掘进探放水专项安全技术措施

一．概述
　　　　1．XX煤矿于2006年11月建矿，开采标高1900—1600m, 矿区面积0.8068k㎡。XX煤矿位于富源县城东南，直线距离62km，属老厂镇所辖。区内公路多为柏油路面，交通较为方便，煤矿至老厂镇驻地13 km。
　　　　2．主要开采煤层C2、C3、C7、C8、C9共五个煤层，地质储量478万吨，工业可采储量307.88万吨，服务年限29年。
　　　　3．设计生产能力9万吨/年，核定生产能力为9万吨/年。
　　　　4．XX煤矿位于老厂矿区三勘区西段，现开采一水平C3、二水平C7煤层。矿井瓦斯等级为低瓦斯矿井，煤尘无爆炸性和不易自然倾向性，采用皮带输送机运煤出井（主斜井），机械抽出式通风，双回路供电。采煤方法为走向壁式，采煤工艺为炮采，工作面运输方式为刮板运输机和皮带输送机运输。现有110303回采工作面一个点，掘进120302工作面、210701工作面两个点。
　　　　为保证掘进巷道安全正常施工，避免施工期间水灾发生，消除水患威胁，根据行业管理部门的要求，严格执行“有掘必探、先探后采”的探放水措施，特制定本探放水安全技术措施。（主要针对210701、110302掘进工作面掘进施工期间的探放水安全技术措施）二．成立探放水组织机构
　　　（1）防治水领导组
　　　　组  长：李二奎
　　　　副组长：徐  宁
　　　　成  员：王啸昌、吴学林、张锐、牛开顺、吴学云、杨树荣、李富平、杨建材、桂玉林、刘爱权、刘胜雄
　　（2）探放水组织：
   组  长：吴学青
   副组长：陈  冲
　　　成  员：杨洪胜、龚学军、李立应、李立雄、熊从龙、张勤贵、李江、石国松
三．矿井探放水的原则及探水方法
     掘进工作面必须执行“有掘必探，先探后掘”的探放水措施，在施工时，掘进工作面采用ZLJ150型煤矿用坑道探水钻机和∮40×1500mm的钻杆相结合，钻杆采用∮50的连接头连接和∮60的复合片钻头结合，进行打探眼观测，探水孔布置采用超前探眼及顶眼联合布置方式，打探眼深度30米。
四、矿井水灾预兆
　　　1、煤层发潮发暗，巷道壁或煤壁“挂汗”、“挂红”；
　　　2、煤壁发凉，工作面温度降低，空气变冷，工作面或风流中出现雾气；
　　　3、工作面或巷道来压，顶板淋水加大，底板鼓起，片帮冒顶，支架变形出现淋水。
　　　4、出现压力水线，有水叫声。
　　　5、硫化氢气味变大，老空区积水上处有害气体涌出使工作面或巷道有害气体增加。
　　　6、水和长流水处出现流沙和水质发生变化。
　　　五．水文地质及水患调查分析
　　　矿区处于勘区水文地质工程地质条件简单区，地势高峻，山峰重叠，地形标高一般为1800—2065m，最低为1830m（即是最低侵蚀基准面）。
　　　地貌类型为高原侵蚀中山地形。山脉走向为南北向或北东南西向，与构造线方向基本一致。山沟发育，切割深，多为“V”字形谷，向源侵蚀强烈。地形起伏大，高差达235m，有利于地表水的排泄。
　　　矿区内地表水系不甚发育，仅有山沟小溪。矿区内仅有西部大沟较大，其溪沟特点是：坡降大，延伸短（一般长为200—1500m），流域面积小，这些山沟溪流常年排泄矿区的地表水及地下水。
　　　矿区为一向南东倾斜的单斜岩层(资源量核实区内)，出露地层有第四系松散堆积物、三叠系下统永宁镇组（T1y）灰岩、泥质灰岩，飞仙关组（T1f）粉砂岩夹泥岩，卡以头组砂岩，上二叠统长兴组、龙潭组含煤地层，岩性为细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩。现将其水文地质特征简述如下：
