鉆探目的
??????? 為預防水患事故的發生，保證礦井安全生產，堅持“預治預報，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，避免水害事故的發生，特制定本探水設計及措施。
??????? 概況
??????? 副斜井井底車場開砌工作面開口于副斜井井底，（坐標x=4069558.292,y=19609883.965,z=+1070），按方位335°，坡度0°，掘進60 m后變向，按方位40°，坡度0°，掘進46 m與集中軌道巷貫通,總長106m，巷道標高+1070m。
??????? 主要服務于礦井的運輸、通風、行人及敷設管線等。
??????? 地質構造
??????? 本區為一走向近南北，傾向SE的單斜構造，地層傾角7°-13°區內斷層不發育，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現巖漿巖，構造屬簡單類型。
??????? 水文地質
??????? 1、根據井田地質報告提供的含水層，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Q4及上更新統Q3，分布于溝谷地帶，巖性為砂質粘土和砂礫石，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73號孔涌水量0.12L/S，水頭高出地面10.02m，靜止水位1532.24m廣泛分布，該層在區內多出露于山梁、山脊，其補給來源為大氣降水，區內泉水流量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
??????? 該層含水層較穩定，巖性黃綠色、灰綠色。鉆進消耗量達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，多為鈣質膠結，裂隙稍發育，為弱富水性裂隙含水層。
??????? （5）太原石灰巖（K4、K3、K2）巖溶裂隙含水層
??????? K4、K3穩定性差，裂隙不發育，弱富水性。K2為9+10號煤層直接充水含水層，也是太原組的主要含水層。石灰巖裂隙稍發育。2052鉆孔抽水試驗，單位涌水量0.00051L/s.m。為弱富水性溶隙含水層。
??????? （6）中奧陶統石灰巖巖溶裂隙含水層
??????? 1）峰峰組上段塊狀石灰巖含水層。是本區煤系地層下伏的主要含水層，對下組煤的開采可能成為威脅。井田東領鉆孔抽水試驗，單位涌水量0.00029L/s.m，水位標高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巖含水層。巖性為石灰巖或泥質巖，裂隙發育，鉆進消耗量明顯增大，上馬家溝可能成為本區巖溶發育的含水層。
??????? 2、隔水層主要有：
??????? 2號煤以上各砂巖含水層。含水性不強，為厚度大的粉砂巖、泥巖，各砂巖含水層不發生水力聯系。
??????? 2號煤至K4石灰巖之間隔水層。由致密的粉砂巖、泥巖組成，具有良好的隔水性能。
??????? 峰峰組下段泥灰巖、石膏層隔水層。以石膏為主，多與泥灰巖交織，為相對隔水層。
??????? 11號煤至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。
??????? 鉆孔設計
??????? 1、鉆孔設計長度60米，允許掘進距離為30米，超前距離為30米。
??????? 2、孔位布置：扇型布置
??????? 一號鉆孔：從迎頭巷中底板向上0.6米開孔，與副斜井掘進方向相同，沿335°的方位，按0°鉆孔。
??????? 二號鉆孔：從一號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。
??????? 三號鉆孔：從一號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
??????? 預計設計鉆孔水壓1.25Mpa
??????? 設計止水套管長度為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6m米后下5m套管，然后注漿固管，凝固后，方可進行打探水眼。
??????? 鉆機概述
??????? 鉆機型號為2DY650（MK-3）型，煤礦用全液壓坑道鉆機具有結構合理、技術先進、操作簡便、安全可靠、便于搬運等特點，是煤礦井下鉆孔施工的高效設備。該產品采用分組式布局，整機由主機、泵站、操縱臺三大部分組成。各部分之間用軟膠管相連，以便在井下不同場地靈活擺布，在運輸條件很差時，主機還可進一步解體。
??????? 鉆機機構和工作原理
??????? 1、鉆機結構
??????? ①主機
??????? 主機由回轉器、結進裝置、夾持器及機架組成。
??????? 回轉器由擺紅液壓馬達、變帶箱和液壓馬達帶動花鍵軸上的雙聯齒輪，變換雙輪齒輪與主軸上齒輪的嚙合位置，主軸可獲得兩級轉速范圍。主軸采用空心結構，鉆桿可從中通過，鉆桿的長度不受鉆機給進行程的限制。
