2101轨道顺槽巷探放水设计已打印.doc

山西天润煤化集团德通煤业公司2101轨道顺槽探放水设计第一章 概 况一、矿井概况2009年12月30日，山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室以晋煤重组办发2009138号文件下达关于临汾市山西乡宁天和煤业有限公司等3处煤矿企业兼并重组整合方案的批复意见，同意临汾市上报的山西乡宁天和煤业有限公司兼并重组整合方案。根据该整合方案，由原山西乡宁井子滩煤业有限公司、山西乡宁史家沟煤业有限公司和山西乡宁枣岭万通煤业有限公司等3处生产煤矿重组整合为山西乡宁天和煤业有限公司（暂定名），2010年2月发放的采矿证煤矿名称改山西天润煤化集团德通煤业有限公司，重组整合后井田面积8.2145km2，批准开采2号、10号煤层，批准重组后矿生产能力为90万t/a。开拓方式为斜、立井混合开拓，现各井筒均已形成。井下巷道布置及井底车场各类硐室尚待完善。二、煤层赋存特征1、煤层山西组和太原组为本井田主要含煤地层。2#煤层位于山西组中下部，上距k8砂岩15m左右，下距10#煤层42.62-47.90m，平均44.88m。2#煤层厚度为5.20-6.73m，平均5.30m。煤层结构较简单，大多含0-2夹矸，局部不含夹矸，煤层顶板以泥岩、粉砂岩为主，局部为砂质泥岩，底板以泥岩或砂岩为主，为全井田稳定可采煤层。10#煤层为太原组下段下部，大部为9#、10#煤层合并层，统称10#煤层，仅局部（101号孔）分叉出9#薄煤层（厚0.35m）。10#煤层厚度2.60-4.58m，平均3.85m，含0-1层夹矸，结构简单，煤层顶板为石灰岩，局部为泥岩，底板为泥岩、铝质泥岩，为全井田稳定可采煤层。2、矿井瓦斯、自燃倾向性、煤尘爆炸性、煤与瓦斯突出、瓦斯喷出情况、地温及地压情况。（1）矿井瓦斯2012年8月,经临汾市煤炭安全检测检验中心鉴定,山西天润煤化集团德通煤业有限公司2012年矿井瓦斯等级鉴定结果为：矿井2号煤层瓦斯绝对涌出量为9.67m3/min。掘进面最大绝对瓦斯涌出量4.53 m3/min。属高瓦斯矿井。（2）煤层自燃倾向性根据2012年8月临汾市煤炭安全检测检验中心鉴定，煤的吸氧量为0.65cm3/g，煤真相对密度为1.41,煤层自然发火期为12个月，自燃倾向性等级为，为易自燃煤。（3）煤尘爆炸性根据2012年8月临汾市煤炭安全检测检验中心化验测试2号煤层煤尘有爆炸性；2号煤层火焰长度大于50mm，抑制煤尘爆炸最低岩粉用量为35%。 （4）煤与瓦斯突出、瓦斯喷出情况 上年度和本年度截止鉴定月本矿井无煤与瓦斯突出和瓦斯喷出情况。 （5）地温 根据2012年8月临汾市煤炭安全检测检验中心鉴定，本井田内煤层属正常地温区。 （6）冲击地压 根据2012年8月临汾市煤炭安全检测检验中心鉴定，本矿井未见冲击地压现象。三、地质构造本井田位于河东煤田南部，乡宁矿区东南部。河东煤田乡宁矿区南部构造以褶曲为主，总体为向西北倾斜的单斜构造。并伴有次级褶曲。区域内断层稀少，其中较大断层为枣岭北侧的正断层，其走向东西，倾向南，煤层落差80m，延伸长度约8km，区域西南部和东北部还发育有3条落差20m的正断层。区域构造比较简单。本区未发现岩浆岩侵入体，无岩浆岩分布。四、水文地质2#煤层充水含水层为山西组砂岩裂隙含水层，属中等-弱富水性裂隙含水层；10#煤层充水分含水层为太原组灰岩岩溶裂隙含水层，富水性弱-中等，补给条件差。