回風上山掘進工作面探放水設計

1、盤縣柏果鎮(zhèn)金河煤礦采區(qū)回風上山掘進工作面探放水設計二0一四年4月 礦會審意見：編 制年 月 日通防科年 月 日生產(chǎn)技術科年 月 日機電科年 月 日安監(jiān)科年 月 日機電副礦長年 月 日生產(chǎn)副礦長年 月 日安全副礦長年 月 日總 工年 月 日礦 長年 月 日采區(qū)回風上山貫徹學習記錄貫徹人貫徹日期2014年 月 日貫徹地點參加學習人員簽字 盤縣柏果鎮(zhèn)金河煤礦 采區(qū)回風上山掘進工作面探放水設計一、 編寫依據(jù)1. 盤縣柏果鎮(zhèn)金河煤礦生產(chǎn)礦井地質(zhì)報告 。 2. 2011年5月編制的盤縣柏果鎮(zhèn)金河煤礦水文地質(zhì)調(diào)查報告3. 防治水有關規(guī)定。二、 工作面位置及四鄰關系1、工作面位置及井上下關系，見表1。地面標高

2、+1570m-+1691m井下標高12401442.5地面相對位置位于礦區(qū)西部，大坡梁子西南端掘進對設施的影響 無建筑物，無其他設施，對掘進無影響井下相鄰關系南面為采區(qū)運輸上山、采區(qū)軌道上山，距采區(qū)運輸上山30米，軌道上山60米；北為實體煤田，東為采區(qū)1240水平聯(lián)絡巷。巷道傾角+19°傾斜長度/m630m凈斷面/15.12、巷道布置示意圖三、礦井充水因素分析及水文地質(zhì)類型1）充水水源（1）老窯采空區(qū)積水：在煤層露頭線淺部，歷史上造成的亂采爛挖留下的老窯均有不同程度的積水，巷道如果揭穿老硐，老硐中的積水可能對礦床開采產(chǎn)生影響。（2）斷層破碎帶充水：評估區(qū)內(nèi)次生小斷層較多，導水性強，沿

3、斷層帶有少量泉眼分布，加之走向橫切區(qū)內(nèi)的溪溝，因而地表水和地下水補給量較大，開采煤層后，地下水水力聯(lián)系增強，礦坑涌水量大，是礦床充水主要因素之一。開采時要予以重視和監(jiān)測。（3）溪河流域的地表水：主要為拖長江，拖長江經(jīng)過的區(qū)域多受泉水及地表水補給，其流量大，雨季暴漲?？刹擅簩哟蠖辔挥诋?shù)刈畹颓治g基準面和拖長江水位之下，對煤層開采影響較大。（4）地下水：礦區(qū)內(nèi)煤層屬于井工開采，開采中如果采動裂隙溝通含水層，會使基巖裂隙水沿松動面涌入礦坑，是礦床直接充水因素之一。開采時要予以重視和監(jiān)測。綜上所述，井田內(nèi)地下水補給主要靠大氣降水及地表水，地下水具有較好的排泄條件。礦井直接充水含水段，主要為碎屑巖，富水

4、性弱中等。2）充水途徑由于礦區(qū)內(nèi)直接充水含水層多為粉砂質(zhì)泥巖、泥巖、泥質(zhì)粉砂巖，此類巖石接受大氣降水補給不強，為中等弱含水層，充水途徑主要以巖石原生和采礦節(jié)理、裂隙為主，規(guī)模一般不大，少量為老窯、采空區(qū)巷道、巖溶管道導水。因此，目前礦井充水途徑主要以滲水、滴水、淋水為主；礦井進一步向深部開采后，有從上部采空區(qū)積水及下部承壓水突水的可能。3）水文地質(zhì)類型根據(jù)金河煤礦水文地質(zhì)調(diào)查報告，礦區(qū)地表水系較發(fā)育，采空區(qū)面積較大，地表水排泄條件良好，煤系地層隨開采深度增加，風化程度減弱，深部含水微弱。礦區(qū)應屬以大氣降水為主要補給來源的裂隙充水礦床，水文地質(zhì)條件復雜程度為中等類型礦床，水文地質(zhì)勘探類型屬類型。

5、根據(jù)金河煤礦資源儲量核實報告，礦區(qū)侵蝕基準面為+1510m，設計一采區(qū)煤層開采標高為+1450+1240m，即一采區(qū)煤層均位于侵蝕基準面之下。煤層底板為玄武巖弱含水層，頂板為飛仙關組中等含水層，礦區(qū)內(nèi)無地表水體。直接充水水源為上覆碎屑巖中的裂隙水、第四系孔隙水、溪溝水、老窯采空區(qū)積水等。區(qū)內(nèi)斷層較發(fā)育，構(gòu)造復雜程度中等，故井田水文地類型應為水文地質(zhì)條件中等，以頂板直接進水為主的巖溶裂隙充水礦床。因此，礦井水文地質(zhì)條件按中等設計。4）礦井涌水量：現(xiàn)礦井正常涌水量為30m3/h，最大涌水量為70m3/h。四、探放水設計的確定1、根據(jù)采區(qū)回風上山位置及層位巖性確定一采區(qū)+1450+1240m運輸上山

