深度651.39m,揭露奥陶系地层厚度207.89m,终孔层位马家沟组。
该层段上部峰峰组厚度约71.92m,岩性以灰、深灰色石灰岩、泥灰岩及角砾状灰岩为主,岩溶裂隙不甚发育,局部地段岩芯破碎可见裂隙及小溶洞,均已被次生方解石晶体和泥质物充填。据钻孔简易水文观测
资料,在钻进到该区段时,冲洗浆液消耗量均未发现明显增大现象,为一富水性极弱的含水层。
下部马家沟组岩性以以灰白、深灰色石灰岩、泥灰岩夹及石膏组成,岩芯可见岩溶裂隙或小溶洞较,溶洞直径在2~12mm之间。据补
1、ZK5号钻孔在钻进过程中,补1号钻孔在孔深443.9m处发现严重漏水而不返水,经对奥陶系灰岩上部止水后,进行了水位观测,水位埋深为303.53m,静止水位标高为601.98m。ZK5号钻孔在孔深519.36~524.57m之间,耗水量增大,当钻进至孔深587.50m处发生严重漏水不返水。按设计书要求,本孔要对奥陶系灰岩岩溶含水层进行抽水试验。由于该钻孔奥陶系灰岩岩溶地下水位埋藏较深(450.45m),进行抽水试验时难度较大。经于矿方技术负责及现场监理工程师共同协商,同意对该含水层在现有机械能力的情况下,进行一次最大降深的注水试验。
据注水试验成果,水位埋藏深度为450.45m,静止水位标高为606.46m,渗透系数0.7476m/d,单位涌水量0.5317L/s.m,为一中等富水性含水层。地下水质类型为HCO3·SO4—Ca·Na型水,矿化度为416mg/L,总硬度为400.32mg/L(CaCO3),PH值为7.4。
(2)石炭系太原组砂岩含水及碳酸盐岩溶裂隙含水层(C3t)本组地层在勘探区内未见出露,岩性以砂岩和砂质泥岩互层为主,夹多层燧石条带灰岩及煤层,埋深在244.79~455.36m之下,揭露地层厚度为82.74~93.40m,平均厚度88.04m。
据已施工的10个钻孔中,其中8个钻孔揭露了该地层,主要含水岩性为K2、K3、K4灰岩和中厚层砂岩。全区范围内K2、K3、K4灰岩和砂
岩分布稳定,平均厚度分别为10.8m、4.05m、4.08m和15.07m,含水岩性总厚度为34.00m。从钻孔岩芯描述可以看出,K2、K3灰岩岩溶裂隙或小溶洞较发育,局部地段岩芯破碎。据简易水文观测资料分析,大部分钻孔在K2灰岩段耗水增大,其中ZK1号钻孔从孔深450.75m开始耗水量增大,在孔深456.00m(K2)处冲洗浆液全部漏失,冲洗浆液最大消耗量为3m3/h。ZK4号钻孔在孔深452.00~467.00m(K2、K3)冲洗浆液消耗量增大,消耗量在0.3~1.3m3/h之间,其它钻孔冲洗浆液消耗量一般在0.06~0.3m3/h之间。
据ZK5号水文钻孔对太原组含水层抽水试验成果,水位埋深413.65m,静止水位标高643.26m,渗透系数0.0041m/d,单位涌水量0.002224L/s.m,为一弱富水性含水层。地下水质类型为HCO3—Na型水,矿化度690mg/L,总硬度39.50mg/L(CaCO2计),PH值为7.94。
(3)二叠系山西组砂岩裂隙含水层(P1s)
本组地层在勘探区内地表未见出露,岩性以灰白色砂岩、灰色粉砂岩、砂质泥岩、泥岩夹煤层等组成,埋深在192.17~407.22m之下,地层厚度为42.62~52.62m,平均厚度为47.60m。主要含水岩性为中厚层状砂岩,砂岩平均厚度为13.35,约占本组厚度的28.26%。据简易水文观测资料,ZK1号钻孔在孔深370.0~377.0m岩性为中粒砂岩段冲洗浆液消耗量增大,消耗量在0.5~1.1m3/h之间,ZK4号钻孔孔深361.00~364.14m岩性为粗粒砂岩段冲洗浆液消耗量增大,消耗量在0.3~3m3/h之间。其它钻孔在本组冲洗浆液消耗量均小于0.2m3/h,说明本组地层砂岩层段局部裂隙较发育。
据ZK5号水文钻孔对山西组含水层抽水试验成果,水位埋深为356.87m,静止水位标高为700.04m,渗透系数为0.0066m/d,单位涌水量为0.00108L/s.m,为一弱富水性含水层,水质类型为HCO3-Na型水,矿化度736mg/L,总硬度22.81mg/L(CaCO3计),PH值为8.55。
(4)二叠系上、下石盒子砂岩裂隙含水层(P1x~ P2s)
该组地层在区内的沟谷中分布较为广泛,岩性以紫红、灰色泥岩、砂质泥岩为主,其次为黄绿、灰绿、灰白色粗、中、细粒砂岩,其中砂岩裂隙中含水。钻孔揭露该组地层埋藏深度在5.00~54.00m之下,地层厚度为184.17~403.22m,平均厚度291.32m。浅部风化裂隙发育,风化壳厚度约为30~40m。
据区域水文地质资料,山西组、下石盒子组含水层混合抽水试验,含水层水位埋深16.82~103.50m,水位标高767.40~777.60m,渗透系数0.0317~0.1305m/d,单位涌水量 0.04929L/s.m,为一弱富水性含水层。水质类型为HCO3·SO4—Na型水,矿化度1.008g/L,总硬度14.6mg/L(CaCO3计)。
(5)第四系松散岩孔隙含水层(Q2+3)
主要分布于勘探区山梁及山坡一带,岩性为黄色粉土、棕黄、棕红色粉质粘土夹多层古土壤条带及钙质结核层,不整合覆盖于二叠系地层之上,厚度0~54m,一般不含水,仅在局部地形、地貌有利地段形成上层滞水含水层,但一般含水量极弱。
5、检查验收
由当班安全员或跟班领导根据现场钻探记录单的内容进行验收,并在记录单上签字。钻探人员下班后将钻探原始记录单交到探水队办公室,由探水队根据其内容填写探放水报表,报总工程师审批,由探水队存档。
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