1、龍泉煤礦主斜井礦建二期巷道探放水設計中煤五公司一處龍泉項目部二零一零年十月編審人員龍泉煤礦主斜井礦建二期巷道探放水設計一、概況根據工程建設統一安排，我項目部承建太原煤氣化龍泉能源發展有限公司主斜井下部連 接巷、煤倉上口通風聯絡巷、北膠帶大巷及北膠帶措施巷、井底煤倉等二期礦建工程。根據 建設單位提供的水文地質資料以及我項目部施工主斜井井筒實際揭露的水文地質資料顯示， 龍泉煤礦主斜井井筒最大涌水量為 50m3/h ，為貫徹落實“安全第一、預防為主、綜合治理” 的安全生產方針，以及堅持“預測預報，有掘必探，先探后掘，先治后采（掘） ”的水害防治 原則，為消除礦井水害隱患，確保安全生產，特編制本措施：

2、主斜井下部連接巷，設計長度為64.005m,平巷。掘進斷面積為 18.49m2,凈斷面積為16.32m2采用錨網噴+錨索聯合支護形式，噴射混凝土的厚度為120mm強度等級為C2。煤倉上口通風聯絡巷，設計長度為173.624m,傾角-1.8 %。，掘進斷面積為17.53 13.42m2,凈斷面積為16.24 12.28m2,采用錨網噴+錨索聯合支護形式，噴射混凝土的厚度為 120mm強度等級為G。北膠帶措施巷，設計長度為73.135m,傾角-5.5。一平巷，掘進斷面積為17.53 13.42m2, 凈斷面積為16.24 12.28m2,采用錨網噴+錨索聯合支護形式，噴射混凝土的厚度為 120mm

3、 強度等級為 C20 。北膠帶大巷，設計長度為1250m傾角-16°,掘進斷面為19.26m2,凈斷面積為17.31m2,采用錨網噴+錨索聯合支護形式，噴射混凝土的厚度為120mm強度等級為G。、水文地質一）井田水文地質條件（一）主要含水層：1、第四系全新統砂礫石層孔隙含水層主要分布在嵐河及其及支流溝谷之底。厚度o20m巖性以礫石、卵石為主，它受地下水和地表水雙重補給。2、第三系礫石層孔隙含水層其上部為紅色粘土，內有 35 層鈣質結核，以上層滯水為主，水量小，常有小泉滲出。 礫石層位于底部，分選不良，有少量巖屑混于其中，因下伏基巖補給條件和所處位置的不同， 其富水性變化很大。河谷內泉

4、水較多，流量為 。3、上石盒子組砂巖裂隙含水層含水層主要為 K6 等中粗粒砂巖，上部砂巖厚度及巖相變化較大，主要為灰綠、黃綠色中 粗粒砂巖，地表有小泉水滲出。底部（K6）砂巖為灰白色中粗粒砂巖。據 LB3 LB4號孔非煤 系基巖抽水試驗，單位涌水量 m滲透系數為 ，水位標高，含水層富水性弱。水質類型為 HCOK+NaCa型和HCO3 CL K+Na型, 礦化度 0.41 0.42g/l，總硬度為 56.03 109.36mg/l（CaCO3 計）。4、山西組砂巖裂隙含水層主要由 4-5 層灰白色中細粒砂巖組成，彼此被隔水層隔開，巖性變化大。5、太原組含石灰巖溶蝕裂隙水層主要為L1、L2、L3石

5、灰巖及K3砂巖，L2石灰巖較純，裂隙發育不勻，厚 36m層位 及厚度變化不大，L1多為泥灰巖，一般厚0.5m左右，最厚達3m據LB3 LB4號孔太原組及以上基巖抽水試驗，單位涌水量為 m滲透系數為，水位標高為。從試驗結果看，各含水層富水性弱。 水質類型為HCOK+NaCa型和CL-HCOK+Ns型，礦化度0.37 0.68g/l，總硬度為33.63 112.40mg/l（CaCO3 計）。6、奧陶系中統石灰巖巖溶含水層奧陶系中統石灰巖為本井田主要含水層，由厚層石灰巖、白云質灰巖、豹皮灰巖及薄層鈣質泥巖組成。巖溶發育程度因巖性、構造裂隙的不同而有極大差異。富水性受巖溶發育程 度及水文地質條件控制

