矿井地下水探测与放水技术

地下水的探放措施是保证矿井安全生产，免受地下水危害的重要环节。

一、做好矿井地质和水文地质观测工作

为了查明地下水源，应了解以下情况：

（一）冲积层和含水层的组成及厚度，各分层的含水、透水性能；

（二）断层的位置，错动距离，延伸长度，破碎带的宽度，充填物胶结程度和力学性质，各含水层之间以及地下水与地表水之间的断裂在水力联系上的所起的作用；

（三）隔水层的岩性、厚度和分布；断裂构造对隔水层的破坏情况以及距开采层的距离；

（四）老窑和现采小窑的开采煤层、开采范围、开采深度以及被淹井巷的积水情况和勘探钻孔对矿井充水的影响；

（五）矿井开采后由于顶板受破坏，引起地表塌陷的范围，塌陷带、沉降带的高度以及涌水量的变化情况，进而判断透水的可能性。

（六）收集历年大气降水等气象资料和地表水等水文地质资料，查明分布范围和水量；

（七）通过对探水钻或水文观测孔中的水压、水位和水量变化的观测，查明矿井水来源，矿井水与地下水和地表水的补给关系。

二、超前探水

通过多年来的实践证明，“有疑必探、先探后掘、先探后采”的原则是防止煤矿井下水害事故的正确原则。在有水害威胁的地区，我们绝不可疏忽大意，不能蛮干，也不能存有侥幸心理。

无论煤巷掘进或岩巷掘进，当接近有水害威胁的地区时都要探水。具体地说，遇到下面任何一种情况都必须停止掘进，进行探水。

（一）采掘工作面接近溶洞、导水裂隙、导水断层、导水陷落柱或含水丰富的含水层（如流沙层、冲积层、各种承压水的含水层）时；

（二）采掘工作面接近被淹井巷、老空区或接近大量积水区时；

（三）采掘工作面接近各类防水煤柱，或打开隔离煤柱放水时；

（四）在上层有积水的下层进行采掘，两层间的垂直距离小于回采工作面采高的40倍或小于掘进巷道高度的10倍；

（五）在探水地区内掘进时，掘进长度达到允许掘进长度；

（六）在探空积水地区，发现断层而对另一盘水文地质情况又不清楚时；

（七）采掘工作面发现有出水征兆时；

（八）接近有水的灌浆区时；

三、采掘工作面在透水前，一般可出现下面一些预兆：

（一）煤壁或顶板突渗出水珠，或者煤层突然松软发潮，煤层光泽变暗；

（二）工作面温度下降，空气变冷，或者工作面水蒸气大，而且时常产生雾气；

（三）工作面顶板淋水增大或底板突然涌水；

（四）工作面煤层或者岩层缝隙出现有暗红色的水锈；

（五）煤层里有“吱吱”的水叫声。这是因为被淹井巷中的积水，具有较大的压力，能够把水从煤层的裂缝中挤出来，水与裂缝两壁发生摩擦，于是我们就会听到“吱吱”的水叫声。如出现这种情况，工作地点的人员应全部撤走。

（六）工作面出现红色臭味的水。在掘进工作面发现上面所述透水征兆时，要停止工作，探水前进。

四、探放水方法及技术

（一）探放水设计

1.设计原则与参数确定

（1）探水起点的确定　井巷掘进接近积水区时，应提前进行探水，其探水起点可按下述三条线推算。（如图7－42所示）。

图7－42　探水“三线”示意图

积水线：即预定积水区的边界线。煤炭企业必须查明本矿和相邻煤矿的老空、废弃井巷、被淹井巷、岩溶溶洞、导水断层，裂隙陷落柱等的出水点、积水区位置、范围、标高、积水时间和积水量。要用兰丝圈出积水范围并标在矿井充水性图上，此兰线则称该矿的积水线。

