井下探放水技术规范.pdf

井下探放水技术规范 本标准是根据煤矿安全规程（1992）、矿井水文地质规程（1984）以及 煤矿防治水工作条例（1993）的有关规定，结合煤矿生产实际需要制订的煤 炭行业标准。矿井建设和生产过程中进行探放水工程设计，施工设计应以本标准 为技术依据。 本标准的附录 A、附录 B 是提示的附录。 本标准由煤炭工业部科技教育司提出。 本标准由煤矿安全标准化技术委员会归口。 本标准起草单位煤炭科学研究总院西安分院。 本标准主要起草人张景海。 本标准委托煤炭科学研究总院西安分院负责解释。 井下探放水技术规范 1 范围 1 范围 本标准规定了煤矿井下探放水的原则，探放水工程设计内容，探水钻孔布置及其 施工的技术要求，探放水的安全技术措施等。 本标准适用于井工开采的矿井。 2 引用标准 2 引用标准 下列标准包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准发布 时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下 列标准最新版本的可能性。 煤矿安全规程 煤炭工业部（1992） 矿井水文地质规程 煤炭工业部（1984） 煤矿防治水工作条例 煤炭工业部（1993） 3 探放水原则 3 探放水原则 “每一个矿井必须作好水害分析预报， 坚持有疑必探、 先探后掘的探水原则” （见 煤矿安全规程第 259 条）。“采掘工作面遇到下列情况之一时，必须确定探 水线，进行探水”（见煤矿安全规程第 260 条）。 3.1 3.1、3.5、3.6、3.7、3.8 各条分别按煤矿安全规程第 260 条的一、 五、六、七、九款的规定执行。 3.2 接近水文地质条件复杂的地段，并有出水征兆时。 3.3 接近含水层、导水或可能导水的断层带或裂隙密集带、溶洞和陷落柱时。 3.4 打开防水隔离煤柱前。 4 探放水工程设计内容 4 探放水工程设计内容 探放水工程设计应包括以下内容 4.1 探放水的采掘工作面及周围的水文地质条件、水害类型、水量及水压预计。 4.2 探放水巷道的开拓方向、施工次序、规格和支护方式。 4.3 探放水钻孔组数、个数、方向、角度、深度、孔径、施工技术要求和采用的 超前距、帮距及探水线确定。 4.4 探放钻孔孔口安全装置及耐压要求等。 4.5 探放水施工与掘进工作的安全规定。 4.6 受水威胁地区信号联系和避灾路线。 4.7 通风措施和瓦斯检查制度。 4.8 防排水设施，如水闸门、水闸墙、水仓、水泵、管路、水沟等排水系统及能 力的安排。 4.9 水情及避灾联系汇报制度和灾害处理措施。 4.10 钻窝设计、探放水孔布置的平面图、剖面图等。 5 探水线确定 5 探水线确定 5.1 一般应沿老空积水线或老空边界平行外推 60～150m，定为老空的探水线。 5.2 用式（1）求得α值确定的界线，定为探放含水层水、断层水的探水线。 5.3 井巷通过导水或可能导水断层前，必须超前探水。探水线（探水起点）至断 层交面线的最小距离不得小于 20m，水压大于 2 MPa 时应按每增加 0.1MPa 增加 0.5～1m。 5.4 一般应以可能出水的老钻孔开孔点为圆心，按式（1）求出 d 值作半径画圆； 或在老钻孔偏斜方位的范围打探水孔时， 应以老钻孔水平偏斜距与α值之和为半 径画圆，上述两个圆的圆周线即探水线。 6 探放水钻孔布置 6 探放水钻孔布置 6.1 探放老空水钻孔，应按巷道的设计方向在其水平面和竖直面内呈扇形布置； 钻孔应成组布设，其孔数视超前距和帮距而定。 6.1.1 竖直扇形面内钻孔间的终孔垂距不得超过 1.5m。 6.1.2 水平扇形面内各组钻孔间的终孔水平距离不得大于 3m。 