斜井基巖段探水設計
第一章 概況
正豐煤礦主斜井井筒掘進方位角為181°，傾角為-10°，設計長度(斜長)848 m。井筒為半圓拱形斷面，掘進高度3950mm，掘進寬度4700mm，掘進斷面積16.19㎡，巷道凈高度3700mm，凈寬度4400mm，凈斷面積14.20㎡，采用錨網噴支護，錨桿選用Φ22×2200mm左旋無縱螺紋鋼，間排距800×800mm，網采用Φ6.0mm鋼筋焊接網，網格100×100mm，噴射砼強度C20 。
由于正豐礦開采范圍內存在小煤窯，可能有局部積水區及采空區存在，目前礦方地質資料不全，對我項目部回風斜井開拓造成隱患，根據《煤礦安全規程》要求，必須進行探水，確認無危險后，方可前進。
第二章 地質構造
第一節 地質情況
根據礦方提供資料：井田溝谷大面積新生界覆蓋。賦存的底層有：奧陶系中統峰峰組、石炭系中統本溪組和上統太原組、二疊系下統山西組和下石盒子組、上第三系上新統及第四系中上更新統和全新統。井田為一向南東傾斜的單斜構造。煤層傾角多在5-8°，井田內零星發現有陷落柱和小斷層，未發現巖漿活動。
第二節 水文地質情況
井田屬于汾河水系，處于郭莊泉域中部。主要含水層有寒武系列到中奧陶統的一層石灰巖、上石炭統太原組碎屑巖碳酸鹽巖溶裂隙含水層、二疊系山西組和下、上石盒子組碎屑巖裂隙含水層、新生界松散巖類空隙含水層。除奧陶系碳酸鹽巖巖溶裂隙水層富水性強外，其余含水層富水性均弱。井田奧灰水水位標高為588-590m，井田內批準采煤層底板標高均高于奧灰水水位，但同時對采(古)空積水要有足夠的認識。涌水量根據《汾西礦業(集團)有限責任公司柳灣煤礦生產礦井地質報告》：井田涌水量小于10m3/h，施工時應執行 “有掘必探，先探后掘”的原則，井筒目前工作面為泥巖，待井筒通過泥巖段后進行探水施工。
第三章 施工工藝
第一節、鉆場布置
為不影響工作面正常施工，每次探水時右幫施工一掘進寬度3800mm，掘進高度3650mm，掘進深度3150mm的硐室作為鉆場，鉆場采用錨網噴支護方式，錨桿采用Φ22*2200mm高強度樹脂錨桿，間排距800*800mm，每根錨桿配MSCK2355和MSKZ2355型錨固劑各一支，錨固力不小于125KN，預緊力矩不小于250K·N/m。錨桿托板采用150×150×8 mm的拱形高強度托盤。鋼筋網采用Φ6.0㎜的鋼筋焊接而成，網片規格為：長×寬=2000×1000mm,網孔規格100×100mm，網與網之間間采用14#鐵絲綁扎連接，壓茬長度100 mm ，鐵絲綁扎間距不大于200 mm/道。噴射混凝土厚度150㎜。強度等級為C20。
第二節、探孔布置參數
探水施工前將硐室必須成巷結束，并在井筒右幫挖一長1000mm，寬500mm、深600mm的水泵窩。水泵窩內放一揚程80m、流量為50m³/h的潛水泵。當涌水量不超過10m3/h時，正常掘進，當水量超過10m3/h時，則關閉閘閥。
全斷面共布置三個鉆孔，沿巷道掘進方向布置兩個鉆孔。傾角與巷道掘進方向平行，孔深100m，另垂直于巷道底板布置一個鉆孔，孔深30m。第一次探水在井筒里程300m處，以后每70m鉆探一次，保證有30m的超前鉆探距離，如井下發生異常情況，另編鉆探措施報處審批后施工。
第三節、施工方法
1、孔口管加工：
孔口管采用Ф108×4mm 無縫鋼管加工，加工長度4.0m。鋼管外部焊Ф6.5mm螺旋狀鋼筋。防止鋼管在孔內滑動，鋼管上部焊高壓法蘭盤和導氣管。
2、鉆機、鉆桿、鉆頭選擇：
鉆機選用ZYL-400/130型架柱式液壓鉆機，鉆桿選用Ф40mm接桿鉆桿，每節長度1.0m。配錐型專用接頭。鉆頭選用Ф65mm和Ф133mm兩種三翼金剛石鉆頭，Ф65mm鉆頭用于鉆孔鉆進，Ф133mm鉆頭用于孔口管埋設孔鉆進。
