一、概述
(一)探水的目的
探水是采掘過程中用超前勘探方法,查明采掘工作面頂?shù)装?、?cè)幫和前方的含水構(gòu)造(包括陷落柱)、含水層、積水老窯等水體的具體位置、產(chǎn)狀等。其目的是為有效的防治礦井水害做好必要的準(zhǔn)備。
(二)探水的準(zhǔn)備工作及操作
1、準(zhǔn)備工作
(1)按工作安排提前維修,檢查探放水的設(shè)備和工具。
(2)認(rèn)真學(xué)習(xí)領(lǐng)會(huì)探放水安全技術(shù)措施,了解施工地點(diǎn)的地質(zhì)、水文和采掘、機(jī)、通、運(yùn)情況,熟悉探放水孔的施工技術(shù)要求包括:方位、傾角、孔徑、深度、數(shù)量等。
(3)將所有設(shè)備、器材安全運(yùn)抵現(xiàn)場,準(zhǔn)備開鉆。
2、操作
(1)檢查作業(yè)地點(diǎn)的支護(hù)是否完整,作業(yè)面圍巖是否穩(wěn)定,作業(yè)點(diǎn)的通風(fēng)措施是否落實(shí),瓦斯檢查是否到位。
(2)在作業(yè)地點(diǎn)上標(biāo)出預(yù)定的探放水孔眼位置,在巷道內(nèi)標(biāo)出探眼的方位示意。
(3)用鉆桿慢速開孔,并注意方位角是否符合設(shè)計(jì)要求。
(4)嚴(yán)格按照所用鉆機(jī)的技術(shù)操作規(guī)程進(jìn)行操作,鉆進(jìn)過程中,做到平穩(wěn)推進(jìn),正常排粉,保證方位,每次加接鉆桿前,要排完孔內(nèi)煤(巖)粉。
(5)鉆進(jìn)中發(fā)現(xiàn)有來水征兆時(shí),應(yīng)放慢速度觀察推進(jìn),若來水增大,應(yīng)停止推進(jìn),在探放現(xiàn)場指揮員的指導(dǎo)下,確認(rèn)無突水危險(xiǎn)后,才能對已經(jīng)來水的鉆孔繼續(xù)鉆進(jìn),但恢復(fù)鉆進(jìn)前,要檢查設(shè)備設(shè)施、器材和安全退路是否滿足安全需求。否則,不得鉆進(jìn)。
(6)經(jīng)允許對已經(jīng)來水的探眼繼續(xù)鉆進(jìn)時(shí),速度要盡量放慢,并注意來水變化情況。若鉆桿已經(jīng)穿入老空區(qū),應(yīng)停止鉆進(jìn),但不能取出鉆桿,應(yīng)立即在孔口位置加入木楔,增大鉆桿在孔中的摩擦力。此時(shí),若來水壓力不大,可取下鉆機(jī),撤出人員、設(shè)備、器材,觀察來水變化情況,若來水壓力很大,應(yīng)暫時(shí)放棄鉆具,迅速撤出人員到安全地帶。
(7)已經(jīng)鉆穿老空區(qū),并有來水的作業(yè)地點(diǎn),應(yīng)停止探水作業(yè),立即報(bào)告調(diào)度室,除水勢平穩(wěn),排水設(shè)備確有富余能力的情況下,允許其他區(qū)域從事正常采掘活動(dòng)。否則,應(yīng)暫時(shí)停止井下采掘活動(dòng),但礦井通風(fēng)和排水工作不能停止。
(8)在確認(rèn)積水已排盡及現(xiàn)場支護(hù)完整,通風(fēng)良好的情況下,才能制定最后掘老空的方案。
(9)正常鉆進(jìn)達(dá)到設(shè)計(jì)深度,而未見來水的鉆孔,應(yīng)在排盡煤粉(巖粉)后停止鉆進(jìn),并把實(shí)際方位、傾角和終孔深度報(bào)告調(diào)度室。
(10)在正常鉆進(jìn)過程中,嚴(yán)格執(zhí)行交接班制度,對鉆進(jìn)情況和異常情況,應(yīng)向接班負(fù)責(zé)人交待清楚。
(11)探放水工作結(jié)束后,要把設(shè)備、器材、工具全部進(jìn)行清理和維修保養(yǎng)。
(二)探水的原則
采掘工作中必須執(zhí)行“預(yù)測預(yù)報(bào)、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原則,因而遇到下列情況之一時(shí),必須探水。
(1)接近水淹的井巷、老空、老窯或小窯時(shí)。
(2)接近含水層、導(dǎo)水?dāng)鄬印⒑严睹芗瘞?、溶洞和陷落柱時(shí),或通過它們之前。
(3)打開隔離煤柱放水前。
(4)接近可能與河流、湖泊、水庫、蓄水池、水井等相通的斷層破碎帶或裂隙發(fā)育帶時(shí)。
