28#三区段泄水设计.doc

据地测部门提供的水情水害预报显示，在北二采区东翼27#1层四区段、二区段采空区存有积水，这部分积水将影响东翼28#三区段工作面的生产安全。为了保证北二采区东翼28#三区段工作面回采期间不受水害影响，经矿会议研究决定，在北二采区东翼28#层三区段上、下顺槽内施工泄水孔进行泄水工作，以确保工作面回采安全。具体设计如下：一、概况1. 东翼27#1煤层基本情况东翼27#1层煤层伪顶为1.5米厚的泥岩，固结性较好，较硬，遇水膨胀变松软，老顶为粉砂质泥岩，胶结性较差，较松软，直接底板为2.04米厚的泥岩，固结性较差，较软，遇水膨胀变软。2. 东翼27#1层三区段、二区段老塘积水情况东翼27#1层三区段积水面积2000，积水水位+447水平，积水量约8000立方米，东翼27#1层二区段积水面积500，积水水位+470水平，积水量约2000立方米。3.积水区域四邻关系东邻一矿井田西五、西六采区（已停采27#煤层），南邻东翼27#层一区段采煤工作面，西邻27#层未开采煤体，北邻东翼27#层四区段采空区，整个积水区域南高北低。二、泄水设计为保证泄水工作顺利进行，本次共设计九个泄水孔。在一个泄水孔能够达到正常出水量的情况下，暂停施工其它钻孔。按照施工先后顺序可分为：1#9#泄水孔（见附图一）。各泄水孔的技术参数为：1.泄水孔施工技术参数（1）1#泄水孔施工位置 ： A35点以西29.22米，下顺槽下帮巷道底板向上1.8米处，方位：292332，仰角50，工程量27.36米，孔口标高+412。终孔位置：东翼27#1层三区段采空区，标高+432.93。（见附图二）（2）2#泄水孔施工位置 ：A35点以西27.21米，下顺槽下帮巷道底板向上1.8米处，方位：291555，仰角50，工程量31.08米，孔口标高+412。终孔位置：东翼27#1层三区段采空区，标高+435.81。（见附图三）（3）3#泄水孔施工位置 ：A35点以西25.2米，下顺槽下帮巷道底板向上1.8米处，方位：2911553，仰角50，工程量28.95米，孔口标高+412.12。终孔位置：东翼27#1层三区段采空区，标高+434.18。（见附图四）（4）4#泄水孔施工位置 ：A29点以东18.17米，下顺槽下帮巷道底板向上1.8米处，方位：3250647，仰角50，工程量40.01米，孔口标高+386.63。终孔位置：东翼27#1层三区段采空区，标高+417.28。（见附图五） （5）5#泄水孔施工位置 ：A29点以东24.23米，下顺槽下帮巷道底板向上1.8米处，方位：3282753，仰角50，工程量39.28米，孔口标高+386.81。终孔位置：东翼27#1层三区段采空区，标高+416.9。（见附图六）（6）6#泄水孔施工位置 ：A29点以东30.31米，下顺槽下帮巷道底板向上1.8米处，方位：3315253，仰角50，工程量38.62米，孔口标高+386.81。终孔位置：东翼27#1层三区段采空区，标高+416.4。（见附图七）（7）7#泄水孔施工位置 ：B21点以东23.67米，上顺槽下帮巷道底板向上1.8米处，方位：3463655，仰角50，工程量51.31米，孔口标高+421.67。终孔位置：东翼27#1层三区段采空区，标高+460.98。（见附图八）（8）8#泄水孔施工位置 ：B21点以东31.44米，上顺槽下帮巷道底板向上1.8米处，方位：3494425，仰角50，工程量48.5米，孔口标高+423.93。终孔位置：东翼27#1层三区段采空区，标高+461.09。（见附图九）（9）9#泄水孔施工位置 ：B21点以东38.46米，上顺槽下帮巷道底板向上1.8米处，方位：352306，仰角50，工程量47.98米，孔口标高+424.38。终孔位置：东翼27#1层三区段采空区，标高+461.15。（见附图十）（10）钻孔直径65（11）钻孔位置、角度、方位由地测三队现场标定。2.水仓施工技术参数（1）在施工下顺槽泄水眼前，需要在东翼28#层三区段下顺槽下帮施工T型水仓，使下顺槽内形成T型水仓加已有环形水仓的排水格局。（2）T型水仓拉门中心位置自开切眼硬帮向外66m处，方位338平掘1米，然后再以45下山施工2.8米变平施工2米，之后向两侧平掘1米停头。（3）在施工上顺槽泄水眼前，需要在东翼28#层三区段上顺槽下帮施工环形水仓，利用环形水仓进行排水。（4）水仓E口拉门中心位置B21点以西10米，方位337平掘1米，然后在以25下山施工5.52米变平施工2米，变方位293，平掘4米停头。