采空区积水探放设计
8页1、山西吕梁离石永聚煤业探放4号煤采空区积水钻孔设计为探查我矿井田范围内4号煤采空区积水标高、积水范围、积水 量,并对其进行疏放,以解除其对6号及10号煤层开采时的威胁, 确保矿井安全生产。在综合分析相关资料的基础上,根据目前我矿实 际情况,特编制本设计。一、4号煤采空区积水情况永聚煤业井田范围内4号煤采空积水区由原山西恒安益煤业有 限公司、山西吕梁离石泰宁煤业有限公司及山西吕梁离石菁蒿焉煤业 有限公司4号煤采空区积水区组成,从目前掌握的水文地质资料分 析,井田内大致存在13个积水区,积水面积约217797 tf,积水量约 186415m3,补给水量约50m3 /h。主要的积水区位于井田中西部。4号煤主要积水区与6号煤顶板间距平均35.62m,永聚煤业三条 大巷、煤仓等主要巷道及硐室均布置在其下部。据现场实际揭露,在4号煤主要采空积水区下方,6号煤及10 号煤层位,发育有一向斜构造。同时,还发育有多条小型正断层及陷 落柱,均具有导水性,在我矿日后采掘过程中均有可能成为4号煤采 空区积水进入采掘工作面的导水通道。二、钻孔设计(一)钻场布置及要求1、施工地点选择根据我矿井下生产实际情况及4#煤
2、采空区积水赋存情况,先期 施工地点选择在6号煤轨道大巷G11点往南约45m处。2、钻场布置探水钻场布置在6号煤轨道大巷G11点南约45m处巷道东帮,规 格为长4米、深3米、高3米,钻场周围及附近巷道要加强支护,确 保巷道无空顶、空帮,帮顶背牢刹实,保证探水施工安全。(二)施工地点4号煤采空区积水水压的确定据地质及水文地质资料分析,预计我矿上覆4号煤采空区积水水压约为1.05Mpa。(三)钻孔设计(见下表)探放4号煤采空区积水钻孔设计参数表位置孔号方位()倾角()孔深(m)孔径(mm)套管直 径(mm)套管长度(m)用途开孔终孔1#钻场TF-1503765.41305610810测压放水TF-2924164.61305610810放水注:各施工地点钻孔数量可根据放水量、水压、排水能力增加。(四)单孔设计本次钻孔设计为仰角孔,采用金刚石钻头钻进,开孔直径 0130mm,下入089mm套管,套管长度不小于10 m,然后更换056mm 钻头钻进至终孔位置。在套管口焊接高压法兰盘,并加工与套管同径,两端焊接带高压 法兰盘的短节(过渡节)。在套管外壁(近法兰处)上、下各焊接一 段装压力表及注水管的
3、短节,注水管短节上安装高压闸阀。在套管法 兰盘上接高压闸阀,再通过过渡节连接另一个高压闸阀。详见封孔套管结构示意图(五)钻探设备选择本次施工选用ZLJ-400型钻机及2ZBSB0.48-3.6/5-7.5型注浆 泵,42哑X1000mm钻杆60根。(六)最大放水量预计及排水路线1、最大放水量预计单孔出水量:q=60c.w.(2gh)i/2式中:q一单孔出水量,m3/min;C流量系数;W一钻孔断面积,m2;g重力加速度,m/s2;h一积水压头高度,m;贝lj: q=60c.w.(2gh)i/2=60 X0.62X 0.00246 X(2X9.8X 85) 1/2 m3/min=3.738m3/min根据钻孔孔径及水压预计,正常情况下取放水系数0.4-0.5,预 计每处最大放水量约112m3/h。2、排水路线钻孔水一6号轨道大巷一进风行人斜巷一10号集中运输巷临时 排水点一中央水仓一地面三、钻探施工(一) 施工顺序1、总体施工顺序先施工1号孔(测压孔),后施工2号钻孔(放水孔),间隔时间 以放水量及排水系统的综合排水能力确定。2、单孔施工顺序(1) 钻孔定位:由地测人员按设计要求进行标定
4、。(2) 固定钻机:由探水队施工人员按测量指示方位及设计角度 固定钻机。(3) 开孔及扩孔:用直径89mm钻头开孔,再用直径130mm钻头 扩孔至比设计套管长度大0.2m的位置。(4) 下套管及固管:下入直径108mm套管,管底离孔底约0.2m。 孔口和套管口间的环状空隙用水泥砂浆和速凝剂或树脂药卷封闭密 实,其中插入一根细管,用于观察注浆情况。水泥砂浆凝固后,从套 管口向孔内注入水泥浆,同时观察细管内的情况,待水泥从细管溢出 后,可缓停注浆,35分钟后再注,水泥浆稳定流出后,停止注浆, 停止注浆时压力不低于2Mpa。(4) 水泥凝固:不少于48小时。(5) 扫孔试压:钻头扫孔至10.2 m处,退出钻具,孔口管外安 装不低于4Mpa的高压闸阀,接通高压水试压,试压压力不低于3MPa, 延续时间均不少于30分钟。试压过程要有详细记录,并有专人检查 套管外及钻场附近的情况,如发现钻场及钻孔周围有渗水、跑水等现 象,要停止试压,继续注浆,直至试压合格后。但二次注浆的压力要 适当增大。(6)连接高压闸阀及其它装置:连接高压闸阀(2个)、过渡节、 安装阀门、测压表、防喷装置。(7)正常钻进:用5
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