探水线：沿兰线积水线向外推60～150米用红色圈出探水线，当巷道进入此线时，要开始探水，当资料可靠时，采用60米，资料不充分时，应加大到100～150米。

警戒线：平行探水线外推50～100米的一条线。当巷道进入此线后，就要提高警惕，发现有透水征兆的，应提前探水。

（2）老空积水量与放水钻孔数的估算

老空静积水量　在划出积水边界的基础上，用下式计算老空积水量Q静

式中：

M—煤层厚度（厚煤层按实际采高；薄煤层按煤厚），米。

L—积水巷道总长度，米

B—积水巷道平均断面面积，米2

S—积水采空区水平面积，米2

K—老空区充水系数，一般取0.3～0.5。

a—煤层倾角，度

应放水流量　根据矿井的实际排水能力所确定的放水时间以及老空的经常涌水量（若无动储量时，此值为零），用正式计算应放水流量q。

Q静—老空积水量，米3

t—放水时间，分

q1—老空的经常涌水量，米3／分

放水钻孔数N

q—应放水流量，米3／分

q孔—预计钻孔放水量，米3／分

C—流量系数（常用0.6～0.62）

A—钻孔有效断面，米2

G—重力加速度，9.8米／秒2

h—水头高度，米

C探水钻孔设计中几个主要参数的确定

超前距 指在巷道的掘进方向上允许掘进的终点与最浅钻孔孔底间的距离，米。如图7－43所示。

图7－43　探水钻孔超前距、帮距示意图

探放小窑老空积水和本矿老空积水的超前钻孔，一般超前距不得不小于10～20M，各煤矿企业可根据水压情况具体规定超前距。

超前距根据巷道岩性、水头压力、煤层厚度和探水性质等因素确定，现列表7－25。

表7－25

邦距　指巷道中心孔与外斜孔孔底之间的距离。邦距原则上应与超前距等值，但施工中往往受巷道断面的限制，而不易做到。为此，可根据煤的硬度等具体情况适当减少1～2米。

探水钻孔密度　当老空巷道宽度高度已知，则要求每次停止掘进位置上各探水钻孔水平间距不大于老空巷宽，垂距不大于老巷高度，当满足不了时，应采取长短探结合（可用电钻打6米深辅助加密探孔），或与物探相结合的方法，以免盲巷漏探。

钻孔直径　应根据探水对象、积水量和水压而定。一般情况下，口径不要过大，常用42毫克，最大不宜超过75毫米。如需要取芯时，可适当加大孔径，但终孔直径不应超过75毫米。

钻孔布置　布置探水钻孔应考虑地质条件：如煤层走向和倾角的变化、地质构造、含水层的分布以及钻孔与积水区、钻孔与巷道的关系等因素，因而常按扇面形布置，使巷道前进方向上和左右两侧需要保护的范围内的煤层空间均有钻孔控制，并保持孔与孔之间的终孔距离适当，以达到经济、安全、合理和一定的施工速度。

（3）探水钻孔的布置

探水效果的好坏与钻孔的布置方法有很大关系，因此，应该很好地研究探水钻孔的布置问题。

从平面上看，钻孔布置一般呈扇形。这种呈扇形布置的钻孔也有两种方法：一种是“大夹角”的扇形布置方法；一种是“小夹角”的扇形布置方法。这两种方法如果运用得好，都可以达到良好的探水效果。

①“大夹角”扇形钻孔的布置倾斜煤层，煤厚小于2米时，上山掘进应呈扇形布置5组钻孔。中间沿巷道掘进方向一组钻孔，两侧各两组。每组钻孔之间的夹角为10°～15°。每组施工1～2个孔（如图7－44所示）。

在煤厚小于2米的倾斜煤层平巷内探水，钻孔应在上邦方向布置呈半扇形，钻孔组数为3组，每组钻孔之间的夹角为10°～15°。（如图7－45所示）

图7－44　探水钻孔平面布置图

图7－45　探水钻孔平面扇形布置图

煤层厚度大于2米的倾斜煤层，上山巷道钻孔在平面上应呈扇形布置5组钻孔，每组钻孔之间夹角为10°～15°。由于煤厚增大，每组钻孔的孔数也必须相应增多，每组不应少于3个钻孔，其中应该包括有见底板和见顶板的钻孔，只有这样，才能保证不漏掉在垂直方向上的各种积水洞子。（如图7－46所示）。

