50101综采面探放水设计及措施2.doc

山西宁武大运华盛庄旺煤业有限公司50101综采工作面探放水设计及措施编制：汪利平审核：郭文奎二0一一年一月二十九日为了认真贯彻执行关于加强煤矿水害防治工作的指导意见和（安监总煤矿200698号）精神及2011年1月25日煤矿安全规程第六章防治水第251条、267条、288条、292条、293条的规定。切实加强我矿水害防治工作，结合我矿实际情况，现制定50101综采工作面探放水设计及措施如下：第一章、组织机构的建立一、探放水工作领导组织机构组 长：郭文奎（总经理）副组长：候福生（安全副经理） 秦克荣(机电副经理）亢建华（生产副经理）候金义（总工程师）王海仁（通风区长）成 员：张海平（技术科科长）朱小军（通风科科长）贾新宽（安监科科长） 张保文（调度室主任）张平（机电科科长） 张学习（物供科科长）汪利平（地测科科长）温林军（探水队队长）梁增禄（综采队队长）二、探水队组织机构队 长：温林军队 员：张彦军 弓宁慧 张海峰 郭鹏飞 第二章、概况探放水的工作面为50101综采工作面，位于501采区西翼一水平，综采工作面运输顺槽西北及西南部为井田边界,与石湖煤矿相邻，综采工作面回风顺槽东部为实体煤，切眼为矿井井田边界的保安煤柱。综采工作面走向长度为150m，运输顺槽巷道长度为866m，回风顺槽长度为780m。顺槽巷道方位2124943，沿5#煤层底板布置巷道，运输顺槽道断面为矩形，规格为宽4.0m、高3.0m。掘进断面积为12.0。回风顺槽断面为矩形，规格为宽4.0m、高3.2m。掘进断面积为12.8。50101综采工作面根据资源整合矿井地质报告和采掘工作平面图提供的资料。西北及西南部为井田边界的保安煤柱、北部为501采区运输、运料及回风三条大巷，东部为50102运输顺槽掘进面及50102回风顺槽掘进面，距50101综采工作面540m存在F断层，断层落差为40m的逆断层，其附近为5#煤层经勘探附近存在积水区，相对地面标高为1480-1590m，工作面标高为1250-1257m。综采工作面的运输、回风顺槽担负着整个综采工作面的通风、辅助运输，行人避灾等任务。其服务年限至50101回采工作面作废为止。第三章、水文地质条件一、水文地质区域地表河流主要为恢河，属海河流域桑干河水系。恢河常年流水，经宁武县往北流入朔州市朔城区辖区内汇入桑干河，其他河流（七里河、元子河等）除雨季外，均常年干涸。井田范围内为中高山区，地形南北高中间低，地表水系不发育。二叠系下统山西组、下石盒子组及上统上石盒子组地层地表有些出露。井田内倾角较缓。1、井田含水层1、奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层井田内奥陶系马家沟组以中厚层灰岩为主，由忻州地区煤田地质勘探队在本区施工的水文孔，揭露马家沟组灰岩170m，抽水试验单位涌水量为0.6444L/s.m，渗透系数2.8058m/d，属富水性中等的含水层,水位标高1287.73m,据区域水文资料，本井田水位标高范围为1284.50m-1289.50m,水化学类型属HCO3- Ca. (K+Na) 类型，矿化度0.6157g/L。硬度285.20Mg/L，PH值7.35。2、石炭系太原组砂岩裂隙含水层太原组主要含水层为泥岩中所夹的砂岩，单层厚度13m，裂隙不发育，据水文孔抽水试验单位涌水量为0.019L/s.m，渗透系数0.034m/d，水位标高1501.51m,消耗量及水位均无明显变化总体为富水性较弱的含水层。水质属HCO3-Ca.Mg 类型，矿化度0.232g/L。硬度164.47Mg/L，PH值7.50。