煤矿探放水钻孔布置附.ppt

2019 12 28 1 一 超前距离 探水时从探水线开始向前方打钻孔 在超前探水时 钻孔很少一次就能打到积水目标区 常是探水一掘进一再探水一再掘进 循环进行 探水钻孔终孔位置应始终超前掘进工作面一段距离 该段距离称超前距 如下图所示 一 钻孔参数 2019 12 28 2 二 允许掘进距离 经探水证实无任何水害威胁 可安全掘进的长度称允许掘进距离 三 帮距 为使巷道两帮与可能存在的水体之间保持一定的安全距离 呈扇形布置的最外侧探水孔所控制的范围与巷道帮的距离称为帮距 其值应与超前距相同 帮距一般取20m 有时帮距可比超前距小1 2m 一 参数确定 2019 12 28 3 二 允许掘进距离 经探水证实无任何水害威胁 可安全掘进的长度称允许掘进距离 三 帮距 为使巷道两帮与可能存在的水体之间保持一定的安全距离 呈扇形布置的最外侧探水孔所控制的范围与巷道帮的距离称为帮距 其值应与超前距相同 帮距一般取20m 有时帮距可比超前距小1 2m 四 钻孔密度 孔间距 钻孔密度是指允许掘进距离终点横剖面上探水钻孔之间的间距 一 探放水钻孔参数确定 2019 12 28 4 一 扇形布置 巷道处于三面受水威胁的地段 要进行搜索性探放积水目标区 其探水钻孔多按扇形布置 如下图所示 二 探放水钻孔布置方式 2019 12 28 5 二 半扇形布置 对于积水区肯定是在巷道一侧的探水地区 其探水钻孔可按半扇形布置 如下图所示 二 探放水钻孔布置方式 2019 12 28 6 一 探放老空水 陷落柱水和钻孔水时 探水钻孔成组布设 并在巷道前方的水平面和竖直面内呈扇形 钻孔终孔位置以满足平距3m为准 厚煤层内各孔终孔的垂距不得超过1 5m 二 探放断裂构造水和岩溶水时 探水钻孔沿掘进方向的前方及下方布置 底板方向的钻孔不得少于2个 三 煤层内 原则上禁止探放水头压力高于1MPa的充水断层水 含水层水及陷落柱水等 如果确实需要的 可以先建筑防水闸墙 并由闸墙外向内探放水 四 上山探水时 一般进行双巷掘进 其中一条超前探水和汇水 另一条用来安全撤人 双巷间每隔30 50m掘1个联络巷 并设挡水墙 三 探放水钻孔规定 2019 12 28 7 一 双巷配合掘进交叉探放水 当掘进上山时 如果上方有积水区存在 巷道受水威胁 一般多采用双巷掘进交叉探放水 如下图所示 四 探放水与掘进配合 2019 12 28 8 二 双巷掘进单巷超前探放水 在倾斜煤层中沿走向掘进平巷时 一般是用上方巷道超前探放水 探水钻孔呈扇形布置 三 平巷与开切眼互相配合探放水 其方式如下图 四 探放水与掘进配合 2019 12 28 9 四 隔离式探放水 巷道掘进前方的水量大 水头压力高 煤层松软和裂隙发育时 在煤巷直接探放水很不安全 需要采取隔离方式进行探放水 在掘进石门时 可从石门中探放积水 如图所示 四 探放水与掘进配合 2019 12 28 10 或在巷道掘进工作面预先隔水墙 在墙外探水 如下图示 四 探放水与掘进配合 2019 12 28 11 矿井探放水工作存在高承压水突出的危险 必须保证在一定的安全距离才能实施探放 矿井专用探放水钻机具有钻探深度大且可固定防喷性能 而煤电钻钻探距离有限 一般只能用于在煤层中探查煤的厚度等 起不到预先探放水的作用 因此 矿井探放水必须用专用探放水钻机 严禁使用煤电钻探放水 在煤层内用煤电钻探放水 可能导致包括探放水作业人员在内的大量人员伤亡 四 探放水必须使用专用钻机 2019 12 28 12 案例 2008年7月21日 广西百色市右江矿务局那读煤矿发生老空透水事故 死亡36人 该矿为国有地方煤矿 2007年核定生产能力19万t 矿井周边废弃小煤窑积水情况不清 该矿在4304工作面 