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1306采空区积水探放设计
1304切眼探放1306采空区积水设计说明
一 目的依据
1304工作面上方为1306工作面采空区,该采空区内积存有大量老空积水,对即将施工的1304上顺槽掘进及1304工作面回采构成极大的威胁。为消除这一威胁,要求在掘进过程中采用探放水方法,超前探明掘进工作面前方的水情,并根据水量、水压大小有控制地将水放出,而后再进行采掘作业,以保证安全生产。
二 概况
(一)探放水工作面周围地质及水文地质情况概述
1 积水范围
1306工作面积水线至1306下顺槽范围内。
2 积水量
由上积水范围得出1306采空区积水量约为6700m3。具体积水量计算如下:
积水范围上为1306采空区积水线,下为1306下顺槽下帮,左为切眼下口至向上积水线段,右为1306工作面下顺槽最高点。范围平均煤厚3m,倾角8°,平面积4400m2。
积水计算公式:Q采= (m3);
式中Q采——采空区积水量;
K——采空区的充水系数,取值;——煤层倾角(°);
当K取最大值0.5时,将上述参数代入公式得: Q采=6700m3
3 水头高度
1306采空区积水上界高程为29.8,1304切眼钻场附近底板标高约为14.8m,水头高度为15m。
4 积水水源
积水水源为1306工作面采空区顶、底板砂岩水。
5 出水量及正常涌水量
1306采空区为一个密闭的空间,未向外排出;在1306工作面回采过程中,正常涌水量约2m3/h;空区充水为顶底板裂隙渗水。
6 水力联系
该采空区积水与其它灰岩含水层、地表水体、构造水无水力联系。
(二)探水巷道的开拓方向、施工次序、支护形式和规格
1304切眼的掘进方向为315o,该巷道采用12#梯型工钢棚支护,规格上宽2.4m,下宽3.7m,棚距0.4m。
(三)探放水方案、方法选择及依据
探放1306采空区积水采取在煤巷中施工探放水工程,即在1304切眼掘进40m时停止掘进,在1304切眼向外开设钻场,进行打钻探放水(具体位置见附图),该施工地点距采空区距离较远,有一定的水压,水头高度15m,水压值理论计算为0.15Mpa,水量大小有待进一步验证,需要采取一定的安全防护技术措施,该地点的探放水作业由探水队施工;当实施的探放水钻孔无流水现象时,方可允许掘进队掘进。
为了使排水不影响以后采面的正常推排,故决定将水排至1302工作面采空区,因此需掘进专门放水巷50m,其中过断层薄化带岩巷20m(因为此巷为放水用,岩巷断面可以适当减小,减少工程量),具体为沿切眼相反方向掘进50m,掘至空区。
三 工程布置
1 布置原则
探放水钻孔布置成组布设,钻孔以满足放水需要为准。
2 钻孔组数、个数、方位、角度、深度、工程量
1304切眼钻场共施工3个钻孔,1个测压孔,2个放水孔,1个检验孔。其中1号孔为测压孔,钻探方位315°,钻孔倾角沿煤层倾角为8°,巷顶向下1.4m开孔,孔深45m;2号孔为放水孔,钻探方位342°,钻孔倾角为5°,巷顶向下1.5m开孔,孔深52m;3号孔为检验孔,钻探方位320°,钻孔倾角为8°,巷顶向下2m开孔,孔深48m。(具体根据巷道掘进到钻场附近时,以测量数据确定精确参数)
四 施工技术要求
(一)施工顺序、方法
1304探放水钻孔按由高到低进行,先施工第一组钻孔,后施工第二组钻孔,钻场内先施工测压孔,后依次施工放水孔、检验孔。当放水孔无水外流且测压孔水压接近0时,方可打检验孔,以确保放水效果及施工安全。
(二)单孔设计
1 钻孔结构
1304施工探放水钻孔使用MK-3型钻机,自开孔向里10m段,钻头直径为108mm,10m至终孔段钻头直径为50mm,钻杆直径43mm。探放水时,需预先固结套管,套管口安装闸阀,套管长度10m。
2 孔口套管设计安装要求
在钻场处选择煤壁坚硬完整的位置开孔,开孔孔径为108mm,钻深10m,钻孔施工到位后将孔内冲洗干净;将孔口管插入孔内后,在孔口用水泥将孔口管固定并封死,在管的上方另留一个小管,而后从孔口管内向四周压入水泥浆,开始从小管跑出空气和水,待跑出浓水泥浆时即将小管封死,继续向孔口管内压入水泥浆,至一定压力后停止注浆,关闭孔口管上的闸阀,待泥浆凝固;水泥浆凝固后进行扫孔,待深度超过孔口管长度后,向孔内压水。如水压值达到预计放水水压的20倍,即超过3Mpa时,孔口管周围没有漏水现象,说明符合要求,否则仍需注浆加固。
3 方位、角度、深度
见上文及附图(掘到此以实际测量为准)。
4 质量要求
严格按照技术科设计方案实施,相关单位在探放水期间现场跟班,加强对施工现场指导、监督,并做好记录。
(三) 积水放净的标准
当放水钻孔无水外流且测压孔压力显示为0或接近为0后,补打1个检验钻孔,该检验钻孔无出水现象,方可确定放水结束。
五 放水安全技术保证措施
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