鉆探目的
??????? 為預(yù)防水患事故的發(fā)生，保證礦井安全生產(chǎn)，堅(jiān)持“預(yù)治預(yù)報(bào)，有疑必探，有掘必探，先探后掘，先治后采，有水必放”的探放水原則，避免水害事故的發(fā)生，特制定本探水設(shè)計(jì)及措施。
??????? 概況
??????? 副斜井井底車場開砌工作面開口于副斜井井底，（坐標(biāo)x=4069558.292,y=19609883.965,z=+1070），按方位335°，坡度0°，掘進(jìn)60 m后變向，按方位40°，坡度0°，掘進(jìn)46 m與集中軌道巷貫通,總長106m，巷道標(biāo)高+1070m。
??????? 主要服務(wù)于礦井的運(yùn)輸、通風(fēng)、行人及敷設(shè)管線等。
??????? 地質(zhì)構(gòu)造
??????? 本區(qū)為一走向近南北，傾向SE的單斜構(gòu)造，地層傾角7°-13°區(qū)內(nèi)斷層不發(fā)育，只在井田東北邊境有一落差15m的斷層，局部可能有陷落柱未發(fā)現(xiàn)巖漿巖，構(gòu)造屬簡單類型。
??????? 水文地質(zhì)
??????? 1、根據(jù)井田地質(zhì)報(bào)告提供的含水層，自上而下依次：
??????? （1）第四系松散層孔隙裂隙潛水含水層（Q）
??????? 第四系全新統(tǒng)Q4及上更新統(tǒng)Q3，分布于溝谷地帶，巖性為砂質(zhì)粘土和砂礫石，厚度變化大，層位不隱，滲水性、透水性均好，水位埋藏淺，與地表水水力聯(lián)系密切，為地下水較豐富的孔隙裂隙潛水含水層。
??????? （2）上石盒子組中部K12砂巖，裂隙含水層。
??????? 本組具多層水砂巖，且不穩(wěn)定，主要含水層K12灰綠色、淺黃色砂巖，平均厚度7.32m，詳查勘探區(qū)73號(hào)孔涌水量0.12L/S，水頭高出地面10.02m，靜止水位1532.24m廣泛分布，該層在區(qū)內(nèi)多出露于山梁、山脊，其補(bǔ)給來源為大氣降水，區(qū)內(nèi)泉水流量0.24--0.42L/S，為弱中等裂隙含水層。
??????? （3）上石盒子組中部K10砂巖裂隙含水層
??????? 該層含水層較穩(wěn)定，巖性黃綠色、灰綠色。鉆進(jìn)消耗量達(dá)5.5m3/h泉水流量0.22L/s，該層為較弱裂隙含水層。
??????? （4）下石盒子K9、K8砂巖裂隙含水層
??????? 砂巖含水層位于1.2號(hào)煤以上，為煤層直接充水含水層。巖性為灰白色、灰綠色、黃綠色厚層狀石英長石砂巖，多為鈣質(zhì)膠結(jié)，裂隙稍發(fā)育，為弱富水性裂隙含水層。
??????? （5）太原石灰?guī)r（K4、K3、K2）巖溶裂隙含水層
??????? K4、K3穩(wěn)定性差，裂隙不發(fā)育，弱富水性。K2為9+10號(hào)煤層直接充水含水層，也是太原組的主要含水層。石灰?guī)r裂隙稍發(fā)育。2052鉆孔抽水試驗(yàn)，單位涌水量0.00051L/s.m。為弱富水性溶隙含水層。
??????? （6）中奧陶統(tǒng)石灰?guī)r巖溶裂隙含水層
??????? 1）峰峰組上段塊狀石灰?guī)r含水層。是本區(qū)煤系地層下伏的主要含水層，對(duì)下組煤的開采可能成為威脅。井田東領(lǐng)鉆孔抽水試驗(yàn)，單位涌水量0.00029L/s.m，水位標(biāo)高1020.51 m，為弱一中等容隙含水層。