3、鉆機架設與固定：
首先在工作面將鉆機組裝完畢，并試運轉，運轉正常后，開始把鉆機放倒。導向架前端頂在巖面上,上釬卡孔對準探孔口位置，在鉆機上鉆卡架設開孔口管位置的上下方兩側，用風錘打Ф42mm，深度1500mm的孔共4個，施工Ф22×2200mm樹脂錨桿，用托盤壓住鉆機釬卡架。然后根據鉆孔方位及角度調整鉆機導向架，調整好后用寬×高×長=130×120×1500mm的道木打“井”字架將鉆機導向架墊實，最后在迎頭面適當位置打4根Ф22×2200mm樹脂錨桿并卡上短鋼絲繩套掛上3個手拉葫蘆與鉆機底盤四角拉緊固定牢固。
4、孔口管埋設：
孔口管埋設孔Ф133mm開孔前根據鉆孔位置先將鉆機安裝牢固并將鉆機角度按探孔角度調整好后方可鉆進。鉆進深度4.0m。停鉆用水將孔內巖粉沖洗干凈。退出鉆具。插入孔口管并在距法蘭盤500-800mm處纏上厚10-20mm的麻絲。然后用大錘墊上木板將孔口管打緊，孔口管埋設深度3.5m，外露0.5m。然后用四根Ф20×2200mm樹脂錨桿和四股8#鐵絲將孔口管拉緊固定牢固。最后向孔口管埋設孔內注水泥水玻璃雙液漿。注至導氣管均勻冒漿、無氣泡后停止注漿將導氣管用木塞塞緊。注漿機采用PIH-22-75/45型氣動雙液注漿機，注漿液配比，水泥漿配比為水泥︰水=1︰0.8。雙液漿配合比為水泥漿︰水玻璃=1︰1。孔口管注漿結束8h后方可用Ф65mm鉆頭掃孔，掃孔深度4.6m。掃孔完畢后對孔口管打清水作耐壓實驗。實驗壓力為預計靜水壓力5Mpa，并穩定30min，孔口管周圍不跑水為合格，否則重新補注。
5、鉆進：
鉆機鉆進應勻速鉆進，鉆頭鉆桿不得碰撞孔口管，地測人員及時觀測水量、水壓有無異常變化，并作好記錄。鉆機司機應注意鉆機運行情況，發現探水孔涌水量超過20m³/h時必須停止鉆進，如水壓大不得拔出鉆桿，情況危急時，必須關閉高壓閘閥，切斷電源，同時用礦用電話向調度室報告，并立即撤出井筒內所有施工人員，重新制定措施后進行處理。
探孔施工完畢后，地測人員必須實測探孔內的涌水量和水壓。
實測水量、水壓：在探孔施工完畢后，退出鉆具在孔口管外露部分安裝壓力表，水閥門和導水管。壓力表規格為10Mpa，實測探孔內的水壓;再采用體積時間法測定探孔內的水量，測定時要求壓力、水量穩定、準確。當水量不超過10m3/h，水壓不超過1Mpa，正常掘進，否則必須首先關閉閘閥，然后采取專項注漿堵水措施進行處理(注漿堵水措施另編)。
6、探測煤、水及瓦斯
探煤：在探孔施工過程中，鉆機司機必須注意運行情況，當出現鉆進速度突然增大、鉆孔內有煤屑伴隨水流出時，應立即停止鉆進，計算出鉆孔鉆進距離，從而推測1#煤線的具體位置。
實測水量、水壓：在探孔施工完畢后，退出鉆具在孔口管外露部分安裝壓力表，水閥門和導水管。壓力表規格為10Mpa，實測探孔內的水壓;再采用體積時間法測定探孔內的水量，測定時要求壓力、水量穩定、準確。當水量不超過10m3/h，水壓不超過1Mpa，正常掘進，否則必須首先關閉閘閥，然后采取專項注漿堵水措施進行處理(注漿堵水措施另編)。
實測瓦斯：在探孔施工完畢后，請通風隊專業技術人員，測量巷道內的實際風速，然后開啟水閥門，10分鐘后由瓦檢人員利用光學瓦檢儀，探測巷道內的瓦斯濃度及含量，計算出巷道內的瓦斯流量，
當測定瓦斯濃度大于0.5%時，必須首先關閉閘閥，然后采取注漿或抽放瓦斯等措施進行處理(措施另編)。
第四章、輔助系統
第一節 供電
在主斜井井口適當位置，設置臨時變電所一座，安裝一臺KBSG-315KVA/10/1.14/0.69KV礦用變壓器作為井下動力變壓器。
第二節 供水
由地面53m3蓄水池用直徑Ф50mm的無縫鋼管送至工作面。
第三節 排水
打鉆期間排水采用一揚程80m、流量為50m³/h的潛水泵，排水管采用Φ108mm鋼管排至地面。