3、山西组砂岩裂隙含水层本组平均厚55.00m，发育较稳定的砂岩，2号煤层煤顶板砂岩为主要含水层，据区域水文资料富水性较弱。4、二叠系上、下石盒子组砂岩裂隙含水层该组底部有一层中粒砂岩，为下石盒子组与山西组的分界标志层，平均厚7.60m，该层砂岩裂隙较为发育，根据区域水文资料，该组含水层接近地表时，风化裂隙发育，富水性明显大于含煤地层。5、第四系砂砾石含水层井田内第四系厚017.00m，以亚粘土、亚砂土及砂砾石层为主，据了解，水量不大。6、井田隔水层1石炭系本溪组地层：本组厚16.6532.00m，主要岩性为泥岩和铝土岩，透水性极弱，为区域性隔水层。2石炭系和二叠系隔水层：石炭系和二叠系地层中的泥岩、页岩透水弱，为良好的隔水层。3含水层的补给、径流、排泄条件大气降水是本区地下水的主要补给来源，出露的基岩直接接受大气降水入渗补给，构成风化壳含水层地下水的主要来源，地下水径流条件好，水循环迅速以溶滤作用为主，在地形低洼处以泉水形式排出。地下水向向斜轴部运动的过程中，部分以泉水形式排出。井田内山西组、太原组含水层富水性均弱，奥灰富水性中等。据井田内水文孔资料及区域资料推测，奥灰水位标高为1284.51289.5m，井田南部各煤层均为带压开采。经计算，5号、6号煤层最大突水系数分别为0.054MPa/m、0.056MPa/m。重组前庄旺井田开采5号煤层，生产能力30万t/a，矿井正常涌水量12m3/h，最大涌水量23m3/h，矿井生产能力达到90万t/a时，预计矿井正常涌水量36m3/h，最大涌水量69m3/h。据详细调查及电法探测，本井田2号煤层采空区不存有积水，5号煤层有4处采、古空区积水，积水面积155492m2,积水量315741m3。井田东邻的南沟井田2号煤层有5处采空区积水，积水面积11467m2,积水量143338m3；5号煤层有2处采空区积水，积水面积6538m2,积水量70069m3。井田东北相邻的德盛煤业有限公司井田有8处采空区积水及1处巷道积水，积水面积61450m2,积水量153792m3。综合评价，矿井水文地质类型为中等。二、其他开采技术条件1、顶底板条件 2号煤层顶板多为细砂岩、中砂岩，抗压强度64.781.6MPa；抗拉强度3.34.2MPa。底板泥岩，抗压强度9.546.8MPa；抗拉强度0.22.2MPa。 3号煤层顶板中砂岩，抗压强度66.8MPa；抗拉强度4.2MPa。底板细砂岩，抗压强度68.1MPa；抗拉强度4.5MPa。5号煤层顶板泥岩，抗压强度10.060.8MPa；抗拉强度0.44.6MPa。底板泥岩，抗压强度8.064.8MPa；抗拉强度0.22.4MPa。6号煤层顶板为5号煤层底板、泥岩，抗压强度8.064.8MPa；抗拉强度0.22.4MPa。底板为泥岩及炭质泥岩，据庄旺核查报告资料，抗压强度为2.8643.6MPa。瓦斯据山西省煤炭工业局晋煤瓦发2010633号文，2009年度宁武县大运华盛庄旺煤业开采2号、5号煤层瓦斯绝对涌出量为1.52m3/min，相对瓦斯涌出量为5.76m3/t，二氧化碳绝对涌出量为1.96m3/min，相对涌出量为7.42m3/t，属低瓦斯矿井。据井田内钻孔瓦斯含量测试结果，2号、5号煤层瓦斯分带为氮气带，属瓦斯风化带。 煤尘爆炸性及煤的自燃倾向性据2005年测试结果，2号煤层煤尘有爆炸危险性，自燃倾向性为自燃。据山西省煤炭地质研究所2007年6月4日及2008年3月17日分别对宁武大运华盛煤矿庄旺煤业5号煤层煤样的煤尘爆炸性及自燃倾向性测试结果，5号煤层煤尘具有爆炸危险性，自燃倾向性为自燃。三、矿井四邻关系井田北东部与德盛煤业公司此次整合的原大荒圪塔煤矿（雨田煤业）相邻，东部与山西宁武大运华盛南沟煤业有限公司井田相接，西北部与同煤集团阳方口矿业公司石湖煤矿相邻，东南角与大同煤矿集团轩岗煤电有限责任公司梨园河煤矿相邻 ，南部及西南部为空白井田。