礦山斜井探放水施工方案一、工程概況1.1工程背景本工程為某礦山斜井探放水工程，斜井設計長度850m，傾角18°，凈斷面12.6m2。根據地質勘探資料顯示，該區(qū)域水文地質條件復雜，主要含水層為第四系松散孔隙含水層、二疊系砂巖裂隙含水層及奧陶系灰?guī)r巖溶含水層，預計最大涌水量可達350m3/h。為確保礦井建設及后續(xù)生產安全，需在斜井施工前及施工過程中進行系統(tǒng)的探放水作業(yè)。1.2主要工程量序號工程內容單位工程量備注1超前探水鉆孔m3200孔徑Φ75mm2放水鉆孔m1800孔徑Φ110mm3排水管路安裝m1200Φ200mm無縫鋼管4排水設備安裝臺套3含備用泵5水位觀測孔個8深度50-80m1.3水文地質條件含水層特征：第四系含水層厚度5-15m，富水性中等；砂巖裂隙含水層厚度30-50m，富水性弱至中等；灰?guī)r巖溶含水層厚度80-120m，富水性強，為主要充水水源。斷層構造：斜井掘進范圍內存在F1、F2兩條正斷層，斷層走向與斜井軸線夾角約35°，落差分別為8m和12m，可能成為導水通道。老空水情況：據調查，該區(qū)域歷史上存在小煤窯開采活動，在斜井右側150m處有一處老空區(qū)，積水量約8000m3。二、施工準備2.1技術準備編制詳細的探放水施工設計，繪制探放水鉆孔布置圖、排水系統(tǒng)布置圖等技術圖紙。組織技術人員進行圖紙會審和技術交底，明確各施工環(huán)節(jié)的技術要求和質量標準。制定探放水作業(yè)規(guī)程和安全技術措施，并對施工人員進行培訓考核。2.2設備材料準備2.2.1主要施工設備鉆探設備：選用XY-2PC型巖芯鉆機3臺，配套Φ50mm鉆桿500m，Φ75mm和Φ110mm鉆頭各20個。排水設備：安裝3臺MD250-65×5型離心式水泵，其中工作泵2臺，備用泵1臺，配套電機功率110kW，揚程325m，流量250m3/h。注漿設備：配備ZJB-6型注漿泵2臺，額定工作壓力10MPa，排量6m3/h。監(jiān)測設備：配備SWJ-80型水位計8臺，JDS-1型地質雷達1臺，便攜式瓦斯檢測儀5臺。2.2.2主要材料準備排水管路采用Φ200mm無縫鋼管，每節(jié)長度6m，配備相應的彎頭、三通、閘閥等管件。注漿材料選用42.5級普通硅酸鹽水泥、水玻璃（模數(shù)2.4-3.0）及速凝劑。準備足夠的鉆桿、鉆頭、巖芯管、套管等鉆探工具，以及電纜、開關、照明等電氣材料。2.3現(xiàn)場準備平整施工場地，修建鉆機工作平臺，平臺尺寸不小于4m×6m，采用C20混凝土澆筑，厚度200mm。開挖排水溝和集水坑，集水坑容積不小于50m3，采用磚砌并抹面處理。搭建臨時材料倉庫和值班房，配備消防器材和急救用品。安裝供電線路，采用雙回路供電，確保探放水設備用電安全。三、施工工藝3.1超前探水施工3.1.1鉆孔布置原則探水鉆孔采用"三花形"布置，在巷道迎頭布置5個鉆孔，分別為1個中心孔、2個幫孔和2個頂孔。中心孔沿巷道中線方向鉆進，幫孔與中線夾角30°，頂孔仰角15°，鉆孔深度均為30m，超前距不小于20m，幫距不小于3m。當探測到斷層、含水層或老空區(qū)時，應增加鉆孔數(shù)量，加密探測。3.1.2鉆探施工工藝開孔：采用Φ110mm鉆頭開孔，鉆進5m后下入Φ108mm套管，套管采用水泥注漿固定，凝固時間不小于48h。鉆進：套管固定后，換用Φ75mm鉆頭繼續(xù)鉆進，采用清水鉆進，嚴禁使用泥漿，以防止堵塞含水層。巖芯采?。好炕卮芜M尺不超過1.5m，巖芯采取率不低于80%，及時做好巖芯編錄和描述。水位觀測：鉆進過程中，每鉆進5m測量一次孔內水位，發(fā)現(xiàn)水位突變時立即停止鉆進，分析原因并采取相應措施。終孔：達到設計深度后，進行孔內水位、水溫、涌水量等參數(shù)測定，做好記錄并封孔。