??????? 2）上馬家溝組上段塊狀石灰?guī)r含水層。巖性為石灰?guī)r或泥質(zhì)巖，裂隙發(fā)育，鉆進(jìn)消耗量明顯增大，上馬家溝可能成為本區(qū)巖溶發(fā)育的含水層。
??????? 2、隔水層主要有：
??????? 2號(hào)煤以上各砂巖含水層。含水性不強(qiáng)，為厚度大的粉砂巖、泥巖，各砂巖含水層不發(fā)生水力聯(lián)系。
??????? 2號(hào)煤至K4石灰?guī)r之間隔水層。由致密的粉砂巖、泥巖組成，具有良好的隔水性能。
??????? 峰峰組下段泥灰?guī)r、石膏層隔水層。以石膏為主，多與泥灰?guī)r交織，為相對(duì)隔水層。
??????? 11號(hào)煤至02含水層之間隔水層。由致密的鋁土泥巖、粉砂巖、泥巖、石英砂巖組成，具有良好的隔水性能。
??????? 鉆孔設(shè)計(jì)
??????? 1、鉆孔設(shè)計(jì)長度60米，允許掘進(jìn)距離為30米，超前距離為30米。
??????? 2、孔位布置：扇型布置
??????? 一號(hào)鉆孔：從迎頭巷中底板向上0.6米開孔，與副斜井掘進(jìn)方向相同，沿335°的方位，按0°鉆孔。
??????? 二號(hào)鉆孔：從一號(hào)鉆孔開孔位置水平向左1.0米開孔，沿316°30′的方位，按0°鉆孔。
??????? 三號(hào)鉆孔：從一號(hào)鉆孔開孔位置水平向右1.0米開孔，沿353°30′的方位，按0°鉆孔。
??????? 套管開孔直徑：89mm
??????? 套管直徑：70mm
??????? 套管長度：5m
??????? 鉆孔直徑：50mm
??????? 預(yù)計(jì)設(shè)計(jì)鉆孔水壓1.25Mpa
??????? 設(shè)計(jì)止水套管長度為5m，壁厚不低于5mm，外壁加焊三道鋼筋制作的肋骨從低部螺旋繞式至頂部，孔口焊接高壓法蘭盤，并配備中壓閘閥、壓力表、泄水短管。鉆進(jìn)6m米后下5m套管，然后注漿固管，凝固后，方可進(jìn)行打探水眼。
??????? 鉆機(jī)概述
??????? 鉆機(jī)型號(hào)為2DY650（MK-3）型，煤礦用全液壓坑道鉆機(jī)具有結(jié)構(gòu)合理、技術(shù)先進(jìn)、操作簡便、安全可靠、便于搬運(yùn)等特點(diǎn)，是煤礦井下鉆孔施工的高效設(shè)備。該產(chǎn)品采用分組式布局，整機(jī)由主機(jī)、泵站、操縱臺(tái)三大部分組成。各部分之間用軟膠管相連，以便在井下不同場地靈活擺布，在運(yùn)輸條件很差時(shí)，主機(jī)還可進(jìn)一步解體。
??????? 鉆機(jī)機(jī)構(gòu)和工作原理
??????? 1、鉆機(jī)結(jié)構(gòu)
??????? ①主機(jī)
??????? 主機(jī)由回轉(zhuǎn)器、結(jié)進(jìn)裝置、夾持器及機(jī)架組成。
??????? 回轉(zhuǎn)器由擺紅液壓馬達(dá)、變帶箱和液壓馬達(dá)帶動(dòng)花鍵軸上的雙聯(lián)齒輪，變換雙輪齒輪與主軸上齒輪的嚙合位置，主軸可獲得兩級(jí)轉(zhuǎn)速范圍。主軸采用空心結(jié)構(gòu)，鉆桿可從中通過，鉆桿的長度不受鉆機(jī)給進(jìn)行程的限制。
??????? 回轉(zhuǎn)器安裝在給進(jìn)裝置的拖板上，借助單油缸的直推作用，沿機(jī)身導(dǎo)軌往復(fù)移動(dòng)。
