采空區(qū)積水探放設(shè)計(jì)

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1、山西呂梁離石永聚煤業(yè)探放4號(hào)煤采空區(qū)積水鉆孔設(shè)計(jì)為探查我礦井田范圍內(nèi)4號(hào)煤采空區(qū)積水標(biāo)高、積水范圍、積水量，并對(duì)其進(jìn)行疏放，以解除其對(duì)6號(hào)及10號(hào)煤層開采時(shí)的威脅，確保礦井安全生產(chǎn)。在綜合分析相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，根據(jù)目前我礦實(shí)際情況，特編制本設(shè)計(jì)。一、4號(hào)煤采空區(qū)積水情況永聚煤業(yè)井田范圍內(nèi)4號(hào)煤采空積水區(qū)由原山西恒安益煤業(yè)有限公司、山西呂梁離石泰寧煤業(yè)有限公司及山西呂梁離石菁蒿焉煤業(yè)有限公司4號(hào)煤采空區(qū)積水區(qū)組成，從目前掌握的水文地質(zhì)資料分析，井田內(nèi)大致存在13個(gè)積水區(qū)，積水面積約217797㎡，積水量約186415m3，補(bǔ)給水量約50m3/h。主要的積水區(qū)

2、位于井田中西部。4號(hào)煤主要積水區(qū)與6號(hào)煤頂板間距平均35.62m，永聚煤業(yè)三條大巷、煤倉等主要巷道及硐室均布置在其下部。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際揭露，在4號(hào)煤主要采空積水區(qū)下方，6號(hào)煤及10號(hào)煤層位，發(fā)育有一向斜構(gòu)造。同時(shí)，還發(fā)育有多條小型正斷層及陷落柱，均具有導(dǎo)水性，在我礦日后采掘過程中均有可能成為4號(hào)煤采空區(qū)積水進(jìn)入采掘工作面的導(dǎo)水通道。二、鉆孔設(shè)計(jì)（一）鉆場(chǎng)布置及要求1、施工地點(diǎn)選擇根據(jù)我礦井下生產(chǎn)實(shí)際情況及4#煤采空區(qū)積水賦存情況，先期施工地點(diǎn)選擇在6號(hào)煤軌道大巷G11點(diǎn)往南約45m處。2、鉆場(chǎng)布置探水鉆場(chǎng)布置在6號(hào)煤軌道大巷G11點(diǎn)南約45m處巷道東幫，規(guī)格為

3、長(zhǎng)4米、深3米、高3米，鉆場(chǎng)周圍及附近巷道要加強(qiáng)支護(hù)，確保巷道無空頂、空幫，幫頂背牢剎實(shí)，保證探水施工安全。（二）施工地點(diǎn)4號(hào)煤采空區(qū)積水水壓的確定據(jù)地質(zhì)及水文地質(zhì)資料分析，預(yù)計(jì)我礦上覆4號(hào)煤采空區(qū)積水水壓約為1.05Mpa。（三）鉆孔設(shè)計(jì)（見下表）探放4號(hào)煤采空區(qū)積水鉆孔設(shè)計(jì)參數(shù)表位置孔號(hào)方位（°）傾角（°）孔深（m）孔徑（mm）套管直徑（mm）套管長(zhǎng)度（m）用途開孔終孔1#鉆場(chǎng)TF-1503765.41305610810測(cè)壓放水TF-2924164.61305610810放水注：各施工地點(diǎn)鉆孔數(shù)量可根據(jù)放水量、水壓、排水能力增加。（四）單孔設(shè)計(jì)?本次鉆