3.2放水施工3.2.1放水鉆孔施工放水鉆孔布置在超前探水鉆孔揭示的富水區(qū)域，孔徑Φ110mm，深度根據含水層位置確定，一般為30-50m。鉆孔施工完成后，下入Φ108mm篩管，篩管長度不小于10m，管壁鉆Φ8mm透水孔，孔間距100mm，呈梅花形布置。篩管與孔壁之間采用礫石充填，上部用水泥漿封孔，封孔長度不小于5m。3.2.2放水控制措施放水應遵循"預測預報、有疑必探、先探后掘、先治后采"的原則，控制放水量和放水速度。初始放水量控制在50m3/h以內，待水位穩(wěn)定后逐漸增大，最大放水量不超過200m3/h。放水過程中，密切觀測孔口壓力、流量及巷道內涌水情況，每小時記錄一次數(shù)據，繪制涌水量變化曲線。當放水量連續(xù)3天小于10m3/h，且水位下降趨于穩(wěn)定時，可停止放水，進行下一步施工。3.3排水系統(tǒng)建設3.3.1排水管路安裝排水管路沿斜井巷道一幫敷設，采用U型卡固定在巷道壁上，固定點間距3m，管路坡度與巷道一致。管路連接采用法蘭盤連接，加密封墊，確保嚴密不漏。在管路最低點設置放水閥，便于冬季防凍和管路檢修。在斜井井口、中部及下部各設置一個三通閥門，用于連接備用管路或增加排水能力。3.3.2排水設備安裝主排水泵房設置在斜井下部距掘進工作面100m處，采用混凝土澆筑，尺寸6m×4m×3m，墻壁采用防水砂漿抹面。水泵安裝采用型鋼支架固定，設置減震墊，泵與管路之間采用柔性接頭連接，減少振動和噪音。安裝真空表、壓力表、流量計等監(jiān)測儀表，確保排水系統(tǒng)運行參數(shù)可實時監(jiān)測。備用泵應與工作泵型號一致，處于隨時可啟動狀態(tài)，定期進行試運行，每月不少于2次。3.4注漿堵水（必要時）3.4.1注漿材料選擇當探放水過程中遇到大量涌水，無法通過排水解決時，采用注漿堵水措施。注漿材料主要選用水泥-水玻璃雙液漿，水泥漿水灰比1:1-1:1.5，水玻璃濃度30-40Be'，雙液體積比1:0.5-1:1。3.4.2注漿施工工藝布孔：注漿孔布置在涌水點周圍，呈環(huán)形布置，孔距1.5-2m，深度超過含水層底板5m。鉆進：采用Φ91mm鉆頭鉆進，達到設計深度后，下入Φ73mm注漿管，注漿管外露長度0.3m。注漿：采用分段注漿方式，自下而上進行，段長3-5m。注漿壓力為靜水壓力的1.5-2倍，終壓不低于設計壓力的1.2倍。效果檢查：注漿完成后，待漿液凝固48h，進行鉆孔檢查，涌水量小于5m3/h為合格，否則需補注漿。三、施工組織管理3.1施工隊伍配置成立探放水專業(yè)施工隊，設隊長1名，技術負責人1名，安全員2名，質檢員1名，鉆工12名，泵工6名，電工3名，普工8名，共計34人。各工種人員必須經過專業(yè)培訓，持證上崗，熟悉本崗位操作規(guī)程和安全技術措施。3.2施工進度計劃施工總工期計劃為60天，其中超前探水15天，放水20天，排水系統(tǒng)建設10天，設備安裝調試5天，備用及驗收10天。制定詳細的周進度計劃和日作業(yè)計劃，實行進度考核制度，確保工程按期完成。3.3質量控制措施建立健全質量管理體系，實行"三檢制"（自檢、互檢、交接檢），每道工序必須經質檢員驗收合格后方可進行下一道工序。鉆探施工中，嚴格控制鉆孔角度、深度和間距，偏差不得超過設計要求，鉆孔偏斜率不大于1%。注漿施工時，嚴格控制注漿材料配比、注漿壓力和注漿量，確保注漿質量。做好施工記錄和質量評定資料，及時整理歸檔，確保工程質量可追溯。四、安全技術措施4.1一通三防安全措施加強通風管理，確保巷道內風量不小于15m3/min，采用壓入式通風，風筒口距掘進工作面不大于10m。配備便攜式瓦斯檢測儀，每小班至少檢測3次瓦斯?jié)舛龋斖咚節(jié)舛瘸^0.5%時，立即停止作業(yè)，采取措施處理。巷道內設置消防管路，每隔50m設置一個消防栓，配備足夠的消防器材，如滅火器、消防砂等。4.2防治水安全措施探放水作業(yè)必須嚴格執(zhí)行"預測預報、有疑必探、先探后掘、先治后采"的原則，嚴禁盲目掘進。