　　　1、第四系（Q）透水层
　　　由松散碎（砾）石、砂及粘土组成，为残坡积和冲洪积形成。厚度0—50m，平均小于20m，大多分布在缓坡和河谷地带。结构松散，透水性强。降雨时容易在该层与基岩接触面处渗水，形成季节性下降泉。
　　　2、下三叠统永宁镇组（T1y）岩溶裂隙含水层
　　　岩性为灰色、青灰色中厚层状灰岩,泥质灰岩。厚度大于42m。岩层坚硬—半坚硬，节理裂隙发育，泉点较多，均发生涌、漏水现象，隔水性较极差。
　　　3、下三叠统飞仙关组（T1f）隔水层
　　　岩层主要为紫红色泥质粉砂岩，厚404.30m，覆于卡以头组含水层之上,倾向南东,倾角18°左右,厚度稳定。岩层属半坚硬。节理裂隙不发育，泉点少见，上覆含水带的泉水多沿该层顶部溢出，未发生涌、漏水现象，隔水性较好。
　　　4、下三叠统卡以头组（T1k）弱裂隙含水层
　　　岩层为灰绿色厚层状粉砂岩及细砂岩，厚135.73m，含水层厚度105.46m。补给条件单一，主要接受大气降水的补给，以泉的形式排泄。在正常情况下与上、下含水带无水力联系。是矿床充水的间接因素。
　　　另外，卡以头组底部约30.27m为泥质粉砂岩，经工作，可认为是良好的隔水层。
　　　5、上二叠统长兴组（P2c）龙潭组第三段（P2l3）弱裂隙含水层
　　　岩性为灰色细砂岩、菱铁岩、粉砂岩、粘土岩及煤层，厚449.86m。其中细砂岩及部分粉砂岩、菱铁岩含裂隙水，而粘土岩及煤层不含水，组成含、隔水层相间的含水带。地层倾向南东，倾角18度左右，全区厚度稳定。节理裂隙较发育，裂隙率0.62%。主要有四组，以北西组节理最发育，属张扭性，为主要含水裂隙；其次是近南北向裂隙含水，北东向及近东西向两组节理裂隙含水较差。浅部风化带裂隙发育，向深部含水裂隙成倍减少，含水性也逐渐变弱，但含水裂隙却发育很深，在地面下393.07m,标高1393m处尚见有水蚀迹象明显的含水裂隙。富水性较好。在自然条件下，该带与上、下含水带之间无水力联系。但由于断裂构造的破坏，致使与其它含水带直接接触，可造成互为补给的关系。该含水带对煤矿开采的影响最大，是矿井充水的直接因素。
　　　（三）矿井水文地质情况
　　　1、矿床充水因素：
　　　（1）大气降水以渗透的形式补给矿井；
　　　（2）主含煤段裂隙含水层地下水直接流入矿井；
　　　（3）卡以头组裂隙含水层地下水间接流入矿井；
　　　（4）断层水直接或间接流入矿井；
　　　（5）滑坡水直接流入矿井；
　　　（6）老窿水直接溃入或渗入矿井；
　　　（7）地表沟溪水渗入矿井。
　　　2、矿井充水来源主要有两个系统的地下水：
　　　（1）主含煤段含水层的地下水；
　　　（2）卡以头组含水层的地下水。
　　　　因此，矿区水文地质类型为以裂隙含水层为主的中等偏复杂类型。
　　　六．矿井水患调查及预防措施
　　　1.为切实搞好本矿水患排查防治工作，做到早排查、早发现、早治理，防患于未然，杜绝和避免水害事故发生。确保从业人员安全和矿山财产设备不受损失，促进安全发展和社会稳定和谐。我矿计划安排每季度一次水文地质调查工作。
　　　2.根据本矿水文地质资料和矿井开采现状，强化矿井安全基础，提高矿井水患综合防治能力，于2012年2月5日法人代表（吴学忠）组织技术科和安全生产科对本矿井田范围内地表和井下及矿界周围进行了认真的水文调查，并于2月6日及时组织安全生产管理人员召开了具有针对性的矿井水文地质调查分析会议，通过调查和分析：