整合前开采2#煤层的矿井涌水量，西部原井子滩煤矿基本无水，东北部万通煤矿涌水量为36-54m3/d 。主要为采空区渗水和井筒渗水及顶板裂隙水。另外奥灰水对2#煤层开采无影响，但对开采10#煤层局部存在突水危险性，而且井田内采空区及周边邻矿采空区分布有积水，对矿井生产有一定影响，矿井水文地质类型为中等型。五、巷道布置及支护说明1、巷道布置及开拓方式本设计为2101轨道顺槽掘进工作面，采用综掘机掘进，全断面一次成巷，2号煤层总厚度约5-6米。2101轨道顺槽掘进自一采区回风开口，沿煤层底板施工，全长设计1300m，其左侧为实体煤，右侧15米处为2101排瓦斯巷，尚无开工，右侧200米处为2101运输顺槽，已掘80米，三条巷相互平行。2、支护设计2101轨道顺槽断面形状为矩形，净高2.7m、净宽4.5m，断面面积12.15m2 ，支护采用锚杆、网、锚索支护，顶板破碎时采用锚、网、索加钢梁支护。附巷道支护断面图.第2章 探放水原则必须坚持“预测预报，有掘必探，有采必探，先探后掘，先探后采”的原则。在掘进施工前，必须编制探放水设计，并采取防止瓦斯和其它有害气体危害等安全措施。 1）探放水注意事项： 安装钻机探水前，要遵守下列规定： a加强钻场附近的巷道支护，并在工作面迎头打好坚固的立柱和拦板。 b.清理巷道，挖好排水沟。探水钻孔位于巷道低洼处时，必须配备与探放水量相适应的排水设备。 c.在打钻地点附近15米范围内安设专用电话。 d.测量和探放水技术人员必须亲临现场，依据设计，确定主要探水孔的位置、角度、深度以及钻孔数目。（2）预计水压较大的地区，探水钻进之前，必须先安好孔口管和控制闸阀，进行耐压试验，达到设计承受的水压后，方可继续钻进，特别危险的地区，应有躲避场所， 并规定避灾路线。（3）钻孔内水压过大时，采用反压和有防喷装置的方法钻进，并有防止孔口管和煤（岩）壁突然鼓出的措施。（4）钻进时，发现煤岩松软、片帮、来压或钻孔中的 水压，水量突然增大，以及有顶钻等异状时，必须停止钻进，但不得拔出钻杆，立即切断电源，撤出所有受水威胁地区的人员，并立即向调度室报告，然后采取措施，进行处理。（5）探放老空水前，首先要分析查明老空水体的空间位置、积水量和水压。老空积水区高于探放水点位置时， 只准用钻机探放水，探放水孔必须打中老空水体，并要监视放水全过程，核对放水量，直到老空水放完为止。钻孔接近老空，预计可能有瓦斯或其他有害气体涌出时，必须有瓦检查员、安全员在现场值班，检查空气成分。如果瓦斯或其他有害气体浓度超过规程规定时，必须立即停止钻进，切断电源，撤出人员，并报告矿调度室，及时处理。（6）钻孔放水前，必须估计积水量，根据矿进排水能力和水仓容量，控制放水流量；放水时，必须设专人监测钻孔出水情况，测定水量、水压、做好记录。若水量突然变化，必须及时处理，并立即报告矿调度室。（7）排除下山的积水以及恢复被淹井巷前，必须有矿山救护队检查水面上的空气成分，发现有害气体，必须及时处理。排水过程中，如有被水封住的有害气体突然涌出的可能，必须制定安全措施。2）、探放水设计 、探水钻孔应保持适当的超前距、帮距和密度。探水工作采用“探水掘进再探水再掘进”方式进行，探水钻孔为巷道掘进探明一段安全距离后，巷道允许掘进一段距离，然后再探再掘，确保掘进安全。a.