主斜井水平巷延伸段(2)探防水設計
目 錄
第一章 概述
第一節工程概況 3
第二節迎頭周圍水文地質 3
第二章 探水鉆孔設計及布置
第一節鉆孔設計及布置 5
第三章 鉆機使用
第一節鉆機操作步驟 7
第二節打鉆注意事項 9
第一章 概述
第一節工程概況
主斜井水平延伸段總工程量為96m，探水鉆孔分2個循環施工，第一循環探防水自5月13日早班開始施工至5月16日中班結束，每孔設計孔深80m，施工鉆孔總計4個，工程量320m，控制巷道80m;實際探水1#孔孔深80.04m，2#孔孔深81.2m，3#孔孔深81.2m，4#孔孔深81.2m，施工鉆孔總計4個，總鉆孔孔深323.64m。
施工1#、2#、3#、4#孔時, 未發現異常情況，鉆孔內無涌水、無瓦斯等有害氣體涌出現象出現。通過對地質資料和鉆探情況分析，確定已探掘進方向80m內的老巷和采空區無積水和瓦斯等有害氣體現象出現。
為防止主斜井井筒延伸巷道掘進時發生水害事故，確保安全生產，現決定對主斜井井筒延伸巷道執行“先探后掘”措施。由于巷道掘進距離，已經接近第一循環探防水測定的允許掘進距離。為防止主斜井水平延伸巷道掘進施工時發生水害事故，確保安全生產，現決定對主斜井水平延伸段巷道進行第二次探防水施工。
第二節掘進工作面周圍水文地質
根據圖紙資料顯示，主斜井水平延伸段周圍為原黃背溝煤礦9#煤層巷道，巷道內無大面積積水，在掘進工作面上部，巖柱約20m，距水文地質補充勘探資料顯示9#煤層平均厚度在0.67m，開采范圍不大。9#煤層采空區主要充水來源是二疊紀下統下石盒組下段，主要是裂隙水和大氣降水。
由于礦井開采歷史悠久，形成大面積采空區，在采空區低洼處有一定積水，采空區的積水可能會由裂隙匯集到一起，這對生產帶來很大的隱患，為了確保安全，確定進行第二次探防水鉆探施工。
第二章 探放水設計
第一節鉆孔設計
一、探水超前距和幫距的確定：
本次探水主要針對礦井老空、采空區積水，根據第一循環探防水結果，結合對井筒周圍滲透水情況，預計本次探水水壓不大于1Pa。根據總結第一循環探防水經驗，現將第二循環探水超前距離定為30 m.
幫距應為
=8(m)
式中：L—超前距，m;
A—安全系數，取值2～5m，此取值2;
l—巷道跨度(寬3.5m、高2.8m取其最大者3.5m);
P—水頭壓力，Pa，此取1;
Kp—圍巖抗張強度，Pa，此取值0.78。
二、探水線、鉆孔深度、孔徑
根據地質報告提供情況和周圍采掘情況，第一循環探防水情況。確定磧頭為探水線，鉆孔孔深80m，鉆孔超前距30m，允許掘進距離50m。孔徑80mm。
三、鉆孔數目及布置方案
根據磧頭水文地質情況和第一循環探水結果，決定工作面迎頭布置5個探防水鉆孔：中孔1個，左幫2個孔，右幫2個孔。中孔沿巷道方向打設，距巷道兩幫1.75m,距底板1.2m。左、右幫頂、底孔與巷道方向以6º夾角向上、下打設，鉆孔終孔豎直方向分別距巷道頂、底板8m。
鉆孔布置參數詳見下表：
第三章鉆機使用
第一節鉆機操作步驟
1、開機前的準備
a. 油箱加滿液壓油，一般選擇用N46抗磨液壓油，環境溫度較高可用N48抗磨液壓油;
b. 檢查各緊固件連接是否可靠，主機安裝是否牢固;
c. 在需要潤滑的部位加注潤滑油或潤滑脂;
d. 檢查各油管連接是否正確;
e. 將液壓泵排量調到額定值的四分之一;
f. 將操縱臺上各手把放在中間位置，增壓、背壓調節手輪順時針旋轉到極限位，給進壓力調節手輪反時針調到中間位置，變速箱上的手把扳到所需要的檔位上;