6、，一般來說，構造裂隙發育段，巖溶率增高，富水性增大。據LB3、LB4號孔峰峰組和上馬家溝組混合抽水試驗， 單位涌水量0.01 0.18L/s.m，滲透系數為0.017 0.26m/d，水位標高1125.38 1147.08m,富水性弱到中等。水質類型為 HCOK+Na型和 SO4- HCOCa型，礦化度 0.32 0.59g/l，總硬度為 55.53 379.94mg/l（CaCO3 計）。為了進一步了解峰峰組含水層的水文地質特征，本次補勘在LB5號孔對其進行了單獨抽水試驗，以查明峰峰組含水層富水性。其情況為：單位涌水量0.17L/s -m，滲透系數0.16m/d， 影響半徑34.92m,水位

7、標高1141.81m，由此可見，峰峰組含水層富水性中等。另外，在本孔 中還對上馬家溝組進行了穩定水位觀測，其穩定水位深度26.10m,標高1123.79m,和峰峰組水位差 18.02m。（二）巷道預計涌水量根據建設單位提供的地質、水文地質資料以及主斜井井筒施工時實際揭露的地質、水文 地質資料顯示，我項目部承建的二期礦建工程的涌水量小于5nVh。涌水主要為4號煤頂、底板山西組及太原組砂巖裂隙含水層。各砂巖裂隙含水層在天然條件下水力聯系較差，且水量 較小。根據三維地震勘探資料顯示該施工范圍內無小窯老空水。三、根據煤礦防治水規定 ，采掘工作面遇如下情況之一的，應當進行探放水：1、接近水淹或者可能積水

8、的井巷、老空或者相鄰煤礦；2、接近含水層、導水斷層、暗河、溶洞和導水陷落柱；3、打開防隔水煤（巖）柱進行放水前；4、接近可能和河流、湖泊、水庫、蓄水池、水井等相通的斷層破碎帶；5、接近水文地質條件復雜的區域；6、接近可能出水的鉆孔；7、采掘破壞影響范圍內有承壓含水層或者含水構造、煤層和含水層間的防隔水煤（巖）柱厚 度不清楚可能發生突水；8、接近有積水的灌漿區；9、接近其他可能突水的地區四、設計依據根據太原煤氣化龍泉能源發展有限公司龍泉礦井井筒檢查鉆孔地質成果報告顯示，4號煤底板和奧灰頂面隔水層厚度距離為135m 4號煤奧灰水突水系數為0.015 0.101MPa/m 小于正常塊段的臨界突水系數

9、為0.15MPa/m。為消除水害對井筒施工的威脅，決定該工作面掘 進施工超前探放水。2. 超前距越大，安全系數愈大，探水工作量也大，影響掘進速度；超前距過小，則不安 全。超前距a可由下式計算：a =0.5AL 3P/Kp式中 a 超前距，mA安全系數（一般取25）;l巷道的跨度（寬或高取其大者），mp 水頭壓力，MPaKp巖層抗壓強度，MPa令 A=5,L=5.24，P=2.0 ，Kp=3.5 （取砂巖、泥巖中抗壓強度最小值）計算a=17五、施工方案及施工方法1、超前探放水鉆孔設計超前探放水使用TXl200型鉆機，一個掘進工作面設計 5個鉆孔。鉆機主要參數如下：型號TXl 200電機額定輸出功

10、率（kW）10電機額定電壓（V）1140、 660電機轉速（r/min）122451額定工作方式連續最大鉆深（m）200鉆孔開孔直徑（mm）108鉆孔終孔直徑（mm）76鉆孔角度范圍（°）0360鉆機可適用巖石硬度范圍（普氏硬度系數）f<10鉆機重量（不包括跑道、鉆桿、鉆架等）（kg）I700米用電纜型號規格（用戶自備）（GB1170-74礦 用橡膠軟電纜）U 型 3x4+1x42、布孔鉆孔位置：共布置五個鉆孔，1#孔位置：沿巷道中心線在巷道拱基線位置，鉆孔傾角同 巷道傾角，鉆孔方位角同巷道方位角；2#孔位置：巷道中心線偏左1m拱基線處，鉆孔傾角為 同巷道傾角，鉆孔方位角偏巷道

11、方位角；3#孔位置：巷道中心線偏右1m拱基線處，鉆孔傾角 為同巷道傾角，鉆孔方位角偏巷道方位角 +2° ,4#孔位置：巷道拱基線向下0.5m巷道中心線 位置，鉆孔方位角同巷道方位角，鉆孔傾角偏巷道傾角-2 °。5#孔位置：巷道拱基線向上1.0m 巷道中心線位置，鉆孔方位角同巷道方位角，鉆孔傾角偏巷道傾角+2°。探水距離可根據施工需要進行調整，但是最大探水孔深不得超過 150m附：附圖一鉆孔布置圖附圖二 鉆孔布置剖面示意圖3、孔口管的埋設為防止鉆進過程中發生突水淹井事故，設計埋設© 108的孔口管（孔口管上用© 6mnffi筋盤圓焊接螺旋狀，埋設

