斷層探放水設(shè)計(jì).doc

斷層探放水及注漿堵水設(shè)計(jì)斷層是煤礦采掘進(jìn)過(guò)程中遇到的主要地質(zhì)構(gòu)造，為了有效防范和遏制因斷層導(dǎo)水而引發(fā)水害事故，消除隱患。嚴(yán)格執(zhí)行煤礦防治水相關(guān)規(guī)定。采用瞬變電磁法和鉆探相結(jié)合的方法對(duì)斷層構(gòu)造進(jìn)行驗(yàn)證，為確保施工的安全，特編制該斷層探放水設(shè)計(jì)。一.主要目的1、查明斷層的確切位置、產(chǎn)狀要素（落差、走向、傾向、傾角）、斷層帶寬度（包括內(nèi)、中、外三帶）、斷層的導(dǎo)水性與富水性。2、查明斷層帶充填物和充填程度、膠結(jié)物和膠結(jié)程度、斷層兩盤次生裂隙（巖溶）發(fā)育情況和含水性。3、查明斷層兩盤對(duì)接煤系地層層位、巖性和富水性，煤層與強(qiáng)含水層的實(shí)際間距、有效隔水層厚度。4、查明斷層與含水層等水體的交切部位、水力聯(lián)系、補(bǔ)給關(guān)系等。二、斷層水探放的原則和方法1、探放斷層水的原則凡遇下列情況，必須對(duì)斷層進(jìn)行探查：（1）預(yù)測(cè)采掘工作面前方或附近有斷層存在，但斷層位置和含（導(dǎo)）水性不清，有可能突水。（2）采掘工作面前方或附近有含（導(dǎo)）水?dāng)鄬哟嬖冢唧w位置不清或控制不夠嚴(yán)密。（3）井巷工程接近或計(jì)劃穿過(guò)斷層，斷層淺部不含（導(dǎo)）水，但在深部有可能突水時(shí)。（4）根據(jù)井巷工程和留設(shè)斷層防水煤柱等的特殊要求，必須探明斷層時(shí)。（5）采掘工作面內(nèi)的斷層使煤層與強(qiáng)含水層的距離縮短時(shí)。2、探放斷層水的方法在預(yù)先編制的斷層面等高線圖，斷層兩盤主要煤層、含水層對(duì)接關(guān)系圖和探測(cè)斷層預(yù)想剖面圖基礎(chǔ)上，編制斷層探查設(shè)計(jì)，確定探查起點(diǎn)位置。探斷層水的方法與探老空水的方法基本相同，但探水鉆孔要少一些，一般為3個(gè)，布孔方式略有差異。工作面前方斷層的含（導(dǎo)）水性的探查一般先施工巷道前方1號(hào)鉆孔，盡可能一次揭露斷層，然后施工2、3號(hào)鉆孔，以確定斷層的產(chǎn)狀要素及兩盤的對(duì)接關(guān)系。3個(gè)鉆孔揭露斷層點(diǎn)的標(biāo)高不能相同，否則難以確定斷層產(chǎn)狀。其中，至少1個(gè)鉆孔打在斷層與含水層交面線附近。三、探放水設(shè)計(jì)1、斷層防隔水煤巖柱根據(jù)煤礦防治水規(guī)定（國(guó)家煤炭工業(yè)局 2009）附錄三，按 “含水或?qū)當(dāng)鄬臃栏羲海◣r）柱的留設(shè)”條件公式計(jì)算。采用公式： 式中：L煤柱留設(shè)的寬度，m；K安全系數(shù)，一般取25；M煤層厚度或采空，m；P水頭壓力，MPa；Kp煤的抗拉強(qiáng)度，MPa。2、物探布設(shè)（1）物探工程布置1）探測(cè)位置南回風(fēng)大巷距開口655m處，南運(yùn)輸大巷距開口655m處，南軌道大巷距開口305m處。2）布設(shè)情況將發(fā)射接受線框平面分別對(duì)準(zhǔn)巷道頂板、底板及迎頭方向進(jìn)行探測(cè)，可以反映巷道頂板、底板和迎頭方向煤巖層內(nèi)部的地質(zhì)異常，工程布置以扇形方式進(jìn)行探測(cè)。工程布置共三個(gè)方向，分別為：頂板方向，線框與頂板成60角；迎頭方向，線框與掘進(jìn)面平行貼近；底板方向，線框與頂板成45角。