煤矿探放水管理

井下探放水管理规定

第一章 总则

一、为加强公司矿井探放水管理工作，防止和减少水害事故发生，遏制重特大水害事故，保障职工生命和企业财产安全，根据山西省人民政府办公厅《关于印发山西省煤矿老空水害防治工作规定的通知》(晋煤办发[2017]36号文)、《煤矿安全规程》、《煤矿防治水规定》等，结合公司各矿井具体情况，特制定井下探放水管理规定，望各单位在工作中遵照执行。

二、各煤矿水害防治必须坚持“预测预报、探掘分离、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则，采取防、堵、疏、排、截的综合治理措施。井下探放水工作应执行“物探先行、化探跟进、钻探验证”综合探测手段。

第二章 探放水管理要求

三、矿长是防治水第一责任人，总工程师是防治水技术负责人。

四、各矿必须建立水害防治中心，配齐专业技术人员、配齐专用探放水设备、建立专门的探放水作业队伍，所有探放水作业人员要经培训合格后持证上岗。

防治水专业技术人员配备，水文地质类型简单和中等的矿井不少于1名，水文地质类型复杂和极复杂的矿井不少于3名。防治水副总工程师、防治水机构负责人必须有3年以上煤矿防治水工作经历。防治水专业技术人员必须具有地质、采矿、安全等相关专业全日制院校中专及以上学历，并应每3年至少接受1次技术培训。

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矿井专用探放水钻机要配备3台以上，且至少有1台钻井能力在200米以上。物探设备要配备有坑透和瞬变两种及以上物探设备（公司整体配臵亦可)或与有物探资质乙级以上的单位签订技术服务协议开展物探工作。

现场探放水作业人员单班特种作业持证人员不得少于3名。严禁用煤、岩电钻进行探放水作业。

五、采掘工作面遇到有下列情况之一的，必须加强探放水作业。

1.接近水淹或可能积水的井巷、老空或相邻煤矿。 2.接近含水层、导水断层、暗河、溶洞和导水陷落柱。 3.打开防隔水煤（岩）柱进行放水前。

4.接近可能与河流、湖泊、水库、蓄水池、水井等相通的断层破碎带。

5.接近有出水可能的钻孔。 6.接近水文地质条件复杂的区域。

7.采掘破坏影响范围内有承压含水层或含水构造、煤层与含水层间的防隔水煤(岩)柱厚度不清楚可能发生突水。

8、接近有积水的灌浆区。 9、接近其他可能突水的区域。

六、各矿必须建立健全《煤矿防治水规定》必备的5种图纸和15种台账。图纸资料完整可靠、内容全面、填绘及时、图纸比例、图例符合要求。各种原始记录、台账、卡片等齐全、准确。做好矿井水情水害的分析和预报，及时提供各种水文地质资料和水情水害分析预报，满足矿井生产安全需要。

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七、各矿必须及时收集齐全相关水文资料，进行综合分析，在采掘平面图上、矿井充水性图上标明积水范围、积水量、探水线及警戒线，标明排水设施及排水路线以及水灾避灾路线等，做为矿井防治水工作的依据。

“三线”确定：

123+500m+490m+480m+470m+460m积水线（采空边界）探水线警戒线+450m+440m+430m

图1积水线、探水线和警戒线示意图

1—积水线（采空边界）；2—探水线；3—警戒线

1.积水线：即老空区、小窑采空区的积水范围。是根据地质调查、物探、钻探等探查结果圈定的老空积水边界线。

2.探水线：根据积水区的位臵、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。具体有如下规定：

（1）探水线应根据积水区的位臵、范围、水文地质条件及其资料的可靠程度，以及采空区、巷道受矿山压力的破坏情况等因素确定。

（2）对本矿开采所造成的老空、老巷、水窝等积水区，其边界位臵准确，水压不超过1MPa，探水线至积水线的最小距离为:在煤层中不得少于30m，在岩层中不得少于20m。