　　　①本矿井田范围内及矿界边缘地面无水体和河流，无地表陷落区，无滑坡现象，无私挖井口。
　　　②井下110201和110203采空区无积水，C3煤110303回采工作面上部C2煤采区有少量积水，已安排人员用探水钻在副斜井正石门运输巷向C2煤采区积水最低点钻探排水眼4个，将积水排放至副斜井主副水仓中，经实地观测，自钻探贯通至今涌水量已逐渐减少，甚至出现断流现象，已确定不受水患威胁；正在掘进的110302机运巷、回风巷上部C2煤层构造复杂不可采，未进行任何采掘行为，不受水害威胁，但必须坚持“有掘必探”的探放水措施。
　　　③现今正在施工掘进的210701掘进工作面经实际调查和查阅相关资料，上部为110301回采工作面采区（已回采完），110301采区经调查有少量积水，但在现今正回采的110303工作面回风巷中段掘破保安煤柱作为110301采空区的积水排放巷道，经实地观测，现在只有不到2m3/h的涌水量，不受水患威胁。在掘进过程当中必须坚持“有掘必探”的探放水措施。
　　　④在开采过程中，防治水患的重点主要是裂隙水和断层含水。
　　　⑤对井下涌水量进行了实测，最大涌水量40m3/h，正常涌水量20m3/h。
　　　⑥副斜井主副水仓布置：在副井井底最低点处开口布置水仓。为了便于清理，水仓由内外水仓组成，同一入口处进水，在水仓通道斜坡上分岔。内外水仓线路全长160m，水仓选用矩型半圆拱锚杆、锚网、钢架喷浆，净断面为11m2，人工清理，经计算，水仓有效容积1500m3，能够满足大于8小时最大涌水量320m3的要求。
　　　　⑦在副斜井主副水仓的建设中自主购置安装选用MD155—67×5型水泵三台，正常涌水时，水泵为一台工作，一台备用，另一台检修。最大涌水时，两台水泵同时工作，一台备用。配用电机：型号YB2 355M1——2；功率220KW；电压660V，选用排水设备能够满足相关要求。
　　　3.上述⑥和⑦经计算和实际观测比对出的效果，水仓布置合理，经认真细致对排水设备的选型和安装，且使用运行正常，排水能力大大提高，提高了矿井不受水患威胁的预防能力，同时也更加夯实了煤矿安全生产基础。
　　　4.在采掘过程中，只要始终坚持“有疑必探、先探后掘、先治后采”的原则和“有掘必探”的探放水措施，同时按矿井最大涌水量并严格按照《煤矿安全规程》的有关规定配备齐全工作泵，备用泵和检修泵，并经常保持排水系统正常运行，固定专人排水、专人维护，就能避免水患事故的发生。
七、探放水时注意事项
　　　1、 安装钻机探水前，必须遵守下列规定：
　　　（1）加强巷道掘进迎头附近的巷道支护，并在工作面迎头打好坚固的立柱或拦板。
　　　（2）探水钻孔位于巷道低洼处时，必须配备与探放水量相适应的排水设备及管路。
　　　（3）在打钻地点或附近安设专用电话。
　　　（4）测量和防探水人员必须亲临现场，依据设计，确定主要探水孔的位置、方位、角度、深度以及钻孔数目。
　　　　2、探水钻进之前，必须先安好孔口管和控制闸阀，进行耐压试验，达到设计承受的水压后，方准继续钻进。特别危险的地区，应有躲避场所，并规定避灾路线。
　　　　3、如发现水患时，钻孔内水压过大时，应采用反压和有防喷装置的方法钻进，并有防止孔口管和煤（岩）壁突然鼓出的措施。
　　　　4、必须严格执行先探后掘的原则，掘进中各班班（组）长、跟班特员必须在掘进工作面交接班，交接班允许掘进剩余的距离，严禁超越，探进30米，允许掘进10米。
　　　　5、掘进工作面打探水眼时要由专人做好打探眼观测工作并做好资料记录、台帐备查。
