2301轨道顺槽探放水设计
一、目的依据
二采区2301工作面上部为老窑采空区，该老窑采空区距2301轨道顺槽最小平距为30m。老窑采空区内可能存在积水对2301轨道顺槽掘进构成威胁，为消除该威胁，要求探放队在工作面掘进期间对老窑采空区进行探放水，以确保2301轨道顺槽掘进期间生产安全。
二、概况
1、老窑采空区概况
根据勘探报告及地质资料提供，该采空区位于23-25#煤层中，处于+747m水平，该采空区回采时采用仓储式回采工艺回采，依据采掘工程平面图显示该老窑采空区边界距2301轨道顺槽最短距离为30m。
根据采掘工程平面图显示，老窑采空区水平投影面积约为224261.6㎡，采空区煤层倾角约为20°，采高约为5m。由积水范围得出老窑采空区积水量约为596635.5m³。积水量计算公式如下：
Q=K×M×F/cosα
式中： Q—采空区积水量（m³）； K—采空区充水系数，取0.5；
M—采空区平均采高或煤厚（m），取5m；
F—采空积水区的水平投影面积（m²），224261.6； α—煤层倾角，20°；
当K取0.5、M取4m时，将上述参数代入公式得：
Q=0.5×5×224261.6/cos20°=596635.5m³
故2301轨道顺槽上部老窑采空区预计积水为596635.5m³。 依据采掘工程平面图显示，老窑采空区积水下限标高为+747，上限标高为+800，采空区积水相对高差53m，即采空区水头高度为53m。由此计算老窑采空区水头压力，采用公式：
P=ρ×g×h
式中：P—水头压力(MPa)；
ρ—为水的密度(kg/m³)； g—9.8(N/kg)；
h—深度，水头高度，53m ；
当ρ取1000，g取9.8，h取53时，将上述参数代入公式得：
P=1000×9.8×54=519400Pa=0.52MPa
通过计算作用于2301轨道顺槽与老窑采空区之间隔水煤柱的最大水压为0.52MPa。
2、2301轨道顺槽概况
2301轨道顺槽施工方位为75°，矩形断面，设计施工长度1287m，该巷道设计断面为3.4m×2.8m，采用锚网索联合支护，目前尚未开始掘进。
2301轨道顺槽北为与老窑采空区留设的防隔水煤柱，西为与二采区胶带下山留设的防隔水煤柱，南为实体煤，东部为井田边界。
3、三线确定
积水线：老窑采空区+747水平以上均为老窑积水范围，+747水平大巷即为老窑采空区积水线。
探水线：根据《煤矿安全规程》规定，积水线向外平移30m即为探水线，2301轨道顺槽掘进至通尺280m处时，即进入老窑采空区探水线范围。
警戒线：根据《煤矿安全规程》规定，探水线向外平移30m即为探水线，2301轨道顺槽自通尺9m处时，即进入老窑采空区警戒线范围内。
4、超前距的确定
《煤矿安全规程》规定沿煤层探放水时，探水钻孔超前距不小于30m，2301轨道顺槽自巷道通尺150m起开始施工钻场进行超前钻探，
后每100m施工一组钻场，超前距设为100m。
四、钻场、钻孔布置 1、钻场布置
2301轨道顺槽自巷道通尺150m处开始每隔100m施工一组钻场，钻场设计长度5.0m，深度2.4m，高度2.7m，支护方式为锚网索+钢筋梯，依次编号为1#、2#、„„12#。
2、钻孔布置
每处钻场设计4组放水钻孔，编号为1#、2#、3#、4#钻孔。 1#钻孔布置在钻场正中位置（面向钻场方向，后文不赘述），距巷道顶板高度为1m，方位345°（与巷道掘进方位夹角90°），竖直夹角为34°，探眼深度≥80m。
2#钻孔布置巷道钻场正中偏右1m位置，距顶板高度1m, 方位10°，竖直夹角为32°（与巷道掘进方位夹角65°），探眼深度≥90m。
3#钻孔布置在钻场正中偏右2.5m位置、距顶板高度1m，方位40°，竖直夹角为22°（与巷道掘进方位夹角35°），探眼深度≥120m。
4#钻孔布置在钻场右帮帮部中心位置，距顶板高度1m，方位75°，竖直夹角为0°（与巷道掘进方位一致），探眼深度≥120m。
每个钻场内钻孔数据需根据各个钻场实际施工情况重新设计。 钻场1#、2#、3#、4#钻孔设计参数见附表。
钻孔设计参数表 钻场位置 孔 号 1# 2301轨道顺槽1#钻场 2# 3# 4# 方位（°） 角度（°） 孔深（m） 预埋管（m） 备 注 345° 10° 40° 75° 34° 32° 22° 0° 80 90 120 120 10 10 10 10 五、技术要求
1、必须坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘”的探放水原则，
严格按照探放水设计进行施工。
2、钻孔施工方法
采用ZYE-1200煤矿用全液压钻机施工放水孔，钻杆长750mm，探放水使用直径113mm钻头安装预埋管，75mm钻头正常探放水。
3、钻孔施工放线要求
各钻场内钻孔设计由地测部门负责，现场放线工作由测量人员和施工单位技术人员联合布置，施工时要经常检查调试钻孔角度，要求施钻角度误差小于±1°。
4、钻孔施工顺序
依据“先近后远、先上后下、先前后侧”的钻孔施工顺序原则，每个钻场施工完成后，先施工1#钻孔，之后施工2#、3#钻孔，最后施工4#钻孔。
5、止水套管要求
在每个钻孔均要求安装长度不小于10m的止水套管，在套管的外露部分安装压力表、闸阀和导水管，每个套管均要求进行注浆固管，并进行耐压试验，耐压试验达到3MPa后方可继续施工钻孔。
6、钻进时，发现煤岩松软、片帮、来压或孔中的水压、水量突然增加时必须停止钻进，记录孔深并固定钻杆，但不得取出钻杆。要立即向调度台汇报，及时采取措施进行处理。
7、在施钻过程中，施钻地点必须悬挂瓦斯、CO便携仪，在钻进过程中发现有毒有害气体异常时，应立即停止钻进、切断电源，将人员撤到有新鲜风流的地点，并立即向调度台汇报，采取措施进行处理。
8、在施工时必须如实填写探放水原始记录表，如煤岩性观测、水文观测、异常现场等，原始记录必须有施工人员及跟班队长签字。
9、放水要求
预计三孔同时放水时，每小时放水量大于矿井最大排水能力，故采用放水法排放采空区积水，根据矿井最大排水能力要求三个放
水孔每小时最大放水量合计不超过50m³/h。
10、封孔要求
施工钻孔无水或放水结束后，要对放水孔进行注浆封孔，采用水泥浆进行封孔，要求封孔长度不小于10m。
11、排水设施及排水设备
11.1根据巷道情况，设计在施工钻场巷道右帮施工一处临时水仓，水仓规格5.0×3.4×2.5m，安装两台BQS-80-80-37N潜水排沙泵。
11.2排水管路采用∅108mm管路，安装、吊挂标准依据施工巷道作业规程规定。
11.3排水路线：
2301轨道顺槽工作面钻场→2301轨道顺槽→二采区胶带下山→二采区主副风联络巷水仓→二采区胶带下山→22#煤采区主副联络巷→22#煤采区胶带运输石门→22#煤胶带运输石门水仓→地面。
六、附图
附图1：2301轨道顺槽钻场平面布置图 附图2：2301轨道顺槽1#钻场钻孔布置剖面图 附图3：2301轨道顺槽探放水排水系统图 附图4：2301轨道顺槽探放水避灾路线图
