圣鑫煤业副斜井掘进工作面防治水设计防治水设计项 目 经 理： 技 术 负责人： 安 全 负责人： 编 制 人： 施工单位：温州矿山井巷工程有限公司编制日期： 2012.12山西晋煤集团泽州天安圣鑫煤业副斜井井筒山西晋煤集团泽州天安圣鑫煤业副斜井井筒掘进工作面防治水设计掘进工作面防治水设计一、一、 工程概况工程概况山西晋煤集团泽州天安圣鑫煤业有限公司副斜井井口坐标为：X= 3940243.711、Y=19663446.217（80 坐标系） ，Z=899.377。副斜井设计总长 640m， 2006 年资源整合时已施工 80m，新施工560m，半圆拱断面，净宽 3800mm，净高 3500mm，净断面积 11.75 m2，倾角 23，水平标高+648m；基岩段支护方式为锚网喷，喷厚150mm，砼强度等级为 C25；锚杆间、排距为 800800mm，三花布置，锚杆为20mm2200mm 无纵纹螺纹钢，托板规格为20020010mm，网片采用规格为 1m2m 金属网,网孔尺寸为100mm100mm，网片各边搭接长度不小于 100mm，锚固剂选用快速K2335 型、中速 Z2360 型树脂锚固剂各一支;锚固力不小于 105KN。喷射砼强度等级为 C25，厚度为 150mm,井筒每隔 40m 设躲避硐。为了贯彻落实国家省市有关矿井水害防治的方针、政策，切实做好煤矿安全生产，保障矿工生命财产不受伤害。依据“有掘必探，先探后掘”的探放水原则，对副斜井编制探放水方案。为预防掘进期间发生透水事故，本着“预测预报，有掘必探，先探后掘”的探放水原则。确保安全作业，在本矿此条巷道掘进期间，实施探放水作业，为确保作业安全，特编制本措施（设计） 。二、二、 煤矿建设安全规定煤矿建设安全规定的有关规定的有关规定山西省煤炭厅 2009 年 9 月 21 日发布的煤矿建设安全规定 ，为保证煤矿建设的顺利进行，其中第七章第四节第二百六十六条对于煤矿建设期间的探放水工作规定如下：3在井巷施工期间，遇到情况之一者，必须坚持先探后掘：（一）要穿过主要导水断层破碎带（二）临近岩溶富水地段（三）要穿过煤系地层富水地段（四）要穿过或接近富水的陷落柱（五）接近被水淹没的井巷工程段（六）贯通的掘进工作面有积水（七）有其它可疑情况的三、区域水文地质情况三、区域水文地质情况井田位于沁水煤田东南边缘，地貌类型属侵蚀低山区，以丘陵为主，井田内地形总体西北高东南低，冲沟发育。井田内为白水河上游冲沟，井田内无水库等大的地表水体，主要水源为大气降水。雨季时节，沟谷有短暂洪流出现，流径不长，向南汇集注入西河，西河向东南注入白水河。井田内地形总体西北高东南低，冲沟发育，井口标高约 899m，工业广场标高约 895900m，工业广场附近沟谷标高约 887m，低于工业广场标高近 10m，据访问当地人员，井口及工业广场周边标高均高于历史最高洪水水位，不存在洪水危险。副斜井井筒施工穿过地层依次为：第四系表土层，上石盒组，下石盒子组，山西组。地层岩性特征如下：（1）第四系：砂质粘土，有少量砂硕石层。（2）上石盒子组：由泥岩、粉砂岩组成。（3）下石盒子组：由灰色灰绿色细、中粒砂岩组成。（4）山西组：由灰色、深灰色细砂岩、粉砂岩、泥岩及 3#煤4层组成。水文情况：矿井充水方式一般为沿顶板岩石裂隙渗透或滴水，雨季局部可见短时淋水现象，井筒涌水自岩石裂隙流出沿井壁进入井下。一般富水性很弱，不会因此突水。井筒涌水量5m3/h,虽然水量不是太大,但掘进过程中仍要进行探放水工作，确保矿井安全。在井筒施工实际作业中应密切注意涌水量变化，做好防水排水准备工作。四、探水方案设计及布置四、探水方案设计及布置1 1、探水起点的确定、探水起点的确定为了贯彻落实国家省市有关矿井水害防治的方针、政策，切实做好煤矿安全生产，保障矿工生命财产不受伤害。依据“有掘必探，先探后掘”的探放水原则，对副斜井编制探放水方案。探水起点即为巷道开始掘进点。2 2、探放水个数及钻孔布置、探放水个数及钻孔布置根据本矿最大涌水量及地质资料调查情况，副斜井取 4 个（一个探前方，一个探左帮，一个探右帮）呈不规则布置。3 3、超前距、超前距为探水钻孔终孔位置应始终超前掘进工作面的一段距离，超前距按下式计算： 3pa=0.5AL-kp式中：a超前距，m；A安全系数，一般取 25，本次设计取 5；L巷道跨度（宽或高取其大者） ，m，本次设计取 3.9m；5p水头压力 Mpa ，取 0.1Mpa；kp岩的抗张强度 Mpa ，取 0.5Mpa；通过计算：a=5.85为确保施工安全，本设计超前距取 20m。4 4、允许掘进距离、允许掘进距离为每次探放水钻孔施工完毕之后，以最短的钻孔长度（水平投影长度）减去超前保护距离之后剩余的距离。设计探水钻孔长度100m，减去超前距 20m 后，允许掘进距离为 80m。L = L - a式中：l允许掘进距离，m；L最短钻孔长度, m;a超前保护距， m；5 5、帮距、帮距为使巷道两帮与可能存在的水体之间保持一定的安全距离，即呈扇形布置的最外侧探水孔所控制的范围与巷道帮的距离，其值一般与超前距相同，有时可略比超前距小 12m，本设计取 20m。