　　　　6、钻进时，发现煤岩松软、片帮、来压或钻孔中的水压、水量突然增大，以及有顶钻等异状时，必须停止钻进，但不得拔出钻杆，现场负责人员应立即向矿调度室报告，并派人监测水情。如果发现情况危急时，必须立即撤出所有受水威胁地区的人员，然后采取措施，进行处理。
　　　7、钻孔放水前，必须估计积水量，根据矿井排水能力和水仓容量，控制放水流量；放水时，必须设专人监测钻孔出水情况，测定水量、水压，做好记录。若水量突然变化，必须及时处理，并立即报告矿调度室。
　　　8、探水巷道必须严格掌握巷道掘进方向，沿着探水孔的中心线掘进，如果地质变化必须偏离时，应进行补充钻探或采取其它措施予以补救。
　　　9、在受水害威胁地区施工的所有人员，都必须熟悉避灾路线，懂得突水后的急救知识。
　　　10、井下所有的排水设施、设备必须定期组织人员检查、清理，保证矿井的正常排水。
　　　　11、所有现场施工人员必须熟悉施工地点的避灾路线，当施工地点发生透水预兆，情况危机时，必须立即发出警报，按避灾路线撤除所有受水威胁地点的人员。
　　　八、装运钻机时应注意以下问题
　　（1） 装运钻机前要进行检查，钻机各部件要齐全，电机必须防爆，电压应与电源相符，电缆无漏电现象，钻杆、钻具等应无损坏现象；
　　（2） 钻机装车后，要捆绑牢固。平巷运输时，两车之间要拉开一定距离， 拐弯时要发出信号；斜巷运输时，听从上、下车场把钩人员的指挥；
　　（3） 装运不允许进脏物的部件时，要封堵好。
　　九、安装钻机前的准备工作如下
　　（1） 进入安装地点前，应先检查巷道支护及通风等情况，发现问题及时处理。整修、加固钻场时，应清理干净脏杂物，挖好清水池，疏通好水沟。
　　（2） 无风地点必须安设局部通风机或采用导风筒通风，在打钻过程中不准停风，且要有可靠的风电闭锁装置；
　　（3） 水压、机件、电源开关等均应良好，符合要求。
　　（4） 由瓦检员进入掘进迎头用瓦检仪、报警仪检查气体，并与甲烷传感器探头核对，确定瓦斯不超限，方可安装探水钻。若出现气体超限，应立即报告调度室，撤出该作业点所有人员，采区措施并处理。
　　十、安装钻机时应注意以下问题
　　（1） 钻场面积必须大于钻机座，周围要有足够的安全间隙在运输巷道安设钻机时，要保证不影响运输、行人、管线铺设等需求；
　　（2） 安钻地点应底板平整、支护牢靠、钻机四周打上立柱或斜柱将其固定平稳。按中腰线摆正钻机；
　　（3） 机身安放平稳后，应上紧底固螺丝，各机械转动部分要安装防护栏、保护罩
　　十一、操作前的准备工作
　　（1） 钻机安装应牢固，变速箱及油箱内的油位应合适，安全防护罩及防尘盖必须齐全；
　　（2） 各部分操作手把应处在正确位置；
　　（3） 调试钻机时，要求各转动部分运转应正常，开关启动应灵活可靠。钻机空载运行5分钟。确认无问题后，方可接上钻杆、钻头，接通水源，由司机操作开始钻孔。
　　十二、操作注意事项
　　　1、各类钻机的操作方法按各钻机使用说明书执行。要求操作人员必须熟悉并掌握钻机的性能及各零部件的正确安装及使用方法。
　　　2、钻孔时要严格按照测量人员标定的孔位及施工措施中规定的方位、角度、孔深、钻孔数量等进行施工，不经测量人员同意不得擅自改动。
　　　3、安装钻杆时应注意以下问题
　　（1） 先检查钻杆，应不堵塞、不弯曲、丝口未磨损；不合格的不得使用；
　　（2） 连接钻杆时要对准丝口，避免歪斜和漏水；
　　（3） 装卸钻头时，应严防管钳夹伤硬质合金片、夹扁钻头和岩芯管；
　　（4） 安装钻杆时，必须在安完第一根后，再安第二根。
