60101採煤工作面上方2號含水異常區疏放水措施

2021-08-17 09:50:14 字數 4258 閱讀 2871

一、概況

60101採煤工作面位於601採區西部,走向方位角346°,煤層傾角0~3°,平均煤厚1.4公尺。該工作面上方為4、5號採空區。

地面相對位置為大七公路西側,多為黃土頂樑和溝谷,高程在975~1047m之間,無地表水體和河流。原4號煤除村莊煤柱外已基本採空,根據中煤科工集團西安研究院100101工作面頂板及切眼北含(積)水井下瞬變電磁探測成果報告分析2號異常區亦主要發育在頂板中上段,異常主要發育在頂板50--100公尺層段,結合實際情況分析異常區附近有4號煤採空區出現,推測該異常區受4號煤採空區影響,4號煤附近層段相對破碎並富水。為確保60101工作面的安全施工,堅持「有疑必探,先探後掘」的原則,必須提前對60101工作面上方含水異常區進行探放水。

2、地質條件

1、鑽孔位置及環境:鑽孔位於60101運輸順槽,鑽孔頂板標高:-243.

0m。該處巷道高度2.6m,寬度3.

5m,巷道支護方式為:錨網索加梯形鋼帶支護,支護狀況完好。

2、地層:本區屬華北型石炭二迭系煤田,區內地層由新到老有:第四系(q)、上第三系(n)二疊系(p)、石炭系(c)和奧陶系(o)。

其中石炭系上統太原組6號煤以上殘留厚度11.91-18.60m,平均殘厚15.

26m,由灰黑色泥岩、砂質泥岩、灰色細砂岩、青灰色石灰岩等組成;二疊系下統山西組4號煤以下殘留厚度15.34m-24.05m,平均19.

70m,由灰色泥岩和5號煤等組成。本孔施工地點位於6號煤層層位,開孔層位為6號煤層頂板泥岩。鑽進至4號煤層底板灰黑色砂岩互層。

進入異常區,將異常區積水排出即達到施工目的。本孔揭露層位為6、 4煤之間的地層, 平均厚度約34.96m。

三、疏放方法

經比較,決定採用井下鑽孔探放,自60101倆個順槽向2號異常區下部個施工4個鑽場, 利用上方水的壓力通過管道將水排入60101運輸順槽,然後通過巷道自流到**水倉。

四、鑽孔設計及技術要求

1、運輸順槽

第一鑽場:鑽機窩設6#點前13.7m處,開孔標高860公尺。

1#孔方位166°,仰角30°,孔深30公尺;

2#孔方位346°,仰角15°,孔深60公尺;

3#孔方位76°,仰角35°,孔深75公尺。

4#孔方位256°,仰角35°,孔深75公尺。

第二鑽場:鑽機窩設8#點後10.7m處

1#孔方位166°,仰角40°,孔深40公尺;

2#孔方位346°,仰角20°,孔深60公尺;

3#孔方位76°,仰角35°,孔深75公尺。

4#孔方位256°,仰角35°,孔深75公尺。

第三鑽場:距第二鑽場150m

1#孔方位166°,仰角30°,孔深50公尺;

2#孔方位346°,仰角15°,孔深80公尺;

3#孔方位76°,仰角35°,孔深75公尺。

4#孔方位256°,仰角35°,孔深75公尺。

第四鑽場:距第三鑽場140m

1#孔方位166°,仰角25°,孔深50公尺;

2#孔方位346°,仰角25°,孔深40公尺;

3#孔方位76°,仰角35°,孔深75公尺。

4#孔方位256°,仰角35°,孔深75公尺。

2、回風順槽

第一鑽場:7點後4m

1#孔方位346°,仰角35°,孔深80公尺;

2#孔方位346°,仰角20°,孔深70公尺;

3#孔方位76°,仰角35°,孔深75公尺。

4#孔方位256°,仰角35°,孔深75公尺。

第二鑽場:距第一鑽場 120m

1#孔方位166°,仰角15°,孔深50公尺;

2#孔方位346°,仰角25°,孔深30公尺;

3#孔方位76°,仰角35°,孔深75公尺。

4#孔方位256°,仰角35°,孔深75公尺。

第三鑽場:距第二鑽場100m

1#孔方位166°,仰角25°,孔深85公尺;

2#孔方位346°,仰角20°,孔深80公尺;

3#孔方位76°,仰角35°,孔深75公尺。

4#孔方位256°,仰角35°,孔深75公尺。

第四鑽場: 距第三鑽場100m

1#孔方位166°,仰角30°,孔深80公尺;

2#孔方位346°,仰角35°,孔深85公尺;

3#孔方位76°,仰角35°,孔深75公尺。

4#孔方位256°,仰角35°,孔深75公尺。

四、鑽探施工方案

由探水隊施工,礦水害防治中心負責,礦各相關部門配合,先施工60101運輸順槽鑽孔,根據設計順序依次施工。技術人員測量放水量,嚴格檢查放水效果,確保積水疏放乾淨。

五、施工組織設計

1、裝置和迴圈系統

(1)裝置

鑽機:zlj-650型鑽機;

