一、探放水设计
1、探水起点的确定
为保证采掘工作和人员的安全,防止误穿积水区,将水淹区的积水范围、水位标高、积水量等资料填绘在采掘工程图上,经过分析划出三条界线:即积水线、探水线、警戒线。
(1)积水线:积水边界线(小窑采空区范围、整合前矿进采区范围),其深部界线应根据小窑或老空的最深下山划定。
(2)探水线:根据积水区的位置、范围、地质及水文地质条件及其资料可靠程度、采空区和巷道受矿山压力破坏情况等因素确定,具体规定如下:
1)对采掘工作造成的老空、老巷、硐室等积水区,如边界准确,水压不超过10kPa时(该矿小窑开采深度小)探水线至积水区的最小距离:煤层中不得小于30m,岩层中小于20m。
2)对虽有图纸资料,但不能确定积水区边界位置的积水区,该矿缺积水区范围水量,探水线至推断积水区边界的最小距离不得小于60m。
3)对有图纸资料的小窑,探水线至积水区边界的最小距离不得小于60m;对没有图纸资料可查的小窑,必须坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则,防止发生透水事故。
4)掘进巷道附近有断层或陷落柱时,探水线至最大摆动范围预计煤柱线时的最小距离不得小于60m。
5)石门揭开含水层前,探水线至含水层的最小距离不得小于20m。
(3)警戒线:
沿探水线外推50-150m(在上山掘进时指倾斜距离)即为警戒线。
2、探放水钻孔布置
探放水钻孔布置图见。
1)钻孔深度及超前距离
为探水钻孔终孔位置应始终超前掘进工作面的一段距离,探放老空积水的超前距不得小于20m,本设计取30m,钻孔深度本设计取50m,止水套管长度不得小于10 m。
2)允许掘进距离
经探水证实无水害威胁,可安全掘进的长度,为每次探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之后剩余的距离。
3)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1~2m,本设计取30m。
4)钻孔密度(孔间距)
指允许掘进距离终点横剖面上,探水钻孔之间的间距。根据《井下探放水技术规范》,竖直扇形面内钻孔间的终孔垂直间距不得超过1.5m,水平扇形面内各组钻孔之间的终孔水平距离不得大于3m。
5)钻孔孔径
本设计配备YBK-132S-4探水钻,最大钻进深度75m,开孔直径89mm,终孔直径50mm。
图探水钻的超前距、帮距孔间距、允许掘进距离示意图
6)钻孔数目及布置
(1)煤层平巷钻孔布置
主要是探巷道上帮小窑老空水,钻孔呈半扇形布置在巷道上帮。钻孔个数以保证必要的密度为原则,一般不得少于3个。钻孔之间的夹角为7~15°为大夹角,1~3°为小夹角,视小窑老空的规模而定,规模大者取大夹角,规模小者取小夹角。
如平巷探水钻孔布置图
平巷探水钻孔布置图
(2)煤层上山巷道钻孔布置
钻孔呈扇形布置在巷道前方,钻孔个数以保证必要的密度为原则,一般不得少于3个,且至少有一孔见顶或底。
钻孔水平及倾斜之间的夹角要求与平巷钻孔相同。
如上山巷道探水钻孔布置图
上山巷道探水钻孔布置方式图
7)矿井探放水与掘进之间的配合
(1)双巷配合掘进交叉探放水
当掘进上山时,如果上方有积水区存在,巷道受水威胁,一般多采用双巷掘进交叉探放水,如图。
双巷配合掘进交叉探放水布置图
(2)双巷掘进单巷超前探放水
在倾斜煤层中沿走向掘进平巷时,一般是用上方巷道超前探放水,探水钻孔呈扇形布置,如图。
双巷掘进单巷超前探放水布置图
(3)平巷与开切眼相互配合探放水
探水钻孔呈扇形布置,如图。
平巷与开切眼相互配合探放水布置图
(4)隔离式探放水
巷道掘进前方的水量大、水头压力高、煤层松软和裂隙发育时,在煤巷直接探放水很不安全,需要采取隔离式探放水。在掘进石门时,可从石门中探放水,如图5-4-8;或在巷道掘进工作面预先砌筑隔水墙,在墙外探水,如图5-4-9。