煤礦探放水設計及措施研究

摘要：為防止礦井采煤工作面順槽掘進過程中與小煤礦采空區掘透，威脅礦井安全，分別從鉆孔數量、鉆孔進尺、施工工期以及預算費用等方面，對設計進行了優化，增加了礦井直流電法超前探測技術，減少了鉆孔數量。實踐表明，優化后的設計方案操作性強，可靠性高，在施工中也未出現水災事故，有效地防治了礦井建設和生產中水災害問題； 同時也為其他存在水害隱患的礦井提供可借鑒的經驗。

關鍵詞：探放水；工程設計；措施

1.探放水施工設計要點

（1）掌握探放水工作地點周圍的地質及水文地質情況，如老空積水情況，水壓，積水量，該地區的正常涌水量，上、下層位有無采空區，能否與地表河流導通，放水后能否對建筑物產生影響，相鄰積水區的補給情況，斷層的導水性等。（2）正確計算巷道掘進方向、規格、保護形勢、鉆眼組數，每組個數、深度、方向、角度，施工次序，幫距與超前距。（3）明確探水作業與掘進施工的安全關系。（4）確定受該探水地點威脅地區的緊急信號聯絡和撤人路線。（5）強化探水巷道的專用電話、通風措施和專職瓦斯檢查工跟班制度。（6）確定防排水措施。清理水溝、清挖水倉，明確水泵及管路的具體參數，積水量大時要嚴格設計水閘門、水閘墻。（7）貫徹執行水情預警、避災撤退匯報制度和水害處理措施。（8）附上探放水地點老空區位置與鄰近補給水源關系平面圖，鉆孔布置圖、平剖面圖。

2.探放老空水原則

（1）積極探放。在受老空水威脅區域附近進行采掘作業時，必須將積水放出。（2）先隔離后探放。老空水與其他水源（如地表水、斷層水）水力聯系密切的，在放水過程中有大量補充水源，要先隔斷水源，減少其補給量或留設隔水煤柱。（3）先降壓后探放。對水壓較高、水量大的采空區，要布置有效的疏水降壓鉆孔，待水壓降到一定值后，再進行探放。

3 探放水前的安全注意事項

（1）檢查排水系統，清挖排水倉、水溝，并準備好排水管路；檢查排水泵及電動機的供電情況，保證其能夠正常運轉，達到設計的排水能力。（2）備齊堵水材料。在探水地點必須備用一定數量的水泥、閘閥、套管、坑木、麻袋、木塞、破布、黃泥、鋸等，以備來壓或出水時使用。（3）檢查瓦斯。探放水施工地點瓦斯濃度超過規定時，必須停止作業及時處理。（4）加強鉆場附近的巷道支護，并在工作面設置堅固的擋板和立柱。（5）檢查煤壁。煤壁有松軟、膨脹等現象時，要閉緊填實，最好打上木垛，防止水流沖垮煤壁。（6）檢查排水溝。及時清理探放水巷道疏排水溝中的雜物、淤煤。（7）若在水壓可能大于0.1MPa的地點探水，必須先固定套管，套管長度必須符合規定，套管口安裝閘閥。（8）鉆孔參數標定。探水工作施工前，必須由測量人員嚴格標定鉆孔的方位、傾角，保證鉆孔位置、深度符合設計要求。（9）若鉆孔內水壓預計大于1.5MPa時，探水鉆機必須使用防噴和反壓裝置，同時采取有效措施防止孔口和煤壁鼓出。（10）檢查退路是否安全。探水期間必須保證后路暢通，及時清理阻塞退路的雜物。（11）探放水地點應配備專用電話。（12）原則上“嚴禁在煤層中探放高壓水”，如果條件不允許，必須設置堅固的水閘墻，在墻外執行高壓水探放。（13）探水鉆孔孔徑不得大于75mm，兼作堵水或疏水用的鉆孔除外。

