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12020上下付巷及切巷掘進工作面探放水設計
及安全技術措施
工程名稱： 12020上下付巷及切巷
施工單位： 探水隊
負責人： ***
編制人： ***
編制日期： 2023年3月29日
12020工作面上下副巷及切巷
一、概況
1、工作面概況
12020工作面裡段位於我礦井田+87m水平西翼一側，該工作面東側為12020工作面採空區，南部（上部）為本礦上水平工作面採空區，西部、北部（下部）為原始煤層。開採煤層為五3煤，12020工作面（裡段）走向長760公尺，傾向長150公尺，煤層傾角25-30度,煤層厚度0.6—0.
9m,平均厚0.69m，工作面地質儲量11.7萬噸。
12020上下付巷沿煤層走向掘進。
2、地質情況
12020工作面上付巷掘進515公尺，下付巷掘進650公尺時揭露新f7斷層，走向155°，傾向65°，傾角48°，延伸長度約350m，落差0-30m；該工作面上部最高海拔標高為+660公尺，最低海拔標高為+590公尺，相對高差70公尺，地面處在伏牛山的頂部，地表荒蕪，無居民及建築物存在。
3、水文地質情況
①大氣降水、地表水及新近系潛水
本區為低山丘陵地形，地面坡度較大，沖溝發育，大氣降水逕流排洩條件好，因而無常年性地表水體。區內新近系地層呈零星發育，以坡積、洪積及沖積於溝谷、坡腳處，厚度較小，岩性複雜，含富水性差。加之上部上石盒子組隔水層較厚，故此大氣降水、地表水及新近系潛水對五3煤開採無影響。
僅在井筒揭穿層段有少量淋漓水現象。
②五3煤層頂板砂岩裂隙承壓水
五3煤層頂板砂岩裂隙含水層，係指煤層之上60m範圍內所含砂岩裂隙含水層，岩性為中粒砂岩，一般發育2～5層，累計厚度約0～30m，一般20m左右，岩性完整緻密，裂隙不發育，且部分被方解石脈所充填。生產開採過程中該含水層裂隙承壓水將首先充入礦坑，是礦坑湧水的主要充水水源之一。由於該含水層單層厚度較薄，裂隙不甚發育，且補給條件差，裂隙水儲存量有限，導、富水性弱，生產中易於疏排。
③五3煤層底板砂岩裂隙承壓水
主要由1～2層中粒岩屑砂岩組成，厚2.39～11.09m，平均5.
70m，泥質膠結，區域性含泥礫及石英細礫。砂岩緻密堅硬，裂隙不發育，含富水性弱。為五3煤層底板直接充水含水層，該含水層厚度較小，裂隙不甚發育，且極不均一。
因本區屬大陸性半乾燥氣候區，年降水多集中於7～9月份，其水源補給時間短，加之含水層被新近系地層覆蓋，補給量不足，故而其富水性相對較弱，一般情況下對開採五3煤層影響不大，以往開採生產過程中也未發生過充水現象。
④斷裂構造對礦床充水的影響
本區發育的主要斷裂構造位於礦區淺部的新f7。
一般情況下，斷裂構造在形成過程中，由於受應力牽引、拖拉作用而在斷裂帶兩側形成較密集的羽狀斷裂，破壞了地層的連續性，使多個含水層間產生不同程度的水力聯絡。同時，斷裂破碎帶為地下水的運移、富集提供了通道和空間場所。在開採過程中，要加強新f7斷層附近湧水點的湧水量觀測。
⑤老窯老空水
礦區淺部為五3煤層採空區，推測會積存有老空老塘水，似一「地下水庫」，其淺部採空區最低標高約+100m左右，是威脅礦井後期生產的潛在危險因素，生產中，對12020上下付巷要先堅持直流電法儀超前探，發現有異常時，再進行鑽探驗證，並保留至少30公尺超前距。同時，在老窯老空相應的地表塌陷區應做好防洪排澇工作。
⑥鑽孔對礦床充水的影響
工作面附近無鑽孔，掘進時不會受到鑽孔水的影響。
4、周邊採掘情況
本工作面南部為已回採完的上水平採區，西翼為正在開採二1煤層的新豐煤礦。
二、設計目的
1、探查前方地質構造，消除水害對採掘工程施工的威脅。
2、對物探低阻區鑽探驗證，或對導水斷層進行探查，消除突水危險。
三、設計依據
1、水源性質：預計水源主要為煤層頂、底板砂岩裂隙水。
2、礦井配備一台zby3/7.0-11型注漿幫浦，兩台zdy-550s探放水鑽機，配合φ75mm和φ113mm硬質合金刮削型鑽頭（各不少於2個），φ50mm鑽桿，鑽桿每節長0.8m，鑽桿數量200根，全部使用水力排粉，鑽孔均採用無芯鑽進。
四、探放水鑽孔的設計引數
1、探水起點的確定：
12020上，下付巷鑽場位置布置在開口向西1170m方向，鑽場支護方式採用2.5m×2.5m工字鋼對棚進行支護，棚距為500mm，斷面為梯形，淨斷面6.
