3904掘进工作面探放水设计90.doc

第一章 探放水工程的设计内容第一节 矿井水文地质条件我矿属河东煤田，9#煤层系石炭系上统太原组中段。1、含水层组划分及其水文地质特征根据精查报告及地质资料,本矿区按含煤组、岩性组合及含水层水力性质、埋藏条件等，由上而下划分为以下四个主要含水层组：新生界松散岩类孔隙含水层（）、二叠系山西组以及山西组以上碎屑岩裂隙含水层（）、石炭系上统太原组碎屑岩夹碳酸盐岩类灰岩溶裂隙含水层（）、奥陶系岩溶裂隙含水层（）。2、井田内主要隔水层根据钻探资料、岩性分析及岩石鉴定资料，隔水层以低阻、高密度的粉砂岩、泥岩为主。本区侏罗系为陆相地层，岩性、岩相变化较大，地层多为中细砂岩与粉砂岩、泥岩互层，特别是煤层顶底板多由泥岩及粉砂岩组成，岩性致密，和煤层本身形成良好的隔水层。据统计较为稳定的隔水层有：石炭系中统本溪组泥岩隔水层、二叠系中统上、下石盒子组泥岩隔水层。3、地下水的补给迳流及排泄条件松散岩类孔隙含水层主要接受大气降水的补给，在雨后一定时间内，各民井水位有上升现象，其径流方向与地表水基本一致，向沟谷下游径流。地面蒸发和人工开采是主要的排泄方式。4、矿井充水因素分析及勘探区水文地质类型评述8、9号煤为太原组主采煤层，其直接充水含水层为太原组灰岩岩溶裂隙含水层。另外，8、9号煤的煤层底板标高在650-990m之间，而深部奥灰水水位承压标高为810.5-814.5m。即在矿区南部9号煤810m底板等高线以南8、9号煤层均属带压开采煤层。根据9号煤下到奥灰水顶面的有效隔水层厚度以53.67m计算，开采煤层破坏厚度以16m计，用突水系数计算公式T=P/（m-c），计算了开采9号煤层的突水系数，经计算煤层最低点的突水系数为0.044MPa/m，突水系数小于临界值0.06MPa/m，属突水性安全区，在没有断层的影响下，奥灰水突水的可能性很小。8、9号煤层主要以灰岩岩溶裂隙充水为主，因此太原组8、9号煤的矿床水文地质类型在9号煤底板等高线810m以北水文地质条件简单,定为三类第一亚类一型，在9号煤底板等高线810m以南水文地质条件中等定为三类第一亚类二型。我矿防治水重点为：下行开采造成采空积水威胁；周边矿井采空积水威胁；上组煤层采空积水。第二节 周边相邻矿井及废弃老窑情况1、周边相邻矿井我矿周边相邻矿井主要分布在矿井井田的东西两侧。东部主要为赵家庄煤业有限公司；西部主要为陈家湾煤业有限公司、哪哈沟煤煤业有限公司、狮尾沟煤业有限公司、大土河永强煤业有限公司，其它为国统区。2、周边及井田内废弃老窑情况我矿周边无废弃古窑分布，周边相邻矿井均正常生产。废弃老窑主要分布在我矿井田内。包括我矿旧井筒、下罗候古窑以及因资源整合关闭的白草耳煤矿、石盘上煤矿。这些古窑或关闭矿井目前均以关闭，井筒已全部填实并用混凝土密封。除我矿旧井筒外，其余古窑或关闭矿井均有资料可查。第三节 工作面水文地质条件及水害类型工作面水文地质条件简单，9#煤层顶板均为弱含水层，主要充水水源为大气降水、地表渗透，补给量有限，不会对掘进巷道造成影响。掘进时部分段锚杆、锚索孔内有淋滴水现象，预计为0.2-0.3m3/h。可由工作面运输带出，也可在巷道底凹处打水坑设置耐酸潜水泵排水。工作面东接本矿矿界保安煤柱；西隔30m为本矿四条主下山巷道；北隔30m保安煤柱为3902工作面；南隔30m保安煤柱为设计3906工作面。本工作面主要水害类型为奥灰水。根据矿井资源整合地质报告井田内尚未发现大的构造形迹，地层总体倾向南西，呈单斜构造，倾角3-7。但由于9号煤层底板标高在650-990m之间，而奥灰水水位承压标高在810.5-814.5m之间，也就是说在9号煤810m底板等高线以南，7.85km2的8、9号煤层属带压开采煤层，本工作面正处于此带压开采区域内，若有断层、陷落柱存在，有可能形成导水通道，使岩溶水涌入矿井，造成水害，因此一定要重视对隐伏断层以及其它构造形迹的发现与研究。