主斜井水平巷延伸段(2)探防水设计
目 录
第一章 概述
第一节工程概况 3
第二节迎头周围水文地质 3
第二章 探水钻孔设计及布置
第一节钻孔设计及布置 5
第三章 钻机使用
第一节钻机操作步骤 7
第二节打钻注意事项 9
第一章 概述
第一节工程概况
主斜井水平延伸段总工程量为96m，探水钻孔分2个循环施工，第一循环探防水自5月13日早班开始施工至5月16日中班结束，每孔设计孔深80m，施工钻孔总计4个，工程量320m，控制巷道80m;实际探水1#孔孔深80.04m，2#孔孔深81.2m，3#孔孔深81.2m，4#孔孔深81.2m，施工钻孔总计4个，总钻孔孔深323.64m。
施工1#、2#、3#、4#孔时, 未发现异常情况，钻孔内无涌水、无瓦斯等有害气体涌出现象出现。通过对地质资料和钻探情况分析，确定已探掘进方向80m内的老巷和采空区无积水和瓦斯等有害气体现象出现。
为防止主斜井井筒延伸巷道掘进时发生水害事故，确保安全生产，现决定对主斜井井筒延伸巷道执行“先探后掘”措施。由于巷道掘进距离，已经接近第一循环探防水测定的允许掘进距离。为防止主斜井水平延伸巷道掘进施工时发生水害事故，确保安全生产，现决定对主斜井水平延伸段巷道进行第二次探防水施工。
第二节掘进工作面周围水文地质
根据图纸资料显示，主斜井水平延伸段周围为原黄背沟煤矿9#煤层巷道，巷道内无大面积积水，在掘进工作面上部，岩柱约20m，距水文地质补充勘探资料显示9#煤层平均厚度在0.67m，开采范围不大。9#煤层采空区主要充水来源是二叠纪下统下石盒组下段，主要是裂隙水和大气降水。
由于矿井开采历史悠久，形成大面积采空区，在采空区低洼处有一定积水，采空区的积水可能会由裂隙汇集到一起，这对生产带来很大的隐患，为了确保安全，确定进行第二次探防水钻探施工。
第二章 探放水设计
第一节钻孔设计
一、探水超前距和帮距的确定：
本次探水主要针对矿井老空、采空区积水，根据第一循环探防水结果，结合对井筒周围渗透水情况，预计本次探水水压不大于1Pa。根据总结第一循环探防水经验，现将第二循环探水超前距离定为30 m.
帮距应为
=8(m)
式中：L—超前距，m;
A—安全系数，取值2～5m，此取值2;
l—巷道跨度(宽3.5m、高2.8m取其最大者3.5m);
P—水头压力，Pa，此取1;
Kp—围岩抗张强度，Pa，此取值0.78。
二、探水线、钻孔深度、孔径
根据地质报告提供情况和周围采掘情况，第一循环探防水情况。确定碛头为探水线，钻孔孔深80m，钻孔超前距30m，允许掘进距离50m。孔径80mm。
三、钻孔数目及布置方案
根据碛头水文地质情况和第一循环探水结果，决定工作面迎头布置5个探防水钻孔：中孔1个，左帮2个孔，右帮2个孔。中孔沿巷道方向打设，距巷道两帮1.75m,距底板1.2m。左、右帮顶、底孔与巷道方向以6º夹角向上、下打设，钻孔终孔竖直方向分别距巷道顶、底板8m。
钻孔布置参数详见下表：
第三章钻机使用
第一节钻机操作步骤
1、开机前的准备
a. 油箱加满液压油，一般选择用N46抗磨液压油，环境温度较高可用N48抗磨液压油;
b. 检查各紧固件连接是否可靠，主机安装是否牢固;
c. 在需要润滑的部位加注润滑油或润滑脂;
d. 检查各油管连接是否正确;
e. 将液压泵排量调到额定值的四分之一;
f. 将操纵台上各手把放在中间位置，增压、背压调节手轮顺时针旋转到极限位，给进压力调节手轮反时针调到中间位置，变速箱上的手把扳到所需要的档位上;