12、時外纏麻絲），安裝 4寸高壓閘閥防止突水，孔口管設計長度 5.0m,埋 深4.8m。預埋孔口短鉆孔采用© 130鉆頭鉆進，鉆進深度5.0m,鉆進結束后，掃清孔內巖渣， 下入孔口管（先不裝閘閥）然后孔口管上端安上悶板，采用氣動注漿泵，通過注漿管向孔口 管內壓注水泥、水玻璃雙液漿進行固管。當漿液從鉆孔和管壁間間隙中溢出孔口，并淤塞孔 口后，停止壓注，等待凝固。待雙液漿凝固 8小時后，即可正式鉆進。4、鉆眼利用TXU 200型鉆機配© 130、© 90兩種鉆頭鉆眼。首先利用 TXU200型鉆機配© 130 鉆頭鉆眼，鉆眼深度5.0m。待預埋好的孔口管凝固后，改

13、用 © 90鉆頭鉆進探水孔。鉆進過程 中如遇較大涌水，有頂鉆、影響鉆速不能繼續鉆進時，要停止鉆進，提鉆、關閥做注漿準備， 若無水或涌水量較小，則一次鉆進至終孔深度，然后實測鉆孔涌水量，如果單孔涌水量1m/h, 進行工作面注漿封水，注漿方法另行編制施工組織設計指導施工。5、圭寸孔如果單孔涌水量w 1mVh，應采用水泥、水玻璃雙液漿進行封孔。封孔方法采用高壓軟管 伸入孔底，使用氣動注漿泵通過軟管向空內壓漿，邊壓漿邊提管，直到漿液封到孔口。注漿機具：根據現有設備和現場實際情況，在工作面設工作平臺，采用QB-60型風動注漿泵1臺，丫型混合器，注漿站、攪拌站。注漿參數：按下列公式確定注漿壓力P

14、a=Po+ ( 0.3 0.5 )Pb=Po+ (0.5 0.8 )Pc=Po+ (0.8 1.3 )式中：Pa- 初始注漿壓力 MPa P b正常注漿壓力 MPaPc- 注漿終壓MPa P0- 注漿點靜水壓力注漿時應根據注漿孔的吸水量確定漿液的起始濃度及單雙液的使用界限，使用漿液時，一般是先稀后再逐級調節。在注漿初期采用單液水泥漿，在接近或達到注漿終壓后采用水泥 水玻璃漿液進行封孔。使用水泥-水玻璃漿液時，水泥漿的濃度一般為1:1 2:1水玻璃和水泥漿液的體積比一般為 1:1單液水泥漿的配制見下表。水泥漿現場配制表水灰比水泥(公斤)水(升)制成漿量(m3)1:17507501.0001.25

15、:16508121.0291.5:15508251.0082:14509001.050(5)注漿材料水泥：采用新鮮的普通硅酸鹽水泥水玻璃：采用波美度為35Be的水玻璃2、注漿施工工藝工藝流程見下圖注漿工藝流程圖。注漿工藝流程圖四、施工流程用軟巖鉆頭一次性鉆進，若無水流出，向前掘進至超前距離（鉆孔終孔里程減17m位置后，停止掘進，再進行下次探放水，依次循環下去；若發現有水流出，應立即停止鉆進，但 不得將鉆桿拔出，立即向礦調度匯報，派人監測水情。發現情況危急，應當立即撤出所有受 水威脅地區域的人員到安全地點，然后采取安全措施，進行處理。五、水泵選型根據礦地質說明書提供資料，主斜井井筒最大涌水量為

16、224.03m3/d，目前已在井筒里程 345m處施工一個臨時水倉（臨時水倉規格長 4 mx寬4 mX高2.5m），并根據施工需要施工若 干個截水槽，并在臨時水倉以及截水槽設置排水設備。工作面探放水采用1臺QBF-50/25風動泵將水利用2吋膠管排至耙矸機后的截水槽（截 水槽規格長5mX寬O.6mx深1m）內，再用放置在截水槽內的1臺WQ2型污水泵利用？108mm 鋼管排至井筒臨時水倉，臨時水倉安裝兩臺80D 30X 9型臥泵，一臺使用，一臺備用，禾I用？108mn鋼管排至地面。六、鉆機（注漿泵）下放工作將鉆機（注漿泵）采用 © 18.5mm鋼絲繩套捆綁好后，再由ZL50鏟車提升到箕