第五章 施工組織和主要技術經濟指標
1、施工組織采用三八制作業，勞動力配備如下：
探水施工每班勞動力配備表
第六章、安全技術措施
第一節、鉆機的使用及維護
一、主機的安裝
1、 立 柱
1)巷道的高度應該保證立柱能豎立于巷道中，應保證有從分的調整空間。
2)保證頂板與底板的平行，立柱必須垂直于其平行線，否則，會使頂緊油缸壓力增大導致立柱與油缸連接處彎曲甚至斷裂。
3)遇到頂板傾角較大時，應對底板進行處理，落底或選用合適的枕木來支撐，使其與頂板平行，讓立柱垂直于此平行面。
2、 推進器
1)根據鉆孔位置，安裝好立柱后將推進器的大錐孔與立柱中間鎖緊套上的錐軸連接到位，并調整好角度方位與高度后，緊固其螺母及鎖緊套的螺栓。
2)連接推進器和付支柱，調整到最佳長度后，緊固付支柱的鎖緊套螺栓，及付支柱的錐軸和小絲杠的鎖母，使其穩定牢固，不松動。
二、控制操作臺、液壓泵站
1、 高壓膠管的連接
1)操作臺由兩個換向閥的 塊與一個液控單向閥組成，連接其高壓膠管應先檢查高壓連接頭“O”型膠圈是否完好。
2)連接單向閥與立柱的頂緊油缸。
3)集成塊下面中間兩組，高壓街頭應用與其對應的膠管與擺線馬達相連，與推進油缸連接。
4)剩余的高壓膠管接頭與泵站相連，泵站采用不同規格的接頭，不能互換，方便安裝，所安裝膠管必須用合適的“U”型卡連接到位。
2、電機和急停按鈕
連接好電機和急停按鈕，急停按鈕連接在電機的控制回路中(急停按鈕的連接電纜為MYQ-0.3/0.5(1.0-2.5)mm2煤礦用移動輕型橡套軟電纜)。
3、液壓泵站
郵箱容量約(120L)，過濾精度(37CST-73CST)使用L-HM68、L-HM46抗磨液壓油或30#機械油，油位應該在鉆機正常工作時，液位計紅線標志以上。
4、 鉆孔
1)連接鉆頭與鉆桿，并使用其緊固在主機鉆桿套上，馬達正轉，緩慢地推進鉆頭，并使其自然鉆入巖石(或煤層)。
三、安全注意事項
1、本機以液壓為動力，使用時，工作壓力不得超過12Mpa;停機時應可靠地關閉近液閥門，防止回轉機構自動開啟。
2、 本機連接的液壓軟管應符合煤炭行業的規定，應使用具有礦用安全標志準用證得液壓軟管。液壓軟管與本機的鏈接應牢固、可靠。
3、 液壓回轉鉆機的噪聲聲壓級可能超過90dB(A)，應重視噪聲對人體的危害，盡量選擇噪聲相對較低的產品。
4、 本機在鉆進作業時，要隨時注意觀測頂板及圍巖狀況，防止頂板局部冒頂或碎石下落。
5、本機回轉轉矩較大，反力矩需要有架住承擔，操作人員應該使架住筋骨地支撐在支撐點上。要精力集中。本機鉆孔過程中，嚴禁手扶鉆桿。
6、鉆孔過程中，要注意推進力適當，嚴禁使鉆桿在彎曲狀態下工作，防止鉆桿突然斷裂或更換鉆桿不當造成鉆桿從鉆孔中脫出。
7、電動機、急停按鈕、膠管總成必須使用具有礦用產品安全標志準用證的產品，用戶不得隨意更換。
8、電動機必須正轉(右旋)，禁止反轉。
9、急停按鈕未連接好時嚴禁開機工作。
11、本機液壓系統的工作介質采用礦物油，工作油溫不得超過65℃。為防止因使用礦物油引起火災，嚴禁液壓系統在滲漏狀態下工作;對泄露在井下工作場所的礦物油，應及時清理掩埋。本機不應再采空區等場所使用。
第二節、探放水作業安全注意事項
正式開鉆探水后，要密切注意迎頭的變化，發現異常，要立即采取措施，以防突水或發生其它傷害事故，為此，施工中要特別注意以下事項。
1、鉆進時，發現煤巖松軟、片幫、來壓或鉆眼中水壓、水量突然增大，以及頂鉆等異常狀時，必須停止鉆進，但不得拔出鉆桿。要立即向礦調室報告，并派人監測水情，情況緊急時，必須立即撤出所有受水威脅地區的人員。