??????? 液壓卡盤由卡盤體、活塞、卡瓦座、卡瓦組、推力軸承、碟形彈簧組、卡盤罩及圓螺母等組成。卡盤體與變速箱體用螺栓聯(lián)為一體，卡盤采用碟形彈簧夾緊、油壓松開的常閉式結(jié)構(gòu)。其作用原理為：當(dāng)壓力油進(jìn)入卡盤體時(shí)，活塞推動(dòng)卡瓦座壓縮碟形彈簧組，同時(shí)卡瓦組在卡瓦座梯形槽的作用下沿斜面徑向外移，松開鉆桿；回油時(shí)，受壓的碟開彈簧組推動(dòng)卡瓦座使卡瓦組沿斜面徑向內(nèi)移，夾緊鉆桿。
??????? 注意：這種結(jié)構(gòu)的卡盤由于受回油阻力和零件之間摩擦力的影響，卡瓦在夾緊時(shí)有滯后現(xiàn)象，而在松開時(shí)又特別靈活，請(qǐng)操作者在操作時(shí)一定要注意。
??????? ②給進(jìn)裝置
??????? 給進(jìn)裝置由機(jī)身、給進(jìn)油缸及拖板等部件組成。機(jī)身用槽鋼焊接成矩形殼體，上方有導(dǎo)軌，油缸裝在殼體中央，油缸的尾座與殼體端部相連，活塞桿通過鉸支座與拖板相連，拖板與導(dǎo)軌采用槽式相連，活塞桿的伸縮帶動(dòng)拖板沿機(jī)身導(dǎo)軌往復(fù)移動(dòng)。拖板與回轉(zhuǎn)器之間采用合箱式結(jié)構(gòu)，一邊用銷軸穿在一起，一邊用鉸接螺栓把回轉(zhuǎn)器緊壓在拖板上，松開鉸接螺母，回轉(zhuǎn)器可翻向銷軸一側(cè)，讓開孔口，通過粗徑鉆具。給進(jìn)裝置用鎖緊軸瓦固定在機(jī)架的前、后橫梁上。
??????? ③夾持器
??????? 采用復(fù)合式液壓夾持器，采用蝶形彈簧夾緊，油壓松開的常閉式結(jié)構(gòu)。夾持器固定在給進(jìn)裝置機(jī)身的前端，用于夾持孔內(nèi)鉆具，還可配合回轉(zhuǎn)器實(shí)現(xiàn)機(jī)械擰卸鉆桿。夾持器卡瓦裝在卡瓦座上，靠上下兩根銷桿限制卡瓦的退出。圓周方向靠卡瓦座上的一對(duì)平鍵固定。將兩根銷桿抽出，卡瓦就可以取出，夾持器通孔即可通過粗徑鉆具。
??????? ④機(jī)架
??????? 機(jī)架用于安裝鉆機(jī)及調(diào)整鉆孔傾角，改變前、后橫梁在立柱和撐桿上的位置，可以調(diào)整機(jī)身的傾角，以適應(yīng)鉆進(jìn)不同傾角鉆孔的要求。
??????? ⑤泵站
??????? 泵站是鉆機(jī)的動(dòng)力源。由防爆電動(dòng)機(jī)、變量液壓泵、油箱及各種保護(hù)裝置組成。電動(dòng)機(jī)通過聯(lián)軸器驅(qū)動(dòng)變量液壓泵給液壓系統(tǒng)供壓力油。調(diào)節(jié)液壓泵上的手輪。可改變液壓泵排量，實(shí)現(xiàn)主機(jī)回轉(zhuǎn)和給進(jìn)速度的無級(jí)調(diào)整。油箱是容納液壓的容器，為保證系統(tǒng)正常工作，油條設(shè)置了多種保護(hù)裝置。如：吸油濾油器、回油濾油器、空氣濾清器、冷卻器、磁鐵、油溫表油位指示表。
??????? ⑥操作臺(tái)
??????? 操作臺(tái)是鉆機(jī)的控制裝置。由各種控制閥、壓力表、管件及框架等組成。操縱臺(tái)設(shè)有馬達(dá)回轉(zhuǎn)、給進(jìn)起拔、起下鉆轉(zhuǎn)換、截止閥四個(gè)操作手把，增壓、背壓、調(diào)壓三個(gè)調(diào)節(jié)手輪，系統(tǒng)壓力、給進(jìn)壓力、超拔壓力、回油壓力表等。控制閥均安裝在操縱臺(tái)的框架內(nèi)，接頭排列整齊，并用指示牌標(biāo)明連接位置。沒管采用A型扣壓式高壓膠管，密封可靠，裝拆方便。操縱臺(tái)面板標(biāo)有各手把的操作方法。
??????? 2、液壓系統(tǒng)工作原理