g. 打开油箱上的截止阀(手把与连接管路平行)。
h. 接通电源。
2、启动
a. 试转电机，注意转向是否和液压泵的要求一致;
b. 启动电机，观察液压泵是否运转正常。检查各部件有无渗漏油;
c. 一般情况下，应使系统空运转3～5分钟，方可开始试运转。
3、试运转
a. 液压马达正转、反转，回转器的回转应平稳、自如;
b. 回转器前进、后退，排除油缸的空气，直到运行平稳为止;
c. 实验卡盘、夹持器、开合灵活、夹持可靠、动作正确;
d. 工作机构的动作应与指示牌的方向一致，不一致应及时调换有关油管。
4、无岩心开孔
a. 起下钻转换手把置于下钻位，给进起拔手把向前推，夹持器打开，关上截止阀，夹持器处于松开状态;
b. 给进起拔手把向后拉，再打开卡盘;
c. 从回转器后端插入钻杆，穿过卡盘、夹持器;
d. 给进起拔手把推到中位，卡盘夹紧钻杆。在夹持器前方人工拧上无岩心钻头，准备钻进。
5、钻进
a. 接上水龙头，起下钻转换手把置于起钻位，后退回转器，使钻具提离孔底。开动泥浆泵，向孔内送入冲洗液;
b. 待孔口见到返水后，将给进起拔手把拉到起拔位置(后拉)使回转器退回到极限位置，夹持器打开，随之关闭截止阀，使夹持器保持常开状态。马达手把向前推，回转器正向旋转。给进起拔手把回到中位，起下钻转换手把置于下钻位;
c. 给进手把向前推，调节给进压力手轮(顺时针旋转)，逐渐增大给进压力，当钻具开始移动时，停止增压，让钻头慢慢进行扫孔，扫孔完毕，再调整给进压力到规定值，开始正常钻进。如果系统压力较低，不能满足给进压力时，则可反时针旋转增压调节手轮，增加系统压力，达到给进压力的所需值。
6、倒杆
a. 减小孔底压力，停止给进，然后停止回转，打开截止阀，夹持器夹住钻具。
b. 退回回转器
c. 借助给进打开夹持器，关闭截止阀，重新开始钻进(操作同前)。7、加杆(接长钻杆)
a. 减小孔底压力，停止给进、回转，打开截止阀;
b. 停供冲洗液，卸下水龙头;
c. 接上加尺钻杆，再接上水龙头，退回回转器，打开夹持器，关闭截止阀，即可开始钻进。
8、停钻
a. 减小孔底压力，停止给进、回转，打开截止阀;
b. 将钻具提离孔底一定距离。
9、退钻
a. 停供冲洗液，卸下水龙头;
b. 起下钻转换手把置于起钻位，给进起拔手把向后位，回转器后退拉出钻杆，待接头露出夹持器250～300mm时停止，马达反转，拧开钻杆(注意：①需将变速手把扳到低速档，以便增加转矩。②卸钻杆扣时，回转器应留70mm以上的后退距离，以便在卸扣过程中随着丝扣的脱开而自动后退，否则将损坏机件或钻杆丝扣);
c. 向前移动回转器(卡盘松开，夹持器夹紧)，使孔内的钻具尾端进入卡盘，同时取下已卸开的钻杆;
d. 拉出下一根钻杆，再如上述拧卸，如此循环往复，直到拔出孔内全部钻杆;
e. 最后取出粗径钻具。
第二节打钻注意事项
1、探防水人员必须由探防水队组织专门的培训。作业人员要熟习钻机的性能、结构、操纵方法及公司规定的一般安全事项;
2、在将钻机通过胶管连接到液压动力站前，必须保证钻机控制阀和动力站截止阀均处于关闭状态;
3、在探防水作业过程前，机组要向后退距工作面5米，并闭锁，防止机组突然开停。如需启动，机组司机必须与钻机操作人员联系，确认安全后方可开停;
4、钻机和钻架的支撑安装必须牢靠，钻头应锐利、硬度好;
