1201风巷探水安全措施.doc

渑池县九六八煤矿 1201风巷探水设计及安全措施 编 制： 九六八煤矿地测科 二〇一二年十一月六日 风巷探水设计和安全措施 一、水文地质概况 九六八矿井田内无常年性地表积水，地势北高南低，自然坡度5～8o，对降水排泄十分有利。第四系黄土层覆盖，平均厚度110m。下覆第三系粘土砾石层不整合于二叠系之上。 本矿开采二1煤层，1201风巷位于运输大巷北部，布置在煤层中掘进。煤层厚度约0.8-2.3m，煤层倾角正负5度，为粉状焦煤，无发火倾向。顶板由中、粗粒砂岩组成，岩石较完整，裂隙不发育。含水性弱，导水性差。以上至砂锅窑砂岩间的泥岩、砂质泥岩、粉砂岩组成。层位稳定，一般可阻止山西组砂岩含水层与其以上砂岩含水层发生水力联系。在二1煤层的南部、西部以及东部均无老空区存在，只在井田北部存在原九六八矿的少量老空区对矿井安全有影响，但已采取探放水措施。 二1煤层底板向下由泥岩、砂质泥岩与细粒砂岩组成，厚20m左右，具一定隔水性，正常情况下可以阻止山西组砂岩含水层与太原组灰岩含水层发生水力联系。石炭系太原组上段灰岩含水层由L6～L8灰岩组成，以L6、L7为主，厚4.50m，最大降深41.54m，涌水量0．5L/s，单位涌水量O.012L／s·m，渗透系数O.0902m／d。本层岩溶裂隙发育较差，含水性及导水性极不均匀。属岩溶裂隙承压水，为二1煤层底板直接充水含水层。下段由L1～L4灰岩组成，厚7.50m，岩溶裂隙不发育，含水性较弱，为极不均匀的岩溶裂隙承压水。向下本溪组隔水层由铝质岩与铝质泥岩组成，厚约9.50m。隔水性能好，一般情况下，能阻隔奥陶系与太原组含水层发生水力联系。但在该层薄弱地带或遇构造破坏将失去隔水作用。 风巷无空区存在，为防止构造水害，确保矿井安全生产，按照“预测预报，有疑必探、先探后掘、先治后采”的探放水原则，依据防水办意见对风巷进行探放水工作。 根据水文地质资料和现场涌水方式和涌水量测定，矿区所采二1煤层是以顶板孔隙裂隙水充水为主的矿床，水源为顶板孔隙裂隙充水，单位涌水量预计小于10m3/h。水文地质条件属于简单类型。 为确保巷道掘进期间的安全，避免突水事故的发生，根据《煤矿防治水规定》和《煤矿安全规程》有关规定，决定在该巷施工期间坚持“先探后掘，长探长掘”的探水实施办法。为此特编制风巷探水设计和安全技术措施。 二、探放水设计： 设计基本条件 ： 巷道围岩岩性f=2-4 最大水压：0.5Mp 打钻采用ZDY-400型探水钻，带动Φ50mm钻杆进行钻进，钻头采用Φ63 mm合金钻头。 设计在现掘进头为探水工作面，在工作面迎头设计五个探水孔，孔号1﹟，2﹟和3﹟、4﹟、5﹟。 以上五个探水孔均以掘进头为钻场实施探水作业。 2、为确保钻孔效果，钻孔设计如下： 1、2、3号孔开孔位置：巷道底板上0.5米处； 1号孔，钻进方位角：巷道前进方向 钻进倾角：-3 o 钻进距离：70m 2号孔，钻进方位角：巷道前进方向减2 o 钻进倾角：-5 o 钻进距离：71m 3号孔，钻进方位角：巷道前进方向加2 o 钻进倾角：-5 o 钻进距离：71m: 5、4号孔开孔位置：巷道底板上1米处： 4号孔，钻进方位角：巷道前进方向加15 o 钻进倾角：-1 o 钻进距离：73m 3号孔，钻进方位角：巷道前进方向减15 o 钻进倾角：-1 o 钻进距离：73m 终孔位置： 煤层顶板岩层。 钻孔参数见下表： 孔号 方位 仰角 孔深m 1﹟ 巷道前进方向 -3o 70m 2﹟ 巷道前进方向加2 o -5o 71m 3﹟ 巷道前进方向减2 o -5o 71m 4﹟ 巷道前进方向加15 o -1o 73m 5﹟ 巷道前进方向减15 o -1o 73m 三、探水钻孔施工程序 1、钻机安装： 钻机运到位后，按预打设计钻孔方位和倾角，安装并稳好钻机。以保证钻机不晃动，并能提供足够的水平反力以抵挡孔内水压。然后，将钻机、注浆泵接上电源，试运转，保证设备运转正常。 2、开孔： 开孔前重新标定钻机钻杆方位和倾角，然后用φ50mm钻杆接φ63mm钻头开孔。 每次钻探在钻进至孔深6m时停钻，准备下套管。 3、扩孔固套管： 用φ113mm锯齿钻头对φ63mm钻孔进行扩孔，将φ75mm长6m的套管边回转边下入孔内。 在φ75mm套管外口周围缠上干海带封闭孔口，管口接上注浆泵，用注浆泵将水泥浆从套管内压入，当水泥浆由套管外环间隙返浆到孔口时，停止注浆，用碎布捣实，拆掉注浆管。停1小时后再注一次，直至套管外环间隙无浆液为止。 固管水泥养护24小时后，用φ63mm钻头将套管内水泥柱扫透。 4、试压： 套管外口接测压装置，启动高压泵，调节高压水管进水量，直到套管内水压上升到0.75Mp停止。