4.探水施工中的技術要求

（1）鉆進中做好巖芯的選取和輯錄工作；需要時可保留巖芯。（2）鉆進時準確識別巖、煤層厚度并記錄換層深度。通常每鉆進10m或替換鉆具時，量一次鉆桿并核對鉆孔深度。終孔前再核對一次，如果可以實現應進行孔斜測量。（3）鉆入時，發現片幫、煤巖松軟、來壓或者鉆孔中的水量、水壓突然增大以及有頂鉆等現象時，必須當即停鉆，記錄其孔深并一同將鉆桿穩固。要即刻向礦調度室報告，迅速采取措施，解決問題。（4）鉆進中察覺有害氣體噴出時，即刻停止鉆進、切斷電源，將人員撤離到有新風的地點。即刻匯報礦調度室，采用措施。（5）鉆孔內噴高壓水或者水壓過大時，采用防噴裝置、反壓鉆進，有制止煤（巖）壁和孔口管突然鼓出的措施：①背牢迎頭，在攔板外面加設支護，有必要時還要在頂、底板堅固的地點筑造防水墻，然后才能放水。②對于水壓>2MPa，中間要穿煤層的探斷層水鉆孔，在鉆穿含水層或者斷層之前，還要下第二層孔口管并超出煤層 1m 以上。（6）在進行施工中，遇到斷層、含水層、積水區和陷落柱之前，要停止鉆進，安裝好閘閥之后才能繼續鉆進。（7）遇到高壓水頂鉆時，可以使用逆止閥、立軸卡瓦替換把握鉆桿，使之緩緩地頂出孔口，操作時不準人員直對鉆桿站著。（8）交接班時不能停鉆。（9）探放斷層水的探孔終孔后，孔內有水要實行放水試驗。孔內無水時要選取一個孔實行壓水試驗，檢驗斷層隔水性能；壓力通常要略>斷層所能支承的靜水壓力。（10）探放水鉆孔，結束探測工作后務必全孔注漿閉塞，而且還要做好封孔記錄。

5.放水的技術要求

（1）鉆孔探到水后，要測水質、水量、水壓，估算積水量。根據礦的排水能力，控制放水孔的流量，而且要及時清理水溝、水倉。（2）鉆孔放水時，安排專職人員觀察鉆孔出水狀況，測定水壓、水量，并做記錄。如果水量忽然變動，當即刻匯報礦調度室，剖析起因，及時解決。（3）增強放水地點的通風，加倍有害氣體的觀測次數。（4）務必觀察放水的整個過程，放水完成過后，隨即計算預計積水量與放水量的偏差，調查清楚起因。

6.煤礦探放水相關措施

6.1通風措施和瓦斯檢查

為了保證安全施工，探水地點的風流中CH4達到1.0%時中止作業，等空氣質量檢查達標后再繼續工作。每班檢查瓦斯次數不少于2次。

6.2防排水設施

按照《煤礦防治水規定》第五十七條至第七十一條的規定設置。

6.3水情及避災聯系匯報制度和災害處理措施

（1）現場察覺水情的人員，當即刻撤離到安全地點并通告附近有關人員撤到安全地點，然后向礦調度室匯報有關突水地點及水情。（2）礦調度室接到水情報告后，當即刻啟動本礦水害應急預案，根據來水地點、方向、水量等因素，確定受威脅人員安全撤出的路線，告知井下受水患威脅的人員馬上升井，向值班人員和礦主要負責人匯報，并將水患情況通知周邊所有礦。（3）出現透水后，在可能的情況下立即觀察、剖析透水的地點、發生起因、水源、涌水量、破壞程度等情況，迅速撤離到透水地點以上的巷道，而不能進入透水點附近及其以下的巷道。（4）撤離中，靠近巷道一側，抓牢固定物體，要避開壓力水流和大頭，并注意避免被水中滾動的物體撞傷。

結語

本文依據國家煤礦設計規范的有關規定與參考資料，通過對探放水巷道設計，探放水鉆孔布置，探放水鉆孔孔口安全裝置，施工過程及預防措施的制定，深度地敘述了編制煤炭礦山巷道掘進探放水設計的內容，為煤礦巷道探放水設計提供參考。

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作者簡介：

關鑫鑫（1989-），男，漢族，山西省襄汾縣人，助理工程師職稱，探放水技術方面.endprint