靠近废弃小煤矿附近 违规开掘3个切眼 违规用煤电钻探放老空水 前两个切眼均因掘进时有透水征兆而停止施工 随后又在距第一个切眼30m处重开切眼 在发现透水征兆的情况下 仍在相对较低的4301采煤工作面组织生产 四 探放水必须使用专用钻机 2019 12 28 13 案例 事故发生前 在没有认真分析透水量变化的情况下 盲目通知已经撤到安全地点的作业人员 重新返回作业地点恢复生产 导致发生特别重大透水事故 事故直接原因 违反防治水规定用煤电钻代替专用探水钻进行探水 按照该矿探放水设计及安全技术措施的规定 每次探水钻进30m 允许巷道掘进10m 但透水发生地实际探水钻进只有约7m 致使4304工作面第三切眼的掘进头距离老空积水区边界仅为3 9m 诱发了从小股流水冲刷逐渐扩展到大面积煤柱突然垮塌 造成临近小煤矿采空区积水溃入井下 导致了事故的发生 四 探放水必须使用专用钻机 2019 12 28 14 一 探放水钻探现场的规定 探放水现场作业直接关系到探放水人员的安全 关系到探放水周围地区甚至整个矿井的安危 对钻探施工现场的安全环境和安全设施的严格要求非常重要 加强钻场附近的巷道支护 并在工作面打好坚固的立柱和拦板 可以防止冒顶 防高压水冲垮煤壁及支架等事故发生 为满足探放水钻孔出水畅通和施工人员安全撤离 必须清理巷道 挖好排水沟 在适当位置配备与探放水量相适应的完好的排水设备 五 探放水钻机必须安装牢固 2019 12 28 15 在打钻地点或附近安设专用电话 可以在遇到紧急险情时及时与有关领导和部门取得联系 汇报情况 以便及时采取有效措施 为杜绝随意性 保证探放水钻孔准确打到靶位 确保钻孔标定准确 在确定主要探放水钻孔位置 方位 倾角 深度以及钻孔数目时 测量以及负责探放水的技术人员必须亲临现场 根据已批准的设计给予确定 未经批准 不得擅自改变设计 五 探放水钻机必须安装牢固 2019 12 28 16 二 探放水钻孔承压套管的安装和加固 为确保探放水钻孔出水后能有效控制放水量 确保安全 在预计水压大于0 1MPa的地点探放水时 都应预先安装孔口承压套管 为确保承压套管的牢固可靠 开孔位置应选择在岩层比较完整 坚硬的地方 承压套管的长度按本规定第九十八条执行 目前一般采用的是双层套管 考虑钻孔出水会影响套管的下放 因此外层套管长度一般较短 尽可能下在无水段 承压套管要用高压注浆泵进行水泥固结 使套管和岩体成为一体 套管下放凝固至规定的时间后 进行扫孔 然后进行压水耐压试验 试验的压力不得小于设计水头压力 稳压时间必须至少保持半小时 孔口周围不漏水 孔口管牢固不活动 即为合格 否则必须重新注浆 这样才能保证孔口管在钻孔出水后不被冲出 孔口管下好后要安装好控制闸阀 这样才能在钻孔一旦出水后能有效地控制水量 防止因排水能力不足且放水孔又不能有效控制而影响矿井安全 五 探放水钻机必须安装牢固 2019 12 28 17 在水文地质条件复杂和水头压力 水量大的情况下 按照探放水规定要求 安装孔口承压套管和控制闸阀进行钻进 三 探放高压水应采取的措施 在高压水的探放过程中 当钻孔揭露含水层后 水头压力和水量会猛增 若不能有效控制 除直接影响钻进效率外 还特别容易出现高压水喷出或钻具被顶出等伤人事故 因此 在钻孔内水压大于1 5MPa的高压水地区施工探放水钻孔时 钻进和退钻应采用反压和有防喷装置的方法进行钻进和控制钻杆 五 探放水钻机必须安装牢固 2019 12 28 18 反压就是给一个与水头压力反向的作用力 防喷就是防水 防钻杆 防孔内碎岩石块喷出 在高压水地区施工钻孔时 如果不采用反压 防喷装置是非常危险的 如某矿在井下施工探放奥灰高压水钻孔时 由于未采取这些措施 就曾发生突然出水后钻杆无法控制 顷刻之间被高压水顶出并被顶到巷道 