17、斗內，然后采用 8#鐵絲和箕斗綁扎兩道，并且保證牢固可靠后。由信號工向絞車房發出 信號進行下放。當下放至井底確認的位置時，采用三角架掛10t 的吊葫蘆將鉆機（注漿泵）從箕斗內吊出。在起吊過程中由專職安監人員指揮和下放，嚴禁在起吊和下放 時下面站人。七、超前探放水準備工作1. 由 111隊隊長組織，技術員負責向全隊人員貫徹本措施，并要求嚴格按本措施執行。2. 超前探放水工具：鉆機 1 臺、鉆桿 60根、鉆桿連接器 60個、鉆頭 4 個、風管 1 根。3入井前打鉆人員必須帶足易損件（鉆頭、鉆桿連接器等） 。4. 在打鉆前，跟班隊長認真檢查施工地點的支護狀況，嚴禁空頂作業。5. 清理巷道，并將風筒、

18、風管、排水管接至工作面。6. 電話必須及時延接至工作面附近。7. 開鉆前，將掘進用施工工器具撤至耙矸機后安全地點。8. 掘進工作面排水系統必須緊隨工作面，排水系統完善可靠，排水能力充足。9. 排水線路：主斜井井筒工作面一截水槽一臨時水倉一地面七、探放水施工1 跟班隊長是打鉆負責人，現場打鉆人員要聽從跟班隊長統一指揮，每班必須由專業技 術人員跟班，進行有效的技術指導。2. 在打鉆前，嚴格執行敲幫問頂制度， 由跟班隊長檢查工作地點頂板是否有浮巖、 浮煤， 煤幫是否有裂隙、片幫，在確認鉆場無安全隱患以后，方可打鉆。3. 打鉆過程中，打鉆人員應相互配合好，避免意外傷害。4. 在鉆進過程中若遇到巖石，

19、在無水流出的情況下， 拔出鉆桿換個位置、 角度重新打鉆。5. 每次打鉆完，必須用紅漆在兩幫準確標出開鉆位置和本次鉆孔準確深度。6. 驗收員要班班驗收好本班掘進長度， 準確確定鉆孔孔深剩余量， 并及時準確填報在原 始記錄本上，班前會值班干部要根據本措施做出是否向前推進及向前推進長度等具體工作。7. 每次打鉆結束，確保安全后，鉆探工具由專人收拾保管好，方可繼續掘進作業。八、探放水施工安全技術措施1. 所有打鉆人員必須嚴格按本措施執行，正規操作、按章作業、穿戴整齊、褲管袖口扎 緊，以防被鉆機纏住傷人。2. 探放水負責人不在場，嚴禁打鉆人員擅自組織施工。3. 各打鉆人員必須時刻牢記“安全第一” ，各司

20、其職、操作規范、注重自保、互保。4. 鉆探施工時，有人操作，有人監護。5 接、卸鉆桿時，人員要相互配合好，防止傷人。6 鉆進過程中發現異常情況，應停止鉆進，查明原因，及時處理。7. 打鉆人員在鉆進過程中發現異常情況， 應停止鉆進， 立即向跟班隊長匯報， 查明原因， 及時處理。8. 通風人員必須在工作面監測是否有有害氣體增加。9. 鉆進中發現有害氣體噴出時，應立即停止鉆進、切斷電源，將人員撤到有新鮮風流的 地點。并立即報告調度室。10. 每班必須有技術人員跟班，記錄探水過程中的出水點、測量出水量、水壓并進行校正 鉆孔角度等。11. 鉆進中若發現有水流出或鉆孔中的水壓、水量突然增大，以及有頂鉆等異

21、狀時，應立 即停止鉆進，但不得將鉆桿拔出，并將鉆機固定住，跟班隊長立即向礦調度匯報，派人監測 水情，現場人員嚴禁站在鉆孔直沖方向。發現情況危急，應當立即撤出所有受水威脅地區域 的人員到安全地點，然后采取安全措施，進行處理。12. 注漿前首先壓水沖孔 35 分鐘再進行注漿。13漿液要充分攪拌，水注漿泵司機和混合器放漿人員要時刻觀察注漿壓力表和注漿孔 周圍井壁當壓力達到規定注漿終壓后或井壁出現異常要及時停泵關閥，并及時打開泄漿閥放 漿，以防損壞井壁。14. 如發現有漏漿時，能堵塞的要及時用棉紗道釘堵塞，或者間歇注漿，必要時可改用雙 液漿封堵。15. 因故障及其它原因不能連續作業時， 對注漿泵及有關