根据水文地质特征,确定探水眼布置2~5个孔,呈扇形布置。根据1#孔探出的压力,可对其余孔的参数进行更改设计方案。
1.4孔口管安全装置
孔口安全装置由孔口管、压力表、闸阀、汇水管三通等组成,用来控制放水时的出水量。开孔时选择岩层坚硬完整地段或浇灌混凝土墙开孔,孔径应大于孔口管直径1~2级,取Φ=108┨。通过旋转孔口管使膨胀头扩张固定在岩石内部,使孔口管固定在工作面。在孔口管外壁套装4个橡胶密封圈,增加密封,防止漏水。在孔口管周围打4个斜交于孔口管的锚杆眼(眼深0.5m),用旧钢钎或Φ12┨的钢筋与孔口管焊接,增加锚固力。在孔口管与岩壁之间用水玻璃和水泥将孔口管固定并封死,增加密封性。对孔口管进行耐压试验,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。孔口管严禁安装在大节理裂隙发育,岩石松软或破碎的地段。
2探水前准备工作(1)做好探水地点顶板管理,加强支护,在孔口管周围钉上栏板,以防高压水夹带杂物喷出伤人。
(2)在探水前,对供电系统、排水系统检查,确保在探放水期间,供电平稳,水泵运转正常。
(3)刷帮创建探水工作面,操作台应设在探水眼侧边,预防高压水喷出伤人。
(4)做好巷道、水沟清理。保证涌水量较大时,巷道水沟沿路不被杂物堵塞,利于畅通。
(5)准备足够的坑木、黄土(用袋装)、砂袋,以作临时挡水墙和探水工作面加固之用。
(6)在探水工作面附近和水泵房安装电话,保持井上下联络。
(7)做好各项应急预案工作,如指挥部的建立、受水威胁的工作面联络、确定避灾路线、救护队待命、供电和排水的应急措施等。
3探水安全技术措施
(1)探放水人员必须经培训考试合格后方可下井作业,所有下井人员均要随身携带毛巾和自救器,并会使用自救器。
(2)操作时禁止人员直对钻杆站立,以免钻杆飞出伤人。
(3)交接班时应交接清楚。上班前要先检查工作面和钻机的安全状况,确认无异常情况后,方可探水。
(4)探放水人员不得擅自改变设计。
(5)作业工人员在探水前应选择好撤离方向和路线,保证后路畅通。
(6)钻机安装必须平稳、牢固,基础不得下沉。在操作时要经常检查液压支柱的受力情况。用浮碴垫高时应采用厚300┨,C20的混凝土作基础。
(7)钻探过程,要观测积水对巷道帮的压力,防止突破薄弱处;钻进时,发现岩石松软、片帮、来压或钻孔中水压、水量增大以及有顶钻等异状时,必须停止钻进,但不得拔出钻杆;发现异常应立即向井口调度室、值班领导报告,并派人监测水情;发现情况危急时,必须立即撤出所有受威胁地区的人员,然后采取措施,进行处理。
(8)每班必须认真做好探水的原始记录,如钻眼布置、角度、深度、数量、突水情况、排水设备型号、水泵工作台数、排水时间等记录。
(9)水文地质人员应亲临现场掌握涌水量大小及其变化情况。
(10)根据工作面的实际情况,注意工作面透水前的预兆:①空气变冷;②工作面温度降低,变冷;③巷道出现雾气;④顶底板异常;⑤顶板来压、出现淋水加大;⑥水的特殊变化:泥浆水、铁锈、砂粒;⑦涌水。在探水时若发现上述预兆之一时,应立即停止作业,撤出至井口,并报井口调度室。
4放水安全技术措施
(1)放水前必须估计积水量,并要根据矿井排水能力和水仓容量控制放水量及放水眼的流量,并随时做好临时挡水墙的准备工作,停止受水威胁的工作面工作。
(2)放水工作应尽量避免在雨季进行。
(3)要经常观测钻孔中水量变化情况,当水量变小或无水时,应反复多次下钻至原孔深度或超过原孔深度,以防钻孔被堵塞,造成放干积水的假象。
(4)放水过程中,应加强并经常检查孔内放出的瓦斯及其他有害气体的含量,以便采取通风措施、自救措施。
(5)当水泵排水来不及时,应及时做好挡水墙和关闭孔口管闸阀等工作,撤出人员。
(6)严禁在无任何防护前提下用钻杆类去捅突水眼。
(7)放水工人应根据放水步骤、方法、分工等进行,各组人员应统一指挥,服从安排。
(8)放水前要预先规定好联络信号、涌水时的对策及人员避灾路线。
5应用实例
吾祠煤矿+800m回风井已掘完+800~630m回风斜井+398m和+630m临时水仓300m 3和回风石门267m,工作面开始出现灰岩,于7月21日在打眼时出现一股涌水,于是停止掘进进行探水。矿里选用MKG-4型的探水钻机(煤炭科学研究总院西安分院生产),其钻孔深度200m,孔径Φ=75┨,钻孔倾角0~±90°,该设备具有探放水、地质勘探、瓦斯抽放、锚固支护等功能。在经过一系列的准备后,按照探放水的安全规定对探放水工作分为多个小组,分工负责,做好各项应急预案工作。该工作面共探10个孔,计460m,已探明前方为较宽的的断层破碎带或溶洞,水压为1.2MPa,单孔涌水量在200m 3/h以上,避免了一起水害事故,为巷道设计和施工提供了有力的科学依据。
从第9#孔巷道揭露的情况来分析,原开孔为仰角5°的探水孔,由于受钻杆本身重量的影响,实际探水孔在第20~25m深处为府角4°,说明在钻探时,钻杆有一定的弯曲,所以在开孔时必须考虑5~7°的校正值。
6结束语
探放水工作应根据水文地质的情况,水体性质,来设计探放水的各种参数。这是一项安全技术要求较高的工作,因此要从眼数设计、施工组织、后勤保障、技术措施、应急预案等方面精心组织,分工负责。与斜井开拓探放水相比,平硐探放水无需担忧排水能力是否满足要求,相对会简单一些,安全一些。