每個(gè)方向上布置11個(gè)測(cè)點(diǎn)，前5個(gè)測(cè)點(diǎn)位于迎頭左幫，發(fā)射線框平面分別與迎頭平面成90、60、45、30、0夾角；第六個(gè)測(cè)點(diǎn)位于掘進(jìn)面正中央，射線框平面分別與迎頭平面成0夾角；之后的5個(gè)測(cè)點(diǎn)布置在巷道右邦，線圈分別與迎頭平面成0、30、45、60、90角。具體布置詳見(jiàn)下圖。 （2）礦井瞬變電磁法注意的問(wèn)題、干擾及應(yīng)對(duì)辦法瞬變電磁技術(shù)具有分辨率高的優(yōu)點(diǎn)，但易受金屬體干擾。井下探測(cè)時(shí)，施工巷道內(nèi)應(yīng)清理干凈，電纜盡可能斷電。發(fā)射線圈和接收線圈盡量遠(yuǎn)離金屬體。對(duì)于鐵軌、皮帶架、刮扳機(jī)等長(zhǎng)條型無(wú)法移動(dòng)的金屬物，盡可能使發(fā)射線圈和接收線圈與它們保持固定的方位和距離?？傊M可能創(chuàng)造有利的探測(cè)環(huán)境，保障探測(cè)效果。受發(fā)射電流關(guān)斷時(shí)間的影響，早期測(cè)量信號(hào)畸變，無(wú)法探測(cè)到淺層的地質(zhì)異常體，一般存在20m左右的淺部探測(cè)盲區(qū)。井下施工時(shí)，測(cè)量數(shù)據(jù)容易受到金屬物（錨桿、錨索、錨網(wǎng)、采煤機(jī)械、變壓器、金屬支架、排水管道等）的干擾，為此在巷道物探時(shí)一定要記錄金屬物位置，以便在物探數(shù)據(jù)處理時(shí)對(duì)干擾數(shù)據(jù)進(jìn)行校正或剔除，在過(guò)U型鋼巷道段時(shí)，對(duì)瞬變電磁法干擾較大，應(yīng)詳細(xì)記錄。超前探現(xiàn)場(chǎng)管理要求：1）巷道迎頭向后10m左右范圍無(wú)大型金屬機(jī)械（綜掘機(jī)械、扒矸機(jī)械、鉆機(jī)、水泵和堆積其它金屬體等），巷道迎頭范圍至少有2m高度，且通風(fēng)正常。2）探測(cè)期間迎頭位置嚴(yán)禁放炮和炮孔內(nèi)有雷管、炸藥。3）探測(cè)期間必須對(duì)巷道附近進(jìn)行停電處理，探測(cè)時(shí)間一小時(shí)左右結(jié)束。3、鉆探布設(shè)（1）鉆孔布設(shè)1）探測(cè)位置揭露斷層前。2）鉆孔布設(shè)根據(jù)煤礦安全規(guī)程、煤礦防治水規(guī)定和實(shí)際情況布設(shè)探水鉆孔。3）探水鉆孔其他參數(shù)（1）超前距：30.0m。（2）鉆頭直徑：50.0mm、127mm。（2）設(shè)備配置鉆機(jī)型號(hào)：ZDY-2000S液壓坑道鉆機(jī)，其技術(shù)參數(shù)為：工作壓力0.50.63MPa，最大鉆孔深度200米。鉆具配備：鉆桿100根，50mm的鉆進(jìn)鉆頭5個(gè)，127mm的鉆頭（取芯鉆頭）2個(gè)?？卓诠苓x擇：孔口管選用直徑為108mm、長(zhǎng)為4m的無(wú)縫鋼管6節(jié)，總長(zhǎng)度為24m，壁厚為6mm，每節(jié)孔口管依靠梯形螺紋連接。（3）探放水鉆孔孔口安全裝置探放水鉆孔應(yīng)安設(shè)孔口安全裝置?？卓诎踩b置由孔口管、泄水測(cè)壓三通、孔口閥門和鉆桿逆止閥（必要時(shí)安裝）等組成。 1）孔口管安裝與固定 安裝孔口管前，用127mm的取芯鉆孔鉆進(jìn)24m。 下孔口管（108mm），外露300mm。 向孔口管內(nèi)灌注水泥漿和水玻璃，使孔口管與巖層間注漿材料密實(shí)。 待注漿材料凝固后掃孔，掃孔深度為24.5m。 對(duì)孔口管進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)穩(wěn)定壓力為10Mpa，30分鐘內(nèi)孔口不漏水，即為合格，否則必須重新注漿。2）由于本區(qū)域水壓大于1.5Mpa，探放水時(shí)，孔口應(yīng)安設(shè)防噴逆止閥。