??????? 鉆機(jī)采用回轉(zhuǎn)和給進(jìn)并聯(lián)供油的單泵開式液壓系統(tǒng)，其工作原理如下：電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，變量液壓泵經(jīng)吸油波油器從油箱汲入低壓油，輸出的高壓油進(jìn)入操縱臺(tái)的三位六通手動(dòng)換向閥。換向閥由兩聯(lián)組成，左聯(lián)閥控制液壓馬達(dá)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止；右聯(lián)閥控制給進(jìn)油缸的前進(jìn)、后退及停止。兩聯(lián)閥都處于中間位置時(shí)液壓泵卸荷，馬達(dá)和油缸處于浮動(dòng)狀態(tài)，回油經(jīng)回油濾油器回到油箱。右聯(lián)閥與手動(dòng)換向閥聯(lián)合控制液壓卡盤、液壓夾持器的夾緊、松開及同時(shí)卡緊。
??????? 為了防止系統(tǒng)過載，工作壓力由多路換向閥內(nèi)設(shè)的安全閥限定，其值由壓力表來監(jiān)視，調(diào)定壓力為15Mpa，使用中不超調(diào)。
??????? 在馬達(dá)回路中串聯(lián)一個(gè)單向節(jié)流閥，可以在馬達(dá)轉(zhuǎn)時(shí)人為地提高系統(tǒng)壓力，克服單泵系統(tǒng)在回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩較小時(shí)，給進(jìn)壓力不足的缺點(diǎn)。
??????? 在給進(jìn)油缸回路中串聯(lián)一個(gè)單向節(jié)流閥和一個(gè)節(jié)流閥，以調(diào)節(jié)給進(jìn)壓力、速度及背壓，給進(jìn)壓力和大小由壓力表指示。
??????? 通過起下鉆換向閥可改變給進(jìn)油缸與液壓卡盤和液壓夾持器的聯(lián)動(dòng)方式。起、下鉆進(jìn)，先將起下鉆轉(zhuǎn)換手把置于相應(yīng)的位置，然后只需操作給進(jìn)起拔手把即可完成起鉆或下鉆，卡盤、夾持器處于一松夾或同進(jìn)夾緊等狀態(tài)。
??????? 鉆機(jī)的運(yùn)輸
??????? 1、鉆機(jī)要使用專制的平盤車運(yùn)至作業(yè)地點(diǎn)，鉆機(jī)在車盤上必須使用鐵絲或倒鏈捆綁結(jié)實(shí)，不準(zhǔn)超長、超高，拆下的螺釘?shù)攘慵糜猩w的箱子裝好，易于丟失的零件要由鉆工自帶，不得裝車。
??????? 2、在拆卸搬運(yùn)時(shí)，設(shè)備的氣孔、油眼必須堵嚴(yán)，各連接螺栓、螺母、軸座、銷子等應(yīng)裝回原處，拆卸部件時(shí)必須使用專用工具，不得使用錘子敲打。
??????? 3、提升時(shí)人員要躲在躲避所內(nèi)，嚴(yán)禁主斜井內(nèi)有人行走；要與司機(jī)聯(lián)系好，要緩慢勻速下放，不得速度過快。
??????? 4、井下搬卸時(shí)，鉆機(jī)要用繩子或鐵絲捆牢，用倒鏈拉起，然后將平盤車推出，輕輕放下，要有專人統(tǒng)一指揮，行動(dòng)一致。搬運(yùn)時(shí)嚴(yán)禁下方有人。
??????? 5、安裝時(shí)要擺正鉆機(jī)架，先將鉆機(jī)穩(wěn)固在底梁木上，緊固好螺栓，然后安設(shè)在地錨上固定牢固。
??????? 6、安裝探水設(shè)備前必須把主斜井內(nèi)的耙裝機(jī)耙斗移出迎頭，并切斷耙裝機(jī)所有電源，確保探水設(shè)備正常運(yùn)送及安裝。