煤厚大于2米的倾斜煤层，平巷探水，钻孔布置也呈半扇形，探正前方和上邦，每组钻孔之间夹角也是10°～15°。

图7－46　探水地点钻孔布置图

沿煤层顶板掘进的全煤巷道，每组钻孔中除一个钻孔平行煤层顶板外，其余各钻孔应依次向下偏斜，并要求最少要有一个孔见到底板。（如图7－47所示）。

沿煤层底板掘进的全煤巷道，每组钻孔中除一个钻孔平行底板外，其余的钻孔应依次向上偏斜布置，并保证要有一个钻孔见到煤层顶板。（如图7－48所示）

图6－47　巷道沿煤层顶板掘进探水钻孔布置剖面图

图7－48　巷道沿煤层底板掘进探水钻孔布置剖面图

在煤厚小于1.3米的薄煤层内，有时需要施工小断面巷道（例如薄煤层中工作面的切割眼），不打破煤层的顶底板，巷道低矮，无法安装大钻机，在这种情况下，也可能采用小电钻探水。小电钻探水时，钻孔布置方向、角度、组数以及每组钻孔的个数都与大钻机要求相同。小电钻带动的活节麻花独钎子的总长度必须大于12米，如果管理得好，长钎子探水比钻机探水更安全、经济、高速。

这种“大夹角”的钻孔布置方法，能控制较大范围的小窑老空。它的缺点是容易漏掉零星的小洞孔、小窑洞。根据计算，如果从一个探水点打出的两组钻孔，它们之间的夹角以10度计算，这两组钻孔打18米以后，两组钻孔之间的距离就超过3米。如果这时有一个宽度小于3米的小窑洞子，就有被漏掉的可能。如果我们将钻孔角度加大，那么，两组钻孔间的距离也随之加大，这样就会有更大的漏洞出现，发生透水事故的可能性也就加大。为了解决这个问题，就需要用电钻钎子进行补探，也就是在扇形面内，两钻孔间距大于3米的地方进行电钻被探，一般小钻补探超前距应小于2米。（如图7－49所示）。

图7－49　当两探水钻孔间的距离大于3米时，应用小电钻进行补探

②“小夹角”扇形钻孔的布置　探水钻孔也可以用“小夹角”（1～3°）布置呈扇形。当探水钻探效率提高，探水孔深度很大时，这种“小夹角”探水方法的优点也应表现得更为明显。例如，当钻孔两夹角为1°40′，孔探为100米时，两组钻孔之间的距离仍小于3米，所以巷道正前不会遗漏小洞子（如图7－50所示）。

图7－50　“小夹角”钻孔布置平面图

“小夹角”的钻孔布置，一般也采用5组钻孔，巷道掘进方向正前一组，两侧各2组。每组钻孔之间的夹角为1°～3°。每组钻孔的数量要求与“大夹角”方法相同，一般不少于3个钻孔。每组钻孔在剖面上，上下之间的间距，也不要大于小窑洞子的高度，即一般不大于1.5米。

采用“小夹角”钻孔布置法，当钻孔深度小时，两侧控制范围较小，这时，须用电钻向两邦补打钻孔，控制一定距离，保证两邦不致发生问题。

一般是在大量老空积水放出后，残存在放水眼以下的积水，形成局部积水区，或现有生产矿井自行开采的老空、老巷、填碴眼、水窝等积水巷道的积水。这种积水有时也会多到几十吨甚至上百吨，如果不很好处理，掘进巷道接近时，一旦冒出，也会造成水害事故。这些局部积水如果积水位置比较准确，可以从积水区10米以外用钻机探放，也可能用12米长的活节麻花钎子探放。要在巷道底部或标高最低的地方打孔，水放干后还须用钻标串通几次，确实证明水已放干，才可以与积水掘透。（如图7－51所示）。

图7－51　探放局部积水示意图

表7－26　探水钻孔布置方法

续表

③在探水钻孔呈扇形采用“大夹角”和“小夹角”布置的原则上，现根据探水的类别、应用范围、将探水钻孔的布置方式列表如7－26并加以说明。

五、探放水的安全注意事项

（一）首先在探水地区巷道布置应注意

1.探水巷道应尽量布置成双巷、双巷掘进对防止水害的发生有很大的益处。因为在掘进放炮时，工作地点的人员可以有躲避地点，可避免人身事故。

2.在探水地区同一煤层内，应先掘标高较高、靠近老空的巷道，后掘标高较低处于下部的巷道。这样可以减少探水区的探水工作量，减少上部（浅部）水对下部工作地点的威胁。

3.在同一地区，同一煤层内，应先掘上部的水平巷道，后掘下山、上山巷道。因为当上部的水平巷道掘成之后，下部的下山、上山等巷道的水害威胁可以减小或解除，使生产达到安全高速。