3）注意各部件組裝的密封程度，防止高壓水造成的漏水射流使構(gòu)件沖蝕損壞。發(fā)現(xiàn)水壓和水量很大時(shí)，要用兩套閘門控水。平時(shí)主要開閉外閘門，內(nèi)閘門留作備用。一旦外閘門失效，可關(guān)閉內(nèi)閘門，更換外閘門。4）在高壓水噴出條件下繼續(xù)鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)使用孔口防噴逆止閥，鉆具可使用“防噴接頭”。4、 探放水前的準(zhǔn)備工作（1）在組織施工前，要求探放水隊(duì)將打鉆所需的材料及工具、設(shè)備準(zhǔn)備到位，不能因?yàn)闇?zhǔn)備工作的原因而影響施工。（2）在運(yùn)輸鉆機(jī)等大件設(shè)備的過(guò)程中，運(yùn)輸人員應(yīng)輕拿輕放，避免設(shè)備因受力碰撞而受損。（3）鉆機(jī)及其附屬設(shè)施及各部件間連接要牢固可靠，并在每次使用前檢查，確保施工的安全。（4）每次開鉆前，檢查鉆桿接頭的牢固情況，嚴(yán)防脫鉆事故的發(fā)生；鉆桿要達(dá)到不堵塞、不彎曲、絲口不磨損。（5）在組織施工前，要求掘進(jìn)隊(duì)人員對(duì)鉆機(jī)附近10米范圍內(nèi)的巷道支護(hù)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)巷道支護(hù)受損的及時(shí)處理并加強(qiáng)支護(hù)，并打好立柱和擋板。（6）保持鉆場(chǎng)有足夠的安全空間，便于施工。（7）按預(yù)計(jì)流量備好水泵，清理巷道并掛好風(fēng)筒、電纜、管道等。鉆機(jī)安裝必須平穩(wěn)牢固，安裝好鉆機(jī)接電時(shí)，要嚴(yán)格執(zhí)行停送電制度。（8）鉆機(jī)接電完成后，進(jìn)行鉆機(jī)的空載試運(yùn)轉(zhuǎn)，并檢查鉆頭是否完好，鉆桿是否滿足鉆探的需求。（9）在巷道低洼處挖好臨時(shí)水溝，并要在不影響行人、支護(hù)完好處打好臨時(shí)水倉(cāng)，并與排水系統(tǒng)連接，確保排水及時(shí)、暢通。工作面配備兩臺(tái)潛水泵（一臺(tái)排水、一臺(tái)備用）。（10）由信控中心人員在打鉆地點(diǎn)附近安設(shè)專用電話及報(bào)警裝置，保證線路的通暢，以便隨時(shí)能與調(diào)度室取得聯(lián)系。（11）探水技術(shù)人員和探放水人員必須親臨現(xiàn)場(chǎng)，依據(jù)設(shè)計(jì)，確定主要探水鉆孔位置、方位，深度以及鉆孔數(shù)目。（12）帶班公司領(lǐng)導(dǎo)和當(dāng)班安檢員、瓦斯員必須在探放水地點(diǎn)監(jiān)督安全和隨時(shí)檢查空氣成分。如果瓦斯?jié)舛瘸^(guò)0.8%或其他有害氣體濃度超過(guò)煤礦安全規(guī)程第一百條規(guī)定時(shí)，必須立即停止鉆進(jìn)，切斷電源，撤出人員，并報(bào)告公司調(diào)度室，及時(shí)處理。5、探水孔施工技術(shù)要求（1）加強(qiáng)鉆孔附近的巷道支護(hù)，并在工作面迎頭打好堅(jiān)固的立柱和擋板；鉆窩應(yīng)避免在斷層或松軟巖層內(nèi)。（2）鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)準(zhǔn)確判別煤、巖層厚度并記錄換層深度。一般每鉆進(jìn)10m或更換鉆具時(shí)，測(cè)量一次鉆桿并核實(shí)孔深。（3）鉆進(jìn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)煤巖松軟、片幫、來(lái)壓或者孔內(nèi)的水壓、水量突然增大，以及有頂鉆等現(xiàn)象時(shí)，必須立即停鉆，記錄其孔深并同時(shí)將鉆桿固定，但不得取出鉆桿。