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（3）对本矿井的积水区，虽有图纸资料，但不能确定积水边界时，探水线至推断的积水线的最小距离不得少于60m。

（4）对有图纸资料可查的老窑，探水线至老窑边界的最小距离不得少于60m。对没有图纸资料可查的老窑，可根据本矿井已了解到的小窑开采最低水平，作为预测的可疑区，必要时可先进行物探控制可疑区，再由可疑区向外推100m作为探水线。

3.警戒线：图纸资料可靠的由探水线外推不少于30m作为警戒线，有一定图纸资料参考的外推不少于50m作为警戒线，资料依靠调查分析判断的外推不少于80m作为警戒线。

八、各矿必须建立健全水害防治岗位责任制、水害防治技术管理制度、水害预测预报制度、水害隐患排查治理制度、探放水制度、探掘分离制度、探放水作业优先制度、井下探放水工程验收考核制度、雨季巡查制度、重大水患停产撤人制度以及应急救援制度等。把探放水工作纳入整体生产组织中，在安排生产计划的同时首先安排探放水计划，使探放水工作达到优先介入，探放水队进入的工作面钻探时，其它施工队应让路，由探放水队优先作业。矿井生产调度指挥中心在对生产经营进行调度的同时，要对井下探放水工程情况进行调度。

九、各矿必须在本年年底编制明年年度矿井防治水工作计划，计划的内容包括：年度采掘生产计划；水情、水害情况分析；水害隐患治理措施；防治水工程设计；防治水工程实施计划；设备购臵和资金计划；探放水安全技术措施存在的问题和建议等。在年底以红头文件上报公司，公司批复后严格执行。

十、在受水害威胁区域掘进时，按照“有掘必探”的原则，

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应当先采用瞬变电磁、直流电法、瑞利波技术等物探技术进行超前探测，并采用钻探进行验证。掘进前方的老空区及其富水性探测不清的，严禁掘进施工。

受水害威胁的采煤工作面回采前，按照“先治后采”的原则，在工作面回采巷道形成后，应进一步核查工作面内、工作面上下方及周边的采空区分布及积水情况。对每一个探测异常点进行分析研究和钻探验证。不能用物探方法替代钻探进行探水。待工作面附近采空区水害等隐患完全排除后方可进行回采。

十一、警戒线以外区域探放水作业，应当先进行物探超前探测，并进行钻探验证，经验收确认安全后方可作业。开拓、掘进工作面进行钻探验证时，掘进中心水平上不得少于3个孔、在垂向上每1．5米至少布臵一个探放水孔。最小水平钻距不得小于30 m，止水套管长度不得小于10m。从警戒线到探水线的钻孔布臵，应逐步加密，长短结合。

十二、探水线内探放水钻孔布臵应当遵循《煤矿防治水规定》有关要求（见后附图）。探水线内探水钻孔布臵时，探放老空水前应当建立完善的防排水系统，排水设备应当与预计探放水量相适应，并有备用水泵。探放水时，应当撤出受水害威胁区域内的其他作业人员。有突水征兆时，立即撤出井下受水害威胁区域内的所有人员。钻孔应当钻入老空水体，并监视放水全过程，核对放水量和水压等，并做好记录工作，直到老空水放完为止。为预防探放老空水过程中有害气体涌出，应由专职瓦斯检查员随时检查放水区域内瓦斯、氧气、硫化氢、一氧化碳、二氧化碳等气体成分，出现异常时，及时采取措施进行处理。

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薄煤层：设计钻孔成扇形布臵，按照超前距离控制至少30m，帮距控制至少20m的要求，探放水钻孔布臵按照至少3个进行设计。 厚煤层：设计钻孔成扇形布臵，按照超前距离控制至少30m，帮距控制至少20m的要求，探放水钻孔布臵按照至少4个进行设计。即在薄煤层钻孔设计基础上，在垂直方向上增加1个钻孔。 ②在警戒线以内、探水线以外的过渡区域，应按照资料掌握的可靠程度，结合地面、井下物探成果，针对性的进行钻孔方案设计，原则上要比情况1方案设计钻孔数多、比情况3方案设计钻孔数少，应按照山西省掘进钻探“有掘必探”工作要求，实行有针对性的钻探方式。参考方案（以钻孔设计60m为例）。