（其相邻关系见图1-2）五、水害预测1）地表水 我矿井口标高均大于历年洪水位标高，但在雨季来临之前必须疏通河道及山沟排洪道，防止排水不畅或洪水过猛过急，出现山洪灌井、山体滑坡，临时自建房倒塌等严重情况。 因此，必须加强地面防洪管理工作，防止地表水害。2）采空区积水据地质报告提供的资料距50101综采面东面540m处5#煤层存在采空区积水的7897m3。在准备对50101回采工作面前，必须严格执行“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的防治水方针。在回采前必须进行探放水，同时对物探圈定的积水范围及异常类型进行验证，保证施工的安全。3）地质水 根据地质报告和50101回采工作面形成出露情况分析，50101综采工作面两顺槽在掘进过程中已进行探放水工作，没有发现异常情况，顺槽掘进遇到的小断层以及裂隙发育的地带也没有发现异常涌水现象。通过走访了解和利用高科技瞬变电磁勘探手段，初步搞清井下地质构造的富水性和综采工作面上部2#、3#煤层无采空积水区。勘探对矿井防治水、井下各类水源的分析及研究提供了准确的位置。4）其他为防止突发事件造成对矿井安全的影响。应加强排水设备，排水系统的检查。维护管理工作，制定合理完善的措施。保证矿井防灾，抗灾的能力。第四章、施工方案及劳动组织一、施工方案根据煤矿安全规程中的探放水规定，依据本矿水文地质条件和瞬变电磁勘探的成果资料及工作面形成的实际情况，为了探放工作面上部采空区的积水，严格按照“预测、预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的探放水原则。必须进行探放水，即探水回采再探水循环进行。1、回采工作面在探放水前必须做好探水前的准备工作，各种探水材料准备到位，开掘水仓和安全躲避硐，安装排水管路及水泵。临时水仓规格为331m，配备5KW的水泵2台。制定安全技术措施并向探水职工贯彻学习、考试。2、综采工作面在回采前，在回采工作面的运输、回风顺槽内靠近工作面侧布置探水钻孔，每隔20m布置1组钻孔，共布置4组（20m、40m、60m、80m)对工作面上部区域进行探放水，探水钻孔超前于回采工作面的距离不小于80m。每组1个钻孔，采用MYZ-200型探水钻在距离回采面10m、30m、50m、70m的运输顺槽进行80米探水眼的钻探。a、综采工作面在回采前，采用MYZ-200型探水钻在距离回采面20m、40m、60m、80m的回风顺槽进行80米探水眼的钻探。b、之后探水队周期性进行探水，根据回采面每天2个循环计算，每天回采1.2m。探水队探水周期为50天。探眼位置距工作面最远的探眼20m。c、钻孔个数为2个，两顺槽各布置一个。钻孔所有探水眼与两顺夹角为90度，与煤层底板夹角为1度，探眼方向总体朝向煤层顶板。后附钻孔布置示意图。在钻探过程中要做好钻探记录，同时在探放水钻孔附近做好探放水标志。3、钻孔位置及参数由地测人员实地标定。如遇物探圈定的异常区，应增加的钻孔的数量，及时调整钻孔的方位和倾角，对物探结果进行验证。4、当预估水压达到0.1Mpa时，必须预先安装孔口管及控制闸阀，进行耐压试验。套管的长度不得小于5m。钻孔内水压大于1.5Mpa时，应当采用反压和防喷装置的方法进行钻进。5、钻机、钻杆、钻头配置 本次探放水使用MYZ200型架柱式液压回转式钻机；长度1m直径42mm的钻杆100个；直径65mm的钻头2个。二、劳动组织1、作业方式本次探放水工作采用“三八”制作业方式，早班（8:00-16:00）二班（16:00-24:00）夜班（24:00-8:00）。