0㎡掘進斷面8.0㎡，對迎頭和巷道「丁字口」「十字口」處10m範圍內巷道連鎖加固。
2、超前距離、幫距的確定：
12020上、下付巷探放水時，確保鑽孔終孔位置距巷幫距離不小於20m，超前距離保持不少於30m。
3、允許掘進距離：
經每回次探放水證實無水害威脅，經我礦地測防治水科、通風安全科、生產技術科聯合驗收合格下發允許掘進通知單後，方可在允許的安全距離內掘進，在掘進過程中始終保持30m的超前距離，嚴格按照《探放水設計及安全技術措施》的規定操作。
4、套管規格及固定方式：
鑽孔開孔孔徑為φ113mm，鑽進10.5後下設套管為φ108mm的無縫鋼管10m，每節套管長度2m，使用內絲外絲連線，絲扣長度為100mm。外端焊法蘭盤和閥門連線。
安裝孔口管長度為10公尺，孔口管管外端有焊接牢固的耳把與立柱支護**牢固，同時用戧柱頂牢，並採用繃帶、麻纖包裹孔口管以增大摩擦力，防止套管鼓出。再用φ75mm鑽頭進行深孔鑽進。
5、鑽孔設計具體引數：
（1）12020上下副巷及切巷鑽場探放水計畫各施工3個鑽孔，分別為1＃、2＃、3＃，均採用無芯鑽進。
（2）12020上、下付巷及切巷探放水鑽孔均在五3煤層所在的巷道中施工，其施工順序按鑽孔標號順序施工，12020上、下付巷1#、3#鑽孔終孔位置分別位於五3煤層的頂、底板，2#鑽孔位於巷道中心線上，各個鑽孔之間間距為500mm。
（3）12020切巷1#、3#鑽孔終孔位置均位於五3煤層巷道兩幫底板，2#鑽孔終孔位置位於巷道中心線上，各個鑽孔之間間距為500mm。
（4）12020上、下付巷及切巷探放水鑽孔引數，如下表所示：
12020上副巷鑽場掘進探水鑽孔設計引數如表
12020下副巷鑽場掘進探水鑽孔設計引數如表
12020切巷掘進探水鑽孔設計引數如表
6、排水系統
12020上付巷在施工時，工作面鋪設鐵質水槽（寬300mm,高200mm），水流由工作面經12020裡切巷後進入12020下付巷，再由12020下付巷流至+87m水平水倉, +87m水平幫浦房安裝三颱md85—45×7型水幫浦，配套電機132kw，接有φ159×6mm排水管,排入+320m水平水倉, +320m水平幫浦房安裝三颱md46—30×9型水幫浦，配套電機55kw，接有φ108×4mm排水管將水排至地面。
12020下付巷在施工時，工作面鋪設鐵質水槽，水流經12020下付巷流至+87m水平水倉後經幫浦房排水管排至地面。
8、探放水效果確認方法標準：
鑽孔按設計要求打到煤層頂底板時，解除前、上方水害威脅。探放水單孔驗收有地測組織機電、安全、生產、排程各科室相關人員參加，做到有驗收，有記錄；實行誰驗收，誰簽字，誰負責。
9、探放水設計附圖
1、探放水鑽孔布置平面圖，比例1：1000；
2、鑽孔布置剖面圖，比例1：500；
3、單孔結構圖，比例1：500；
4、鑽孔布置斷面圖，比例示意
5、迎頭篦子打設斷面圖比例示意