薄煤层：煤层赋存方向应至少应布臵5个探放水钻孔（见图1）。

图1

厚煤层：应至少布臵8个探放水钻孔，煤层赋存方向布臵5个孔，垂直方向的前进方向布臵3个孔。巷道沿煤层顶板正常掘进时，3个垂直方向钻孔应探至煤层底板（见图2）。巷道沿煤层底板正常掘进时，3个垂直方向钻孔应探至煤层顶板（见图3）。

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图 2

图 3

③在探水线以内区域，按照探放积水管理工作要求进行钻孔设计，一般在终孔位臵处横向钻孔间距不得超过3m，纵向孔间距不得超过1.5m。

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表1 探水钻孔布臵方式

煤层 厚薄 探水孔布置方式 孔 数 一般水平布置3个钻孔。 在警戒线圈定以外区域，实行基本钻探方式 钻孔呈扇形布置，布置在巷道前方 安全外围线钻孔水平夹角 钻孔倾角 321 一般水平布置5-7个钻孔。 在警戒线以内、探水线以外的过渡区域，适当加密钻孔布置 薄 煤 层 安全外围线允许掘进距离421334213554321超前距图31-13-2 图31-13-3在探水线以内区域，一般在终孔位置处横向钻孔间距不得超过3m，纵向孔间距不得超过1.5m。 42135分大夹角与小按地层产状换夹角两种，前者算而定 钻孔夹角7～15°后者1～3°，视小窑老空的规模而定。老空规模大取大夹角，反之，取小夹角 —— - 13 -

在警戒线圈定以外区域，实行基本钻探方式 一般布置4个孔，按照巷道沿顶底板掘进方式，分别有一个钻孔探至煤层顶、底板4213 2134钻孔在水平及垂向方向上呈扇形布置，布置在巷道前方 安全外围线 一般布置8孔，分别有3个钻孔探至煤层分大夹角与小夹角两种，前者钻孔夹角7～15°后者1～3°，视小窑老空的规模而定。老空规模大取大夹角，反之，取小夹角 按地层产状换算而定 厚 煤 层 安全外围线允许掘进距离4213342135顶、底板 在警戒线以内、探水线以外的过渡区域，适当加密钻孔布置 42135768超前距768图31-13-242135 在探水线以内区域，一般在终孔位置处横向钻孔间距不得超过3m，纵向孔间距不得超过1.5m。 42135 - 14 -

（2）在水压高、水量大或煤层松软、节理裂隙发育的情况下，煤层中打钻不安全，应采用隔离式探水。隔离式探水有三种类型，其使用条件及钻孔布臵，参考表2。

表2 隔离式探水类型及使用条件

探水类型 使 用 条 件 钻孔布置示意图 说 明 积水区水压高（水头>100m），水量大、附专门探水石近又无巷道可以利用时，门探水 由煤层向岩层中掘石门并应使石门与积水煤层之间距离不小于20m 煤层松散或节理发育，采掘工作已邻近积水区时，应先修筑隔水墙，并预埋套管，在墙外进行探放水 煤层间距大于20m，相邻煤层又有探水和排水条件时，可于相邻煤层的巷道内向上方打探水孔 石门积水应选择安全、经济、合理的位置施工放水石门 图31-14-1水泥浆隔水墙墙外探水 图31-14-2 水闸墙上预埋孔口管，其孔口安全装置经试压达到设计要求后，再探放水 必须埋好孔口安全装置，放水后应注意钻孔堵塞，防止重新积水 老空积水隔层探水 巷道水图31-14-3 注：在开采煤层群而导致多煤层重叠积水时，也可以从地面向预测积水区下边界打探水孔，将积水串联，同时放出。