6.1.3 探水钻孔的最小超前距或帮距一般不得小于 10～20m。 亦可用式 （1） 计算。 6.1.4 一般倾斜煤层平巷的探放水孔，应呈半扇面形布置在巷道正前和上帮。 6.1.5 倾斜煤层上山巷道探放水孔，呈扇面形布置在巷道的前方。 6.2 探放断层水及底板岩溶水的钻孔，必须沿掘进方向的前方及下方布置；底板 方向的钻孔不得少于 2 个。 6.3 探放水钻孔除兼做堵水或疏水用外，终孔孔径一般不得大于 58mm。 6.4 沿岩层探放强含水层水、断层水或陷落柱水，其超前距可按附录 A 表 A1 经 验值选定。 6.5 巷道接近可能导水的老钻孔探水线时，应向老钻孔布设扇形探水钻孔。 6.6 对水压大于 1MPa 的断层水、陷落柱水或强含水层水，不宜沿煤层布置探放 水钻孔。必要时按煤矿防治水工作条例第 17 条五、六两款的规定执行。 7 探放水钻孔孔口安全装置 探放水钻孔应安设孔口安全装置。孔口安全装置由孔口管、泄水测压三通、孔口 水门和钻杆逆止阀（必要时安装）等组成。 7.1 孔口管的安装与固定7.1 孔口管的安装与固定 7.1.1 选择岩层坚硬完整地段开孔，孔径应大于孔口管直径 1～2 级，钻至预定 深度后，将孔内冲洗干净。注浆使孔口管（管周围应焊扶正肋骨片）与孔壁间充 满水泥浆。待孔口管周围水泥浆凝固后扫孔，扫孔深度应超过孔口管长度 0.5m。 7.1.2 扫孔后对孔口管必须进行耐压试验。试验压力应大于预计水压并稳定 30min 后，孔口管周围不漏水时，方可钻进。 7.1.3 孔口管插入孔内长度，一般可按附录 A 表 1 的经验值选定。 7.1.4 节理裂隙发育， 岩石松软或破碎， 无条件另选放水地点时， 应注浆加固后， 再安设孔口管。 7.2 探放强含水层水或需要收集放水时的水量、水压等资料时，应在孔口管上安 装水压表、水门（闸门）和汇水短管等。 7.3 对水压高于 1MPa 且水量较大的积水或强含水层进行探放水时，孔口应安设 防喷逆止阀。 7.4 在高压水喷出条件下继续钻进时，斜孔应使用孔口防喷逆止阀，倾角 50～ 90的钻孔可使用“孔口防喷帽”或“盘根密封防喷器”，钻具可使用“防喷接 头”，上下钻可用“孔口反压装置”。 7.5 探得水压高于 2MPa、水量大于 60m3/h，需长期保留时，孔口应使用双水门， 下门备用。 8 安钻探水前的技术要求 8.1 安钻地点与积水区间距小于探水规定的超前距，或有突水征兆时，应在采取 加固措施或用水闸墙封闭后，另找安全地点探放水。 8.2 钻窝应避免做在断层带或松软岩层内。 8.3 按煤矿安全规程第 262 条四款规定执行。 8.4 钻机安装必须平稳牢固。安好钻机接电时，要严格执行停送电制度。 8.5 按预计流量修建排水沟，清理巷道并挂好风筒、电缆、管道等。 8.6 按煤矿安全规程第 262 条一款规定执行。 8.7 按煤矿安全规程第 265 条第一句规定执行。 9 探水施工中的技术要求9 探水施工中的技术要求 9.1 钻进中应做好岩芯的采取和编录工作；必要时可保留岩芯。 9.2 钻进时应准确判别煤、岩层厚度并记录换层深度。一般每钻进 10m 或更换钻 具时， 测量一次钻杆并核实孔深。 终孔前再复核一次， 如有可能应进行孔斜测量。 9.3 钻进时，发现煤岩松软、片帮、来压或孔中的水压、水量突然增大、以及有 顶钻等现象时，必须立即停钻，记录其孔深并同时将钻杆固定。要立即向矿调度 室汇报，及时采取措施，进行处理。 9.4 钻进中发现有害气体喷出时，应立即停止钻进、切断电源，将人员撤到有新 鲜风流的地点。立即报告矿调度室，采取措施。 9.5 钻孔内水压过大或喷高压水时，应采用反压和防喷装置的方法钻进，应有防 止孔口管和煤（岩）壁突然鼓出的措施 9.5.1 背紧工作面，在拦板外面加设顶柱或木垛，必要时还应在顶、底板坚固地 点砌筑防水墙，之后方可放水。 