超前距：为探水钻孔终孔位置应始终超前掘进工作面的一段距离，采用30m 。b.帮距：为使巷道两帮与可能存在的水体之间保持一定的安全距离，即呈扇形布置的最外侧探水孔所控制的范围与巷道帮的距离，其值取20m。第三章 探放水安全技术措施根据“预测预报，有掘必探，有采必探，先探后掘，先探后采”的原则，结合我矿的实际情况，采取防、堵、疏、截、排的综合治理措施。为了施工的安全开展，制定本安全技术措施。一、首先做好物探工作由于我矿是由以前的井子滩煤业、史家沟煤业、万通煤业三家煤矿整合而成，水文地质资料很少，现有水文地质资料很难满足需要。我矿本着“物探先行、化探跟进、钻探验证”的勘探程序，先以聘请山西山地物探设备有限公司，运用先进的物探手段对我矿进行了全面勘查，进一步了解我矿及周边邻矿采空区的积水情况。为我矿探放水工作顺利进行提供了科学依据。2、 矿井充水因素1、地表水 矿区内地表有一条溪流，其流量受降雨量控制，雨季流量暴涨，旱季流量较小，有时甚至断流，属季节性河流。2、 含水层 本矿含水层自上而下：K8、K9为2号煤层直接充水含水层，岩性为灰白色、灰绿色、黄绿色厚层状石英长石砂岩，多为钙质胶结，裂隙不发育，单位涌水量为0.0002-0.047L/sm，渗透系数为0.041-0.2196m/d，属富水性弱的含水层；K7砂岩岩性以细粒砂岩为主，常相变为粉砂岩，裂隙不发育，钻进消耗量小于0.05 m/h,属富水性弱的裂隙含水层；K2、K3、K4由三层石灰岩组成，岩石致密坚硬，裂隙多由方解石脉充填，为9+10号煤层直接充水含水层，裂隙较发育，钻孔冲洗液消耗量不大，单位涌水量为0.0004-0.102L/sm，属富水性弱-中等的含水层。3、 地表水、地下水动态变化 本矿缺少水文地质资料的积累，难以作出较准确的地表水、地 下水动态变化预测，经调查访问，矿井涌水量明显受大气降水的影 响，雨季矿井涌水量明显增大，但有滞后特点，本矿一般降雨后 24 日矿井涌水量有明显增加，增加的幅度和降雨强度和时间有关， 地下水受地表降雨及溪流的影响明显，主要是渗透影响。三、探水水源、设备1、水源性质：预计水源主要为煤层顶底板水,顶板为下石盒子组（K8、K9）砂岩裂隙含水层，该层属中等-弱富水性裂隙含水层；底板为山西组石灰岩（K7）岩溶裂隙含水层，属于中等富水性含水层。2、探水设备：ZYJ-430/170 型矿用探水钻，配备直径42mm、总长90m钻杆，直径65mm煤钻头2个，直径65mm岩钻头4个。钻机技术参数表（附后）3、排水设备：水泵型号BQW50-32-7.5 ， 2.5寸排水管。四、探放水前的准备工作1、在组织施工前，要求施工单位将打钻所需的材料及工具，设备准备到位，不能因为准备工作的原因而影响施工。2、在运输ZYJ-430/170型煤矿用坑道钻机等大件设备的过程中，运输人员应轻拿轻放，避免设备因受力碰撞而受损。3、钻机及其附属设施及各部件间连接要牢固可靠，并在每次使用前检查，确保施工的安全。4、每次开钻前，检查钻杆接头的牢固情况，严防脱钻事故的发生；钻杆要达到不堵塞、不弯曲、丝口不磨损。5、在组织施工前，要求施工人员对钻机附近10米范围内的巷道支护进行检查，顶板支护必须到位，空顶距小于设计规定，发现巷道支护受损的及时处理并加强支护。6、保持钻场有足够的安全空间，便于施工。7、在巷道低洼处非人行侧及时挖好水仓，清理好临时水沟，确保排水畅通无阻。