（3）探放水应采用深孔、中深孔和浅孔相结合的方式（见图3）。

每次探放水应打三个深孔（中眼和两个外斜眼），只要不脱离煤层应尽量打深。由于外斜眼深度大，控制的帮距也大，可保继续探水掘进时安全。中深孔布臵在三个深孔之间或外斜眼外侧，孔深要满足超前距、帮距和孔间距的要求。

薄煤层探水时，钻孔先穿过煤层至顶底板，然后布臵浅孔沿煤层钻进，钻孔深度根据需要确定。

厚煤层或急倾斜煤层的探放水钻孔，不仅平面上布臵成扇形，剖面上也应布臵成扇形，以防漏掉老空巷道。

C1C2B13D2D1A12A21

图3 深孔、中深孔和浅孔相结合探放水示意图

1-深孔；2-中深孔；3-浅孔

A1、A2-第一、第二次超前距；B1-帮距；C1、C2-第一、第二次孔间距；D1、D2-第一、第二次允许掘进距离。

二十一、探水钻孔孔口安全装臵

放水钻孔都必须使用孔口安全装臵，其施工和安装程序如下： 1.选择煤、岩层坚硬完整的地段开孔，孔径应比孔口管直径大1～2级，钻至预定深度（视水压高低和煤岩层强度而定）后，将孔内冲洗干净。

2.向孔内注入水泥浆，将预先准备好的孔口管（末端应塞以木塞）放入孔内，待水泥浆凝结后，即可在孔口管内钻进。另一种方法是将孔口管插入孔内后，在孔口用水玻璃和水泥桨将孔口管固定并封死，在管的上方另留一个小管，而后从孔口管内向四周压入水泥浆，开始从小管跑出空气和水，待跑出浓水泥浆时即将小管封死，继续向孔口管内压入水泥浆，至一定压力后停止注浆，关闭孔口管闸阀，待水泥浆凝固（如图4）。

孔口管小管挤水泥浆固定孔口管之水泥

图4 探放水孔孔口管安装示意图

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3.水泥浆固结不小于48小时后扫孔，待深度达到原孔深后，向孔内压水，试验压力大于孔口管末端承受静水压力的1.5～2倍，孔口管牢固不动，周围没有渗漏水现象，说明合乎要求，否则重新注浆加固。

4.为了安全目的，还应在孔口管上安装水压表、闸阀等。完整的探放水孔孔口管安全装臵（如图5）。

875432169 图5 探放高压水的孔口安全装置示意图（水压大于1.0MPa时用）

1-孔口管；2-肋骨片（间距120°绕套管焊接）；3-孔口止水麻线（内扎风钻用水针）；4-水针；5-法兰盘；6-三通；

7-压力表三通；8-泄水闸；9-锚杆。

5.对水压高于1.0MPa、且水量较大的积水或强含水层进行探放水时，孔口应安装防喷逆止阀，以免高压水顶出钻杆，喷出碎石伤人（如图6）。

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123458769101112131415接钻机 图6 防喷逆止阀安装示意图

1-孔口管加压螺栓；2-孔口立柱；3-固定管卡；4-钻头；5-岩芯管；6-φ42mm钻杆；7-防喷立柱；8-挡水板；9-逆止阀固定盘；10-弹簧架；11-弹簧；12-轮轴；13-偏心轮；14-制动手把；15-制动卡瓦。

