断层水探放的原则、方法及措施

西陈庄煤业探放断层水补充设计

一、编制目的及任务

根据我矿采掘计划部署，东运输大巷在掘进至270米处（3203运输巷道口往东）左右,要遇到断层,断层有可能导水,为了保证东运输大巷掘进过程中的安全，解除导水断层对掘进时的水害威胁，确保矿井安全生产。特编制以下探放断层水补充设计。

A探放断层水的原则： 凡遇到以下情况必须探水：

①掘进工作面前方或附近有含（导）水断层存在，但具体位置不清，或控制不够严密时。

②掘进工作面前方或附近，预测有断层存在，但其位置和含（导）水性不清，有可能突水时。

③掘进工作面底板隔水层厚度，与实际承受的水压都处于临界状态（即等于安全隔水层厚度和安全水压的临界值），在掘进工作面前方是否有断层情况不清，一旦现时遇很可能发生突水时。

④断层已为巷道揭露或穿过，暂时没有出水象征，但由于隔水层厚度实际水压已接近临界状态，在采动影响下，有可能引起突水，需要探明其深部是否已和强含水层连通，或有底板水的导升高度时。

⑤采掘工作面距已知含水断层60m时。

⑥采区内小断层使煤层与强含水层的距离缩短至小于隔水层安全厚度或突水系数大于0.06时。

⑦采区内构造不明，含水层水压又大于3MPa时。

⑧井巷工程接近或计划穿过的断层浅部不含(导)水，但在深部有可能突水时。 ⑨沿断层防水煤柱边缘布置的工作面，在煤柱附近开切眼时。

B探查的主要内容:

探断层水的钻孔应与探断构造孔结合起来，需查明的具体内容如下： ①断层的位置，产状要素、断层带宽度（包括内、中和外三带）及伴（或派）生构造和其导水性、富水性等。

②断层带的充填物及充填程度和胶结物及胶结程度；断层两盘外带裂隙、岩溶发育情况及其富水性。

③断层两盘对接部位的岩性及其富水性，工作面与强含水层的实际间距（即隔水层的厚度）。

④断层与其它含（导）水断层、陷落柱或其它水体交切部位及其富水性。 ⑤查明并记录探断层水钻孔在不同深度的水压、水量，并确定或判断底板水在隔水层中的导升高度。

⑥如为迭瓦式断层，应确定其综合断距。 二、施工方案

本次探放断层水决定在距离断层65米左右进行施工钻孔. 三、探放水设计 1、施工地点选择 ①施工地点位置

钻孔施工地点选择在东运输大巷210米处工作面迎头。往正东施工探水孔. ②选择依据

Ⅰ、根据西陈庄煤业3#煤采掘工程平面图得知，此处位置（钻孔终孔位置）正好位于3#煤采断层最低处，符合《防治水规定》和探放水设计要求。 Ⅱ、钻孔开口位置处顶板完整，支护完好，有利于施工。 Ⅲ、此处位置均有利于断层水的排放。

2、探水设备及材料(见东运输大巷设计)

3、单孔设计

探放断层水的方法

表附1 探断层水钻孔布设一般要求

探查目的 工作面前方已知或预测有含（导）水的断层的探查213平面图钻 孔 布 置 示 意 图简 要 说 明 一般应先布1号孔，尽可能一钻打透断层，然后再分别打2号，3号孔，以确定断层倾向、走向、倾角和断层的落差及两盘的对接关系，其中至少有一个孔打在断层与含水层交面线附近123剖面图 隔水岩柱厚度处于临界状态时，对掘进工作面前方有无断层突水危险的调查1-21-11-3平面图2-23-22-13-13-3 一般应沿巷道掘进方向打三个孔，尽量打深，力争一次打透断层，否则就必须留足超前距，边探边掘直至探明断层的确切情况，再决定具体的防水措施2-3 巷道实见断层，在采动影响后有无突水危险性的探查12剖面图 一般应向下盘预见采动影响带内打1号孔，探明断层带的含（导）水和水压、水量等情况。若有水，采后很可能突水；若无水，则还应向预计采动带以下打2号孔，然后根据具体条件分析突水的可能性，和采取相应的防水措施 本次钻孔如设计图(选择第一组钻孔布置图)，在探水地点首先采用?108mm合金钻头钻进10.5m，然后退出钻具更换?130mm扩孔钻头进行扩孔，扩孔完成后安装?108mm止水套管，要求止水套管长度不得小于10 m（进入L5灰岩以上3m），最后退出钻具更换?75mm合金钻头钻进至终孔位置。 4.钻孔施工参数（见下表）

