探放水工程单孔设计方案。
一掘进工作面水文地质条件。
一、水文地质情况。
我矿现开采4#煤层，掘进工作面为西采区4210皮带顺槽、4210回风顺槽、4210第二回风顺槽。位于矿井西采区北部，北为采区实体煤田（4210准备回采工作面），南接采区三条主要大巷（西采区轨道巷、西采区皮带巷、西采区回风巷），西至矿井实体煤田。东接4208采空区。
二、水害类型。
在掘进区域内地质构造较为简单，总体呈简单单斜构造，区域内无较大断层，陷落柱等地质构造。本区域内无常年性河流通过，其次沟谷内平时干涸无水，只有雨季才有少量流水通过，但有矿界等和保安煤柱的存在以及防洪堤坝的拦堵，地表水一般不会补给井下。
三、积水量及水压预计。
1、采空区积水量的估算。
w——采空积水量。
k——采空的充水系数，取0.2
a——采空走向长220m
m——采高 m，取1.8m
h——采空区空高垂高3.6m，——煤层倾角（4°）
2、钻孔出水口压力计算。
p1=p2=ρgh=1.0×103×9.8×3.6=0.0353mp
p—— 钻孔出水口水压(pa)
—— 密度，取1.0g/m3
g—— 重力加速度9.8n/m
h—— 钻孔出水口与采空区积水最高水位的标高差（m）,取3.6m
二探放水巷道的开拓方向、施工次序、
规格和支护方式。
一、巷道的规格。
4210皮带顺槽掘进工作面长度为1360m，开拓方位角为0°，与采空区之间保安煤柱宽为30m。巷道设计净宽为4.5ｍ，巷道净高3.
0m,巷道断面积为13.5m2。巷道沿煤层底板掘进，南北倾向为2°-7°平均为4°。
4210回风与第二回风顺槽采用双巷掘进，长度均为1360m，开拓方位角0°，两巷道之间保安煤柱宽为25m。巷道设计净宽为4.5ｍ，巷道净高3.
0m,巷道断面积为13.5m2。巷道沿煤层底板掘进，南北倾向为2°-7°平均为4°。
二、巷道支护方式。
根据钻孔的资料分析和以往回采巷道的矿压观察数据及支护经验，初步确定采用锚杆＋钢带＋菱形网＋锚索联合支护。
三、施工次序。
我们将采用边掘边探的方式，探水与掘进循环作业，即探水—掘进—探水，探水距离70m，允许掘进距离40m，超前距30m。
三探放水钻孔的参数及施工技术要求。
和超前距、帮距的确定。
1、探水钻孔布置的规定。
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。
1 竖直扇形面内钻孔间的终孔垂距不得超过1．5m。
2 水平扇形面内各组钻孔间的终孔水平距离不得大于3m。
3 探水钻孔的最小超前距或帮距一般不得小于10～30m。
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。
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． 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。
7． 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75mm。
8． 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。
9． 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。
2、钻孔的布置与钻探方法。
掘进工作面采用水平扇形布置钻孔，工作面共布置13个钻孔。钻探统一采用zdy1200s(mk-4)型煤矿用全液压钻机人工操作进行钻探。
附单孔参数表。
3、探水距与超前距的确定。
探水与掘进循环作业，探水作业超前与掘进作业，即探水——掘进——探水，探水循环进度70m，超前距为30m帮距为20m,允许掘进距离40m，依此交替作业。
四探放水钻孔孔口安全装置及耐压要求。
一、钻孔出水口压力计算。
p1=p2=ρgh=1.0×103×9.8×3.6=0.0353mp
p—— 钻孔出水口水压(pa)
—— 密度，取1.0g/m3
g—— 重力加速度9.8n/m
h—— 钻孔出水口与采空区积水最高水位的标高差（m）,取3.6m
二、孔口安全装置的耐压要求。
f1=f2=ps=3.53×104×3.6×10-3=127.08n=12.9千克力。
通过计算可知：
若上述采空均为积水时，放水管的最小紧固力为12.9千克力。为确保安全，我们按采空区全积水考虑加固封孔管和孔管铁卡加固力。
故探放水套管用φ25×3.0的无缝管深入煤壁不小于5m,在套管与孔壁之间用c30沙浆进行充填封固。
五探放水钻孔孔口安全装置。
一、孔口套管的安装。
孔口套的安装必须固定在岩石坚硬完整的顶板内，安装前首先用大口径钻头开孔至一定深度（视水压大小而定），再放入孔口套管，在套管与孔壁间灌注水泥浆，而后采用较小尺寸的钻头在孔内钻进，直至钻透老孔或含水层为止，最后推出钻具，在孔口外露部分装上压力表、水阀门和倒水孔。
为保证孔口套管安装的质量，一般都需要进行注浆检查。在空口套管放入钻孔后，于孔口用较稠的水泥浆将套管封死，并在套管上留下一个小管，待水泥凝固后由孔口管向孔内注浆，使水泥浆进入套管与孔壁之间的空隙和岩石裂隙中。
二、扫孔后对孔口管必须进行压力测试，测试压力应大于预计水压，并待其稳固后，方可钻进。
三、孔口管插入长度，一般不小于5m。
附：单孔布置三视图。
探放水工程单孔设计方案。
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