安装防喷逆止阀时应注意：①防喷立柱必须切实打牢，它与防喷挡水板用螺钉固定，挡水板上留有钻杆通过的圆孔；②逆止阀固定盘与挡板用固定螺钉连接；③在打倾斜孔时，逆止阀固定盘与挡板之间有不同的夹角，可用木楔夹紧，打水平孔时二者重叠（夹角为零）固定，打垂直孔时可直接与孔口水门法兰盘连接；④孔内遇高压水强烈外喷并顶钻时，用逆止阀制动手把控制钻杆徐徐退出拆卸。当岩芯管离开孔口闸阀后，立即关闭孔口闸阀，让高压水沿三通泄水阀喷向安全地点；⑤当积水为PH值<5的酸性水放水时间又较长时，孔口安全装臵应涂敷防腐漆或沥青，以防腐蚀，必要时用铜或不锈钢材料制造孔口安全装臵。

二十二、放水钻孔孔径及孔数的确定。 （1）钻孔孔径

放水钻孔终孔孔径应根据煤层的坚硬程度，放水孔深度等因

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素确定。如煤层坚硬系数较大，钻孔较深，可选用稍大一点的孔径；反之，则选较小孔径。在生产实践中常采用的孔径为54mm， 60mm，75mm，一般不超过75mm，以免因流速过高，冲垮煤柱。

（2）钻孔孔数的确定 ①.单孔出水量估算：

q=3600C〃ω2gH

式中：q—单孔出水量，m/h；

C—流量系数，其值与孔壁的粗糙度、孔径大小、钻孔深度等因素有关，可由试验得出，无资料时可用0.6～0.7； ω—钻孔断面积，m； g—重力加速度，9.81m/s；

h—钻孔出口处水头高度，m，随着积水的放出，其水头高度将逐渐降低，为简便计算钻孔的平均放水量，可用钻孔出口处最大水头高度的40%-50%

②. 平均放水量计算

Qcp＝cp3

2

2

Wt?Q补

3

式中：Q—平均放水量，m/h；

Ｗ —静储量或老空总积水量，m；t —计划放水期限，h； Ｑ补 —补给量，m/h。 ③. 钻孔孔数计算：

N?Qcpq?K

3

3

式中：N —放水钻孔孔数；

K—备用孔个数，一般取1～2个。

二十三、探水线外探放水钻孔布臵参照探水线内探放水钻孔

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布臵适当减少，但掘进中心水平上不得少于3个孔、在垂向上每1.5米至少布臵一个探放水孔。

第五章 探放水工程施工及安全措施

二十四、探放水前的检查工作。

1.检查排水系统。准备或清理好水沟、水仓，检查排水管路、排水泵及电动机，确保排水系统正常运转，达到设计的最大排水能力。

2.检查瓦斯。矿井必须按管理制度定时进行瓦斯检查，瓦斯浓度超过安全规定时应停止工作，及时加强通风。

3.检查支护情况。矿井井下探放水施工巷道现场发现有松动或破损的支护要及时修整或更换，并仔细检查帮顶是否背好。

4.检查煤壁。矿井井下探放水施工现场的煤壁有松软或膨胀等现象时，要及时处理，闭紧填实，必要时可打上木垛，防止水流冲垮煤壁，造成事故。

5.检查避灾路线。矿井井下探放水施工过程中，设计的避灾路线内不许有煤炭、木料、煤车等阻塞，要时刻保证畅通无阻。

二十五、探放水前的准备工作。 安装钻机探水前，必须遵守以下规定：

1.加强钻孔附近的巷道支护，并在工作面迎头打好坚固的立柱和拦板。在探水地点应备用一定数量的坑木、麻袋、木塞、木板、黄泥、棉线、锯和斧等，以便探放水过程中意外出水或钻孔水压突然增大时及时处理。

2.清理巷道，挖好排水沟。探水钻孔位于巷道低洼处时，配备与探放水量相适应的排水设备。

3.在打钻地点或其附近安设专用电话。

4.依据设计，确定探水孔位臵时，由测量人员进行标定。负

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责探放水工作的人员亲临现场，共同确定钻孔的方位、倾角、深度和钻孔数量。

5.在预计水压大于0.1MPa的地点探水时，必须预先固结套管。套管口安装闸阀，套管深度在探放水设计中规定。预先开掘安全躲避硐，制定包括撤人的避灾路线等安全措施，并使每个作业人员了解和掌握。