試壓幫浦:nbb250/50泥漿幫浦,作為注漿及試壓裝置。

(2)其它材料:規格φ108mm、厚壁4.5mm的地質鋼管(最上一節焊接相應法蘭盤)備足三孔使用,φ108mm閘閥(耐壓力>2.5mpa)3個。

(3)迴圈系統

用防塵管路通過鑽機立軸直接沖洗鑽孔,利用礦井下供排水系統,保證巖粉排出。

2、施工設計

(1)鑽機窩施工

鑽機窩利用現有巷道,支護完好,無空頂、無懸矸、無離合頂,施工點裡外各10m範圍內無雜物,底板平整,無浮矸。要求鑽機窩高度不低於3.5m。

(2)鑽孔結構

φ159mm孔徑12m,下入φ127mm孔口管5m,φ89mm孔徑至終孔。

(3)孔口管固管

將套管下入孔內規定的深度,將配製好的水泥漿(水泥用425#,水泥:水=2∶1)通過注漿幫浦注入孔內,凝固後掃孔至孔底,用泥漿幫浦向孔內壓水,做耐壓實驗,待壓力達到2mpa時,調整幫浦量,保持壓力15min,若孔口管無鬆動、管外無返水,則孔口管固管成功。

3、施工工藝

(1)鑽孔測放

由礦技術人員按設計測放鑽孔方位及仰角,施工方嚴格按礦技術員測放鑽孔引數施工。

(2)用φ108mm鑽頭鑽進5m,用φ159mm鑽頭擴孔至5m,下入φ127mm孔口管不少於3m(第一節上部焊接相應的法蘭盤),用泥漿幫浦將配製好的濃水泥漿(水泥標號425#,水泥:水=2∶1)壓入孔內,至管外返漿為止。待固管水泥凝固48小時後,用φ89mm鑽頭掃孔至套管項頭以上0.

3m,用注漿幫浦向孔內壓水,做耐壓實驗,待壓力達到2mpa時,調整幫浦量,保持壓力5min,若孔口管無鬆動、管外無返水,則孔口管固管成功;若孔口管鬆動或管外返水,則應繼續注漿,掃孔後重新固管,直至固管成功;重新注漿固管不成功時,起出孔口管,若孔口管無法起出,則封孔後重新開孔。

(3)固管成功後用φ89mm鑽頭無芯鑽進至2號異常區,孔內出水後即終孔。

(4)終孔後採取防噴反壓措施,安全抽出鑽具,並關閉孔口閘閥,將鑽孔移交礦方。

6、安全技術措施

1、嚴格按技術要求施工,施工地點建立掛牌制度。

2、檢查安全退路 。即避災路線內不許有煤車、木料、雜物等阻塞,要時刻保證暢通無阻。打鑽地點或附近必須安設專用**。

3、組織培訓有關探放水人員學習了解探水鑽機的使用操作說明,操作人員要勤保養鑽機,學習本工作面作業規程及探放水安全技術措施的規定。

4、注意檢查觀測安鑽場地周圍出水徵兆,頂板、巷道支護和通風情況,安全情況好,方可安裝鑽機。

5、安裝探水鑽機必須平穩牢固,按規定打牢立柱和欄板。開機前要檢查鑽機是否平穩牢固,各部緊韌體有無鬆動情況。檢查抱閘的鬆緊程度是否合適,送水器轉動是否靈活,輸水膠管是否固定,以防止轉動。

6、安裝安全套管。在孔口設定安全閥門,控制水量,防止鑽眼被水沖刷擴大,並測定水頭壓力,鑽機進仰角超過25°時,不准在套管下方操作,以免套管滑落傷人。對水壓高於1.

0mpa且水量較大時,孔口應安設防噴逆止閥,以避免高壓水頂出鑽桿、噴出碎石傷人。

7、採用錨索錨桿將托板安裝在孔口煤壁上,必須安裝牢固,以避免高壓水頂出鑽桿、噴出碎石傷人。

8、 須有瓦斯檢查員檢查空氣成份,如果瓦斯或其他有害氣體濃度超過《煤礦安全規程》規定時,必須立即停止鑽進,切斷電源,撤出人員並上報排程室及時處理。等瓦斯員檢查安全後,才能進行作業。

9、撤鑽時要準備好木塞、麻袋等物,加固行道支護,疏通

清理好水溝、水倉,不能使水積聚,並通知水幫浦房作好抽水準備。

10、放水時要專人監測出水變化情況,記錄放水量,發現異常及時處理,不能隨便拔出鑽桿。

11、放水時若遇鑽孔不出水或水流大小不勻時,要小心謹慎

地用鑽桿通透堵眼雜物。

12、老空水放出後需打檢查孔,觀測無疑後方可作業。

13、放水工作避免在雨季進行。

六、避災路線

60101順槽工作面—6#運輸下山—主斜井—地面

附: 1、9219順槽工作面探放水鑽孔布置示意圖。

2、9219順槽頂板8#煤層老空積水的探放水剖面圖

3、避災路線圖

4、孔口管安裝示意圖

5、井下探放水孔口管安裝示意圖

6、鑽孔托板平面示意圖

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