鉆進過程中，如發(fā)現(xiàn)鉆孔涌水、頂鉆、吸鉆等異常情況，應立即停止鉆進，不得拔出鉆桿，及時匯報并采取措施。放水時，應派專人觀察孔口情況，防止高壓水沖出傷人，孔口應設置防護裝置。排水系統(tǒng)必須保持暢通，定期清理集水坑和排水溝，確保排水能力滿足要求。4.3機電設備安全措施所有機電設備必須符合煤礦安全規(guī)程要求，具有防爆性能，入井前必須進行檢查驗收，合格后方可使用。電氣設備必須有可靠的接地保護，接地電阻不大于2Ω，定期進行檢測。排水泵、注漿泵等設備應定期進行維護保養(yǎng)，檢查電機、軸承、閥門等部件的運行情況，確保設備完好。電纜敷設應整齊有序，不得有破損、擠壓現(xiàn)象，接頭必須牢固可靠，嚴禁明接頭。4.4勞動防護措施施工人員必須佩戴安全帽、工作服、工作鞋等個人防護用品，鉆工還應佩戴防護眼鏡、防塵口罩。高空作業(yè)時，必須系好安全帶，搭設牢固的作業(yè)平臺，嚴禁違章作業(yè)。夏季施工時，應采取防暑降溫措施，配備防暑藥品；冬季施工時，做好防寒保暖工作，防止管道凍裂。定期對施工人員進行健康檢查，預防職業(yè)病發(fā)生。五、監(jiān)測與應急管理5.1水位水量監(jiān)測在斜井施工范圍內設置8個水位觀測孔，深度50-80m，定期觀測水位變化，每天不少于2次。在放水鉆孔和巷道內設置流量觀測點，采用流速儀或堰板法測量涌水量，每小時記錄一次。建立水文監(jiān)測臺賬，繪制水位、涌水量變化曲線圖，分析水文動態(tài)，預測涌水趨勢。5.2應急準備編制探放水應急預案，成立應急救援小組，明確各成員職責，定期進行應急演練，每年不少于2次。儲備足夠的應急物資，如潛水泵、排水管、電纜、鐵鍬、編織袋等，存放在指定地點，專人管理。配備通訊設備，確保井下與地面通訊暢通，一旦發(fā)生突水事故，能及時匯報和組織救援。5.3應急處置措施突水事故應急處置：當發(fā)生突水事故時，現(xiàn)場人員應立即撤離至安全地點，并向調度室匯報。調度室接到匯報后，立即啟動應急預案，組織搶險救援。排水系統(tǒng)故障應急處置：當排水系統(tǒng)發(fā)生故障時，應立即啟動備用泵，組織人員搶修，同時采取控制涌水措施，防止水位上漲。瓦斯超限應急處置：當瓦斯?jié)舛瘸^規(guī)定值時，應立即停止作業(yè)，切斷電源，撤離人員，加強通風，待瓦斯?jié)舛冉抵涟踩秶蠓娇苫謴妥鳂I(yè)。六、工程驗收6.1驗收標準探放水鉆孔布置、深度、角度等符合設計要求，鉆孔偏斜率不大于1%。放水效果滿足要求，巷道內涌水量小于5m3/h，水位穩(wěn)定。排水系統(tǒng)運行正常，排水能力不小于最大涌水量的1.5倍。施工記錄、質量評定資料齊全、規(guī)范。6.2驗收程序施工單位自檢合格后，向建設單位提交驗收申請報告及相關資料。建設單位組織設計、監(jiān)理、施工等單位進行聯(lián)合驗收，現(xiàn)場檢查工程質量和各項參數(shù)。驗收合格后，簽署驗收意見，辦理驗收手續(xù)；驗收不合格的，提出整改意見，限期整改，重新驗收。6.3資料歸檔工程驗收后，及時整理施工技術資料、質量評定資料、監(jiān)測記錄等文件，裝訂成冊，歸檔保存。資料內容包括：施工設計、技術交底記錄、施工日志、隱蔽工程驗收記錄、鉆孔柱狀圖、涌水量觀測記錄、設備安裝調試記錄等。七、施工注意事項施工前必須對所有施工人員進行安全教育培訓，考核合格后方可上崗作業(yè)。嚴格按照施工設計和操作規(guī)程施工，不得擅自更改設計參數(shù)和施工工藝。加強現(xiàn)場管理，保持施工場地整潔有序，材料堆放整齊，通道暢通。做好施工記錄，確保數(shù)據真實、準確、完整，及時分析處理施工中出現(xiàn)的問題。加強與地質、測量等部門的聯(lián)系，及時掌握水文地質和工程地質變化情況，調整施工方案。施工過程中，如