（二）在接近积水地点时要注意

1.探水地点要与相邻地区的工作地点保持信号联系，一旦出水，要马上通知受水害威胁地区的工作人员撤到安全地点。如果不能保证相邻地区工作人员的安全，这些直接受威胁的地区暂时不要施工。

2.打钻时，要时刻观察钻孔情况。发现煤层、岩层发松，钻杆推进突然感到轻松，或顺着钻杆有水流出来等现象时，都要特别注意。这些都是接近或钻入积水地点的象征。碰到这些情况，要立即停止钻进，进行检查。由现场的班长、组长或有经验的老工人监视钻孔和水情的变化。这时还不要移动或拔出钻杆。因为移动钻杆，高压水就可能把钻杆顶出来，碰伤人员。拔出钻杆，钻眼就成为积水流出的通路，煤孔会越冲越大，造成诱水事故。

3.探水孔还没有钻进到5米水就流出时，说明距离积水很近，这时不能拔出钻杆，如果钻孔内水的压力很大，喷射较远，必须马上将钻杆固定，在巷道正前打柱，保护煤壁及顶板，不使煤邦被水冲垮，并另选安全地点进行探放水。（如图7－52所示）。

图7－52　开扎5米以内出水时，说明距离积水很近，应在巷道正前打上点柱，不使煤邦被水冲垮

4.在打钻探水时，如果发现钻孔内没有回水，这说明已经钻透了前面的老空，回水都流到老空里去了。这时，经过检查确定透了老空，就要停止钻进。

5.在探水钻孔内，发现有害气体或易燃气体放出时，这说明钻孔已钻透积水区。这时，要停止工作，采取措施，冲淡有害气体或易燃气体。

（三）在探水前要编制探水方案和安全技术措施，并向广大施工人员认真贯彻执行。在使用探水钻机时，要熟悉钻机的性能，掌握和操作好钻机。并要注意以下事项：

1.探水之前应核定矿井的实际排水能力，检查维护排水设备，并清理水沟、水仓，使其有相当的缓冲余地。

2.在有突然大量涌水的地区探水时，应在其附近设临时水闸门。

3.事先确定并熟悉避灾路线，在探水地点及避灾路线上应有良好的通风、通讯和照明设备、道路畅通，所有设施还必须防爆。(www.xing528.com)

4.探水巷道的掘进断面不宜大，以缩小受压面积，同时应有两个安全出口，用于通风，泄水和意外情况下人员撤退。

5.在探水中，对于水量小，水压不高的地区，可不设孔口管，积水通过钻孔直接流出。在探放水量和水压较大的地区或强含水层时，为了保证安全，防止钻眼被水冲刷扩大，并做到有计划地放水和收集有关资料，必须安装专门的孔口管，孔口管做成后，做耐压试验，经试验达到预定的抗水压力才可使用。安装放水孔口管必须选择在煤、岩坚硬完整的地段，这样可以保证孔口管的施工质量。如果选在疏松、破碎的岩层内，一旦揭露含水层，孔口管就会跑水，或者水压大时可使孔口管崩毁，失去控制水量的作用。

孔口管施工安装，是一件比较细致的工作。钻孔安装好后，先开孔，孔径要比孔口管径大1～2级。钻到预计深度后，将孔内冲洗干净，倒入水泥浆液，然后将预先准备好的孔口管放入孔内，套管的末端可用木塞塞住，等水泥浆凝结以后，就可以在套管内继续钻进。

如果探水孔是水平的，或是上斜的，那么这种孔口管安装就比较复杂，首先，用钻机沿水平（或上斜）方向打孔，孔径比孔口管直径大l～2级，冲洗干净后，将套管插入孔内，在孔口处用水玻璃和水泥将套管固一并封死。并须在套管的上面另留一个小管，然后用挤浆泵从套管内向套管四周压入水泥浆。开始时上面的小管跑出空气和水，随后跑出水泥浆。等稠水泥浆从小管跑出时，随即将小管关死。这时挤浆泵继续开动，等挤到一定压力值时，即关套管口处的水门，等水泥浆凝固后，孔口管即做成。（如图7－53所示）。