2、劳动力的配备每班配备3人，其中组长1人，成员2人。每班向矿调度室汇报出勤人数及钻探进度。同时向地测科、探水队等单位报送探放水记录。第五章、安全技术措施一、探水安全技术措施1、 在回采前中，必须坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的防治水原则，2、 探水前，必须加强探水附近巷道的支架，背好顶、帮，工作面打上坚固的顶柱，以防高压水冲跨煤（岩）壁和支架。3、 施工前，电工必须对钻机检查维修，保证钻机完好，设备不失爆，将钻机运到位，接好钻机后，并做到风电闭锁。4、 打钻地点要保证有足够的风量，保证巷道的正常通风，打钻时，必须有专职瓦检员检查瓦斯，保证施工地点及打钻过程中瓦斯浓度都不得大于1.0%，否则停止作业，采取措施处理，正常后方可正常作业。作业人员必须在钻机的上风头进行工作，避免因钻孔内的有害气体涌出造成人员伤害。5、 打钻前要清理好巷道、水沟，并在附近安装直通调度室电话。6、 打钻时，班组长必须携带便携式报警仪，并悬挂在钻机上方，加强对瓦斯的检查，严禁瓦斯超限作业。7、 开始打钻时，严格按给定的参数进行开孔，保证钻孔符合施工要求。8、 打钻时，要先给钻机上水，钻孔中水流出后，在进行开钻，严禁干打眼。停钻时先停钻机后停水。9、 开钻后，要做好钻孔施工记录，施工记录包括深度、岩性、见煤位置、煤层厚度、见水深度、水量、瓦斯涌出量等，并填好记录。10、 钻孔当班一次不能施工结束，必须将钻杆退出5m，用水将钻孔内的岩粉冲洗干净防止卡钻。11、 一个钻孔施工结束，无水涌出时，必须用黄泥将眼口封堵，防止瓦斯涌出造成瓦斯积聚或超限。12、 探水时，如遇到钻孔水压、水量突然增大，应立即停止探水，固定钻杆，严禁移动钻机或拔出钻杆。13、 探水眼深度不到5m即穿透积水区时，所有受水威胁地区人员全部撤出，并汇报矿调度室，等待指示后行动。14、 出现透水预兆时，必须立即撤出受水威胁地区人员，并向上汇报，采取措施处理，透水预兆有：（1）、工作面温度降低，人感觉发凉；（2）、空气潮湿，湿度增大；（3）、煤壁出现“挂红”（水锈）、“挂汗”（渗水）现象；（4）、前方听见“嘶、嘶”的水叫等声音；（5）、工作面压力增大，支架变形、煤壁片帮、顶板冒顶、底鼓等现象；（6）、淋水、涌水增大等异常现象。15、 发生水灾时采取的措施：(1)、立即撤出灾区人员及受威胁区域人员到安全地点。(2)、立即组织救护和其他人力物力救援被淹人员、受困人员。(3)、抢救人员时应搞清水量，水流流动路线，被困人员及位置，注意防止二次透水。防止被困人员地点瓦斯积聚，及时疏通或强行排除被困人员所在地点的积水、浮煤、淤泥。(4)、水量太大超过矿井排水量时，主要排水设备要采取一切办法进行保护，并立即向矿领导及有关领导汇报。16、跟班矿长必须现场指挥，发现异常及时汇报处理。二、放水主要安全技术措施1、 放水时要有专人监视观察水情，并携带报警仪，当出现有毒有害气体超限时，必须立即采取措施处理，并向矿调度室。2、 放水人员填写好放水记录，记录内容有水量大小、水量变化、水量变化时间、有毒有害气体情况、水色的变化、本班抽水情况以及其他异常情况，并认真进行交接班，出班后填写记录，并向值班汇报，便于矿领导分析水量情况。3、 放水过程中，出现钻孔堵水、水量变小等情况时，及时采取措施，将钻孔疏通，保证出水正常，采取措施水仍然变小或不出水，重新钻孔进行放水，直至水流不出为止。4、 放水过程中，遇紧急情况，马上发出警报撤出受水威胁地点人员。5、 瓦检员加强瓦斯检查，瓦斯超限时及时采取措施进行处理。第六章、避灾路线一、 发生透