2110材料巷探放水设计.doc

山西汾西正令煤业有限责任公司2110材料巷探放水设计编制单位：地测科二零一三年 月 日根据《煤矿防治水规定》规定，为确保能够及时掌握2110材料 巷掘进前方及附近含水层的情况，避免事故的发生在掘进过程中， 严格遵循“有掘必探，先探后掘，有疑必探，先探后掘”的双性质探 放水原则，根据工作面实际情况，进行探放水，特制定本设计方案及 措施一*工程概况2110材料巷地面位置位于上令狐村以东610m处，地面无建筑物, 多为梁、用、冲沟巷道设计长度1727m,沿2#煤层顶板施工，方位 角0巷道宽度4. 4m,中高3. 0m,断面积13.8 m2o工作面井下位 置位于回风大巷以北，东西部均为实体煤层，垂直上下方无采空区， 井下标高：+210.0—390. Om之间二、水文地质情况1、 地表水工作面所在位置地表无任何水体，地表水仅有季节性降水，因工 作而距离地表垂深较大，且地表黄土层覆盖较厚，季节性降水对该工 作面几乎没有影响2、 含水层市三叠系及二叠系砂岩K8、K10、K12、K13、K14组成，富水性 较弱，除K8夕卜，对煤层均无影响K8砂岩含水层为2#煤的间接顶板, 与砂岩直接顶板为2#煤的直接充水含水层。

K8砂岩含水层主要接受 地表水的渗流，但因本井田无常年流水的地表河流，地表黄土层覆盖 较厚，雨季降水无法渗透，故地表水对K8砂岩含水层补给很小底 板3层石灰岩，即K2、K3> K4石灰岩，K灰岩顶面含水较丰富，根 据《煤矿防治水规定》K灰水突水系数计算，2#煤层K灰水最大突水 系数为0・058Mpa/m,小于底板受构造破坏段突水系数值最大值（临 界值）0.06 Mpa/m；另外，从2109材运两巷掘进期间的实际观测分 析，该工作面底板突水性较小3、 奥灰水奥灰水位标高为582-583m,根据井田内钻孔揭露，2#煤层底板 到奥灰顶面距离117. 50-140. 10m, W 129.46m根据《煤矿防治水 规定》奥灰水突水系数计算，2#煤层奥灰水最大突水系数为0. 0409 Mpa/m,小于底板受构造破坏块段突水系数值(临界值)0. 06 Mpa/m, 在正常地段，开采2#煤层K灰及奥灰水对掘进影响不大，无突水危 险但由于井山有断层存在，本区域在583m以下标高地段，煤层存 在带压现象三、地质情况根据本井田地质资料分析及2109材运两巷实际揭露情况，工作 面掘进期间预测会遇到多条断层，大小不等，必须坚持“预测预报、 有掘必探，先探后掘、先治后采”的原则，及时进行超前探放水工作, 确保安全生产。

四、 工作面主要水害1、 结合本井田地质情况与水文地质资料综合分析，该工作面掘 进过程中主要水害威胁为构造导水2、 工作面涌水量预测预计最大涌水量:12m3/h,正常涌水量：3n?/h五、 设计目的1、 探查前方地质构造，消除构造导水对该工作面施工造成的威 胁2、 对物探低阻异常区钻探验证，消除突水危险六、 物探方案设计采用“物探先行，钻探跟进”的探放水方法对本掘进工作面进行 探放水工作，即掘进前方必须先进行物探工作，然后钻探验证，留足 安全距离，循环作业由于我矿现物探仪器配备不全，物探工作由孝义公司地测部物探 小组来完成，选用［YCS40 (A)型矿用［MA］本质安全型瞬变屯磁装备系 统，每次对工作面正前及周围80m范围内的顺层、底板及顶板进行探 测每次物探结束后进行钻探验证，循环作业，保证工作面的掘进距 离在物探和钻探验证后的允许掘进范围之内1、井下瞬变电磁探测系统基本工作方法于地面或井下设置通以一定波形电流的发射线圈，从而在其周围 空间产生一次磁场，并在地下导电岩矿体中产生感应电流断电后， 感应电流由于热损耗而随时间衰减衰减过程一般分为早、中和晩期 早期的电磁场相当于频率域中的高频成分，衰减快，趋肤深度小，而 晩期成分则相当于频率域中的低频成分，衰减慢，趋肤深度大。