　　4、钻头送入孔内开始钻进时，压力不宜太大，要轻压慢钻，以免崩刃或打坏变速齿轮，待钻头下到孔底工作平稳后，压力再逐渐增大。
　　5、采用清水钻进时，开钻前必须供水，水返回后才能给压钻进，并要保证有足够的流量；不准钻干孔。孔内岩粉多时，应加大水量，延长开泵时间，切实冲好孔后方可停钻。
　　6、钻进时，钻工要认真观察钻机运转情况，即观察送水、钻孔的给排水、钻孔内的震动声音等情况。
　　7、钻进过程中要准确测量距离，一般每钻进10 米或换钻具时必须量一次钻杆，以核实孔深。
　　8、钻机运转过程中要注意观察轴承部位、液压油、电机、变速箱、轴套、横立轴齿轮等有无超温现象、有无异常声音，发现问题应立即停机，查找原因，及时处理。
　　9、钻进过程中的注意事项如下
　　（1） 发现岩石松动、片帮、来压、见水或孔内水量、水压突然加大或减小以及顶钻时，必须立即停止钻进，但不得拔出钻杆，要立即派人监视水情，并迅速向有关部门汇报；
　　（2） 钻孔透采空区发现有害气体喷出时，要停钻加强通风，并用黄泥封孔，同时向矿调度室汇报；
　　10、更换钻头时，应注意孔径与钻头直径匹配，以免卡死钻头。
　　临时停钻时，要将钻头退离孔底一定距离，防止岩粉卡住钻杆；停钻8 小时以上时应将钻杆拉出来。
　　运钻具时，前后人员要互相联系，密切配合，防止造成伤人事故。
　　11、提出钻具时的注意事项如下
　　（1） 提钻前，要丈量机上余尺，开升降机的制动装置、离合装置、提引装置以及紧卸工具要齐全、好用，发现问题及时处理；
　　（2） 提钻前必须用清水冲孔，排净煤（岩）粉；
　　（3） 在提钻过程中，钻工必须与其他工紧密配合，操作要轻而稳，不得猛刹、猛放，不得超负荷作业，不得用手去摸钢丝绳。其他工必须站在钻具起落范围以外；
　　（4） 钻杆提出后要用棉丝缠住两端，以防钻杆孔堵塞或丝口被破坏。
　　12、启动时，注意力要集中，要求手不离按钮、眼不离钻机，动作要准确、及时、迅速。
　　13、机械调速的钻机，在正常情况下不得随意改变钻机速度，调速时必须先停电，变速箱停止运转后再变速。
　　14、钻进仰角超过25 度时，不准在套管正下方操作，以免套管滑落打伤人员。
　　15、机器运转时，禁止用手、脚或其他物件直接制动机器运转部分，禁止将工具或其他物品放在钻机、水泵电机防护罩上。
　　16、各种类型钻机的维修与保养按说明书进行，并建立班保、周保、月保制度。
　　17、钻机不得在无人照管的情况下运转，钻机任何部位出现故障时都应立即停机检查。
　　18、下班前应将本班工作情况及各种数据，如钻孔角度、进尺、套管下置深度、设备运转情况等，全面准确地记录下来。
　　20、严格执行现场交接班制度，本班组长和记录员要按记录表格把本班情况记录清楚并签名。
　　21、钻孔竣工后，应在机长的指挥下做好各种善后处理工作（如钻机的搬迁、检修存放，钻杆、接头及接箍的更换，钻孔的质量验收及有关资料移交等），为下次施工做好各种准备工作。
十三.避灾路线
1.110302掘进工作面
水、顶板：作业点→110302回风巷→650皮带巷→1663m水平集中运输巷→二号风井→地面
火、瓦斯、煤尘：作业点→110302进风巷→650皮带巷→主井正石门运输巷→主井→地面
2.210701掘进工作面
水、顶板：作业点→210701回风联络巷→集中回风巷→二号风井→地面
火、瓦斯、煤尘：作业点→210701进风巷→主斜井正石门运输巷→主井→地面
　　　　以上未尽事宜参照《煤矿安全规程》、《XX煤矿掘进作业规程》执行。