一、概述
陽泉市上社二景煤炭有限責任公司（煤礦）屬山西煤銷集團陽泉分公司實體之一，根據《山西省煤礦企業兼併重組整合工作領導組辦公室晉煤重組辦發[2009]52號檔案「關於陽泉市營、盂縣、郊區、平定縣煤礦企業兼併重組整合方案（部分）的批覆」及《山西省煤礦企業兼併重組整合工作領導組辦公室晉煤重組辦發[2010]73號檔案「關於陽泉市上社二景煤炭****等三處煤礦調整礦區開採範圍的批覆」，陽泉市上社二景煤炭有限責任公司屬單保礦井，2023年山西省煤礦企業，批採煤層由5、6、9、12、15號煤層調整為6、9～15號煤層，產能有90萬t/a變更為120萬t/a。
礦井為生產礦井，目前9#煤層除9304工作面，9#煤層已採空。
二、工作面地質概況
1、地質情況
15104高抽巷井下位於15#煤ⅰ採區西翼北部，北部為15104回風順槽，南部為15104運輸順槽，東部為15#煤ⅰ採區巷道，西部為礦界。在掘進過程中，頂板較好，地勢較為平坦，坡度不大，也會出現區域性底板變化，但總體為向南傾斜，傾角5°～10°，地質構造較簡單，預計發育有小型構造。
本工作面本面地表為山坡山溝地形，蓋山厚度在285m-318m之間，預計地表水對工作面正常掘進無直接影響，本面巷道直接頂為9.9m的粉砂岩，1.4m的黑色泥岩，掘進層位為砂質泥岩，層理，節理發育，底板以下15m範圍內岩層為7m的砂質泥岩、1.
5m的泥灰巖，泥質高，有海相動物化石，4m的泥岩區域性含有1.3m的12號煤帶0.3m的夾矸，1.
5m的泥岩。根據本礦水井情況以及區域地質、水文情況分析、奧灰水位540公尺，工作面標高開口處為1010公尺，高於奧灰水位470公尺，奧灰水不會影響掘進工作。
2、水文地質情況分析
（1）15#煤層直接充水含水層為15＃煤層頂板上部k2石灰岩岩溶裂隙含水層，厚度13-15.3m，淺部岩溶裂隙較發育，中等富水性含水層。但補充勘探鑽孔所揭露的灰岩質不純，含泥量較高，節理裂隙發育。
（2）太原組砂岩灰岩岩溶裂隙含水層。
太原組賦存三層發育穩定的石灰岩，自下而上分別為四節石灰岩（k2）、錢石灰岩（k3）和猴石灰岩（k4），單層厚度1.10～7.20m，淺部岩溶裂隙較發育，精查勘探時，鑽孔鑽至該灰岩層段時，均有不同程度漏水現象，尤以四節石灰岩為甚，但補充勘探鑽孔所揭露的灰岩質不純，含泥量較高，裂隙不甚發育，沖洗液消耗不明顯，可見該含水層富水性不均一。
據距井田東北約2.5km的d-122號鑽孔抽水試驗，單位湧水量為0.446l/由於該孔位於秀水河河床，且含水層埋藏淺，該鑽孔抽水試驗結果不一定具有代表性，結合鑽孔簡易水文觀測資料，太原組灰岩含水層應屬弱-中等富水性含水層。
（3）巷道斷面為矩形斷面，淨寬2.7m，淨高為2.7m，淨斷面為7.