6、、軌道上山、回風上山大部分布置在181上和182號煤層之間，181上和182號煤層的層間距平均為14.85米，巖性：上部主要為灰色根泥巖，塊狀，含菱鐵質(zhì)緬狀，夾薄煤2層，下部多為粉砂巖、細砂巖，水平層理及波狀層理，含較多完整化石。2、根據(jù)采區(qū)回風上山巖層含水性采區(qū)回風上山位于上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M（P3l）：所屬巖層出露于井田北部和西部外圍。厚度220230m。由灰深灰色粉砂巖、細砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥巖及煤層組成。含菱鐵質(zhì)薄層及結(jié)核。含豐富的大羽羊齒，細羊齒等植物化石。上部和中部含動物化石。本組含煤層45層左右，煤層總厚度36.21m，含煤系數(shù)16.09。與上覆地層整合接觸。為碎屑巖類基巖裂隙水含水層

7、，富水性弱中等。3、根據(jù)采區(qū)回風上山充水途徑主要以滲水、滴水、淋水為主來確定。4、根據(jù)采區(qū)回風上山掘進工作面的情況，探水類型確定為：巖層探水，構(gòu)造帶探水。5、根據(jù)巷道規(guī)格及支護方式確定采區(qū)回風上山掘進工作面巷道斷面規(guī)格：寬5.0m，高3.5m；支護方式為：錨網(wǎng)梁支護。6、根據(jù)采區(qū)上山每次鑒定的物探探水報告進行補充。五、探放水設計的內(nèi)容1）積水線：積水邊界線（小窯采空區(qū)范圍），其深部界線應根據(jù)小窯或老空的最深下山劃定。2）探水線：根據(jù)目前安監(jiān)局“有掘必探、先探后掘”的精神，探水起點應是任何掘進巷道的起點。3）警戒線：沿探水線外推50150m（在上山掘進時指傾斜距離）即為警戒線。3探放水鉆孔布置方

8、式1）超前距、允許掘進距離、幫距和密度的確定超前距：a=式中：a-超前距，m；A-安全系數(shù)，一般取25；取4；L-巷道跨度（寬或高取其大者），m；取5.0；P-水頭壓力，（kgf/cm2）；取30（kgf/cm2）；Kp-煤的抗張強度，取10（kgf/cm2）。a= =30m，為安全起見，取30m。允許掘進距離：每次探放水鉆孔施工完畢后，以最短的鉆孔長度（水平投影長度），減去超前保護距離后剩余的距離。幫距：最外側(cè)探水孔所控制的范圍與巷道幫的距離，其值30米。鉆孔密度采區(qū)回風上山掘進工作面探水類型為：巖層探水，構(gòu)造帶探水，每次探水按照56個鉆孔施工，必須達到超前距、邊幫距30米的要求。20m20

9、m2）探水鉆孔布置方式采區(qū)回風上山屬傾斜、巖石巷道，鉆孔布置：鉆孔呈扇形布置在巷道前方，布置 5個孔。探水鉆鉆孔布置見圖如下：七、探放水措施1、探放頂板水的措施煤層間距大于20m，相鄰煤層又有探放水和排水條件時，可在巷內(nèi)向頂板上方打探放水孔；將水位高于探放水孔孔口位置的上層煤老空水放出來（必須埋好孔口安全檢查裝置，放水后要注意鉆孔堵塞情況，防止重新積水）。2、探放底板水的措施在井巷掘進過程中必須進行查探底板水工作；經(jīng)前面計算，超前距離為30m，邊幫距為30米；若發(fā)現(xiàn)有突水危險時，須進行疏水或堵水工作，消除突水危險后才能繼續(xù)向前掘進。3、探放老空水的措施探放老空水前，首先要分析查明老空水體的空間

10、位置、積水量和水壓。老空積水高于探放水點位置時，只準用鉆機探放水。探放水孔必須打到老空水體，并要監(jiān)視放水全過程，核對放水量，直到老空水放完為止。鉆孔接近老空，預計可能有瓦斯或其它有害氣體涌出時，必須有瓦斯檢查員或礦山救護隊員在現(xiàn)場值班，檢查空氣成分。如果瓦斯或其它有害氣體濃度超過規(guī)程規(guī)定時，必須立即停止鉆進，切斷電源，撤出人員，并報告礦調(diào)度室，及時處理。4探放水注意事項1）安裝鉆機探水前，要遵守下列規(guī)定：（1）加強鉆孔附近的巷道支護，并在工作面迎頭打好堅固的立柱和攔板；（2）清理巷道，挖好排水溝。探水鉆孔位于巷道低洼處時，配備與探放水量相適應的排水設備；（3）在打鉆地點或其附近安設專用電話；（