6、單孔地質柱狀圖比例1:500
五、安全技術措施
（一）安裝鑽機探放水前的準備工作:對鑽探巷道迎頭後10m範圍內要進行連鎖加固，巷道兩幫打一梁三柱台棚及頂樑使用鐵拉板加固，聯巷交叉口鐵拉板加固長度不少於10m，腿與退之間梁與梁之間用撐桿打牢頂實，迎頭打好堅固的間距50cm的4根立柱，立柱埋深30cm，頂部超出棚梁30cm-50cm，迎頭並打4根橫樑，間距為50cm，橫樑深入兩幫煤壁30-50cm，立柱與橫樑十字交叉處使用8#鐵絲捆紮結實，篦子使用10mm厚的木背板搭接閉嚴，並且木背板與立柱橫樑用鐵絲連線，採用11#礦工鋼並緊貼棚子，間隙不大於50mm。鑽孔方位及坡度由地測防治水科測量人員用經緯儀和坡度規標定，不經過技術人員同意不得擅自改動鑽孔引數，施工時方位角誤差不得超過±1°。
（二）、探放水期間材料準備
由施工隊在探放水前在鑽場附近合適位置，備足探水鑽桿100根，鑽頭2個，45根2m長的套管，5個法蘭盤和5個配套的閘閥，做到有備有用，備足海帶和棉紗，備足必須用的工具。探水地點由施工隊負責在打鑽地點配備兩台滅火器和不少於50kg黃土。
（三）探放水前準備工作
1、鑽機在裝卸、運輸過程中必有有專人負責，做到保證人員和保護好鑽機不受損壞。鑽機安裝時底部用道木墊實，再將鑽機支撐架站穩站牢，保證鑽機架牢固可靠，固定好鑽機後，仔細檢查鑽機各部件安裝是否正解，並用手轉動其各有關部件是否靈活，如有問題應及時解決，由施工隊負責。
2、通風安全科負責鋪設風、水管路至迎頭5m處，探放水期間保持正常通風排水，並懸掛瓦斯和一氧化碳探頭至正確位置。
3、由除錯室負責在打鑽地點10m範圍內安裝一部通訊**（12020上付巷8071，12020下付巷8081）並安排專人管理，隨時保持井上下聯絡。
4、機電科負責安排鋪設排水系統，指定專人檢查排水裝置，並正常檢查和維護，確保系統執行可靠。
5、12020下付巷探放水期間巷道內無雜物，淨高達到2m以上。
（四）探水施工中的技術要求
1、鑽進時應準確判別煤、岩層厚度並記錄換層深度。（一般要求：每鑽進10m或更換鑽具時，測量一次鑽桿並核實孔深。
終孔前再複核一次，如有可能應進行孔斜測量。在鑽進中，一旦發現「見軟」「見空」「見水」和變層，要立即停鑽，丈量殘尺並記錄其深度。）
2、鑽進時，發現煤巖鬆軟、片幫、來壓或孔中的水壓、水量突然增大，以及有頂鑽現象時，必須立即停鑽，記錄其孔深並同時將鑽桿固定，但不得取出鑽桿。要立即向礦排程室匯報，及時採取措施進行處理。
3、鑽進中發現有害氣體噴出時，應立即停止鑽進、切斷電源，將人員撤到有新鮮風流的地點並及時向礦排程室匯報。
4、鑽孔內水壓過大或噴高壓水時，應採用反壓和防噴裝置的方法鑽進，並對孔口管和迎頭篦子進行加固防止孔口管和煤（巖）壁突然鼓出的措施。
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