以防断层导水造成淹井事故。第四节 工作面掘进施工技术要求3904工作面顺槽掘进方位为1111530，延9#煤层上层矸石做顶板综掘机机掘一次成巷，巷道断面宽4m高3m，支护方式锚网支护。1、施工顺序：安全检查综掘机切割出煤敲帮问顶打锚杆眼安装锚杆进行永久支护收尾（整理工程质量标准化）。2、支护方式3904工作面顺槽 支护设计为：锚杆W钢带金属菱形网锚索铁托盘联合支护。两邦采用圆钢锚杆支护。第五节 探放水施工与掘进工作面的安全规定根据上级主管部门有关规定，工作面探放水工作严格执行“有掘必探，先探后掘”的探放水方针，探放水工作与掘进工作交替作业。1、工作面掘进队组接到技术科下发的停掘通知单后必须立即停止掘进工作，将工作面永久支护至迎头，并达到支护质理标准，并将工作面浮煤清理干净。2、工作面停止掘进后，探放水人员准备进行探放水工作。由队组配合将探水钻机放置于工作面迎头，探水钻机的支设、安装由探放水人员负责。在钻机的支设、安装过程中严禁非工作面员靠近，以免支柱、钻机伤人。钻机安设平稳后开始进行探放水。3、探放水工作必须严格按照设计进行，探放水结束后由队长通知技术科、调度室进行联合验收。4、验收后，掘进队组配合探放水工将钻机、设备、工具等撤出工作面，由技术科下发允掘通知单通知队组继续掘进工作。第六节 受水害威胁地区信号联系与避灾路线我矿开采方式为下行开采，工作面透水后其余各开拓、掘进工作面均在水害威胁范围内，因此必须加强井下各工作面的通迅、语音信号管理，此项工作由我矿监控室负责。目前我矿井下各工作面、转载点、硐室等地点均安设矿用通迅电话、语音信号装置，使有情况良好。1、探放水组织机构及联系方式：组 长：游文忠，全面负责矿井的探放水工作，协调各部门之间配合工作。联系电话：手内线8074。副组长：穆三奴，协助组长工作，负责探放水工程安全质量监督工作。联系电话：手内线8053。高元平，协助组长工作，负责探放水工程的技术指导工作。联系电话：手内线8093。苏利平，协助组长工作，负责探放水工程质量验收管理工作。联系电话：手内线8108。王亮生，协助组长工作，负责探放水工作面通风及瓦斯管理工作。联系电话：手内线8016。成 员：刘艳军，负责矿井主排水系统。联系电话：手内线8035。崔海龙、高鹏，负责探放水方案及探放水设计及安全技术措施的编制及探放水记录和其它资料的收集、分析；现场标定位置。联系电话：手机1353852406邢蝉应，负责设备器材、物料的运送，以及钻眼的封孔和密闭工作。联系电话：手内线8148。刘温飞，负责探放水工作面有毒有害气体的监测、分析。联系电话：手机1353371437。高锁兵（探放水工）,负责探水钻的安设、拆除及钻探工作。联系电话：手2、工作面透水后的避灾路线：轨道顺槽工作面3904轨顺联络巷3902皮顺南皮带下山主、副斜井地面工作面3904轨顺南轨道下山主、副斜井地面皮带顺槽工作面工作面回风绕道东回风下山联络巷（东回风下山与南轨道下山）主、副斜井地面工作面南轨道下山（南皮带下山）主、副斜井地面第七节 通风措施及瓦斯检查制度工作面在探放水过程中保持正常通风，通风措施严格执行3904掘进工作面作业规程及煤矿安全规程的有关规定。1、工作面探放水过程中瓦斯员必须跟班作业，除例行每班三次检查外，瓦斯员必须保证在工作面，以便随时检查有毒有害气体浓度，防止空气质量异常。2、工作面与瓦斯浓度增大或气体浓度异常时，瓦斯员必须指挥工作人员撤出工作面。第八节 防排水设施工作面在掘进过程同时施工水沟，水沟断面为宽300mm深300mm。3904工作面轨皮顺均安装3寸、4寸两趟排水管路（一趟由4寸静压洒水改装），每班接至工作面迎头。