11、4）依據(jù)設計，確定主要探水孔位置時，由測量人員進行標定。負責探放水工作的人員親臨現(xiàn)場，共同確定鉆孔的方位、傾角、深度和鉆孔數(shù)量；（5）在預計水壓大于0.1 MPa的地點探水時，預先固結(jié)套管。套管口安裝閘閥，套管深度在探放水設計中規(guī)定。預先開掘安全躲避硐，制定包括撤人的避災路線等安全措施，并使每個作業(yè)人員了解和掌握；（6）鉆孔內(nèi)水壓大于1.5 MPa時，采用反壓和有防噴裝置的方法鉆進，并制定防止孔口管和煤（巖）壁突然鼓出的措施2）預計水壓較大的地區(qū)，探水鉆進之前，必須安好孔口管和控制閘閥，進行耐壓試驗，達到設計承受的水壓后，方可繼續(xù)鉆進。特別危險的地區(qū)，應有躲避場所，并規(guī)定避災路線。3）鉆孔水壓

12、過大時，采用反壓和有防噴裝置的方法鉆進，并有防止孔口管和煤（巖）避突然鼓出的措施。4）鉆進時，發(fā)現(xiàn)煤巖松軟、片幫、來壓或鉆孔中的水壓、水量突然增大，以及有頂鉆等異常狀況時，必須停止鉆進，但不得拔出鉆桿，現(xiàn)場負責人應立即向調(diào)度室報告，并派人監(jiān)測水情。如果發(fā)現(xiàn)情況危急時，必須立即撤出所有受水威脅的人員，然后采取措施，進行處理。5）探放水前，預計可能有瓦斯或其它有害氣體涌出時，必須有瓦斯檢查員或礦山救護隊員在現(xiàn)場值班，檢查空氣成分。如果瓦斯或其它有害氣體濃度超過規(guī)程規(guī)定時，必須立即停止鉆進，切斷電源，撤出人員，并報告礦調(diào)度室，及時處理。6）鉆孔放水前，必須估計積水量，根據(jù)礦井排水能力，控制放水流量；

13、放水時，必須設專人監(jiān)測鉆孔出水情況，測定水量、水壓，做好記錄。若水量突然變化，必須及時處理，并立即報告礦調(diào)度室。7）進行探放水施工作業(yè)前，礦技術負責人必須結(jié)合探水巷道的實際現(xiàn)場指揮。8）進行探放水施工作業(yè)前，必須提前撤出可能受探放水作業(yè)地點突水威脅的其他地點的所有人員。9）排出下山的積水以及恢復被淹井巷前，必須有礦山救護隊檢查水面上的空氣成分，發(fā)現(xiàn)有害氣體，必須及時處理。排水過程中，有害氣體有突然涌出的可能，必須制定安全措施。10）探水鉆孔超前距離和止水套管長度，應當符合下列規(guī)定：（1）沿巖層探放含水層、斷層和陷落柱等含水體時，按723下表確定探水鉆孔超前距離和止水套管長度。表723 巖層中探

14、水鉆孔超前鉆距和止水套管長度水壓（MPa）鉆孔超前鉆距（m）止水套管長（m）1.03.0101520255101520八、探放水設備選擇1探放水設備選擇依據(jù)所配備的探放水設備必須能用于井下探水、放水，必須有防爆及獲得煤安標志。其選擇的主要依據(jù)是鉆孔直徑及深度，所需鉆取的圍巖力學性質(zhì)等。2井下探放水設備型號及數(shù)量本設計選擇的井下探水設備為ZDY-750A型鉆機1臺，1臺工作，1臺備用，電壓660V，配備金剛石復合片（PDC）鉆頭，其主要技術參數(shù)：鉆孔深度（m）：7585；鉆桿直徑（mm）：8950；鉆孔傾角（º）：0360；回轉(zhuǎn)速度（r/min）：112340；功率（kW）：4；主機外

15、形尺寸（mm）：長×寬×高=1150×600×1080。五）發(fā)生透水的預兆、透水時應采取的措施、水災時的避災路線1、發(fā)生透水的預兆采掘工作面透水前，一般有下列預兆：1）煤壁發(fā)潮、發(fā)暗；2）煤壁或巷道“掛汗”；3）巷道中氣溫降低；4）頂板來壓，頂板淋水加大或底板鼓起有滲水；5）出現(xiàn)壓力水線，這是離水源很近的現(xiàn)象；6）有水聲，一種是受擠壓發(fā)出的“嘶嘶”聲，另一種是空洞泄水聲，均是離水體很近的預兆；7）有硫化氫或二氧化碳氣體出現(xiàn)。當發(fā)現(xiàn)工作面有透水預兆時，說明已接近水體，此時應停止作業(yè)，并報告礦調(diào)度室，采取有效措施，以防止透水事故的發(fā)生。2、透水時的措施1）井下發(fā)生透水時，在現(xiàn)場的工作人員，報告調(diào)度室的同時，應就地取材積極封堵透水孔，加固工作面支護，防止事故繼續(xù)擴大。如果情況緊急，來不及進行加固工作，現(xiàn)場工作人員應按避災線路撤退到上一水平進風巷或地面，切勿進入獨頭的下山巷道。如萬一無法或