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防治水工程设计方案和施工安全技术措施

  
评论: 更新日期:2014年01月15日

        (3)探放水钻孔布置
        1)超前距、允许掘进距离、帮距和密度的确定
        超前距:按以下公式计算
        α=0.5AL
        式中:
        α-超前距,m;
        A-安全系数,一般取2~5,本设计取4;
        L-巷道宽度(宽或高取大者),为5.0m;
        KP-煤的抗张强度(kgf/cm2),KP取10kgf/cm2;
        P-水头压力(kgf/cm2),P=40kgf/cm2。
        则:α=0.5×4×5× =34.64(m)
        因此,超前距为30m。
        允许掘进距离:每次探放水钻孔施工完毕后,以最短的钻孔长度(水平投影长度)减去超前保护距离之后所剩余的距离。
        帮距:取20m。
        钻孔密度(孔间距):坚直扇形面内钻孔间的终孔垂直距不得超过1.5m;水平扇形面内各组钻孔间的终孔水平距离不得大于3m。
        3) 钻孔布置与孔数
        ①水平扇形面内各组钻孔间的终孔水平距离不得大于3m。
        ②探水钻孔的最小超前距或帮距不得小于20m。
        3、探水时采取的安全措施
        (1)、探放老空水前,首先要分析查明老空水体的空间位置、积水量和水压。老空积水区高于探放水点位置时,只准打钻孔探放水;探放水时,必须撤出探放水点以下部位受水害威胁区域内的所有人员。探放水孔必须打中老空水体,并要监视放水全过程,核对放水量,直到老空水放完为止。
        钻孔接近老空,预计可能有瓦斯或其他有害气体涌出时,必须有瓦斯检查工或矿山救护队员在现场值班,检查空气成分。如果瓦斯或其他有害气体浓度超过《煤矿安全规程》规定时,必须立即停止钻进,切断电源,撤出人员,并报告矿调度室,及时处理。
        (2)、钻孔放水前,必须估计积水量,根据矿井排水能力和水仓容量,控制放水流量;放水时,必须设专人监测钻孔出水情况,测定水量、水压,做好记录。若水量突然变化,必须及时处理,并立即报告矿调度室。
        (3)、探水前,必须加强探水附近巷道的支架背好顶、帮,工作面打上坚固的顶柱,以防高压水冲跨煤(岩)壁和支架。
        (4)、检查排水系统,应根据预计出水量确定是否加大排水能力,清理水沟、水仓使其畅通和起缓冲作用;
        (5)、水压较大时,探水孔要设套管,以便安装水阀控制放水量;
        (6)、探水工作地点要安设电话,以便能及时与调度室和中央泵房联系。
        (7)、清理巷道,挖好排水沟。探水钻孔位于巷道低洼处时,必须配备与探放水量相适应的排水设备。
        (8)、施工前,电工必须对钻机检查维修,保证钻机完好,设备不失爆,将钻机运到位,接好钻机后,并做到风电闭锁。
        (9)、风筒必须接至打钻地点,并保证足够的风量,保证巷道的正常通风,打钻时,必须有专职瓦检员检查瓦斯,保证施工地点及打钻过程中瓦斯浓度都不得大于1.0%,否则停止作业,采取措施处理,正常后方可正常作业。
        (10)、打钻时,班组长必须携带便携式报警仪,并悬挂在钻机上方,加强对瓦斯的检查,严禁瓦斯超限作业。
        (11)、开始打钻时,严格按给定的参数进行开孔,保证钻孔符合施工要求。
        (12)、打钻时,要先给钻机上水,钻孔中水流出后,在进行开钻,严禁干打眼。
        (13)、开钻后,要做好钻孔施工记录,施工记录包括深度、岩性、见煤位置、煤层厚度、见水深度、水量、瓦斯涌出量等,并填好记录。
        (14)、钻孔当班一次不能施工结束,必须将钻杆全部退出,防止卡钻。
        (15)、一个钻孔施工结束,无水涌出时,必须用可靠方法将眼口封堵,防止瓦斯涌出造成瓦斯积聚或超限。