要立即向礦調(diào)度室匯報(bào)（8000或8119），及時(shí)采取措施進(jìn)行處理。（4）鉆孔內(nèi)水壓過(guò)大或噴高壓水時(shí)，應(yīng)采用反壓和防噴裝置的方法鉆進(jìn)，應(yīng)有防止孔口管和煤(巖)壁突然鼓出的措施：（5）鉆機(jī)的安裝注意事項(xiàng)1）所有快換接頭必須擦干凈后方可按照液壓系統(tǒng)進(jìn)行連接；2）鉆機(jī)安裝必須平穩(wěn)牢固，安好鉆機(jī)接電時(shí)，要嚴(yán)格執(zhí)行停送電制度；3）檢查各部件裝配的完整性和可靠性；4）安裝各連接螺栓時(shí)，螺栓上應(yīng)涂少量黃油，各連接螺栓應(yīng)擰緊。6、通風(fēng)措施和瓦斯檢查制度（1）瓦檢員要隨時(shí)檢查鉆場(chǎng)內(nèi)瓦斯及其他有害氣體濃度。鉆場(chǎng)內(nèi)有害氣體超限時(shí)，要停止鉆進(jìn)、切斷電源，撤出人員，立即報(bào)告礦調(diào)度室（電話8000或8119），采取加強(qiáng)通風(fēng)等有效措施進(jìn)行處理。（2）堅(jiān)持正確地使用風(fēng)電閉鎖及瓦斯電閉鎖裝置。（3）加強(qiáng)對(duì)通風(fēng)設(shè)施的管理，局扇必須掛牌指定專人管理，因停電，檢修或其他原因停止供風(fēng)時(shí)，工作人員應(yīng)及時(shí)撤離至新鮮風(fēng)流中。（4）任何人不得將風(fēng)筒壓扁，破壞或隨意掐斷。對(duì)破壞的風(fēng)筒要及時(shí)進(jìn)行維護(hù)和修補(bǔ)。（5）堅(jiān)持正確的使用瓦斯監(jiān)控裝置，在鉆場(chǎng)內(nèi)設(shè)一個(gè)瓦斯傳感器，并保證其正常使用。（6）瓦斯傳感器應(yīng)垂直懸掛在風(fēng)筒末端異幫，距巷頂不得大于300mm，距巷道側(cè)壁不得小于200mm。（7）瓦斯監(jiān)控裝置發(fā)生故障時(shí)，要立即進(jìn)行修理或更換。通風(fēng)部負(fù)責(zé)對(duì)傳感器定期進(jìn)行校驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)誤差大于0.05%時(shí)，及時(shí)進(jìn)行處理。（8）瓦檢員必須現(xiàn)場(chǎng)交接班，并認(rèn)真準(zhǔn)確的記錄臺(tái)賬、填寫牌板。（9）施工現(xiàn)場(chǎng)必須配備瓦斯便攜儀一臺(tái)，由班組長(zhǎng)人負(fù)責(zé)看管、檢測(cè)瓦斯?jié)舛龋缤咚钩蘖⒓床槊髟蜻M(jìn)行處理。7、災(zāi)害處理措施探水巷道應(yīng)加強(qiáng)出水征兆的觀察，發(fā)現(xiàn)有掛紅、掛汗、空氣變冷、出現(xiàn)霧氣、水叫、頂板淋水加大、頂板來(lái)壓、底板鼓起或產(chǎn)生裂隙出現(xiàn)摻水、水色發(fā)揮、有臭味等突水預(yù)兆時(shí)，一旦發(fā)現(xiàn)立即停止施工，采取措施，立即報(bào)告調(diào)度室（8000或8119）。（1）遇到鉆孔出水的情況要立即停止鉆進(jìn)，進(jìn)行檢查并由有經(jīng)驗(yàn)的員工監(jiān)視鉆孔和水情變化。并不能隨意移動(dòng)或拔出鉆桿，因?yàn)橐苿?dòng)鉆桿，高壓水可能把鉆桿頂出來(lái)，碰傷人員；拔出鉆桿，鉆孔即為積水流出的通道，鉆孔會(huì)越?jīng)_越大，造成透水事故。如果水量水壓較大，噴射較遠(yuǎn)，必須馬上固定鉆桿，對(duì)工作面加強(qiáng)支護(hù)。（2）一旦出水，當(dāng)班負(fù)責(zé)人要馬