通过 测量断电后各个时间段的二次场随时间变化规律，可得到不同深度的 地电特征2、井下瞬变电磁探测系统参数设置针对探测目标体的深度和范围，YCS40 (A)型矿用瞬变电磁仪具 有多套功能参数设置，可进行针对性的选择合适的一套参数设置正 常情况选择的技术参数如表1-1所示表1-1嶙变电磁超前探测系统参数设置表仪器参数设置装置参数设置发射电压7. 0V发射边长2m发射频率8.3Hz发射匝数9匝叠加次数32电阻要求<=10Q抑制系数3接收边长2. 0m测道数40接收匝数18匝4、 井下瞬变电磁仪使用环境和工作条件(1) 环境温度：0C〜+40C；(2) 平均相对湿度：W95% (+25C)；(3) 大气压力:80〜106kPa；(4) 无强烈振动和冲击场合；(5) 无损坏绝缘的腐蚀性气体场合；允许在有瓦斯、煤尘的矿井中使用5、 井下瞬变电磁探测间距及特点由于井下特殊施工环境，矿井瞬变电磁法主要有以下几方面的特 占・八、、•(1) 由于井下测量环境与地表不同，不可能采用地表测量时的大 线圈(边长大于50m)工作装置，只能采用边长小于3m的多匝小线 框，因此与地面瞬变电磁相比具有数据采集工作量小，测量设备轻便、工作效率高、成本低等优点；（2） 市于采用小线圈测量，点距更密（一般为2-20m）,体积效应 降低，横向分辨率提高；（3） 井下测量装置距离异常体更近，异常响应幅度大，大大提高 测量信号的信噪比，实际测量表明，井下测量信号的强度比地面同样 有效面积的和同装置（大于30ms时间段）强，而地面测量信号在衰 减到一定时间段（一般小于15ms）就被干扰信号覆盖，无法识别有 用异常信号；（3） 小线框发射电磁波的方向性明显，井下超前探测时，探测目 标区域更具针对性；（4） 受发射电流关断时间影响，早期测量信号畸变，无法探测到 浅层的地质异常体，一般存在10〜20m左右的浅部探测盲区；（5） 井下施工时，测量数据容易受到金属物（采煤机械、变压器、 金属支架、排水管道、铁轨、锚杆、锚链网等影响因素不利于瞬变电 磁对低阻异常体的信号接收即“低阻污染”现象，巷道中金属影响程 度不同将造成测点间数据不一致性，需进行校正或剔除。

6、物探方案及工程量：物探方案：每次物探有效距离为80米，钻探验证距离为70米 再进行物探，依次循环进行工程量：预计2110材料巷物探次数为22次7、 物探结果分析：对物探数据预处理、数据核心处理后，必须结合地质及水文地质 资料进行综合分析总结，如有异常区出现，必须圈定异常区范围、确 定杲常性质及含水性,然后另行编制杲常区钻探验证专项方案,及时 对异常区打钻验证，消除隐患七、钻探方案设计1、 钻探设备选择ZDY650（MK-3）型全液压钻机，钻杆长度1・0m,钻头直径50mm> 42mm的两种2、 探放水的步骤%1 先物探，后钻探1 探放水工作随掘进工程的进展向前移动，即物探一钻探f掘进 循环进行如遇特殊变化，需加大钻孔密度3、 探水参数确定根据地质报告和周围情况可知，主斜井掘进范围内无老空积水威 胁，另外2#煤层顶板砂岩含水层富水性较弱，底板K灰及奥灰突水 系数小于底板受构造破坏段突水系数值最大值（临界值）0. 06 Mpa/mo 正常情况下，K灰及奥灰水对工作而影响不大，且在正令煤业井下有 奥1#、4#观测孔正在进行疏压排水，无突水危险因此主要探放裂 隙含水层水及巷道前方地质构造导水。