        (16)、探水时,如遇到钻孔水压、水量突然增大,应立即停止探水,固定钻杆,严禁移动钻机或拔出钻杆。
         (17)、出现透水预兆时,必须立即撤出受水威胁地区人员,并向上级汇报,采取措施处理,透水预兆有:
        ①工作面温度降低,人感觉发凉;
        ②空气潮湿,湿度增大;
        ③煤壁出现“挂红”(水锈)、“挂汗”(渗水)现象;
        ④前方听见“嘶、嘶”的水叫等声音;
        ⑤工作面压力增大,支架变形、煤壁片帮、顶板冒顶、底鼓等现象;
        ⑥淋水、涌水增大等异常现象。
        (18)探水时注意事项:
        ①、探水地点要确保与相邻地区的工作地点的联系,一旦出水,要马上通知水害威胁地区的工作人员撤到安全地点。
        ②、打钻时,要时刻观察钻孔的情况,发现煤层疏松,钻杆推进突然感到轻松或顺着钻杆流出来的水超过供水量时,都要特别注意,这些都是接近或钻入积水地点的征兆。碰到这种情况,要立即停止钻进,进行检查。如果孔内水很大,喷射较远,或者打通了其它矿井,必须马上固定钻杆,背紧探水工作面,如加固煤壁及顶底板。
        ③、探水工作面要经常检查瓦斯及其他有害气体,当瓦斯含量达1%时,必须停止钻进;达到1.5%时,必须停止工作,使其降至1%以下,方可开动机器。
        4、放水主要安全技术措施
        ⑴、查明井田的水文地质条件,这是做好矿井防治水工作的基础。采取调查、物探、钻探三结合的方法是预测与防治采空积水的保障。
        ⑵、探水队要编制打钻施工安全技术措施,确保打钻施工安全。
        ⑶、钻孔若有出水现象,须立即停钻,不得拨出钻杆,水大时钻杆要适时空转,直至水头无压为止。同时,施工人员要立即向调度所、地测科和矿有关领导汇报,以便及时采取措施进行处理。
        ⑷、若钻孔出水较大,要在钻孔内装上10m长的套管。
        ⑸、打钻施工设备在地面试运转正常后方能入井,确保安全完好。
        ⑹、严格执行钻具检查制度,做到钻具“三不下”。
        ⑺、施工人员要熟悉钻机等设备的安装和维修技术,开钻前认真检查钻机及周围巷道情况,在确认安全可靠后,方能施工。
        ⑻、钻进中,因故停钻时,必须认真记量余尺,详细分析和记录孔内情况。
        ⑼、钻孔或设备出现问题时要及时向领导汇报,不得擅自离开作业现场。
        ⑽、放水孔尽量打在积水区域最低点,根据现场实际情况,确定钻孔个数,各孔的终孔距离应大于10m。为了充分放水,可以采用分组式从积水区域最低点向积水区域最高点每隔一定距离打一组排水孔,根据各组放水孔的出水情况,可以分析积水区域的放水程度。
        ⑾、在放水期间派专人进行24小时监测,随时统计放水量,检验放水效果。放水结束后写出放水总结报告,分析放水量与预计的采空区积水量是否相符,积水是否彻底放完。
        ⑿、放水时要有专人监视观察水情,并携带报警仪,当出现有毒有害气体超限时,必须立即采取措施处理,并向矿调度室。
        ⒀、放水人员填写好放水记录,记录内容有水量大小、水量变化、水量变化时间、有毒有害气体情况、水色的变化、本班抽水情况以及其他异常情况,并认真进行交接班,出班后填写记录,并向值班汇报,便于矿领导分析水量情况。
        ⒁、放水过程中,出现钻孔堵水、水量变小等情况时,及时采取措施,将钻孔疏通,保证出水正常,采取措施水仍然变小或不出水,重新钻孔进行放水,直至水流不出为止。
        ⒂、放水过程中,遇紧急情况,马上发出警报撤出受水威胁地点人员。
        ⒃、瓦检员加强瓦斯检查,瓦斯超限时及时采取措施进行处理。
        (二)探放水设备安装
        1、加强钻场附近的巷道支护,并在工作面迎头打好坚固的立柱和栏板。
        2、清理巷道,挖好排水沟。探水钻孔位于巷道低洼处时,必须配备与探放水量相适应的排水设备。
        3、在打钻地点或附近安设专用电话。
        4、测量和探放水人员必须亲临现场,依据设计,确定主要探水孔的位置、方位、角度、深度以及钻孔数目。