并在巷道内低洼处打设小水仓，水仓溶积为20m3，在小水仓内安设两台小水泵（一台运行、一台检修）进行排放水，水泵型号为KFZW15-80。工作面积水经工作面3寸、4寸排水管路至南轨道下山排至临时水仓后，经东回风下山6寸排水管路排至中央水仓，中央水仓经6寸排水管路从风井排出地面。第九节 水情及避灾联系汇报制度和灾害处理措施1、水情及避灾联系制度工作面透水后，由代班长或瓦斯员指挥工作面人员有秩序地迅速退出工作面，并视水害情况用工作面或其它地点电话及时通知矿调度室。并利用语音装置通知其它作业地点人员撤退。矿调度室接到报告后迅速通知矿领导，并及时通知井下各地点人员撤退，延避灾路线出井。2、灾害处理措施工作面发生水灾后的处理措施严格执行2009年灾害预防和处理计划中水灾事故处理措施的有关规定。第二章 “三线”确定本工作面布置在我矿井田实体煤区，无老空积水等影响，最主要的水害危胁来自于奥灰水的影响，本工作面处于带压开采区域内，如遇断层等地质构造，有可能形成导水通导，造成矿井水害。因此本工作面探放水的目的主要有两点： 第一严格执行有级主管部门“有掘必探，先探后掘”的探放水方针；第二根据钻孔的钻探情况确定断层位置，以便制定相应的过断层安全技术措施。根据相邻上一工作面掘进揭露预计本工作面在掘进过程中可能存在小断层，断层位置预计如下：F1：正断层3904轨顺225 m处，断层走向N211，倾向N121，倾角45，落差0.4m，该断层对工作面掘进无影响。3904皮顺顺184 m处，断层走向N211，倾向N121，倾角45，落差0.1m，该断层对工作面掘进无影响。F2：正断层3904轨顺995 m处，断层走向N200，倾向N110，倾角65，落差0.3m，该断层对工作面掘进无影响。3904皮顺965 m处，断层走向N200，倾向N110，倾角65，落差0.3m，该断层对工作面掘进无影响。根据9#煤层的厚度、硬度及抗拉强度确定探水线位置为积水线外推50m处；警戒线位置为探水线外推50m处。第三章 探放水钻孔布置3904工作面断层存在巷道掘进方向上，并与巷道掘进方位成一定交角，因此必须在巷道正前方布置水平扇型钻孔进行探放水。1、探放水巷道说明巷道名称：3904轨顺、皮顺标 高：根据钻孔资料预计，标高在790820范围内。层 位：全部为9#煤层。水害类型：无水害类型，但必须探明断层位置。2、探放水工程的设计内容探水设备的选择及主要性能参数规格型号：ZLJ350钻探深度：150-200m电动机功率：5.5kw钻水孔直径：开孔直径89mm，终孔直径50mm。钻杆、钻头准备：100根42-1500钻杆、20个42-65钻头探水起点的确定根据上级主管部门 “有掘必探、先探后掘”的原则，在3904工作面掘进开口进30m50m后即按此设计进行探放水。探水钻孔的布置巷道每掘进30m在巷道掘进前方布置一组水平扇形钻孔，共15个钻孔。角度根据9#煤层巷道底板坡度平行决定，大于底板坡度23。深度见平面图与断面图。超前距、允许掘进距离、邦距、水平角度的确定根据采矿设计手册与实际情况确定。 超前距： 30m允许掘进距离：30m邦距： 20m钻孔终孔距： 3m附图：探水钻孔的超前距、邦距、密度和允许掘进距离示意图。钻孔竖直角方位以顺煤层顶底坡度打设，眼口距底板1m。2、钻孔参数：号孔：靠巷道左帮距底板1米处施工,方位N92.56，顺煤层，孔深68.344米。号孔：靠巷道左帮距底板1米处施工，方位N95.06，顺煤层，孔深62.481米。号孔：靠巷道左帮距底板1米处施工，方位97.66，顺煤层，孔深61.731米。号孔：靠巷道左帮距底板1米处施工,方位N100.26，顺煤层，孔深61.123米。号孔：靠巷道左帮距底板1米处施工,方位N102.96，顺煤层，孔深60.635米。号孔：靠巷道左帮距底板1米处施工,方位N105.66，顺煤层，孔深60.287米。