29㎡，高抽巷爬坡階段頂板採用錨桿、鋼帶、錨索、金屬網聯合支護；當巷道水平掘進後採用錨桿、錨索、金屬網聯合支護。
綜上所述，本工作面防治水的重點是探測導水、含水構造。
三、探放水的必要性
在15#煤層15104工作面上覆為9204採空區，在掘進期間經過912、910、9204三個採空區，根據鑽孔資料顯示15#煤層距9#煤層為60m，其中高抽巷掘進層位與9#煤層層間距為 m,據水文型別劃分報告顯示9201採空區積水面積為2720㎡，積水量為1379m，根據舊資料顯示910與912採空區是由南向北回採，工作面長度為330m，兩工作面南北落差為48——54m,15104高抽巷經過位置為兩工作面開口處以內18m位置，由於本礦煤層傾向趨勢為北高南低，9#與15#實測圖重合後，15104高抽巷經過9204採空區，因此，為了生產安全要對15104高抽巷進行探放水，消除隱患。
四、探放水設計
為堅持「物探先行、鑽探驗證「的原則，先利用ytd400（a）全方位探測儀對工作面進行超前探測，根據探測結果及結合已有地質及水文地質資料分析，進行鑽探設計。
1、全方位探測儀超前探測設計
利用ytd400(a)全方位探測儀對掘進迎頭進行探測，主要用以超前探明前方是否存在隱伏構造、裂隙以防導水；為探放水鑽孔設計提供依據。
（1）儀器及探測原理
儀器選用：ytd400(a)礦井全方位探測儀，以巖、礦石與含水地質體之間的電性差異為物質基礎，通過布置在巷道內的供電電極在巷道周圍岩層中建立起全空間的穩定人工電場，該穩定電場特徵取決於巷道周圍岩石的電性特徵及其賦存狀態，再通過測量電極觀察和研究地殼周圍人工電場的變化和分布規律，使用全空間電場理論處理和解釋，從而**掘進頭前方含水、導水構造的分布和發育情況
（2）電極布置及探測方法
通常需要3人，1人操作探測儀，2人負責放線和跑極。在施工前，先進行所測點號的標註，利用皮捲尺定距，白色自動噴漆標記，即每隔a公尺（通常採用4公尺乙個點）標註乙個點號，如：1#、2#、3#、4#、5#……。
超前探常用方法為「三點源法」，即在巷道掘進頭附近固定3個供電極（如a1、a2、a3），一般間距4m；在巷道後方移動mn電極（一般間距也是4m）進行測量。每移動一次mn，則a1、a2、a3分別觀測一組資料，無窮遠電極b布置在距離迎頭b公尺（通常5-10倍的探測距離）處。
施工時，將供電電極a1、a2、a3、無窮遠電極b及探測儀固定不動，測量電極m、n根據設計的觀測系統進行移動。
s1:先將測量電極放到m1、n1位置，接通第1個供電點a1，記錄供電電流、電位差、點號、電極距等資料；
s2:斷開a1，接通a2，記錄a2點源產生的供電電流、電位差、點號、電極距等資料；
s3:最後斷開a2，接通a3供電電源，並記錄a3點源產生的供電電流、電位差、點號、電極距等資料。此時對於m1、n1測點的所有資料已經全部測量完畢。
s4:接下來移動測量電極到m2、n2位置，依次通過a1、a2、a3供電並記錄所需資料，完成後移動測量電極到m3、n3位置，重複以上過程，直到測量完成所有的設計觀測點。
二、鑽探設計
根據全方位探測儀超前探測結果分析進行相應的鑽探設計。
1、鑽探裝置
鑽機型號：zlj-400；
鑽桿：φ＝40mm； l=1000mm ；
鑽頭：φ＝45mm；
要求：鑽孔終孔孔徑不大於75mm。
2、探放水鑽孔布置
（1）探放水鑽孔布置
（2）、單孔設計
2.1探放水時，鑽孔定位由地測人員按設計要求進行標定，鑽機固定後按開孔要素開鑽，嚴格按照探放水施工要求探70m掘進40m。留30m安全距離，每隔10m對15104高抽巷頂板探測一次，若出現異常水源立即停止鑽進，及時匯報排程，採取安全措施。