6 6、钻孔密度、钻孔密度( (孔间距孔间距) )竖直扇形面内钻孔间的终孔垂距不得超过 1.5m，本矿取 1.5m。7 7、钻孔孔径、钻孔孔径本设计配备 ZLJ-650 型煤矿坑道钻机，42mm 钻杆 100 米，75mm硬质合金钻头，终孔直径 75mm。8 8、附图后、附图后 五、钻机使用五、钻机使用61 1、开钻前的准备、开钻前的准备a. 油箱内加满清洁油液，一般用N46抗磨液压油，如果环境温度较高可用N48抗磨液压油。b. 检查钻机及各部分紧固件是否紧固。c. 在需要润滑的部位加注润滑油和润滑脂。d. 检查各油管是否连接无误。e. 主油泵按指示的箭头先将泵量调至最小位后再反转58圈即可，副油泵的泵量调至25左右即可。f. 将操纵台上副油泵的功能转换手把置于调压阀位（也就是前位）。其它的操纵手把均放在中间位置，背压调节手轮（单向节流阀）顺时针调到极限位置。减压阀、溢流阀手轮调至最小位置。马达变量手轮按需要调节，一般在中速排量范围。g. 打开油箱上的截止阀，此阀未打开前不准起动电机。h. 接通电源。2 2、启动、启动a. 试转电机，注意转向是否与油泵的要求一致。b. 启动电机，观察油泵是否正常运转（应无异常声响，操纵台上的回油压力表应有所指示）检查各部件有无渗漏油。c. 使主、副油泵空转35分钟后再进行操作，如油温过低，空转时间应加长，待油温达20左右时，才可调大排量进行工作。3 3、试运转、试运转a. 油马达正转、反转双向试验，运转应正常平稳b. 反复试验回转器的前进、后退，以排除油缸中的空气，直到运转平稳为止7c. 试验卡盘、夹持器，开闭要灵活，动作要可靠。d. 检查各工作机构的动作方向与指示牌的标记方向是否一致，如不一致应及时调换有关油管。例：回转器马达的正、反转，前进、后退等。e. 在以上各项试运转过程中，各部分应无漏油现象，如发现应及时排除。4 4、无岩芯开孔、无岩芯开孔a. 从回转器后端插入一根钻杆，穿过卡盘，顶在夹持器端面上（因此时夹持器闭合，不能穿入）。若从回转器后端不能插入钻杆时，可关掉钻机，待钻杆插入回转器后，重新启动钻机。b. 副油泵功能转换阀手把推到前位（即溢流给进位），夹持器功能转换手把推到分离位（即前位）。将起下钻转换手把推到下钻位置，向前推给进起拔手把，使钻杆进入夹持器，在夹持器前方人工拧上无岩芯钻头，准备钻进。5 5、钻进、钻进a. 接上水龙头，开动泥浆泵，向孔内送入冲洗液。b. 待孔口见到返水后，将给进起拔手把拉向起拔位置，使回转器后退到极限位置，夹持器完全打开，随之关闭截止阀，夹持器处于打开状态。反时针旋转背压调节手轮，使其关小（垂直孔需关死）。推动马达回转手把让回转器正向旋转（注意切勿反转）。将给进起拔手把回到中位，将转换手把置于中间位置。c. 根据具体情况调整回转速度进行加压或减压钻进。(1) 加压钻进：将给进压力调节手轮朝反时针方向旋转到极限位置（此时给进压力最小），顺时针旋转给进背压调节手轮，当钻8具开始移动时停止旋转，让钻头慢慢推向孔底进行扫孔。扫孔完毕，继续旋转背压调节手轮，使背压降为零，再把给进起拔手把推到给进位置，然后逐渐增大钻进压力（顺时针方向旋转给进调节手轮）使达到规定值，开始正常钻进。(2) 减压钻进：钻进下垂孔，当钻具重量超过钻头所需要的压力时，应作减压钻进，此时应在钻具悬置状态下读起拔压力表读数（称重），然后顺时针方向旋转背压手轮，减小背压，使钻具缓慢下移进行扫孔。待钻头接触孔底后，再继续减小背压，提高孔底压力到达规定值，开始正常钻进。6 6、倒杆、倒杆a. 减小孔底压力，停止给进，然后停止回转，向前推夹持器功能手把（即夹持器油路开通），夹持器夹住钻具。b. 退回回转器（也称“倒杆”）。c. 借助于给进，打开夹持器，将夹持器截止阀关闭，然后重新开始钻进（操作同前）。7 7、加杆（接长钻具）、加杆（接长钻具）a. 减小孔底压力，停止给进和回转，向前推夹持器功能手把。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，夹持器截止阀关闭，即可开始钻进。8 8、停钻、停钻a. 减小孔底压力，停止给进和回转，向前推夹持器功能手把。b. 将钻具提离孔底一定距离（参考起钻说明）。c. 停供冲洗液。99 9、起钻、起钻a. 停钻，停供冲洗液，卸下水龙头。b. 将起下钻转换手把置于起钻位置，回转器马达排量调到最大。c. 扳动给进起拔手把，拉出钻杆，待欲卸的接头露出夹持器250300mm时停止，马达反转拧开钻杆即可（注意：开始卸钻杆时回转器绝不能后退到极限位置，须留70mm以上的后退余地，以便回转器能在卸扣过程中随着丝扣的脱开而自动后退，否则将会损坏机件或钻杆丝扣）。d. 前移回转器，使孔内钻具的尾端进入卡盘，同时取下已卸开的钻杆。e. 拉出下一根钻杆，再按c和d操作。如此循环往复，直到拔出孔内全部钻杆。f. 最后取出粗径钻具。