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单孔设计方案2
探放水工程单孔设计方案
一 掘进工作面水文地质条件
一、水文地质情况
我矿现开采4#煤层,掘进工作面为西采区4210皮带顺槽、4210回风顺槽、4210第二回风顺槽。位于矿井西采区北部,北为采区实体煤田(4210准备回采工作面),南接采区三条主要大巷(西采区轨道巷、西采区皮带巷、西采区回风巷),西至矿井实体煤田。东接4208采空区。
二、水害类型
在掘进区域内地质构造较为简单,总体呈简单单斜构造,区域内无较大断层,陷落柱等地质构造。本区域内无常年性河流通过,其次沟谷内平时干涸无水,只有雨季才有少量流水通过,但有矿界等和保安煤柱的存在以及防洪堤坝的拦堵,地表水一般不会补给井下。
三、积水量及水压预计
1、采空区积水量的估算
W——采空积水量
K——采空的充水系数,取0.2
a——采空走向长220m
m——采高 m,取1.8m
H——采空区空高垂高3.6m,
α——煤层倾角(4°)
2、钻孔出水口压力计算
P1=P2=ρgh=1.0×103×9.8×3.6=0.0353MP
P—— 钻孔出水口水压(Pa)
ρ—— 密度,取1.0g/m3
g—— 重力加速度9.8N/m
h—— 钻孔出水口与采空区积水最高水位的标高差(m),取3.6m
二 探放水巷道的开拓方向、施工次序、
规格和支护方式
一、巷道的规格
4210皮带顺槽掘进工作面长度为1360m,开拓方位角为0°,与采空区之间保安煤柱宽为30m。巷道设计净宽为4.5m,巷道净高3.0m,巷道断面积为13.5m2。巷道沿煤层底板掘进,南北倾向为2°-7°平均为4°。
4210回风与第二回风顺槽采用双巷掘进,长度均为1360m,开拓方位角0°,两巷道之间保安煤柱宽为25m。巷道设计净宽为4.5m,巷道净高3.0m,巷道断面积为13.5m2。巷道沿煤层底板掘进,南北倾向为2°-7°平均为4°。
二、巷道支护方式
根据钻孔的资料分析和以往回采巷道的矿压观察数据及支护经验,初步确定采用锚杆+钢带+菱形网+锚索联合支护。
三、施工次序
我们将采用边掘边探的方式,探水与掘进循环作业,即探水—掘进—探水,探水距离70m,允许掘进距离40m,超前距30m。
三 探放水钻孔的参数及施工技术要求
和超前距、帮距的确定
探水钻孔布置的规定
探放老空水钻孔,应按巷道的设计方向在其水平面和竖直面内呈扇形布置;钻孔应成组布设,其孔数视超前距和帮距而定。
1 竖直扇形面内钻孔间的终孔垂距不得超过1.5m。
2 水平扇形面内各组钻孔间的终孔水平距离不得大于3m。
3 探水钻孔的最小超前距或帮距一般不得小于10~30m。
4 一般倾斜煤层平巷的探放水孔,应呈半扇面形布置在巷道正前和上帮。
5 倾斜煤层上山巷道探放水孔,呈扇面形布置在巷道的前方。
6. 探放断层水及底板岩溶水的钻孔,必须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。
7. 探放水钻孔除兼做堵水或疏水用外,终孔孔径一般不得大于75mm。
8. 巷道接近可能导水的老钻孔探水线时,应向老钻孔布设扇形探水钻孔。
9. 对水压大于1MPa的断层水、陷落柱水或强含水层水,不宜沿煤层布置探放水钻孔。必要时按《煤矿防治水工作条例》第17条五、六两款的规定执行。
钻孔的布置与钻探方法
掘进工作面采用水平扇形布置钻孔,工作面共布置13个钻孔。钻探统一采用ZDY1200S(MK-4)型煤矿用全液压钻机人工操作进行钻探。
附单孔参数表
孔深
(m) 孔径
(m) 方位角
(°ˊ) 竖直角
(°ˊ) 距帮位置
(m) 距底位置
(m) 70 0.75 270 0 3 2.25(2.25) 1.2(1.8)
探水距与超前距的确定
探水与掘进循环作业,探水作业超前与掘进作业,即探水——掘进——探水,探水循环进度70m,超前距为30m帮距为20m,允许掘进距离40m,依此交替作业。
四 探放水钻孔孔口安全装置及耐压要求
一、钻孔出水口压力计算
P1=P2=ρgh=1.0×103×9.8×3.6=0.0353MP
P—— 钻孔出水口水压(Pa)
ρ—— 密度,取1.0g/m3
g—— 重力加速度9.8N/m
h—— 钻孔出水口与采空区积水最高水位的标高差(m),取3.6m
二、孔口安全装置的耐压要求
F1=F2=PS=3.53×104×3.6×10-3=127.08N=12.9千克力
通过计算可知:
若上述采空均为积水时,放水管的最小紧固力为12.9千克力。为确保安全,我们按采空区全积水考虑加固封孔管和孔管铁卡加固力。故探放水套管用φ25×3.0的无缝管深入煤壁不小于5m,在套管与孔壁之间用C30沙浆进行充填封固。
五 探放水钻孔孔口安全装置
一、孔口套管的安装
孔口套的安装必须固定在岩石坚硬完整的顶板内,安装前首先用大口径钻头开孔至一
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