若在探水過程**現異常水源，根據實際情況對探水孔進行重新布置，開孔用φ127mm的鑽頭鑽進，鑽進6m後裝入封孔管，封孔時將水泥、砂漿和速凝劑攪拌均勻後裝入封孔管中，用鑽桿將水泥擠入封孔管四周空隙內，從裡到外，擠壓勻實，使封孔管和煤岩體成為一體。等24小時進行凝固後，進行掃孔，然後進行耐壓試驗，試驗壓力不小於2mpa，穩壓時間1小時，孔口周圍不漏水，孔口管牢固不活動為安裝合格，否則要重新開孔注漿直到合格，在封孔管安裝好以後，安裝洩水測壓三通、孔口水門、水壓表、流量表和鑽桿逆止閥等裝置，方可開始打鑽。
2.2採用金剛石鑽頭鑽進，開孔φ127mm的鑽頭，下入3寸套管，套管長度不小於5m，然後換徑φ45mm的鑽頭鑽進至終孔。
2.3掘進巷道迎頭距頂板板0.7m處均布置2個探水鑽孔，1#鑽孔布置在巷道中心線上，2#（3#）孔布置在靠近左幫（右幫），1#鑽孔頂板沿巷道中心線施工設計深度為75m，2#（3#）鑽孔各與巷道中心線成17°夾角，平行巷道頂板施工設計深度為74m，1#孔為探明巷道正前方水文情況，2#、3#鑽孔為探明巷道兩側水文情況，頂板鑽探為探明巷道頂板水文情況，掘進時嚴格按照探水—掘進—再探水—在掘進規定迴圈進行。
3、探放水前的準備工作
（1）在組織探水前，要求探放水隊將打鑽所需的材料及工具、裝置準備到位，不能因為準備工作的原因而影響施工；施工人員應認真學習探放水安全技術措施並熟悉鑽機的使用和維護知識。
（2）在運輸探水裝置的過程中，運輸人員應輕拿輕放，避免裝置因受力碰撞而受損。
（3）鑽機及其附屬設施及各部件間連線要牢固可靠，並在每次使用前檢查，確保施工的安全。
（4）安裝鑽機探水前，應遵守下列規定：
4.1加強鑽場附近巷道支護，先檢查工作面正掌10m範圍內支護，及時處理支護受損的巷道，確保支護完好，嚴禁在空頂下進行探放水工作。
4.2清理巷道，挖好排水溝。探水鑽孔位於巷道低窪處時，必須配備與探放水量相適應的排水裝置，並保證排水系統正常執行。
4.3在打鑽地點或其附近安設專用**，並保證隨時與排程室聯絡。
4.4由測量人員和探放水隊負責人依據設計，共同確定探放水鑽孔的位置、方位、傾角、深度和鑽孔數量。
4.5探放水隊打鑽工，必須按測量人員標定的位置、方位、傾角安裝鑽機，不得隨意改變鑽孔設計引數。
（5）排水系統：
五、排水系統
㈠ 單孔出水量估算
q=60c×ω
q—單孔出水量，m3/min
c—常數，一般0.7
ω—鑽孔斷面積 m2
g—9.8 m/s2
h—鑽孔處水頭高度，一般採用最高水頭的40%～50%
預計正常出水量為每小時1 m3，最大出水量為每小時3 m3。
㈡ 排水幫浦及管路
1、井下排水採用潛水幫浦3臺（一台備用、一台工作、一台檢修），型號：bwq15-120-5.5，排水量：90m3/h。
2、工作面排水管路選用3寸的鋼管2趟，一用一備。
3、排水路線：工作面→15#煤ⅰ採區軌道巷→15#採區水倉→豎井→地面
4、安全技術措施
（1）鑽進過程中，發現煤巖變鬆或沿鑽桿向外流水超過正常打鑽供水量時、水壓突然增大，以及有頂鑽等現象時，必須立即停鑽，記錄其孔深並同時將鑽桿固定，但不得拔出鑽桿。要立即向礦排程室匯報，並派人監測水情。如發現情況危急，應當立即撤出所有受水威脅區域的人員到安全地點，然後採取安全措施，進行處理。
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