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1、15104綜采工作面探放水鉆孔施工方案及安全技術措施一、基本情況、工作面概況15104綜采工作面設計走向長度962m，采長200m，由北到南設計有：外錯尾巷、回風順槽、進風順槽、切巷；15104工作面位于15#煤層井田的東中部，北部為15103采空區，南部為設計15105采區，東部為楊家溝村保護煤柱邊界，西部為15#煤三條系統大巷；上覆層為9#煤9205和9207采空區，15#與9#煤層位間距約為70m。地面位置在許家溝村西南方向的山坡丘陵地帶，地面無建筑物。、工作面水文地質及水害分析（）、工作面地質情況15104綜采工作面回風順槽地勢呈現中部高，東西方向低；進風順槽地勢呈現西高東低；工作面存2、在南北北南向斜扭曲構造；從一區回風巷起，回風順槽向東400m，進風順槽向東340m范圍呈現南高北低的向斜，落差在1034m之間；回風巷400m向東到切巷，進風順槽340m向東到切巷范圍呈現北高南低的向斜，落差在320m之間；15104工作面回風順槽從一區回風巷向東145m處揭露一陷落柱，該陷落柱位于停采線外，根據坑透成果預測工作面內存在有小斷層6處，1處掘進時已揭露，其它5處隱藏于工作面中部。（）、工作面水文情況15104工作面在掘進期間涌水量為.m3/日，無頂板淋水及破碎帶涌水現象，在回風穿越陷落柱時，陷落柱邊沿出現過涌水現象，但涌水量不大；進風已揭露的小斷層未出現涌水現象，掘進過程中所揭露3、的幾個褶曲也未出現涌水現象，其它5處隱藏于工作面中部的小斷層，根據本煤層鉆探情況未發現涌水現象。（）、工作面水害分析15104回采工作面北部為15103采空區，15103采空區底板標高低于15104工作面，所以工作面回采期間不會受15103采空區積水影響。上覆9205采空區積水受15103工作面采動影響通過裂隙滲漏到采空區，故15104工作面回采期間不受9205積水影響。工作面中部預測隱覆的5個小斷層，因上覆9207采空區中部底板高，東西兩端地勢低，故采空區積水集中匯集到東西兩端，中部無積水區，工作面斷層構造距離上覆9#積水區相對較遠，故不會通過斷層構造滲入到回采工作面，不會對回采工作面造成水4、患。根據9#煤層與15#煤層15104工作面上下層關系對照和分析，15104工作面主要水害為上覆9207采空區東西兩端存在的兩處積水，但在9209回采期間，9207采空區積水通過原9207進風順槽口預留水管及9205回風順槽與9209進風順槽聯絡巷一直進行排放，預計存在少量結水，故在15104工作面回采前必須對其進行探放水。（）、采空區積水量估算15104綜采工作面上覆9207采空區積水量估算，采用經驗公式對采空區積水量估算如下：公式： Q積=KMF /cos式中：Q積-采空積水總量（萬m3）；M-采空區平均采高線或煤厚（m）；F-采空積水區的水平投影面積（m2）；-煤層傾角（）；k-采空區充5、水系數（一般為0.250.50，本次取0.25）；根據計算預測1#區域積水量為1487m3，2#區域積水量為8050m3,總量9537 m3。二、鉆孔設計及參數：15104綜采工作面通風系統已形成，根據煤礦防治水規定的要求，“礦井工作面采煤前，應當采用物探、鉆探、巷探、和化探等方法查清工作面內斷層、陷落柱和含水層（體）富水性等情況”；經排查15104工作面上覆9207采空區存在兩處積水區，一處在原9207采空區西北角，在15104工作面高抽巷口正東180米處；另一處在9207采空區的東南角，在15104工作面配風、進風順槽和切巷交錯處。為確保綜采工作面回采期間不受水害影響，保障作業人員生命和設6、備的安全，必須對上覆9207兩處采空積水區進行探放水，故設計在15104回風順槽、進風順槽設置兩個鉆場，對9207采空區兩處積水區進行探放水。在15104回風順槽設計探放水鉆孔一個，15104進風順槽與切巷布置1個鉆孔，具體設計參數如下：(一)、1#鉆孔設計參數：1#鉆孔起始位置位于15104回風順槽口東120米處，測點H403處頂板上，終孔位置位于原9207采空區預測積水區，具體設計參數如下：、起始坐標 X：113864.371Y：79849.794H：+779.24、終孔坐標 X：113778.011Y：79925.676H：+868.000、方位角 a: 139o1817”、高差 h: 7、88.76m、傾角?: 37o3942”、平距D: 115m、斜距L: 145.3m；、水壓P: 0.89MP；9、設計鉆孔從鉆孔口起，分別為警戒線/探水線/結水線（/115.3/30/）m,見（示意圖一）(二)、2#鉆孔設計參數（兩個方案）：方案一2#鉆孔起始位置位于15104進風順槽測點J419處頂板上，終孔位置位于原9207采空區預測積水區，具體設計參數如下：、起始坐標X：113657.6936，Y：80863.5315，：+771；、終孔坐標X：113644.6586，Y：80901.9035，：+844；、方位角 a: 108o4545”，、高差 h: 73m，、傾角a: 60o408、46”，、平距D: 41m，、斜距L: 83.7m, 、水壓：P: 0.73MP、設計鉆孔從鉆孔口起，分別為警戒線/探水線/結水線（/53.7/30/）m,見（示意圖二）方案二2#鉆孔起始位置位于15104進風切巷口與配風聯絡巷口向南11m處，終孔位置位于原9207采空區,具體設計參數如下：、起始坐標 X：113644.659，Y：80884.172，：+785.0，、終孔坐標 X：113644.659，Y：80901.904；：+844.0，、方位角 a:90o0000、高差h:59.0m，、傾角a:73o0202，、平距D:18m，、斜距L:61.7m。