(5)接近可能涌(突)水的鉆孔時(shí)。
(6)接近有水或稀泥的灌漿區(qū)時(shí)。
(7)采動(dòng)影響范圍內(nèi)有承壓含水層或含水構(gòu)造,或煤層與含水層間的隔水巖柱厚度不清,可能突水時(shí)。
(8)接近礦井水文地質(zhì)條件復(fù)雜的地段,采掘工作涌(突)水預(yù)兆或情況不明時(shí)。
(9)采掘工程接近其它可能涌(突)水地段時(shí)。
1、探放老空水
礦井采掘的廢巷老空積水,其幾何形狀極不規(guī)則,積水量大者可達(dá)數(shù)百萬立方米,一旦采掘工作面接近或揭露它們時(shí),常常造成突水淹井及人身傷亡事故,故必須預(yù)先進(jìn)行探放老空水。
探放老空水除了要遵循上述的探放水原則外,還應(yīng)遵循下述探放老空水的具體原則。
(1)積極探放。當(dāng)老空區(qū)不在河溝或重要建筑物下面、排放老空區(qū)內(nèi)積水不會(huì)過分加重礦井排水負(fù)擔(dān)、且積水區(qū)之下又有大量的煤炭資源急待開采時(shí),這部分積水應(yīng)千方百計(jì)地放出來,以徹底解除水患。
(2)先隔離后探放。與地表水有密切水力聯(lián)系且雨季可能接受大量補(bǔ)充的老空水;老空的積水量較大,水質(zhì)不好(酸性大),為避免負(fù)擔(dān)長期排水費(fèi)用,對這種積水區(qū)應(yīng)先設(shè)法隔斷或減少其補(bǔ)給水量,然后再進(jìn)行探水,若隔斷水源有困難無法進(jìn)行有效的探放,則應(yīng)留設(shè)煤柱與生產(chǎn)區(qū)隔開。待到礦井生產(chǎn)后期再進(jìn)行處理。
(3)先降壓后探放。對水量大、水壓高的積水區(qū),應(yīng)先從頂、底板巖層打穿層放水孔,把水壓降下來,然后再沿煤層打探水鉆孔。
(4)先堵后探放。當(dāng)老空區(qū)為強(qiáng)含水層水或其它大小水源水所淹沒,出水點(diǎn)有很大的補(bǔ)給量時(shí),一般應(yīng)先封堵出水點(diǎn),而后再探放水。
2、探放斷層水
凡遇下列情況必須探水:
(1)采掘工作面前方或附近有含(導(dǎo))水?dāng)鄬哟嬖?,在具體位置不清或控制不夠嚴(yán)密時(shí)。
(2)采掘工作面前方或附近預(yù)測有斷層存在,但其位置和含(導(dǎo))水性不清,可能突水時(shí)。
(3)采掘工作面底板隔水層厚度與實(shí)際承受的水壓處于臨界狀態(tài)(即等于安全隔水層厚度和安全水壓的臨界值),在掘進(jìn)工作面 、采面影響范圍內(nèi),是否有斷層情況不清,一旦遭遇很可能發(fā)生突水時(shí)。
(4)斷層已為巷道揭露或穿過,暫時(shí)沒有出水跡象,但由于水層厚度和實(shí)際水壓已接近臨界狀態(tài),在采動(dòng)影響下,有可能引起老空水、需要探明其深部是否已和強(qiáng)含水層連通,或有底板水的導(dǎo)升高度時(shí)。
(5)井巷工程接近或計(jì)劃穿過的斷層淺部不含(穿)水,但在深部有可能突水時(shí)。
(6)采掘工作面距已含水?dāng)鄬?0m時(shí)。
(7)采掘工作面接近推斷含水?dāng)鄬?00m時(shí)。
(8)采區(qū)內(nèi)小斷層使煤層與強(qiáng)含水層的距離縮短時(shí)。
(9)采區(qū)內(nèi)構(gòu)造不明,含水層水壓又大于2~3MPa時(shí)。
3、探放含水層水
由于基巖裂隙水的埋藏、分布和水動(dòng)力條件等都具有明顯的不均勻性,煤層頂、底板砂巖水、巖溶水等在某些(或某一)地段對采掘工作面沒有任何影響,而在另一些地段卻帶來不同程度的危害。為確保礦井安全生產(chǎn),必須探清含水層的水量、水壓和水源等,才能予以治理。
防治煤層頂、底板含水層的水害,既要從整體上查明水文地質(zhì)條件,采取疏干降壓或截源堵水等防治措施,又要重視井下采區(qū)的探查。井下探查往往是疏干降壓或截源、堵水等措施的先行步驟和重要依據(jù)。如無水或補(bǔ)給量很小,通過探查孔放水即能達(dá)到降壓或疏干的目的;若補(bǔ)給水源豐富,水量大,需要通過井下“大流量、深降深”的放水試驗(yàn)和物、化探方法的配合,查明條件后才能采取相應(yīng)的防治方法。因此,井下探放含水層水是礦井防治水的基本工作內(nèi)容之一。