g. 打開油箱上的截止閥(手把與連接管路平行)。
h. 接通電源。
2、啟動
a. 試轉電機，注意轉向是否和液壓泵的要求一致;
b. 啟動電機，觀察液壓泵是否運轉正常。檢查各部件有無滲漏油;
c. 一般情況下，應使系統空運轉3～5分鐘，方可開始試運轉。
3、試運轉
a. 液壓馬達正轉、反轉，回轉器的回轉應平穩、自如;
b. 回轉器前進、后退，排除油缸的空氣，直到運行平穩為止;
c. 實驗卡盤、夾持器、開合靈活、夾持可靠、動作正確;
d. 工作機構的動作應與指示牌的方向一致，不一致應及時調換有關油管。
4、無巖心開孔
a. 起下鉆轉換手把置于下鉆位，給進起拔手把向前推，夾持器打開，關上截止閥，夾持器處于松開狀態;
b. 給進起拔手把向后拉，再打開卡盤;
c. 從回轉器后端插入鉆桿，穿過卡盤、夾持器;
d. 給進起拔手把推到中位，卡盤夾緊鉆桿。在夾持器前方人工擰上無巖心鉆頭，準備鉆進。
5、鉆進
a. 接上水龍頭，起下鉆轉換手把置于起鉆位，后退回轉器，使鉆具提離孔底。開動泥漿泵，向孔內送入沖洗液;
b. 待孔口見到返水后，將給進起拔手把拉到起拔位置(后拉)使回轉器退回到極限位置，夾持器打開，隨之關閉截止閥，使夾持器保持常開狀態。馬達手把向前推，回轉器正向旋轉。給進起拔手把回到中位，起下鉆轉換手把置于下鉆位;
c. 給進手把向前推，調節給進壓力手輪(順時針旋轉)，逐漸增大給進壓力，當鉆具開始移動時，停止增壓，讓鉆頭慢慢進行掃孔，掃孔完畢，再調整給進壓力到規定值，開始正常鉆進。如果系統壓力較低，不能滿足給進壓力時，則可反時針旋轉增壓調節手輪，增加系統壓力，達到給進壓力的所需值。
6、倒桿
a. 減小孔底壓力，停止給進，然后停止回轉，打開截止閥，夾持器夾住鉆具。
b. 退回回轉器
c. 借助給進打開夾持器，關閉截止閥，重新開始鉆進(操作同前)。7、加桿(接長鉆桿)
a. 減小孔底壓力，停止給進、回轉，打開截止閥;
b. 停供沖洗液，卸下水龍頭;
c. 接上加尺鉆桿，再接上水龍頭，退回回轉器，打開夾持器，關閉截止閥，即可開始鉆進。
8、停鉆
a. 減小孔底壓力，停止給進、回轉，打開截止閥;
b. 將鉆具提離孔底一定距離。
9、退鉆
a. 停供沖洗液，卸下水龍頭;
b. 起下鉆轉換手把置于起鉆位，給進起拔手把向后位，回轉器后退拉出鉆桿，待接頭露出夾持器250～300mm時停止，馬達反轉，擰開鉆桿(注意：①需將變速手把扳到低速檔，以便增加轉矩。②卸鉆桿扣時，回轉器應留70mm以上的后退距離，以便在卸扣過程中隨著絲扣的脫開而自動后退，否則將損壞機件或鉆桿絲扣);
c. 向前移動回轉器(卡盤松開，夾持器夾緊)，使孔內的鉆具尾端進入卡盤，同時取下已卸開的鉆桿;
d. 拉出下一根鉆桿，再如上述擰卸，如此循環往復，直到拔出孔內全部鉆桿;
e. 最后取出粗徑鉆具。
第二節打鉆注意事項
1、探防水人員必須由探防水隊組織專門的培訓。作業人員要熟習鉆機的性能、結構、操縱方法及公司規定的一般安全事項;
2、在將鉆機通過膠管連接到液壓動力站前，必須保證鉆機控制閥和動力站截止閥均處于關閉狀態;
3、在探防水作業過程前，機組要向后退距工作面5米，并閉鎖，防止機組突然開停。如需啟動，機組司機必須與鉆機操作人員聯系，確認安全后方可開停;
4、鉆機和鉆架的支撐安裝必須牢靠，鉆頭應銳利、硬度好;