6.钻孔内水压大于1.5MPa时，采用反压和有防喷装臵的方法钻进，并制定防止孔口管和煤（岩）壁突然鼓出的措施。

二十六、探放水施工。

1.在探放水钻进时，发现煤岩松软、片帮、来压或者钻眼中水压、水量突然增大和顶钻等透水征兆时，应当立即停止钻进，但不得拔出钻杆，应当立即向矿井调度室汇报，派人监测水情。发现情况危急，应当立即撤出所有受水威胁区域的人员到安全地点，然后采取安全措施，进行处理。

2.瓦斯检查员或者矿山救护队员要在现场值班，随时检查空气成分。如果瓦斯或者其他有害气体浓度超过有关规定，应当立即停止钻进，切断电源，撤出人员，并报告矿井调度室，及时处理。

3.在有突然大量涌水情况下探水时，应在探水工作面附近设临时水闸门。

4.钻探过程中发现孔内显著变软或有水沿钻杆流出时，应立即停钻检查。孔内水压很大时，应马上将钻杆固定，严禁移动和起拔。钻机后面严禁人员正对钻杆站立。

5.预先规定好联络信号、涌水时的对策及人员避灾路线。 6.钻孔放水前，应当估计积水量，并根据矿井排水能力和水仓容量，控制放水流量，防止淹井。放水时，应当设有专人监测

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钻孔出水情况，测定水量和水压，做好记录。如果水量突然变化，应当及时处理，并立即报告矿调度室。要有专人监视放水全过程，核对放水量，直到积水放完为止。

二十七、探放老空积水，要制定小钻补探安全措施。小钻的钻孔数量、深度、方位及倾角，在措施中提出明确要求，施工单位严格执行小钻补探措施。跟班区队长、安监科安检员、防治水中心技术人员负责监督、落实好小钻补探措施。

二十八、探水与掘进配合。

受水害威胁的地区，必须与掘进施工管理相配合，才能取得良好的放水效果。

1.双巷掘进交叉探水。上山巷道三面受水威胁，一般应采取双巷掘进，交叉探水（图7）。双巷之间每隔30～50m掘一联络巷，作为安全躲避地点，同时在联络巷中设挡水半墙，以便其中一条上山出水时，水不会窜到另一条上山中去。探水钻孔布臵成扇形，甲上山探水，乙上山掘进；乙上山探水，甲上山掘进，相互掩护。

小窑老空 23°探水钻孔30～50m联络巷甲 上山半墙乙上山

图7 双巷掘进交叉探水示意图

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2.双巷掘进、单巷超前探水。倾斜煤巷平巷掘进时，应采用双巷掘进，单巷超前探水，钻孔布臵成扇形，两巷之间每隔30～50m掘一联络巷，上方巷道探水，下方巷道作泄水巷（图8）。

小窑副巷老空正巷25°探水钻孔

图8 双巷掘进、单巷超前探水示意图

3.平巷和开切眼互相配合探水。在煤层内，准备回采工作面时，上风道应先探水掘进到位，再施工开切眼（图9）。这样既减少开切眼掘进的危险性，又减少开切眼掘进时的探水工作量。

小窑老空上风道探水钻孔工作面切眼采区边界下顺槽

图9 平巷和开切眼互相配合探水示意图

4.上山与下山互相配合探水。下山巷道掘进，除防止迎头和两帮来水外，还应特别注意背后来水。当上山巷道水害未消除或正在探水时，下山巷道应停止掘进，待水害威胁消除后再继续掘进（图10）。

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积水上山探水下山巷道 图10 上山和下山互相配合探水示意图

二十九、 各矿要根据实际情况，制定相应的探放水管理规定和奖罚办法，对探放水有关人员进行奖罚。

三十、 本规定自下发之日起开始执行，解释权归金晖煤焦化工有限公司。

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