图7－53　放水孔孔口管示意图

为防止孔口被水冲坏，用水泥和专管加固孔口，其长度不应小于1.5～2.0米，如图7－54所示。当水压较小（294～392MPa）时，可随时用木楔封闭钻孔；如水压很大（981～1962MPa）时，可加压防喷装置。防止钻进时喷水，由于探水钻眼布置方法可分垂直、倾斜和水平的，则防喷装置的结构也有所不同。垂直钻眼，用防喷帽和防喷接头；水平和倾斜钻眼，采用盘根密封器。在水压过大时，为了安全钻眼，还可以安设反压装置和防压控制装置。如图7－54.

图7－54　探水钻孔示意图

1－盘根；2－放水阀门；3－关闭阀门；4－100毫米的套管；5－75毫米的钻杆

孔口管做成后，即可进行扫孔。扫孔深度超过孔口套管长度后，需要对孔口管做一次压力试验，用注浆泵或泥浆泵向孔内压水，水压值超过预计钻孔内水压值，而孔口管完好，没有跑水现象，这样就可以继续钻进，钻透含水层或积水区。如果孔口管达不到孑乙内压力的要求，或有漏水现象，就应该对孔口管再进行处理，直到符合要求为止。

在水压不大的地方，也可以安装简易孔口管。方法是：先打一钻孔，深度约3米左右，在钻孔底部放一道圆形胶圈，将胶圈压紧后可以起到止水作用。

然后在放水套管的管口处，打上较长的铁楔，把长管固定死。打上铁楔之后，还怕耐压力不够，可以在放水套管口加设管卡，用锚杆连接，紧紧固定在围岩上。如果孔内水的压力很大，就不能用这种孔口套管。

6.探水钻机要安装牢固、不能晃动，以免改变钻孔的方向，达不到预计的探水目的。

7.探水钻机前后给进手把活动范围内不得站人，以免高压水将钻杆顶出伤人或者手把翻转打人。发现孔内压力、流量很大时，应马上将钻杆固定，切勿移动和起拨。

8.在钻进过程中，要掌握好钻进速度，孔内压力要适当，避免损坏钻具。同时，工作人员还要注意衣服和衣袖不要被转动部分缠住，要注意孔内循环水，禁止干钻，避免磨损钻头和发生卡钻事故。

9.钻具接头部分必须拧紧，避免钻上掉入孔内，竖直孔在升降钻具时更要特别注意。

10.在探水施工中应注意夹石的分布情况，以免将钻孔揭露的夹石层误认为煤层的项底板而终孔，造成漏探。

11.探到的老空，放水必须计量，以便进行必要的验算，突然断水时要通孔3～5次，并补打检查孔证实，确认积水已放到巷道标高，方可结束放水工作。

12.老空放水后允许恢复掘进时，还必须充分注意：当掘到离老空3－5米处应先用电钻打2～3个检查孔进行再一次探查，只有在证实积水确已放净后方可揭露老空。揭露时要先用小断面巷道从放水钻孔上方与老空做透，还要注意　处理沼气、硫化氢等有害气体。

13.探到老空并已放水的掘进工作面，如果不能马上与老空掘透而在几天后再掘进时，应重打2～3个检查孔，以避免原有钻孔坍塌堵塞重新积水。

14.探水巷道必须按探水眼的中心线掘进，严格掌握巷道掘进方向，以避免造成超前距和邦距的缩小而遭遇老空透水，否则应进行补充钻探或采用其它措旋予以补救。

15.合理选择巷道掘进的爆破方法，一般说来，通风条件良好，煤质较硬，在探水眼严密掩护下，且保持设计超前距和邦距时，可以放炮，但应采取多打眼、少装药、放小炮的方法，以利保持煤体强度。