号孔：靠巷道左帮距底板1米处施工,方位N108.46，顺煤层，孔深60.077米。号孔:巷中距底板1米处施工,方位N111.26，顺煤层，孔深60米。915号钻孔布置在巷道右帮与左帮钻孔对称。第四章 探放水钻孔孔口安全装置1、孔口安全装置孔口安全装置由机修车间加工，孔口管为长度5m的1.5寸钢管，距离管口30cm处焊接扶正助骨片，规格为厚16mm，40cm40cm的钢板，扶正助骨片四周打设4个中孔18mm的小孔，便于固定孔口安全装置。2、安装孔口安全装置按照钻孔布置图要求确定钻孔的位置、角度、方位后使用钻机打设孔口，孔径大于孔口管直径12级。钻孔过程中应在钻杆上做好深度标志，钻至预定深度后停钻并将孔内煤尘冲洗干净。将孔口管插入孔内在煤壁上做下扶正助骨片周边的4个固定孔口管的眼位标记，然后将孔口管拨出用锚杆钻机打设此4个钻眼。安装孔口管，使孔口管与孔壁之间充满水泥浆，并将水泥浆扎实，以保证水泥浆充分凝固。然后用一次性圆钢锚杆将孔口管固定，使其紧贴煤壁。待水泥浆充分凝固后进行扫孔，扫孔深度为5.5m扫孔后对孔口管进行耐压试验。耐压试验使用探放水钻机向孔内注水，水压必须大于采空区积水的水头压力并稳定30min后，如孔口周围不漏水，则可以开始施工探水钻孔或则必须重新加固。第五章 安钻探水前的技术要求一、探放水前的准备工作及主要措施1、检查排水系统清理好水沟、水仓及准备好排水管路（3寸、4寸管道两趟：一趟排水管，一趟静压洒水管必要时改为排水管；）一趟2寸压风管路、水泵；打设躲避硐室，检查排水泵及电动机，使之正常运转，达到设计的最大排水能力。在3904轨顺、皮顺底凹处分别配备两台KFZW15-80的三寸水泵及配套水管至采区水仓，主水泵提前检查，使“一备一用”两台泵正常使用。2、准备堵水材料排水距离:轨顺(临时水仓)采区水仓:510m+200m+190m皮顺(临时水仓)采区水仓:600m+200m+190m在排水地点备用一定数量的坑木、麻袋、木塞、木板、黄泥、棉线、大锤、锯、斧等及经加工好的5m长带阀门钢管与钢板挡板的释放水孔口管，挡板用锚杆锚固固定，以便出水或来压时及时处理。3、检查瓦斯瓦斯员必须跟班作业，瓦斯浓度超限（1%）或钻探过程中有害气体浓度增大必须停止工作，切断电源，撤出人员并报告调度室及时处理。4、检查钻探附近的巷道支护与煤壁、顶板离层、裂缝、有无突水预兆等现象，并在工作面迎头打设立柱和栏板；有与地面调度室或受水威胁地区的信号联系的通讯电话。5、检查安全退路（见避灾线路图）避灾路线内不许有煤炭、木料、杂物等阻塞，要时刻保证畅通无阻。6、探放水人员的培训组织有关人员学习了解探水钻的结构及使用操作说明；学习3904掘进作业规程及探放水安全技术措施的规定。7、探水钻安装时必须垫中、放稳、打牢压柱。安全钻机接电时，要严格执行停送电制度。8、在3904轨皮顺安装局扇风机处，准备一台同等型号的备用风机；瓦斯队加强风筒管理，保证通风正常。二、采空区突水的一般预兆：1、煤层变潮湿、松软；煤邦出现滴水、淋水现象，且淋水由小变大；有时煤邦出现铁锈色水迹。2、工作面气温降低，或出现雾气或臭鸡蛋气味。3、有时可听到水的“嘶嘶”声。4、矿压增大，发生片邦、冒顶及底臌。5、突水部位发潮、滴水、带有少量细砂或水量突增，水色时清时混等现象。其它按煤矿安全规程第288条第一、二、三、四款规定执行。第六章 探放水施工中的技术要求一、操作钻机的注意事项1、探放水工必须经过学习培训、了解设备的性能。开机前要检查钻机是否平稳牢靠，各部紧固件有无松动情况，检查变速箱内、油箱内的油面高低，不足时应予以补充。检查抱闸的松紧程度是不是合适，送水器转动是否灵活，输水胶管是否固定，以防止转动。2、检查进、排水管路是否畅通，探水附近的巷道支护与顶板等情况是否良好。