5、所有操作人员必须穿戴利落，以防衣物缠绕进钻机部件内，开钻时所有人员应撤至安全位置;
6、先供水，后开钻，先停钻，后停水，严禁干打眼;
7、开始打钻前应人工在岩体上凿出位坑，当钻头进入位坑后方可开钻;
8、钻孔中若发现突然卡钎停钻或钻杆弯曲，应立即松开离合器，撤退钻机，检查钻头是否有崩片或刃口磨损过大等情况，以决定是否更换钻头;遇局部硬岩层时，可操纵离合器缓慢推进;
9、孔内有钻杆时，除按规定程序卸钻杆外，不允许马达反转;
10、操作开关或按钮必须固定在钻机附近2米以内的地方并由专人负责;
11、钻机用电必须由专职电工负责，不得出现失爆等;
12、用马达反转卸钻杆打接头时，须留出足够的卸扣长度;
13、在钻进过程中要随时注意观察各压力表的读数变化，发现异常及时处理;
14、交接班时若正在进行打钻，严禁停钻。
1、必须向探水受水威胁地区的人员贯彻、交待报警信号及避灾路线。
2、探防水时，必须撤出受水害威胁区域内的所有无关人员。清理好巷道，保证水灾避灾路线畅通无阻;
3、在探水点附近要安设电话和报警装置，遇到水情及时向安全指挥中心和调度室汇报，并停止作业，根据实际情况按防水设计要求组织放水;
4、打钻前必须对排水设备和管路完好状况进行确认，水泵、管路均无异常后方准开始作业;
5、在探防水过程中，若遇探水孔出水时，应停止工作面一切作业，并及时报告安全指挥中心和调度室及相关科室，分析出水原因。水量较大时，所有人员应立即按照作业规程规定的避灾路线撤出工作面至安全地点。将充水区域水放出至不受威胁时，方可边掘边放，然后由相关部门进行分析，并按本方案中的防水设计进行放水;
6、在探防水钻进中，发现煤岩松软、片帮、来压或者钻眼中水压、水量增大或沿钻杆向外流水超过正常打钻供水量或冲击钻具透水征兆时，应当立即停止钻进，但不得移动或拔出钻杆并记录好孔深同时将钻杆固定，应当立即向安全指挥中心和调度室汇报，派人监测水情。发现情况紧急，应当立即撤出所有受水威胁地区的人员到安全地点，然后采取安全措施，进行处理。
7、瓦检员要做好有害气体的检测，发现钻孔内有害气体超标时，必须立即停止打钻，切断电源，并将人员撤到有新鲜风流的地点，并向安全指挥中心报告，通知相关科室，采取措施及时处理;
8、遇高压水顶钻时，可用逆止阀交替控制钻杆，使其慢慢地顶出孔口，操作时禁止人员直对钻杆站立;
9、在接近有出水可能的地区打钻时，钻孔内水压过大或喷高压水时，应采用反压和防喷装置的方法钻进，严禁将钻杆拔出;
10、钻孔探后出水时，要观测水压、水质、水量等。并对水的来源作出正确的判断，采取相应的措施;
11、打钻前尽量选择煤壁或岩层较好，无片帮处进行钻进。
12、探放老空水前，应当首先分析查明老空水体的空间位置、积水量和水压。探放水孔应当钻入老空水体，并监视放水全过程，核对放水量，直到老空水全部放完为止。当钻孔接近老空时，应当设有瓦斯检查员在现场值班，随时检查空气成分。如果瓦斯或者其他有害气体浓度超过有关规定，应当立即停止钻进，切断电源，撤出人员，并报告安全指挥中心和调度室，通知相关科室进行处理。
13、钻孔放水前，应当估计积水量，并根据矿井排水能力和水仓容量，控制放水流量，防止淹井;放水时，应当设有专人监测钻孔出水情况，测定水量和水压，作好记录。如果水量突然变化，应当及时处理，并立即报告安全指挥中心和调度室。
二、避灾路线
主斜井水平巷延深掘进工作面--------主斜井井底车场-------主斜井斜坡-------地面。