8、水壓：P: 0.59MP9、設計9、鉆孔從鉆孔口起，分別為警戒線/探水線/結水線（/31.7/30/）m,見（示意圖三）三、施工目的在15104回采期間，為防止15104綜采工作面上覆9#煤采空區積水通過構造或因受采動影響發生大量涌水，造成工作面停產，故需對15104工作面上覆9#煤采空區預測的積水進行探放水，以確保回采期間的安全生產。四、施工工藝、鉆探設備：鉆探設備：選用zdy4000S全液壓坑道鉆機臺，與至配套的泥漿泵臺；鉆桿直徑：73mm;鉆頭：133mm; 113mm;額定電壓：380V/660V;電動機功率：55KW;鉆機重量：2540kg;主機重量1500kg;鉆機外形尺寸（長寬高）：238013001520（mm*10、mm）、鉆探方法：設計開孔位置在15#煤層頂板，首先采用133mm鉆頭鉆進10m后，下127mm一級套管10m后，用水泥固管后連接孔口控制閘閥裝置，然后用113mm鉆頭繼續鉆進，直至鉆透采空區。、固管要求：鉆孔內安裝127mm無縫鋼管套管護孔，連接高壓閘閥的最后一節套管末端兩側各焊一個鋼板耳板，打錨桿孔眼，用錨桿進行固定。后用水泥漿進行注漿固管，凝固48小時后進行掃孔，鉆進超過套管1m后，進行耐壓試驗，護孔套管試驗壓力不得低于1.5MP,且穩壓時間不小于30min,試壓合格后安裝高壓閘閥，繼續鉆進。五、施工前準備工作: 1、鉆場準備：施工鉆場不得小于長寬高（4m4m4.2m）的空間，并對鉆場前11、后10m范圍內巷道進行加強支護。2、鉆場位置附近需提前挖掘一個（mm2m）的水泵窩，與鉆場地面水平低0.2m,鉆場用水泥抹面厚度不小于50mm。3、鉆場處水泵窩安裝BQW50-140/37能力為50m3排水泵兩臺，設置截止閥，通過三通與15104回風巷（直徑為100mm）的排水管路連接，將水排至東四采區水倉，經東四采區水倉水泵排至880主水倉。排水系統必須在鉆探前進行排水試驗。4、機電隊負責鉆場水泵的安裝與排水管路的連接及排水試驗，并敷設施工所需的風水管路，鉆場附近留設風水管（直徑25mm）的接口，確保探放水工作正常進行，并必須保證透水后能正常排水。5、機電隊負責鉆機的供電，開關的接線解線；機12、修隊提供120型開關一臺、80型開關2臺，制作長20m護孔套管（長1米20根，管套需做內外絲扣），兩根套管需焊接測試壓力管、流量監測管和管耳，壓力管和流量監測管頭需做絲扣，管耳需打兩個（直徑22mm）錨桿緊固孔。6、機電隊負責在鉆場附近10米范圍安裝一部直通調度的電話，保證與調度指揮中心通信暢通。7、鉆場需加設瓦斯監測傳感器。、需購置壓力表（2Mp以上）4塊及四寸高壓閥門個，2寸管高壓閥門4個，（大于10Mp）無縫鋼管24m麻絲5公斤及所需的緊固螺絲和螺母、電纜、開關、水泵風水接頭、高標號水泥等材料。六、施工技術要求：、必須嚴格按照鉆孔的設計參數進行施工，開口孔位不得偏離設計坐標100mm，方13、位偏差不得大于1 o，鉆孔仰角不得超過1，在施工過程中不得隨意改動，如因現場施工條件受限需要變動，必須經設計部門同意后方可變動，同時根據現場變化情況修改單孔設計施工通知單。、由于所設計的終孔孔位于采空區，不能進行實地控制，可能與實際高差存在差異。故存在設計鉆孔距離與實際鉆眼終孔距離不符，所以在鉆進距離剩余30m到達積水線時，必須通知地測部，現場核定鉆距。機電隊必須進一步檢查和完善排、放水等安全設施后，方可允許進行鉆進。在距透水位置10m時停止鉆進，匯報調度及總工程師。3、透水前必須由礦總工程師組織調度、技術部、安檢部、地測防治水部、通風區、機電部等部門管理人員到現場確認和安全檢查，做好放水前的14、各項準備工作后，由總工程師現場指揮，鉆進放水。透水后進行下桿，必須聽從專人指揮,依次下桿。若透孔后有大量有害氣體涌出，施工人員應立即撤至上風側，采取措施后再撤出鉆桿關閉水門。4、套管的最前一節的前端必須開出返漿孔。5、在施工過程中必須按規定及時準確丈量鉆具的長度，認真做好現場小班記錄，記錄要符合“及時、準確、完整、清晰”的要求。施工隊組必須指定專人記錄鉆孔進度,每班必須向調度，地測防治水部，安監部匯報。6、為確保施工人員的安全，孔口必須安裝防突水裝置，做到鉆孔突水時可以控制。7、施工過程中要認真執行鉆孔防斜措施。8、施工過程中若鉆孔突然發生突水，必須停止鉆進，嚴禁撤出鉆桿，及時撤離現場作業人員至安全地點后，立即向調度指揮中心匯報，并及時通知排水機電隊，啟動排水系統進行排水，并詳細記錄鉆孔的深度，出水層位置，測出水溫、水壓、水量等。并將詳細情況及時匯報地測防治水部。繼續閱讀