王村煤礦14503工作面疏放頂板水設計

陜西陜煤澄合礦業有限公司王村煤礦

14503工作面疏放頂板砂巖水鉆孔設計

澄合礦業王村煤礦

二〇一二年一月

審    批

編 制 人: 華照來

科    長: 丁天瑞

生 產 科：李現民

通 風 區：李新文

機 電 科：馬慶

安 監 科：郭林生

采掘副總：張英旭     

總    工:吳新選  

14503工作面疏放頂板砂巖水鉆孔設計

一、概述

14503工作面位于四采區東翼上部，工作面順槽長度10795米，切眼寬度140米，工作面東部受控于北北東走向的單斜構造，其西部由軸向正北的傾伏向斜構造控制。工作面的高程范圍在+398～352米之間，運輸巷的高程總體低于軌道巷，工作面的最低點位于運輸巷的Y10點，高程為+350米，距離工作面切眼430米。5#煤層上部有三層砂巖含水層K4、 k中、k5砂巖水，對照各含水層的底板等高線及地面瞬變電磁勘探成果，K4、K中、K5砂巖水在工作面東部比較集中，賦水性相對較強。在掘進過程中的兩順槽及切眼有頂板裂隙水沿頂部錨索流出，涌水量最大為10m³/h。該工作面為四采區首采面，且位于易于積水的向斜構造控制區域，開采高程最低又值+352米左右，如不進行超前疏放，在初采中，頂板砂巖水會沿冒落帶及導水裂隙導入工作面，給工作面安全回采帶來一定的危害。

為確保14503工作面的安全回采，決定在14503運輸巷開展疏放頂板砂巖水的工作。

二、鉆孔設計依據

根據對14503工作面運輸巷揭露的地質情況、周圍鉆孔資料以及物探解釋的賦水異常區域的分析，決定在14503工作面東部運輸巷布設兩個鉆場，從不同方位和角度進行鉆孔布置，設計終孔位置在含水層向斜軸部，進入K中含水層5 -10米范圍內。

三、鉆孔布置方法和原則

1、鉆場及鉆孔布置原則

根據上覆K中含水層的賦水情況和其層位的褶皺構造的起伏形態進行鉆場布置，每一鉆場布置在巷道煤壁一側，鉆場硐室4m×4m×3m（長×寬×高）。運輸巷初步擬定布置2個鉆場，第一鉆場布置在Y6導線點西14m處，在南幫施工鉆場硐室（主要疏放初采期間的頂板水）；第二個鉆場布置在Y9導線點西18m處，在北幫施工鉆場硐室（主要疏放工作面中東部區域的頂板水）。根據工作面中東部頂板水疏放情況，決定工作面西部的疏放工程。

鉆孔終孔層位位于K中砂巖含水層底板向上5~10米范圍內，其中1至3號鉆孔沿切眼向西20米處平行切眼布置，各鉆孔之間水平間距30米；4至6號鉆孔垂直K中底板等高線（導線點Y10處）向斜軸部進行布置，各鉆孔之間水平間距30米。

各鉆孔具體施工參數見下表。

2、鉆孔位置

14503工作面的鉆孔設計均布置在運輸順槽內，具體位置如下：

（1）、1#、2#、3#鉆孔設計在Y6導線點西14m處的南幫1號鉆場硐室內；

（2）、4#、5#、6#鉆孔設計在Y9導線點西18m處的南幫2號鉆場硐室內;

3、鉆孔參數

4、放水鉆孔孔口安全裝置及施工順序

14503運輸巷鉆場空間施工好后，立即對場地進行平整，在合適位置架設穩固鉆機，敷設反壓裝置。按照鉆孔設計方位和角度，依次性對設計鉆孔，分別利用φ94mm的鉆頭進行開孔，鉆進至1.7m時，退出鉆頭，將裝有高壓閘閥、測壓三通的φ76×3.5×2000mm的套管放置在鉆孔內，孔口以外留設套管500mm，在管口向里500mm處，利用厚度10mm、寬度80 mm、長度300 mm的鋼板呈半環形焊接在套管上，另一端鋼板打孔，用錨桿將套管固定。套管按要求放入后，用瑞米注漿材料進行固管，而后進行固管耐壓試驗，關閉孔口閘閥，利用注水泵或施工高壓水將清水從泄水測壓三通壓入管內，保持1.0Mpa的靜水壓力，30分鐘后無變化（若管內靜水壓力減小，重新進行封閉），利用φ60mm的鉆頭進行鉆進，鉆進到設計位置后，退出鉆具后關閉高壓閥門。

四、鉆探設備的選擇及主要性能參數

1、鉆探設備

鉆機型號：ZDY650全液壓鉆機

鉆桿：Φ50  L＝1.5m（平扣）

鉆桿接頭：Φ50

鉆頭：Φ94復合片（一開） Φ60復合片（二開）

水便：Φ50

孔口套管：Φ76×3.5×2000mm，距管口200mm處焊接一個Φ15mm絲頭帶Φ15mm的閘閥，外接泄水測壓三通，管口焊接法蘭盤，與管口連接高壓閘閥（6套）相配套；距管口閘閥500mm處，利用厚度10mm、寬度80 mm、長度300 mm的鋼板呈半環形焊接在套管上，另一端鋼板打孔，孔徑Φ24mm，焊接強度要夠。

孔口控水高壓閥門：DN80PG40  

2、其它設備和材料

（1）、14503運輸巷進行鉆探前，必須保證運輸巷的排水系統完好，再鋪設一趟6寸專用排水管路經軌道巷至三下進風巷，在Y10點東2米處水倉安設一臺45kw（型號     ）多級離心泵，且與電源、管路連接完好。

（2）、鉆場附近儲備一定量的黃土、棉紗等材料，確保急需時之用。

（3）、保證壓力水的供給，在鉆場處安設三通和閥門。

（4）、鉆機底座木梁、錨桿、錨固劑等配套材料備齊。

（5）、施工單位提前將所需加工套管等材料計劃報車間。

四、主要技術要求

1、為保證鉆孔施工方位的準確性，在疏放頂板水前，由測量人員根據設計進行放線，嚴格按線施工。

2、根據頂板水的賦存狀態、水壓、施工環境和《煤礦防治水規定》，孔口管長度設計為2m，每個鉆孔內安裝的孔口管均用2根錨桿固定，孔口管和煤巖壁間用瑞米加固封堵材料封堵（如圖所示）。