??????? 回轉器安裝在給進裝置的拖板上，借助單油缸的直推作用，沿機身導軌往復移動。
??????? 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為一體，卡盤采用碟形彈簧夾緊、油壓松開的常閉式結構。其作用原理為：當壓力油進入卡盤體時，活塞推動卡瓦座壓縮碟形彈簧組，同時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，受壓的碟開彈簧組推動卡瓦座使卡瓦組沿斜面徑向內移，夾緊鉆桿。
??????? 注意：這種結構的卡盤由于受回油阻力和零件之間摩擦力的影響，卡瓦在夾緊時有滯后現象，而在松開時又特別靈活，請操作者在操作時一定要注意。
??????? ②給進裝置
??????? 給進裝置由機身、給進油缸及拖板等部件組成。機身用槽鋼焊接成矩形殼體，上方有導軌，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，拖板與導軌采用槽式相連，活塞桿的伸縮帶動拖板沿機身導軌往復移動。拖板與回轉器之間采用合箱式結構，一邊用銷軸穿在一起，一邊用鉸接螺栓把回轉器緊壓在拖板上，松開鉸接螺母，回轉器可翻向銷軸一側，讓開孔口，通過粗徑鉆具。給進裝置用鎖緊軸瓦固定在機架的前、后橫梁上。
??????? ③夾持器
??????? 采用復合式液壓夾持器，采用蝶形彈簧夾緊，油壓松開的常閉式結構。夾持器固定在給進裝置機身的前端，用于夾持孔內鉆具，還可配合回轉器實現機械擰卸鉆桿。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機架
??????? 機架用于安裝鉆機及調整鉆孔傾角，改變前、后橫梁在立柱和撐桿上的位置，可以調整機身的傾角，以適應鉆進不同傾角鉆孔的要求。
??????? ⑤泵站
??????? 泵站是鉆機的動力源。由防爆電動機、變量液壓泵、油箱及各種保護裝置組成。電動機通過聯軸器驅動變量液壓泵給液壓系統供壓力油。調節液壓泵上的手輪。可改變液壓泵排量，實現主機回轉和給進速度的無級調整。油箱是容納液壓的容器，為保證系統正常工作，油條設置了多種保護裝置。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
??????? 操作臺是鉆機的控制裝置。由各種控制閥、壓力表、管件及框架等組成。操縱臺設有馬達回轉、給進起拔、起下鉆轉換、截止閥四個操作手把，增壓、背壓、調壓三個調節手輪，系統壓力、給進壓力、超拔壓力、回油壓力表等。控制閥均安裝在操縱臺的框架內，接頭排列整齊，并用指示牌標明連接位置。沒管采用A型扣壓式高壓膠管，密封可靠，裝拆方便。操縱臺面板標有各手把的操作方法。
??????? 2、液壓系統工作原理
??????? 鉆機采用回轉和給進并聯供油的單泵開式液壓系統，其工作原理如下：電動機啟動后，變量液壓泵經吸油波油器從油箱汲入低壓油，輸出的高壓油進入操縱臺的三位六通手動換向閥。換向閥由兩聯組成，左聯閥控制液壓馬達的正轉、反轉和停止；右聯閥控制給進油缸的前進、后退及停止。兩聯閥都處于中間位置時液壓泵卸荷，馬達和油缸處于浮動狀態，回油經回油濾油器回到油箱。右聯閥與手動換向閥聯合控制液壓卡盤、液壓夾持器的夾緊、松開及同時卡緊。
??????? 為了防止系統過載，工作壓力由多路換向閥內設的安全閥限定，其值由壓力表來監視，調定壓力為15Mpa，使用中不超調。
??????? 在馬達回路中串聯一個單向節流閥，可以在馬達轉時人為地提高系統壓力，克服單泵系統在回轉轉矩較小時，給進壓力不足的缺點。
??????? 在給進油缸回路中串聯一個單向節流閥和一個節流閥，以調節給進壓力、速度及背壓，給進壓力和大小由壓力表指示。
??????? 通過起下鉆換向閥可改變給進油缸與液壓卡盤和液壓夾持器的聯動方式。起、下鉆進，先將起下鉆轉換手把置于相應的位置，然后只需操作給進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夾緊等狀態。
??????? 鉆機的運輸
??????? 1、鉆機要使用專制的平盤車運至作業地點，鉆機在車盤上必須使用鐵絲或倒鏈捆綁結實，不準超長、超高，拆下的螺釘等零件，要用有蓋的箱子裝好，易于丟失的零件要由鉆工自帶，不得裝車。
??????? 2、在拆卸搬運時，設備的氣孔、油眼必須堵嚴，各連接螺栓、螺母、軸座、銷子等應裝回原處，拆卸部件時必須使用專用工具，不得使用錘子敲打。
??????? 3、提升時人員要躲在躲避所內，嚴禁主斜井內有人行走；要與司機聯系好，要緩慢勻速下放，不得速度過快。
??????? 4、井下搬卸時，鉆機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，要有專人統一指揮，行動一致。搬運時嚴禁下方有人。
??????? 5、安裝時要擺正鉆機架，先將鉆機穩固在底梁木上，緊固好螺栓，然后安設在地錨上固定牢固。
??????? 6、安裝探水設備前必須把主斜井內的耙裝機耙斗移出迎頭，并切斷耙裝機所有電源，確保探水設備正常運送及安裝。