1 探水位置：工作面迎头为探水位置，钻孔孔深70m左右1 超前距：结合《煤矿防治水规定》第九十八条规定，确定钻孔 超前距30m1 允许掘进距离（经探水证实无水害及老空区威胁，可安全掘进 的距离）：探水钻孔有效深度减去超前距，即允许掘进距离1 帮距：为使巷道两帮与可能存在的水体Z间保持一定的安全距 离，根据现场实际及《煤矿防治水规定》规定，并结合我矿水文地质 情况，帮距取20m4、 探放水水孔水量分析根据地质报告及相关水文资料可知主斜井掘进范围内并无老空 积水的威胁，钻孔涌水量主要来自砂岩含水层（富水性弱）和静压水, 以及可能出现的导水构造所带来的少许水量综合以上，预测探放水 水孔水量为3m3 /h o5、 钻孔数目及布置方案%1 具体布孔方案及钻孔数目根据《煤矿防治水规定》中的有关规 定及工作而实际情况结合物探异常区确定，一般以扇形及半扇形布 置1 一般情况在巷道掘进方向水平面和竖直面内呈扇形布置，工作 面迎头布置3个探放水钻孔：中孔1个，左右帮各1个孔中孔方向 沿巷道中心线布置，沿煤层距巷道两帮2. 75m,距底板1.5mo右 帮孔距巷道右帮1. 35m,距底板1. Om,左帮孔距巷道左帮1. 35m,距 底板1・0叽 左右帮孔与巷道顺层方向的夹角以终孔控制掘进巷道左 右侧外各20m为准。

附表：钻孔参数表孔号方位角倾角钻孔深度1#0+670米2#345-3073米3#15-3073米详见探放水钻孔布置图1 如遇特殊变化或物探异常区，地测科可根据实际情况调整布孔 角度和数冃1 施丁顺序：先施T两侧底板孔，再施T中孔，当施T过程中遇 地质变化，或无法钻进时，重新调整打钻位置进行补孔，并加密钻数 量孔，以探明前方构造导水性，必须消除水害隐患，否则不得进行施 工1 每次物探后根据情况参考本设计制定具体验证异常区方案6、 钻孔质量要求：%1 钻孔位置准确，钻孔方位、倾角由地测人员核定，角度偏差不 大于0.5o%1 判断层位误弟小于0.5%,孔深误养小于0.5%1 原始记录书写工整，内容齐全、数据可靠1 孔口管长度为10米7、 单孔设计：根据新标准，采、掘工作面超前探测设计可不进行孔口管设计 警戒线以内探放水工程执行《煤矿防治水规定》第94、96条有关规 定依据水文地质资料及物探成果分析报告，掘进前方及周围无异常 区，在做一般超前探放水钻探时，可以不设孔口承压套管经物探分析报告前方存在异常区，或接近导水断层等情况时，应 按《煤矿防治水规定》要求安装孔口承压套管，为确保孔口承压套管 的牢固可靠，开孔位置应尽量选择在岩层比较完整、坚硬的地方。

钻 孔开孔孔径为①89価，钻进9. 5m后下设套管为①66mm的无缝钢管 10m （外露0. 5m）,每节套管长度2m,使用内丝外丝连接，丝扣长度 为100mm外端焊法兰盘和阀门连接钻孔必须安装孔径89mm的孔 口管和直径为66mm的水门承压套管要用高压注浆泵进行水泥固结, 使套管与岩体成为一体，套管下放凝固至规定的时间后，进行扫孔， 然后进行压水耐压试验，试验的压力不得小于3Mpa,稳压时间必须 至少保持半小时，孔口周围不漏水，孔口管牢固不活动，即为合格， 否则必须从新注浆合格后用直径为42mm钻进至终孔八、探放水的管理流程1、 探放水设计的编制与审批（1） 巷道开口前由地测科根据“防治水规定”在采掘地点探水 前3—8 口内负责编制探放水设计2） 探放水设计编制完成2 口内由地测科长、总工程师逐级审 批后组织实施并对探水队进行贯彻学习2、 发放停止掘进通知单地测科及时掌握掘进位置，探放水位置衔接准确，当到达安全外 围线提前给施工单位发放停止掘进通知单3、 现场位置的标定每次钻探前，由地测科负责对探放水现场位置与角度的标定由 掘进施工单位负责探水位置的控制4、 施工与监督由地测科负责探放水过程的管理、钻探资料的收集，探放队填写 好探放水打钻原始记录。

rtr安监处负责对探放水施。