5、所有操作人員必須穿戴利落，以防衣物纏繞進鉆機部件內，開鉆時所有人員應撤至安全位置;
6、先供水，后開鉆，先停鉆，后停水，嚴禁干打眼;
7、開始打鉆前應人工在巖體上鑿出位坑，當鉆頭進入位坑后方可開鉆;
8、鉆孔中若發現突然卡釬停鉆或鉆桿彎曲，應立即松開離合器，撤退鉆機，檢查鉆頭是否有崩片或刃口磨損過大等情況，以決定是否更換鉆頭;遇局部硬巖層時，可操縱離合器緩慢推進;
9、孔內有鉆桿時，除按規定程序卸鉆桿外，不允許馬達反轉;
10、操作開關或按鈕必須固定在鉆機附近2米以內的地方并由專人負責;
11、鉆機用電必須由專職電工負責，不得出現失爆等;
12、用馬達反轉卸鉆桿打接頭時，須留出足夠的卸扣長度;
13、在鉆進過程中要隨時注意觀察各壓力表的讀數變化，發現異常及時處理;
14、交接班時若正在進行打鉆，嚴禁停鉆。
1、必須向探水受水威脅地區的人員貫徹、交待報警信號及避災路線。
2、探防水時，必須撤出受水害威脅區域內的所有無關人員。清理好巷道，保證水災避災路線暢通無阻;
3、在探水點附近要安設電話和報警裝置，遇到水情及時向安全指揮中心和調度室匯報，并停止作業，根據實際情況按防水設計要求組織放水;
4、打鉆前必須對排水設備和管路完好狀況進行確認，水泵、管路均無異常后方準開始作業;
5、在探防水過程中，若遇探水孔出水時，應停止工作面一切作業，并及時報告安全指揮中心和調度室及相關科室，分析出水原因。水量較大時，所有人員應立即按照作業規程規定的避災路線撤出工作面至安全地點。將充水區域水放出至不受威脅時，方可邊掘邊放，然后由相關部門進行分析，并按本方案中的防水設計進行放水;
6、在探防水鉆進中，發現煤巖松軟、片幫、來壓或者鉆眼中水壓、水量增大或沿鉆桿向外流水超過正常打鉆供水量或沖擊鉆具透水征兆時，應當立即停止鉆進，但不得移動或拔出鉆桿并記錄好孔深同時將鉆桿固定，應當立即向安全指揮中心和調度室匯報，派人監測水情。發現情況緊急，應當立即撤出所有受水威脅地區的人員到安全地點，然后采取安全措施，進行處理。
7、瓦檢員要做好有害氣體的檢測，發現鉆孔內有害氣體超標時，必須立即停止打鉆，切斷電源，并將人員撤到有新鮮風流的地點，并向安全指揮中心報告，通知相關科室，采取措施及時處理;
8、遇高壓水頂鉆時，可用逆止閥交替控制鉆桿，使其慢慢地頂出孔口，操作時禁止人員直對鉆桿站立;
9、在接近有出水可能的地區打鉆時，鉆孔內水壓過大或噴高壓水時，應采用反壓和防噴裝置的方法鉆進，嚴禁將鉆桿拔出;
10、鉆孔探后出水時，要觀測水壓、水質、水量等。并對水的來源作出正確的判斷，采取相應的措施;
11、打鉆前盡量選擇煤壁或巖層較好，無片幫處進行鉆進。
12、探放老空水前，應當首先分析查明老空水體的空間位置、積水量和水壓。探放水孔應當鉆入老空水體，并監視放水全過程，核對放水量，直到老空水全部放完為止。當鉆孔接近老空時，應當設有瓦斯檢查員在現場值班，隨時檢查空氣成分。如果瓦斯或者其他有害氣體濃度超過有關規定，應當立即停止鉆進，切斷電源，撤出人員，并報告安全指揮中心和調度室，通知相關科室進行處理。
13、鉆孔放水前，應當估計積水量，并根據礦井排水能力和水倉容量，控制放水流量，防止淹井;放水時，應當設有專人監測鉆孔出水情況，測定水量和水壓，作好記錄。如果水量突然變化，應當及時處理，并立即報告安全指揮中心和調度室。
二、避災路線
主斜井水平巷延深掘進工作面--------主斜井井底車場-------主斜井斜坡-------地面。