3、每次变速、接通绞车或断开绞车时，必须首先关闭电动机。 4、卡紧钻杆后，要检查齿瓦螺栓两边露出的是否均匀，以免齿瓦螺栓与给进油缸相碰。5、绞车的两个抱闸不能同时制动。6、绞车不能超负吊垂。7、启动电机后，先空载运行五分钟后再开始，进钻速度根据煤质与地形适当掌握，速度不能过快而使钻杆变形扭曲。8、钻机扶把人应站在钻机的侧面，不能站在与钻杆成一直线上，以免手把伤人。9、上、下钻杆时，人员要站在侧面不准正对钻杆，以免钻杆跑溜伤人。10、在运转过程中有不正常的声音、震动、发热及漏油情况，应立即停车检查。11、弹簧卡盘在松开状态时，不允许使立轴回转。12、钻机因故停钻时， 可根据钻孔情况，将钻杆撤出或不撤出。13、钻入老空积水区的一般特征孔底的压力突然下降；孔内返回的冲洗液增加或减少；水泵停止供水后，孔内继续流水；流出的水有臭味；14、钻入老空区后，不许继续钻进或撤出钻杆，在加强通风与支护同时，要立即汇报领导和通知邻近能够涉及到的工作面人员撤到安全地点。15、钻入老空区，全体人员撤至进风巷道内等瓦斯员检查安全后，再进行作业。如遇有毒有害气体喷出时，应立即停止钻进并切断电源，工作人员全部撤至大巷内，立即报告矿调度室，以便采取措施。16、撤钻时要准备好木塞、麻袋等物，加固巷道支护，疏通好水沟不能使水杂流，并通知水泵房作好准备工作。17、探钻过程中工作人员必须在现场进行交接班，交接班时不能停钻。18、放水时要专人看水情况，注意水流的变化，未经批准不准拔出钻杆。19、放水时，若遇钻孔不出水或水流大小不均时，要小心谨慎地用钻杆捅透堵眼杂物。20、老空水放出后，须打检查孔，证实无疑后方可开始掘进作业。二、钻探技术要求1、钻探施工部门必须严格按照本探放水设计方案要求施工，每施工完一组钻孔由安监、地测、通风、调度联合验收，并记录在册，如发现不合格钻孔，则需重新补探。2、钻机一律采用ZLJ-350型钻机,孔径50mm。释放水孔口管有效长度不少于5.0米,钻孔时需安装孔口管和阀门,并进行注水耐压试验,若能经受2Mpa以上压力方可继续钻进。3、钻孔施工过程中，遇到地质变化如断层、无炭柱应立即汇报矿总工程师，经总工程师研究批准，方可改变原钻探方案，重新制定新方案。4、每次钻探施工完毕，矿安监、调度应严格控制组队的允许掘进距离，不得超掘。5、工作面掘至探水线时，应填写停止掘进通知单，钻探施工完毕，应填写允许掘进通知单，并报矿总工程师批准，及时下发。6、每班必须由安全员、技术员跟班作业，并做好记录。记录中应真实反映煤岩层的变化及换层深度，并记录探水孔的方位、角度、位置、孔深、返水的水质变化等情况。7、钻探过程中，若遇顶钻、煤壁片邦来压、水量突然增大等现象必须停钻，并向调度室反映情况，制定相应措施处理。第七章 放水的技术要求本工作面钻孔探到水后视水压、水质等情况重新估计采空区积水量及补给量，在矿井排水能力允许的情况下决定是否进行放水。如果要进行释放采空区积水时，必须按以下技术要求执行。1、放水前必须调整中央水仓、采区水仓、工作面小水仓的排水能力，并清理好工作面水沟、水仓。2、放水时应在工作面打戗，在拦板外加设顶柱或木垛，必要时应在顶底板坚固地点砌筑防水墙之后方可放水。3、放水时要专人看出水情况，注意水流的变化，未经批准不准拔出钻杆。4、放水时，若遇钻孔不出水或水流大小不均时，要小心谨慎地用钻杆捅透堵眼杂物。5、老空水放出后，须打检查孔，证实无疑后方可开始掘进作业。第八章 探放水安全措施1、加强靠近探水地点的支护，打好坚固的立柱和拦板，以防高压水冲垮煤壁和支柱，钻机固定牢固2、认真检查排水系统，保持状态完好，准备好适当坡度和断面的排水沟及相当体积的缓冲水仓，加大排水能力。确定专职排水人员，并严格交接班。3、探水地点安设专用电话，使其能够及时与调度室或中央水泵房联系，如有异