王村煤礦14503工作麵疏放頂板水設計

陝西陝煤澄合礦業有限公司王村煤礦

14503工作麵疏放頂板砂岩水鑽孔設計

澄合礦業王村煤礦

二〇一二年一月

審批

編 製 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工作麵疏放頂板砂岩水鑽孔設計

一、概述

14503工作麵位於四采區東翼上部，工作麵順槽長度 10795米 ，切眼寬度 140米 ，工作麵東部受控於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製。工作麵的高程範圍在+398～ 352米 之間，運輸巷的高程總體低於軌道巷，工作麵的最低點位於運輸巷的Y10點，高程為+ 350 米 ，距離工作麵切眼 430 米 。5#煤層上部有三層砂岩含水層K4、k中、k5砂岩水，對照各含水層的底板等高線及地麵瞬變電磁勘探成果，K4、K中、K5砂岩水在工作麵東部比較集中，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，湧水量最大為 10m³ /h。該工作麵為四采區首采麵，且位於易於積水的向斜構造控製區域，開采高程最低又值+ 352 米 左右，如不進行超前疏放，在初采中，頂板砂岩水會沿冒落帶及導水裂隙導入工作麵，給工作麵安全回采帶來一定的危害。

為確保14503工作麵的安全回采，決定在14503運輸巷開展疏放頂板砂岩水的工作。

二、鑽孔設計依據

根據對14503工作麵運輸巷揭露的地質情況、周圍鑽孔資料以及物探解釋的賦水異常區域的03manbetx ，決定在14503工作麵東部運輸巷布設兩個鑽場，從不同方位和角度進行鑽孔布置，設計終孔位置在含水層向斜軸部，進入K中含水層5 -10米範圍內。

三、鑽孔布置方法和原則

1、鑽場及鑽孔布置原則

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鑽場布置，每一鑽場布置在巷道煤壁一側，鑽場硐室 4m × 4m × 3m （長×寬×高）。運輸巷初步擬定布置2個鑽場，第一鑽場布置在Y6導線點西 14m 處，在南幫施工鑽場硐室（主要疏放初采期間的頂板水）；第二個鑽場布置在Y9導線點西 18m 處，在北幫施工鑽場硐室（主要疏放工作麵中東部區域的頂板水）。根據工作麵中東部頂板水疏放情況，決定工作麵西部的疏放工程。

鑽孔終孔層位位於K中砂岩含水層底板向上5~ 10 米 範圍內，其中1至3號鑽孔沿切眼向西 20米 處平行切眼布置，各鑽孔之間水平間距 30米 ；4至6號鑽孔垂直K中底板等高線（導線點Y10處）向斜軸部進行布置，各鑽孔之間水平間距 30米 。

各鑽孔具體施工參數見下表。

2、鑽孔位置

14503工作麵的鑽孔設計均布置在運輸順槽內，具體位置如下：

（1）、1#、2#、3#鑽孔設計在Y6導線點西 14m 處的南幫1號鑽場硐室內；

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

3、鑽孔參數

孔號	方位（°）	角度（°）	孔深（m）
1#	70	仰角45	82.4
2#	98	仰角44	91.4
3#	117	仰角39	108.5
4#	250	仰角45	80
5#	225	仰角42	92.3
6#	209	仰角37	112.3

4、放水鑽孔孔口安全裝置及施工順序

14503運輸巷鑽場空間施工好後，立即對場地進行平整，在合適位置架設穩固鑽機，敷設反壓裝置。按照鑽孔設計方位和角度，依次性對設計鑽孔，分別利用φ 94mm 的鑽頭進行開孔，鑽進至1.7m時，退出鑽頭，將裝有高壓閘閥、測壓三通的φ76×3.5×2000mm的套管放置在鑽孔內，孔口以外留設套管 500mm ，在管口向裏 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，用錨杆將套管固定。套管按要求放入後，用瑞米注漿材料進行固管，而後進行固管耐壓試驗，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分鍾後無變化（若管內靜水壓力減小，重新進行封閉），利用φ 60mm 的鑽頭進行鑽進，鑽進到設計位置後，退出鑽具後關閉高壓閥門。

四、鑽探設備的選擇及主要性能參數

1、鑽探設備

鑽機型號：ZDY650全液壓鑽機

鑽杆：Φ 50L ＝ 1.5m （平扣）

鑽杆接頭：Φ50

鑽頭：Φ94複合片（一開） Φ60複合片（二開）

水便：Φ50

孔口套管：Φ76×3.5×2000mm，距管口 200mm 處焊接一個Φ 15mm 絲頭帶Φ 15mm 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Φ 24mm ，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運輸巷進行鑽探前，必須保證運輸巷的排水係統完好，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米處水倉安設一台45kw（型號）多級離心泵，且與電源、管路連接完好。

（2）、鑽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，在鑽場處安設三通和閥門。

（4）、鑽機底座木梁、錨杆、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、為保證鑽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，每個鑽孔內安裝的孔口管均用2根錨杆固定，孔口管和煤岩壁間用瑞米加固封堵材料封堵（如圖所示）。

3、用注漿泵往孔口管內壓注封孔漿液，注完漿，待其凝固後，向套管內注清水，孔口管承壓力在1MPa以上而不漏水，說明孔口管埋設合格，否則應再次注漿，試壓，直到孔口管承壓1MPa而不漏水。在對孔口管測壓時，時間不得小於半小時。

4、孔口管埋設合格後，裝上控水大閥門，然後用Φ60mm不取芯鑽頭鑽進。

5、嚴格丈量鑽杆長度，每加一根鑽杆記錄一次，準確記錄孔深及岩性變化。

6、記錄鑽孔內出水點距孔口的長度，測量水量及水壓大小，並及時填寫班報表。

7、通風區在疏放頂板水時及時觀測工作地點瓦斯及有毒有害氣體的濃度。

五 、安全技術措施

1、施工單位及時編製作業01manbetx 及施工安全措施，確保安全施工。

2、排水設備：預計單孔最大湧水量 20m³ /h，疏放頂板水時，需在鑽場安裝一台30kw的離心泵，水泵的進水管直接與放水口連接，頂板水不進水倉直接排走。並準備一台30kw備用泵。再鋪設一條6寸專用排水管路，原巷道內的排水管路，保證日常正常排水，對現場的排水設備要加強維護，嚴禁出現設備故障導致水淹巷道的現象發生。

3、做好施工地點的巷道支護工作，確保人身安全。

4、鑽機安裝及施工過程中的安全工作必須嚴格按照鑽機01manbetx 01manbetx 進行施工。

5、孔口管的固管及試壓達要求後，方可而二開鑽進。

6、排水路線：14503運輸巷→14503切眼→14503軌道聯巷（東）→三下進風巷→+390東大巷→+汙水倉→地麵。

7、避災路線：施工地點→14503運輸巷→14503軌道巷（東）→三下總回風巷→三采總回風巷→9°坡→+435軌道集中巷→+460回風石門→東風井→地麵。

8、鑽進中嚴格記錄進尺，若有特殊情況出現，要停鑽檢查，查明原因；若水量、水壓不大，可試探鑽進。否則，應立即固定鑽杆，彙報調度室，采取措施處理。

9、做好鑽孔岩性記錄，認真填寫鑽探報表。

10、施工地點安裝專用電話，保證及時與調度室聯係和彙報情況。