探放3#煤采空区积水钻孔设计参数表 方位 位置 孔号 （°） （°） （m） 开孔 终孔 径（mm） 度（m） 用途 钻场 钻场 钻场 1 2 3 90 45 110 +1 -25 -45 70 70 70 130 130 130 75 75 75 108 108 108 1.5 1.5 1.5 放水 放水 放水 倾角 孔深 孔径（mm） 套管直 套管长主要 5、止水套管安装(见东运输大巷设计)

五、排水路线

1、现有排水系统(见东运输大巷设计) 2、最大放水量预计(见东运输大巷设计) 3、排水方案(见东运输大巷设计)

六、钻机运输及操作注意事项(见东运输大巷设计) 七、钻孔施工安全技术措施(见东运输大巷设计) 八、避灾路线(见东运输大巷设计) 九、探放断层水的安全注意事项

①水压大于2MPa的断层，一般不宜沿煤层探放断层水。

②开孔层位必须在较坚硬的岩层中，孔口管(又名止水套管)的长度，超前距离，探断层的起始点距离应符合表附2中的要求。

表附2 沿岩层探断层安全距离 （单位:m）

超前距 起探距离(即探水线的圈定)条件距离 水 压 (MPa) 水平 方向 止水 套管 说 明 垂直 方向 长度 资料可20~50 靠,据水60~80 压大小60~100 根据资料推定物探圈定范围情况不清 ＜1 1～2 2～3 3～4 ＞4 10 15 20 25 ＞30 8 12 15 18 ＞20 5 10 15 20 ＞20 1.依据《煤矿防治水工作条例》20条规定及有关单位经验提出 2.水压大于2MPa时,止水套管应下两层,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,超前距、止水套管长度和是否用移动式,应专门提出设计上报批准 ③必须使钻孔在一定的安全深度揭露断层，由孔口至断层之间的岩壁厚度应能在关闭孔口阀门时足以抗衡水压的破坏。对于水压大于2MPa，中间要穿过煤层的探断层孔，在打穿断层之前，还必须下好第二层孔口管封水护壁，以防止高压水与煤层及煤系地层发生人为连通。

④选用钻探200～300m的井下大、中型钻机，水泵应能单独超起动，水泵压力应大于实际水压的1.5倍，以便停钻时可以不停泵；一旦高压水大量喷出，须立即注浆封孔，确保安全。

⑤揭露断层带或含水层时，孔径应小于60mm，同时采用肋骨钻头，以控制孔内涌水量和防止高压水使钻杆射出。

⑥孔口要有安全装置。孔口安全装置还要特别注意各部件组装的密封程度，防止高压水造成的漏水射流使构件冲蚀损坏。发现水压、水量很大时，要用两套闸阀控水。平时主要开闭外闸阀，内闸阀留作备用。一旦外闸阀失效，可关闭内闸阀，更换外闸阀。

⑦在喷高压水的条件下继续钻进时，斜孔可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”，

上下钻可使用“孔口反压装置。

⑧严格执行交接班制度，力争做到交接班时不停钻，以防止发生孔内事故。 ⑨钻孔终孔后，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，检验断层带隔水性能，但压力一般以略大于断层所承受的静水压力为宜。

⑩钻孔完成各项探测任务后，应立即全孔注浆封闭。 5．断层水的预防和处理

根据探查和综合分析，可将断层大致分为二类。弱含（导）水有可能突水的断层和强含（导）水突水可能性大为断层。据此，采掘工程接近或揭露其甚至穿过这些断层时，可采取不同的预防与处理措施，具体见表3。

表3 断层水突出的防治措施

防 治 通 过 断 层 导 水 的 主 要 水 源 水 源 措 施 断煤层顶底板、孔隙、裂隙含水层水 层分类 一般情况下，掘进巷道可以通过，巷道掘进必须超前探太灰岩溶水 弱含水或导须加强支护，防止冒落。如水压、水水，无水时要压水检查，有水、有可能突水量较大时，应先打孔疏水降压后再过水时应封孔绕行或预注浆的断层或断层带 断层并加强支护。 通过。巷道须特殊支护，防止迟到突水。 巷道掘进必须穿过断层时应超前富含水时或探水、放水，把水压降至安全值以下，通过时，应打探查构造及含导水性强、发生并加强巷道支护，保持围岩的整体性水层等勘探孔，查明条件后突水可能性大的和稳定性。掘前疏水降压，或注浆封预注浆过断层带，并加大特断层或断层带 堵。 殊支护范围。 巷道掘进应超前探水，

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