煤巖發松，鉆進突然感到輕松，一般是接近水源的象征。這時，應再次檢查防水措施是否完善，排水設施是否可靠;頂鉆是是水壓大的表現，此時切不可移動鉆桿，并要將鉆桿固定牢固，否則高壓水就可能將鉆桿頂出，碰傷人員，或將鉆孔沖垮，造成透水事故。
在打鉆時，如果發現鉆孔內沒有回水，說明可能已經鉆透老空，回水流到老空里去了，這時經過檢查已透了老空，就要停止鉆進。
2、探水鉆機的后面和前面給進手活動范圍內不得站人，以防高壓水將鉆桿頂出傷人，或手把翻轉打人。
3、鉆孔接近老空，預計可能有瓦斯或其它有害氣體涌出時，必須有瓦斯檢查員或礦山救護隊員在現場值班，檢查空氣成分，如有異常，也應停止打鉆，及時進行處理。
4、鉆孔放水前，必須估計積水量，根據礦井水能力和水倉容量，控制放水量，并做好水壓觀測工作。
5、鉆孔放水前，必須設專人監測鉆孔出水情況，測定水量，做好記錄，要密切注意水量變化，出水的清濁和雜質情況，有無有害氣體涌出和有無特殊聲響等，發現異常狀況應及時采取措施，防止意外事故發生。
第三節、質量要求及保證措施
1、穩鉆時鉆機、鉆桿的方向和角度必須由地測人員用儀器標定，以保證鉆孔按照設計角度方向施工。
2、鉆機施工時要嚴格依據操作規程進行，防止出現卡鉆現象，一旦發生要依據規程處理，避免造成更大事故發生。
3、測定最大力量及靜水壓力值，測定時要求壓力、水量穩定、準確。
4、加固孔口管時漿液的選擇必須先稀后稠最后上液封孔的原則，確保漿液凝固時間不少于8h并做耐壓試驗，合格后方可進行施工，鉆進時必須勻速前進。
5、由專人觀察，記錄施工參數，即使匯報工程進度。
第四節、其他注意事項
1、所有參與施工人員必須經過培訓學習，經考試合格后，方可上崗;
2、堅持“有掘必探、先探后掘”的探放水原則;
3、探水前必須先安設孔口管;
4、必須加固牢靠，嚴防頂鉆傷人事故發生。
5、探水前必須檢修排水設備，保證正常運轉;
6、探水前巷道永久支護必須緊跟迎頭;
7、測量和探放水人員親臨現場，依據設計確定主要探水孔的位置、方位、角度和長度等;
8、打鉆地點安設電話，電話至工作面不大于30m。
9、如果發現情況危急時，必須立即撤出所有受水威脅區域的人員，然后采取措施進行處理;
10、探水時，根據排水能力控制放水流量，必須設專人檢測鉆孔出水情況，測定水量、水壓，并做好記錄。若水量突然發生變化，必須及時處理，并報告調度室。
11、鉆進施工時要嚴格依據操作規程執行，防止出現卡鉆現象，一旦發生要依據規程處理，避免造成更大事故。
12、孔口管注漿效果檢查必須達到設計要求。
13、打開卸壓閥時，對面嚴禁站人。
14、拆洗雙液注漿泵時必須對泵體進行卸壓處理。
15、加強個人防范意識，杜絕違章作業。
16、供應部門必須保證施工所需材料全部到位，即用即有。
17、鉆機、注漿機必須是完好的，經地面試運轉，正常后方可下井。
18、發現卡鉆、頂鉆、堵鉆、糊鉆的必須停鉆，待故障排除后方可繼續前進。
19、建立鉆機、注漿機運轉，瓦斯濃度檢測及交接班記錄。
20、井下及井口附近20m范圍內電器設備必須防爆性能完好。
21、注漿施工時，操作人員必須配備風鏡和防腐手套，防止水玻璃、水泥腐蝕皮膚和燒傷眼睛。
22、參與打鉆施工人員不得帶手套操作，必須緊束衣袖、衣角，避免被鉆桿卷傷或造成其他事故。
23、鉆機司機、注漿機司機必須專心操作，發現機器異常應立即停止作業，保證設備、人員的安全，排除故障后，方可繼續施工。
24、實行專人專崗，非鉆機或注漿機操作人員嚴禁操作鉆機或注漿機。
25、嚴禁施工人員酒后下井。
26、嚴禁穿化纖衣服入井。
27、嚴禁攜帶火種下井。
28、風機實現“三專”供電，工作面實現風電、瓦斯電“兩閉鎖”。
29、裝卸鉆桿時必須先停鉆機，再用大扳手等工具進行拆裝。
30、探水施工中井下必須裝設檢漏裝置。
31、打鉆探水期間瓦斯檢查員現場跟班，及時測定瓦斯濃度。