8、平巷时，将2.5寸的排水管随掘进向前延接，迎头20米范围使用阻燃软管连接。9、在打钻地点附近安设专用电话报警装置，并保证随时与调度室联系。五、探放水设计1、水害分析：根据水文地质类型划分报告提供的资料和调查走访，2101轨道顺槽前方及周边地区无断层、老空、陷落柱、无地质钻孔，为实体煤掘进，无水害威胁。2、本掘进巷只可能受顶板山岩裂隙水影响，所以为探水的主要因素。3、探水方向：巷道掘进的正前方及其两帮、顶底板。4、超前距离：探水最短钻孔终孔位置始终超前掘进工作面30米。5、允许掘进距离：经探水证实无水害威胁，可安全掘进的距离，设计为50米。6、帮距：为使巷道两帮及顶底板与可能存在的水体之间保持一定的安全距离，布置的最外侧探水钻孔控制的范围与巷道帮的距离为20米，与巷道顶底板的距离为20米。7、钻孔参数的确定根据煤矿防治水规定结合我矿实际情况，确定如下参数。工作面沿煤层底板掘进，钻孔沿煤层平面方向和竖直呈扇形布置，钻孔数量为9个，分排布置：分别为中平、左平、右平、中上、左上、右上、中下、左下、右下。1号、中平孔平行于巷道掘进方向，孔眼在工作面中心，孔深80米。2号、左平孔在中平孔向左侧，呈1446夹角，孔深84米。3号、右平孔在中平孔向右侧，呈1446夹角，孔深84米。4号、中上孔布置在中平孔正上方，与中平孔呈1446夹角，孔深84m。5号、左上孔布置在左平孔正上方，与左平孔呈1446夹角,孔深84m。6号、右上孔布置在右平孔正上方，与右平孔呈1446夹角,孔深84m。7号、中下孔布置在中平孔正下方，与中平孔呈1446夹角,孔深84m。8号、左下孔在中下孔左侧，与中下孔呈1446夹角,孔深84m。9号、右下孔在中下孔右侧，与中下孔呈1446夹角,孔深84m。详见钻孔布置图 附图1六、探水施工中的技术要求1、钻进时应准确判别煤、岩层厚度并记录换层深度。终孔前复核一次钻杆并核实孔深，如有可能应进行孔斜测量。2、钻进时，发现煤岩松软、片帮、来压或孔中的水压、水量突然增大，以及有顶钻等现象时，必须立即停钻，记录其孔深并同时将钻杆固定，但不得取出钻杆。及时切断电源，撤出人员，并报告矿调度室，及时处理。3、钻进中发现有害气体喷出时，应立即停止钻进、切断电源，将人员撤到有新鲜风流的地点。立即报告矿调度室，采取措施。 4、必须做到交接班时不停钻，钻孔质量必须符合要求，且每班探水情况必须做好记录，下班后及时报回调度室，备案登记。5、技术人员和防探放水人员必须亲临现场，依据设计由技术人员确定探水钻孔位置、方位、深度以及钻孔数目方位后方可进行打钻。 七、放水的技术要求1、钻孔探到水后，要观测水压、水质、水量和估计积水量或补给量。根据矿井排水能力及水仓容量，控制放水孔的流量或调整排水能力，并清理水仓、水沟等。2、加强放水地点的通风，增加有害气体的观测次数。3、必须派专人监视放水全过程，并做好记录，作业地点必须安设专用电话，若水量突然变化必须及时处理并立即报告矿调度室。4、探放水期间，探水班长必须亲临现场，随时掌握水量变化情况。5、放水结束后，立即核算放水量与预计积水量的误差，查明原因。八、探放水的安全措施1、探水巷必须在探水钻孔有效控制范围内掘进，探水孔的超前距、帮距及孔间距应符合设计要求。每次探水后、掘进前，应在起点处设置标志，并建立挂牌制度。2、受水威胁地区的施工人员必须学习掌握报警信号及避灾路线。