再从水仓F口距E口10米处拉门，方位337平掘1米，然后以25下山施工5.52米变平施工2米，变方位247，平掘4米与E口贯通，环型水仓工程量12米。水仓断面净宽净高=2.1m2.1m。顶板采用10#铁丝网配合等强螺纹钢式树脂锚杆联合支护，间排距0.8 m0.8 m。两帮采用树脂锚杆支护，间排距1.0 m0.8 m。（5）水泵硐室拉门中心位置B21点以西16米，与水仓间距为3米。断面净宽净高=3m2.6m。工程量为3.5米。采用木棚支护，棚距1米。（见附图十一）三、泄水孔单孔出水量计算q=60c式中：q单孔出水量 m3/ minC流量系数,可取0.600.70钻孔的断面积，m2g重力加速度，9.81m/s2.h钻孔出口处水头高度，m。q0.6603.14(0.065/2)23.3m3/ min=198.96m3/h四、排水方案及供电方案选择由于单孔泄水量较大（最大出水量为198.96 m3/h），在泄水孔孔口管处安装控制阀门，将出水量控制在45 m3/h以下。工作面泄水采用18.5KW排污泵（水平标高+403.91）排至前顺槽测点A30点处（水平标高+384.59）的环形水仓，环形水仓的水经排水管排+350大巷水沟流入中央泵房水仓。前顺槽最高点在测点A18点处（水平标高+415.88）距A30点712米，距+350水平660米，前顺槽水泵供电由后顺槽变电列车500KVA（660V）移动变电站供电，采用MY-1000-370+125电缆700米引至水泵开关；备用电源来自前顺槽绞车供电。五、前顺槽T型仓必须排水能力计算1、前顺槽必须排水能力的计算正常涌水期工作水泵必须排水能力为：QB1.2qz m3/hqz-矿井最大涌水量m3/h1.2-煤矿安全规程规定的排水设备能力系数前顺槽泄水量控制在45m3/h计算：QB1.245=54m3/h2、估算水泵扬程HB=HC/g mHC-最大高差HB-水泵估算扬程g-管道效率a20取g=0.770.74HB= -19.32/0.74=-26.11M 因下山排水，水泵扬程能满足要求。3、确定水泵台数水泵必须有工作、备用，因此前顺槽选2台MD100-165流量： 54m3/h,扬程：77.5m，电动机功率：18.5KW，转速：2950n/min。-26.11m77.5m符合要求4、管路趟数选择根据煤矿安全规程规定：水管必须有工作和备用，所以前顺槽选两趟排水管路。5、排水管径选择dp=0.0188Q/VP=0.018854/2.2=0.0931mdp=93.1mmdp-所选排水管内径mQ-通过管路流量m3/hVP-经济流速VP=1.52.2m/s6、吸水管径选择dx=dp+2510-3m =93.1+0.025=93.125mm取dB=100mm7、管材及管壁厚度选择 =0.5dB(z+0.4p)/(z-1.3p)-1+C cmdB-标准管内径z-许用应力 样管z=60Mpap-管内液体压强估算值 p=(0.012-0.013)HpC-附加安全厚度cm C=0.2cm=0.5dB(z+0.4p)/(z1.3p)1+C cm=0.5100(60+0.40.01254)/(601.30.01254)1+0.2=0.36cm取标准管壁厚=0.40cm8、确定水泵参数根据计算水泵采用矿用清水泵型号：MD100-165流量：54 m3/h，扬程：77.5米，电机采用防爆电机18.5KW。9、排水管采用1084无缝钢管。10、前顺槽排水系统由掘进队和机运队安装。前顺槽水仓由掘进队施工。六、前顺槽排水供电计算开关选用QBZ-80真空电磁启动器1、过流整定计算:A取值21A。2、两相短路电流I(d)2计算： 采用MY-1000-370+125电缆400米，根据上级变电器的容量（500KVA）、型号查表得I(d)2=2206A3、灵敏度校验：Km=13.131.2 符合要求式中： Iz过负荷整定电流值Ie设备额定电流值I(d)2两相短路电流值Km -灵敏度校验系数七、顺槽环形仓必须排水能力计算1、顺槽必须排水能力的计算正常涌水期工作水泵必须排水能力为：QB1.2qz m3/hqz-矿井最大涌水量m3/h1.2-煤矿安全规程规定的排水设备能力系数前顺槽涌水量按45m3/h计算：QB1.245=54m3/h2、估算水泵扬程HB=HC/g mHC-最大高差HB-水泵估算扬程g-管道效率a20取g=0.770.74，HB=30.46/0.74=41.16m3、确定水泵台数水泵必须有工作、备用，因此选2台MD155-304流量：155m3/h,扬程：120m，电动机功率：90KW，转速：2950n/min。