近百米钻杆像面条一样被扭曲成麻花状 险些酿成人员伤亡事故 因此 在高压水地区施工钻孔时 防喷问题必须引起高度重视 五 探放水钻机必须安装牢固 2019 12 28 19 探放水钻孔终孔孔径规定一般不得大于75mm 主要是从探放水现场的围岩稳定性方面考虑的 这样 探放水钻孔的开孔孔径也能得到控制 终孔对围岩的破坏性小 即使遇到不可预测的高压水及其他危险情况 也能够得到有效控制 井下现场空间有限 施工不便 为了提高效率和降低成本 在对井下钻孔设计时要考虑一孔多用 如探查构造 煤层的钻孔或兼作堵水 疏水之用等 六 探放水钻孔孔径 2019 12 28 20 人们在与矿井水长期斗争中积累了宝贵的经验 总结出在钻进时接近或揭露强含水体的一般征兆 在钻进时 当煤岩出现松软 片帮 来压或钻孔中的水头压力 水量突然增大以及顶钻等异状时 说明前方已经接近或揭露了强含水体 当遇到这种异常情况时 如果继续钻进或将钻杆拔出 极有可能造成难以控制的更大出水 以及钻杆在拔出的过程中被高压水顶出伤人事故 后果不堪设想 因此必须及时停止钻进 将钻杆固定 严禁移动和起拔 钻机后面严禁站人 以免钻杆伤人 七 探放水过程中有透水征兆的处理 2019 12 28 21 在钻孔出现涌水异常情况时 应及时将现场情况向矿调度室汇报 调度室接到上报的情况后 应立即派人监测水情 如果发现现场情况危急时 必须立即撤出所有受水害威胁地区的人员 然后采取措施进行处理 七 探放水过程中有透水征兆的处理 2019 12 28 22 一 查明老空区积水情况 探放老空水首先要收集资料 走访调查 分析查明老空水体的空间位置 积水量和水头压力 做到心中有数 二 探放老空积水 探放水钻孔要打中老空水体 至少有一个孔要打中老空水体底板 才有可能放完老空水 排除隐患 如井下老空区水与地表水存在密切的水力联系 在雨季可接受大量雨水或地表水补给 且老空区的积水量较大 水质不好 如酸性水 为避免矿井承受长期排水的经济负担 矿井可首先对这种老空积水区实行注浆封堵 切断或减少地表水等对其的补给 然后再实施探放水 八 老空水探放过程 2019 12 28 23 如果切断或减少老空区的补给水源有困难而无法进行有效地探放水 生产矿井必须对老空积水区留设足够尺寸的防隔水煤 岩 柱 使其与生产区隔开 待矿井生产后期条件成熟再进行水体下采煤 如老空区积水量大且水压高 应先从煤层顶 底板岩层打穿层放水孔 把水压降下来 然后再沿煤层打探放水钻孔 八 老空水探放过程 2019 12 28 24 三 制订应急预案 当钻孔接近老空时 矿山救护队员要在现场值班 随时检查空气成分 如果瓦斯或者其他有害气体浓度超过有关规定 应当立即停止钻进 切断电源 撤出人员 并报告矿井调度室 及时处理 在探放水场地应备用一定数量的坑木 麻袋 木塞 木板 黄泥 棉线 锯和斧等 以便在探放水过程中意外出水或钻孔水压突然增大时及时处理 探放水施工巷道现场发现有松动或破损的支架要及时修整或更换 并仔细检查帮顶是否背好 探放水施工现场及后路的巷道水沟中的浮煤 碎石等杂物 应随时清理干净 若水沟被冒顶或片帮堵塞时 应立即疏通 探放水施工过程中所设计的避灾路线内不许有煤炭 木料或煤车等阻塞 应随时保证畅通无阻 八 老空水探放过程 2019 12 28 25 钻孔放水应根据矿井排水系统的能力 控制放水量 防止淹井 钻孔在放水前 应安排专人测定孔内初始水压 在放水过程中 也应安排专人监测放水孔出水情况 观测水量和残存水压 做好记录 及时分析 直至把水放净 如果放水量突然变化 必须及时处理 并立即报告调度室 若水量突然变小 有可能是放水孔被堵塞 为了确保正常放水 可采用钻杆透孔及时处理 但未安装孔口管的不得透孔 九 钻孔放水规定