16.加强探水工作面及这一地区巷道的支护，防止透水后高压水冲垮并发生堵塞，改变水流路线，引起其它灾害。

（四）做好探放水的记录和验收工作。

井下钻探的目的，主要是探清井下积水情况以及地质构造情况，例如，钻孔探到了老空积水，我们就必须知道积水区位置及积水出水情况；如果没有探到积水，那么我们也必须知道钻孔的深度，从而确定出允许掘进的距离。又例如探断层和构造，我们必须根据钻孔内见到的不同层位，弄清断层的位置、产状情况以及含水层含水情况等等。所以每次探水，我们必须做好记录和验收工作，防止因钻探资料混乱而达不到预定目的，钻孔记录和验收工作应该这样做：

1.每次探水以后，班组长必须把所有的钻孔角度、方向、深度、岩层层位以及孔内各种情况如实地填写在记录簿上，向有关技术人员汇报。如果发现有不符合设计要求的钻孔，应及时纠正，经有关人员同意后，方可允许钻机撤离探钻地点。

2.探水钻孔施工完毕后，应将所有钻探资料填绘在探水图上。

3.在探水地点挂上起点牌，以便掌握掘进距离，在不使用木支架的巷道内，可以用电钻向项板或两邦打钻眼作为记号。当掘进工作面够安全距离时，必须停止掘进，再次进行探水。

4.应及时测量探水地点的准确位置，并须及时填绘在图纸上。探水记录簿中的主要内容可用木牌摘要写明，悬挂在探水地点，以便随时准确掌握掘进距离。

5.探老空水及探含水层水的钻孔见水后，对水压、水质、放水量，放出水量等资料必须收集齐全，这些资料经整理分析后，要长期保存。

6.以探地质构造为主要目的的钻孔，必须把岩层层位、断层情况、上下盘层位等资料记录清楚，钻探完毕后及时绘制平面图及剖面图，以便正确指导生产。

（五）探地下水

探地下水主要用来查明某项采掘工程可能遇到的详细水文地质情况，有时也可作为矿井水文地质勘探的一种辅助手段。探地下水可采用物探、化探、钻探等方法，目前物、化探仍处于研究试验及开发阶段，因此，主要采用钻探方法。用钻探方法探地下水和探井巷老空积水基本相同。因此，探水设计、探水钻机布置、安全注意事项均可参照探井巷老空积水的有关要求确定。

1.利用钻孔对断层进行勘探

在井下生产过程中，断层是经常会遇到的，由于断层存在，使水文地质条件大大的复杂化了。研究断层的目的，是要正确认识断层的水文地质条件，然后对它的不利因素采取适当的防治方法，从而保证安全生产。

（1）从防探水的角度来说，研究断层应该完成以下两项行务：

①探清断层的位置、产状要素（落差、走向、倾角），断层带厚度和强度，以及断层带的充水情况。

②探清断层另一盘含水层赋存情况和水文地质情况，了解水压大小，涌水量大小，水质情况，含水层的接触关系和水力联通情况。

只有对上述情况探清后，我们才能心中有数，采取有效的防治水措施。

（2）对断层的探钻应这样进行：

矿井中见到的断层是多种多样的，条件也是千变万化的，我们探断层的方法也应该是多样的。

①探断层的位置及产状要素

在垂直断层面的剖面上打两个以上的钻孔，便可以探清断层的位置及产状要素。一般高角度的正断层，可以在断层上盘垂直断层面的剖面上打两个钻孔，一个是水平钻孔，一个是下斜钻孔（或上斜钻孔），这样，我们就可以根据钻孔资料确定断层的位置及产状要素（见图7－55）。

图7－55　在井下用钻孔探明断层的产状要素

沿断层的走向，隔一定的距离探二次断层的位置及产状要素，这样，把许多探点的资料进行综合分析，就可以得到断层的确切走向及沿走向各点断层产状要素，从而确定断层的地质及水文地质情况。

②在正断层上盘探下盘的含水层赋存情况

在断层上盘的巷道内，选择适当地点，对准下盘的含水层打钻孔。钻孔数目可以根据施工情况而定，如果一个钻孔不能解决问题，可以增加钻孔数目，直到探清为止。（见图7－56所示）