3、探水巷道应加强出水征兆的观察，发现有预兆时，立即停止施工，采取措施，立即报告调度室，情况紧急时必须立即发出警报，撤出所有受水威胁地区的人员。4、探放水人员必须按照批准的设计施工，未经审批单位允许，不得擅自改变设计。5、其他未尽事宜的按煤矿安全规程和防治水规定执行。11、带班矿领导和当班安全、瓦斯员必须在探放水地点监督安全和随时检查空气成分。如果瓦斯浓度超过0.8%或其它有害气体浓度超过煤矿安全规程规定时，必须立即停止钻进，切断电源，撤出人员，并报告矿调度室，及时处理。九、水灾避灾路线本探水点水灾避灾路线：探水地点一采区回风一采区轨道巷斜井井底车场主斜井地面。所有人员都应熟知。 附图2 十、汇报程序 1、探水地点汇报调度室。调度室电话：8088 2、值班调度员值班矿长调度室主任矿长分管矿长（总工）。根据事故大小，向上级有关政府部门汇报。 十一、排水路线 探水地点一采区回风一采区轨道巷皮带运输巷沉淀池水泵房。 附图3第四章防治水措施一、建立健全煤矿防治水责任制度1、增强做好煤矿防治水工作的责任感和紧迫感，将矿井防治水工作列入重要议事日程，明确防治水工作的职责。2、法定代表人要承担起煤矿防治水工作的第一责任人职责，总工程师要承担起煤矿防治水工作的技术责任。3、加强煤矿防治水工作，配备水文地质技术人员、探放水设备和专业队伍。4、建立健全水害预测预报制度、水害隐患排查治理制度、水害防治技术管理制度等，不断促进我矿防治水工作制度化、规范化、标准化。二、加强矿井防治水基础工作，实施对水害预测预报要按照“预测预报，有掘必探，先探后掘，先治后采”的十六字方针，认真开展我矿透水的防治工作。1、认真编制矿区水害防治规划、年度水害防治计划和水害应急预案，并负责组织实施。2、保证水害防治所需要的资金、工程、设备仪器落实到位。3、采用适合本矿井的物探、钻探等先进的综合探测技术，调查矿井或采区水文地质情况，并定期收集、调查核对本矿和相邻煤矿的废弃老窑资料。4、编制矿井综合水文地质图、矿井充水性图、矿井含水层等水位（压）线图等基础图纸，建立健全矿区地下水动态观测网，准确掌握矿井水患危险情况。5、对矿井生产区域的地质构造情况、水害类型等预测预报，提出预防和处理煤矿透水事故的针对性措施。6、搞好地测防治水安全质量标准化工作，为预防煤矿透水打下坚实基础。三、建立完善水害应急预案建立完善水害应急预案，健全应急救援体系和运行机制。1、安装井下通讯、压风自救系统。2、储备足够的抢险物资和设备，确保抢险救灾时能够及时到位并发挥作用。3、建立暴雨洪水抢险队伍。4、在雨季以前要对水害应急救援进行演练。当发生透水后，要立即启动矿井水害救援预案，积极展开救援工作，确保透水事故发生后把损失降到最低。四、积极开展安全培训，安全技术研究和技术服务，提高防治水技术水平。强化对从业人员安全培训教育，增强安全第一的意识，提高水害防治知识和技能水平，人人都懂得本岗位防治水害的应知应会知识，当发现井下有透水预兆时，必须停止作业，立即撤到安全地点，并及时向矿调度室报告。积极组织工程技术人员和从业人员开展水害防治技术活动和技术服务活动，不断探索适合本地区、本矿井预防透水事故的新技术和新方法，加强防治水新技术推广工作，提高矿井防治水科技水平。 第五章 探放水领导组织机构为了强化对矿井水害的预防工作，加强对探放水工作、矿井抵御自然灾害的提高，矿成立探放水领导组：一、探放水领导组：组 长：苗广东 副组长：王兴权 吝汝斌 崔 宏