9.5.2 对于水压大于 2MPa，中间要穿过煤层的探断层水钻孔，在打穿断层或含水 层前，还应下第二层孔口管并超过煤层 1m 以上。 9.6 在探水孔施工中，见到含水层、断层、陷落柱和积水区之前，应停止钻进， 安好水门后再继续钻进。 9.7 遇高压水顶钻杆时，可用立轴卡瓦和逆止阀交替控制钻杆，使其慢慢地顶出 孔口，操作时禁止人员直对钻杆站立。 9.8 应做到交接班时不停钻。 9.9 探放断层水的探水孔终孔后，孔内有水应进行放水试验。孔内无水时应选择 一个孔进行压水试验，检验断层隔水性能；压力一般应略大干断层所承受的静水 压力。 9.10 探放水钻孔，完成探测任务后必须全孔注浆封闭，并做好封孔记录。 10 放水的技术要求 10 放水的技术要求 10.1 钻孔探到水后，要观测水压、水质、水量和估计积水量或补给量。根据矿 井排水能力及水仓容量，控制放水孔的流量或调整排水能力，并清理水仓、水沟 等。 10.2 按煤矿安全规程第 268 条规定执行。 10.3 加强放水地点的通风，增加有害气体的观测次数。 10.4 必须监视放水全过程，放水结束后，应立即核算放水量与预计积水量的误 差，查明原因。 11 探放水的安全措施 11 探放水的安全措施 11.1 探水的上山、下山及平巷，中间不得有低洼积水段。 11.2 探水巷必须在探水钻孔有效控制范围内掘进，探水孔的超前距、帮距及孔 间距应符合设计要求。 每次探水后、掘进前，应在起点处设置标志，并建立挂牌制度。 11.3 巷道支护应牢固，顶、帮背实，无高吊棚脚，倾斜巷有撑杆，使巷道有较 强的抗水流冲击能力。 11.4 探放水地点必须安设电话和报警装置。 11.5 必须向受水威胁地区的施工人员贯彻、交待报警信号及避灾路线。 11.6 探水巷道应加强出水征兆的观察，一旦发现异常应立即停止工作，及时处 理。情况紧急时必须立即发出警报，撤出所有受水威胁地区的人员。 11.7“钻孔接近老空，预计可能有瓦斯或其它有害气体涌出时，必须有瓦斯检查 员或矿山救护队员在现场值班，检查空气成分。如果瓦斯或其它有害气体超过本 规程有关条文规定时，必须立即停止打钻，切断电源，撤出人员，并报告矿调度 室，采取措施，进行处理。”见煤矿安全规程第 265 条。 11.8 上山探水时，一般应双巷掘进。其中一条超前探水、汇水，另一条随后用 来安全撤人。双巷间每隔 30～50m 掘一联络巷并设挡水半墙。 11.9 放水工作应尽量避免在雨季进行。 11.10 探放水人员必须按照批准的设计施工，未经审批单位允许，不得擅自改变 设计。 附 录 A附 录 A 表 A1 沿岩层探断层水、强含水层水时的超前距和孔口管长度 起探距离即探水线的圈定 水压 MPa 超前距 m 孔口管长度 m 条件 距离 m 水平方向 垂直方向 资料可靠，据水压大小 根据资料推定 物探圈定范围 情况不清 20～50 60～80 60～100 4 10 15 20 25 30 8 12 15 18 20 5 10 15 20 20 注 1 依据煤矿防治水工作条例20 条规定并结合开滦、淄博等矿务局经验提出。 2 水压大于 2MPa 时孔口管应下两层，第一层约 5m，第二层按表所列，均需注 浆加固。 3 沿煤层对断层水等进行水平方向探水掘进时，应尽量在煤层顶底板岩层内开 孔和下孔口管，其超前距，孔口管长度及是否用移动式孔口装置，应专门提出设 计上报批准 附 录 B 提示的附录 参 考 资 料 1．煤矿安全手册的“第五篇 矿井防治水” 煤炭工业出版社 1992 年 2．峰峰矿务局防探水规程 峰峰矿务局 1985 年 3．矿床及矿井水文地质下册 长春地质学院水文地质教研室 1975 年