图7－56　在断层上盘巷道内向断层下盘含水层打钻探清下盘含水层情况

③井田边界断层的探法

有些矿井是大断层为井田边界的，而且另一侧往往有较强的含水层。井下采掘工作面接近这种断层，必须进行探钻，对探钻的质量要求也比较严格，要保证能探清断层的产状要素，还要保证井口隔离煤柱的完整性和施工安全，所以事先应该制定专门的钻孔设计和安全技术措施。钻孔开孔位置又必须在井田煤柱以外，这样做的好处是，如果经探钻证实断层位置有变化，那么不致使井田隔离煤柱尺寸不足。施工这类钻孔时，孔口套管的施工质量一定要严格要求，探清情况之后，要用高压注浆泵向孔内注入水泥浆，将钻孔封死。（如图7－57所示）。

图7－57　在井田边界处探断层时，要在煤柱线以外一定距离处打钻

（六）放水

当探到水源后往往采用放、堵两种方法治理放水，为保证安全必须注意：

1.放水前，应估计积水量、水位标高、矿井排水能力和水仓容量等。并研究放水顺序和控制放水孔的流量，做出放水设计报上级批准。

2.探到水源后，水量不大时可利用探水孔放水，水量很大时需要另打放水钻孔。

3.正式放水前，应进行水量、永压和煤层透水性试验，如发现管壁漏水和放水效果不好等情况，应及时处理。

4.放水过程中要随时注意水量变化，出水的清浊和杂质情况，有无有害气体涌出和有无特殊声响等。如发现异常状况应及时采取措施，防止意外事故发生。

5.应事先规定人员撤退路线。保证路线畅通，沿途应有良好照明。

成功的钻孔放水，一般都有专门设计，如永城矿区新庄矿井。新庄矿年产煤200万t，原分3个水平开采（－380m、－600m、－700m），鉴于1999年在－471～－463m标高的12201工作面突水，造成生产中断。在－600m水平采掘巷道施工中，为防止突水，进行有计划的疏放煤层底板L8灰岩水，先后施工4个垂直放水孔和9个垂直观测孔，并测其放水量和水压，见表7－27。新庄矿井下放水孔和观测孔孔位平面位置如图7－56所示。图中放水孔与观测孔的布置综合考虑了疏水降压所应满足的条件，基本上覆盖了－600m水平以上采掘系统尽可能多的工作面，同时参照邻近刘桥矿井及本矿上水平的涌水实际。－600m水平放水量达到400～500m3／h，能使L8灰岩水位降低约20～30m，可以达到采煤工作面限压开采不出水的要求，其钻孔柱状结构如图7－57，技术参数如表7－28所示。

表7－27　新庄矿井下放水钻孔和观测孔一览表

图7－58　新庄煤矿井下放水试验钻孔平面位置图

图7－59　观9钻孔地质柱状及结构图

表7－28　设计钻孔技术参数一览表

续表

为有效放水，过程中应做以下工作：

（1）安设放水孔专用测流装置：为保证准确测定放水孔放水量，并及时排放孔内喷出的矸石，防止流量表损坏，在放水孔流量表前安装挡矸箱，如图7－60所示，要求在放水一日后将矸石放空一次，方法是：关闭挡矸箱的阀门，再将放矸阀门扭开，放出矸石，然后关闭放矸箱盖子，再开启闸阀。

图7－60　放水孔流量测定装置示意图

1－钻孔；2－阀门；3－测压管；4－压力表；5－滤网；6－挡矸箱；7－放矸阀；8－支撑架；9－流量表；10－排水管。

（2）初始水位的观测：放水前应统一观测一次各观测孔和放水孔的水位或水压，连续观测不少于一天，作为放水孔的初始水位（水压）。

（3）放水水量的观测：放水水量观测，一般采用流量计算、流速仪法两种。

流量计法需要利用孔口专用流量测定装置。

流速仪法要求选择平直排水沟段，在同一断面的3个不同位置，分别测量转和时间，利用明渠流量计算式，计算出放水量。

（4）放水孔放水期间应制定专门记录格式和要求，其表格如表7－29、表7－30、表7－31所示。

（5）放水观测告一段后，应根据放水期间疏水降压的情况及矿井生产的布置和安排，对放水孔进行重新规划，总结强含水层放水时水压、水量Q－S、Q＝f（t）、S＝f（t）曲线规律图。根据观测数据整理台账，在疏降可行情况下，制定未来疏降工程布置方案和放水成果。

表7－29　放水地面观测孔记录

表7－30　放水井下水压观测孔记录

表7－31　放水孔水量观测孔记录