4、孔設(shè)計(jì)為仰角孔，采用金剛石鉆頭鉆進(jìn)，開孔直徑?130mm，下入?89mm套管，套管長(zhǎng)度不小于10m，然后更換?56mm鉆頭鉆進(jìn)至終孔位置。在套管口焊接高壓法蘭盤，并加工與套管同徑，兩端焊接帶高壓法蘭盤的短節(jié)（過渡節(jié)）。在套管外壁（近法蘭處）上、下各焊接一段裝壓力表及注水管的短節(jié)，注水管短節(jié)上安裝高壓閘閥。在套管法蘭盤上接高壓閘閥，再通過過渡節(jié)連接另一個(gè)高壓閘閥。?詳見《封孔套管結(jié)構(gòu)示意圖》（五）鉆探設(shè)備選擇本次施工選用ZLJ-400型鉆機(jī)及2ZBSB0.48-3.6/5-7.5型注漿泵，φ42㎜×1000mm鉆桿60根。（六）最大放水量預(yù)計(jì)及排水路線1、最

5、大放水量預(yù)計(jì)單孔出水量：q=60c.w.(2gh)1/2式中：q—單孔出水量，m3/min；C—流量系數(shù)；W—鉆孔斷面積，m2；g—重力加速度，m/s2；h—積水壓頭高度，m；則：q=60c.w.(2gh)1/2=60×0.62×0.00246×(2×9.8×85)1/2m3/min=3.738m3/min根據(jù)鉆孔孔徑及水壓預(yù)計(jì)，正常情況下取放水系數(shù)0.4-0.5，預(yù)計(jì)每處最大放水量約112m3/h。2、排水路線鉆孔水→6號(hào)軌道大巷→進(jìn)風(fēng)行人斜巷→10號(hào)集中運(yùn)輸巷臨時(shí)排水點(diǎn)→中央水倉→地面三、?鉆探施工（一）施工順序1、總體施工順序先施工1號(hào)孔（測(cè)壓孔），

6、后施工2號(hào)鉆孔（放水孔），間隔時(shí)間以放水量及排水系統(tǒng)的綜合排水能力確定。2、單孔施工順序（1）鉆孔定位：由地測(cè)人員按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行標(biāo)定。（2）固定鉆機(jī)：由探水隊(duì)施工人員按測(cè)量指示方位及設(shè)計(jì)角度固定鉆機(jī)。（3）開孔及擴(kuò)孔：用直徑89mm鉆頭開孔，再用直徑130mm鉆頭擴(kuò)孔至比設(shè)計(jì)套管長(zhǎng)度大0.2m的位置。（4）下套管及固管：下入直徑108mm套管，管底離孔底約0.2m?？卓诤吞坠芸陂g的環(huán)狀空隙用水泥砂漿和速凝劑或樹脂藥卷封閉密實(shí)，其中插入一根細(xì)管，用于觀察注漿情況。水泥砂漿凝固后，從套管口向孔內(nèi)注入水泥漿，同時(shí)觀察細(xì)管內(nèi)的情況，待水泥從細(xì)管溢出后，可緩?fù)Ｗ{，

7、3～5分鐘后再注，水泥漿穩(wěn)定流出后，停止注漿，停止注漿時(shí)壓力不低于2Mpa。（4）水泥凝固：不少于48小時(shí)。（5）掃孔試壓：鉆頭掃孔至10.2m處，退出鉆具，孔口管外安裝不低于4Mpa的高壓閘閥，接通高壓水試壓，試壓壓力不低于3MPa，延續(xù)時(shí)間均不少于30分鐘。試壓過程要有詳細(xì)記錄，并有專人檢查套管外及鉆場(chǎng)附近的情況，如發(fā)現(xiàn)鉆場(chǎng)及鉆孔周圍有滲水、跑水等現(xiàn)象，要停止試壓，繼續(xù)注漿，直至試壓合格后。但二次注漿的壓力要適當(dāng)增大。???（6）連接高壓閘閥及其它裝置：連接高壓閘閥（2個(gè)）、過渡節(jié)、安裝閥門、測(cè)壓表、防噴裝置。（7）正常鉆進(jìn)：用Φ56mm合金鉆頭或Φ5

8、6mm金剛石鉆頭鉆進(jìn)。（8）中途注漿（孔口與孔底垂距小于10m時(shí)）