煤矿工作面井下定向疏放水钻孔设计方案.doc

PAGE 1 神华宁煤集团红柳煤矿3121工作面 井下定向疏放水钻孔设计方案 神华宁煤集团红柳煤矿 神华宁煤集团能源工程公司环境安全工程分公司 二〇一一年十一月 神华宁煤集团红柳煤矿3121工作面 井下定向疏放水钻孔设计方案 编　　制： 审　　核： 分管领导： 神华宁煤集团能源工程公司环境安全工程分公司 二〇一一年十一月 目录 1前言 7 2 矿井概况 11 2.1矿井基本情况 11 2.1.1交通位置 11 2.1.2地形地貌 13 2.2地质特征 13 2.2.1地层 13 2.2.2煤层 16 2.2.3地质构造 17 2.2.4水文地质条件 17 3项目区概况 22 3.1项目区位置及四邻采掘情况 22 3.2项目区工作面接续情况 23 3.3项目区岩层情况 23 3.4地质构造 24 3.5项目区水文地质情况 24 3.6项目区排水通道 24 3.7 3121工作面顶板直罗组下段粗砂岩含水层静储量预计 25 4 项目区疏放水方案 27 4.1常规疏放水钻孔方案设计 27 4.2井下中长距离井下定向疏放水钻孔设计 29 4.2.1定向疏放水钻孔的目的 29 4.2.2定向疏放水钻孔设计的原则和依据 29 4.2.3定向疏放水钻孔设计 30 4.2.4工程量情况 37 4.2.5费用概算 38 4.2.6工期安排及施工顺序 44 5 方案对比分析 45 5.1疏水效果 45 5.2费用情况 48 5.3工期比较 49 5.4 结论 49 6定向钻孔施工及安全技术措施 52 6.1开工及竣工验收 52 6.2设备运输 52 6.3移孔位及稳固支撑 52 6.4开孔 53 6.5钻进 53 6.6放水及观测技术要求 57 6.7探放水的施工安全措施 58 7 需矿方配合的工作 59 8提交的资料 59 8.1设计资料 59 8.2原始班报表 59 8.3综合成果资料 60 1前言 宁煤集团现有生产及在建矿井21对，分布在汝箕沟、灵武、石沟驿、鸳鸯湖、马家滩、呼鲁斯太、石嘴山、石炭井、横城等9个矿区，所辖21对生产和建设矿井分布分散和范围广，水害类型多样，各矿井在地质勘探时确定的水文地质条件均属简单-中等类型，但部分矿井建井和生产揭露的水文地质条件却为复杂，水害已严重影响到正常开采，尤其是鸳鸯湖矿区、马家滩矿区新建矿井。目前主要影响矿井开采的含水层为直罗组砂岩含水层组，含水层厚3.4-372m, 平均厚度127 m，该含水层渗透性差，为富水性较强含水层。鸳鸯湖矿区的红柳矿、石槽村矿、麦垛山矿在试生产或建设期间出现较大涌水，因此，宁煤集团公司所辖的鸳鸯湖矿区、马家滩矿区由于本区2号煤顶板直罗组砂岩含水层沉积环境复杂，富水性不均匀且渗透性差可疏性差，随着井筒和井田开拓揭露，对矿井生产安全和作业环境的影响越来越大，防治水工作是当务之急。 宁煤集团所辖的鸳鸯湖矿区、马家滩矿区目前水害治理主要通过常规钻机在井下巷道或石门中向顶板直罗组砂岩含水层施工大角度仰角钻孔提前疏放顶板水的传统工艺方法。采用此方法，由于存在井下常规钻机能力偏小施工的钻孔长度短，且井下常规钻孔只有在开采巷道形成后方能进行施工，疏放水时间有限，不利于矿井扩大生产规模的长远规划要求。 为了探索宁东各矿井效果最佳的防治水技术手段和技术路线，环境安全工程分公司借鉴多年施工中长距离(600-800m)定向瓦斯钻孔的施工经验和治理瓦斯的良好效果，经与中煤科工集团西安研究院多次论证和分析，通过对原中长距离定向钻机及工艺技术进行改造后达到有效进行水害治理的目的。 集团公司于2010年10月决定为环境安全工程公司采购一台ZDY6000LD井下定向探放水钻机施工井下定向钻孔进行水害治理，同时，经能源工程公司立项，集团公司确定《中长距离定向钻进技术在矿井水害治理中的应用研究》科技项目为2011年科技项目，实施该科技项目共分五个阶段，即第一阶段准备工作（收集资料及编制方案设计和采购设备），第二阶段现场施工，第三阶段收集数据，第四阶段综合分析及编制成果报告，第五阶段组织项目验收。为了使该科技项目顺利实施和达到预期研究目的，环境安全工程分公司认真收集鸳鸯湖矿区各矿井的资料进行对比和综合分析，根据各矿生产接续情况和新购井下定向钻机到货时间，经与集团公司生产技术部及矿方沟通后，选择红柳煤矿3121工作面开切眼北端煤层冲刷变薄带作为井下中长距离定向探放水钻机施工井下定向疏放水钻孔的试验区。项目于2011年8月24日完成了第一阶段的全部工作（钻机采购到位和编制及审定方案设计），并组织科技发展部、生产技术部、红柳煤矿、能源工程公司召开了该科技项目启动大会；于2011年8月25日开始了第二阶段现场施工工作和第三阶段收集数据工作，截止2011年11月15日已完成2#、4#两个下分层含水层钻孔、1#、3