        钻孔放水前,必须估计积水量,根据矿井排水能力和水仓容量,控制放水流量;放水时,必须设专人监测钻孔出水情况,测定水量、水压,做好记录。若水量突然变化,必须及时处理,并立即报告矿调度室。
        (三)防止钻孔导水的安全措施
        为防止钻孔导水,采取措施如下:
        掘进巷道接近井田内所有钻孔时,布置针对性的探“钻孔导水性”工作,该项工作的步骤、参数及安全注意事项同“探放水设计”。
        五、地表水防治
        (一)地表水防治工程及装备
        (1)场内沿道路及边坡坡底修筑矩形排水沟,尽快将雨水排出井田区域之外。
        (2)在每年雨季前必须对防治水工作进行全面检查。
        (3)每次降大到暴雨时和降雨后,应责成专人及时观测井下水文变化情况,并向矿调度室报告。
        (4)该矿目前地表有少量的塌陷裂隙,随着采空区范围的扩大,地表可能产生更多的塌陷裂隙,成为地表水及降水直接或间接流入井下的通道,故必须采取措施进行防治,主要采用填塞漏水通道和排除积水方法,对塌陷区用粘土填平夯实或开凿疏水沟渠,修筑围堤,做到拦水、疏水、排水相结合的方式,使水无积存机会。
        (二)、防治滑坡的安全技术措施
        滑坡的防治要贯彻“及早发现、预防为主;查明情况、综合治理;力求根治、不留后患”的原则,结合边坡失稳的因素和滑坡形成的内外部条件。治理滑坡的措施如下:
        1、消除和减轻地表水和地下水的危害
        滑坡的发生常和水的作用有密切的关系,水的作用,往往是引起滑坡的主要因素,因此,消除和减轻水对边坡的危害尤其重要,其目的是:降低孔隙水压力和动水压力,防止岩土体的软化及溶蚀分解,消除或减小水的冲刷和浪击作用。具体做法有:防止外围地表水进入滑坡区,可在滑坡边界修截水沟;在滑坡区内,可在坡面修筑排水沟。在覆盖层上可用浆砌片石或人造植被铺盖,防止地表水下渗。对于岩质边坡还可用喷混凝土护面或挂钢筋网喷混凝土。排除地下水的措施很多,应根据边坡的地质结构特征和水文地质条件加以选择。
        2、改善边坡岩土体的力学强度
        通过一定的工程技术措施,改善边坡岩土体的力学强度,提高其抗滑力,减小滑动力。边坡人工加固;常用的方法有:① 修筑挡土墙、护墙等支挡不稳定岩体;② 钢筋混凝土抗滑桩或钢筋桩作为阻滑支撑工程;③ 预应力锚杆或锚索,适用于加固有裂隙或软弱结构面的岩质边坡;
        (三)、防止地表水通过采动裂隙、塌陷区进入井下的安全技术措施
        对地表采动裂隙、塌陷区进行填充,建立地表巡察制度,发现采动裂隙、塌陷区及时向上级汇报。
        六、小窑、老窑水防治
        1、矿井附近小窑及采空区积水分析
        井田四周均分有小窑和老窑,小窑和老窑内有大面积的采空区,采空区有一定积水,是矿井主要水害之一,可对裂隙勾通下的底板低的采区产生不同程度的充水。
        2. 防治老窑积水区域的技术途径和安全技术措施
        (1)加强地质勘测工作,调查采空区积水情况及范围。一方面查清采空区积水情况;另一方面,要有准确的井上下对照图和井下采掘工程平面图等资料,准确掌握采掘工作面与采空区位置关系,以防位置关系失误造成打透采空区而引发事故。加强对采空区积水的监测、管理。
        (2)掘进巷道接近采空区时,应采取探放水措施,必要时增加排水设施设备,将水用水泵排至采区水仓及井底水仓,再排至地面。探放采空区积水前,首先要分析查明采空区水体的空间位置、积水量和水压。采空区积水高于探放水点位置时,只准打钻孔放水;探放水时,必须撤出放水点以下部位受水害威胁区域内的所有人员。探放水钻孔必须打中采空区水体,并要监视放水全过程,核对水量,直到采空区积水放完为止。
        (3)钻孔放水前,必须估计积水量,根据矿井排水能力和水仓容量,控制放水量;放水时,必须设专人监测钻孔出水情况,测定水量、水压,做好记录。若水量突然变化,必须及时处理,并立即报告矿调度室。

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