41.16m120m符合要求4、管路趟数选择根据煤矿安全规程规定：水管必须有工作和备用，所以顺槽选两趟排水管路。5、排水管径选择dp=0.0188Q/VP=0.0188155/2.2=0.1578mdp=0.1578mdp-所选排水管内径mQ-通过管路流量m3/hVP-经济流速VP=1.52.2m/s6、吸水管径选择dx=dp+2510-3m =0.1578+0.025=0.1828mdx=182.8mm取dB=150mm7、管材及管壁厚度选择 =0.5dB(z+0.4p)/(z-1.3p)-1+C cmdB-标准管内径z-许用应力 样管z=60Mpap-管内液体压强估算值 p=(0.012-0.013)HpC-附加安全厚度cm C=0.2cm=0.5dB(z+0.4p)/(z1.3p)1+C cm=0.5150(60+0.40.01256)/(601.30.01256)1+0.2=0.92cm取标准管壁厚=0.90cm8、确定水泵参数根据计算水泵采用矿用清水泵型号：MD155-304流量：155m3/h,扬程：120m，电动机功率：90KW。 9、排水管采用1594无缝钢管。八、前顺槽排水供电计算开关选用QBZ-200真空电磁启动器1、过流整定计算:A取值100A。2、两相短路电流I(d)2计算： 采用MY-1000-370+125电缆700米，根据上级变电器的容量（500KVA）型号查表得I(d)2=1356A3、灵敏度校验：Km=1.641.2 符合要求式中： Iz过负荷整定电流值Ie设备额定电流值I(d)2两相短路电流值Km -灵敏度校验系数排水系统所需材料表序号设 备 名 称规 格 型 号单位数量备 注1水泵MD155-304台2配防爆电机、电机90KW、电压1140/660V2水泵MD100-165台2配防爆电机、电机18.5KW、电压1140/660V3无缝钢管1594米2744两趟1372米4无缝钢管1084米616两趟308米5闸阀6个46闸阀4个47逆止阀6个28逆止阀4个39弯头690个1010弯头490个611底阀6个212底阀4个213高压吸水软管6米32四根8米14快速接头6个40015快速接头4个15616电缆MY-1000-70+125米70017电缆MY-32.5+11.5米5018真空馈电开关KBZ-200台119防爆磁力起动器QBZ-200台220防爆磁力起动器QBZ-80台221防爆两联按钮LA-2个4九、施工泄水孔前准备工作1.通风队负责工作：（1）制定钻孔施工安全技术措施。（2）泄水孔的施工、钻机的运送、安装等工作。（3）施工地点通讯设施的安装。2.在钻眼前由地测根据设计给定钻机打眼位置、角度、方位，并在泄水期间作好水情监测和记录，发现情况及时向矿领导汇报。3.掘进队负责工作：（1）将水仓内水抽到最底水位，把水仓内杂物清理干净。（2）施工地点至T型水仓水沟的施工及清理工作。（3）两趟108排水管路铺设（施工地点350大巷水沟）。（4）水泵的安装调试以及泄水期间抽水和水沟的清理工作。（5）钻孔前对施工地点帮顶的支护。4.机运队负责工作： （1）350石门及轨道大巷水沟在施工前清理完毕。（2）在火药库通路、350石门延伸、西翼282#层一区段运输顺槽联络巷、350轨道大巷与轨道下山联络巷、西翼282#层一区段回风顺槽联络巷、采区变电所等处设置防水墙，高度不小于1米。（3）保证排水泵检修完好，达到正常使用。5采煤队负责在T型型仓内形成两台18.5kw的水泵。6.施工前将东翼28#层三区段顺槽内所有与泄水无关的人员全部撤离。十、钻孔的施工要求1.在距离终孔4米时，将钻机停机，安装108孔口管，长度不小于2米，并用麻绳缠绕将其表面涂抹树脂药卷，起到密封作用，然后进行水压实验，检查密封是否完好。再安装承压钢板，用161800等强锚杆将四角固定，起到承压稳固作用，最后安装控制阀门。安装完毕以后可继续施工。根据排水泵的排放能力控制放水阀门，将钻孔内的水流引至环形水仓内。（见附图十二）2.钻孔施工时，由通风队机电队长和机电段长现场指挥，操作时要严格按照钻孔参数要求施工。3.进入工作现场首先要敲帮问顶，及时处理危煤活岩，保证人员安全。4.在钻眼前要对帮顶进行支护，打好贴帮柱封好帮板，以防爆帮伤人。5.在钻孔钻进时，发现煤岩松软、片帮、来压或钻孔中的水压、水量突然增大，以及有顶钻等异常情况时，必须停止钻进，但不得拔出钻杆，要及时汇报并派人监测水情。情况危急时，要立即撤出受水威胁地区的人员，然后采取措施进行处理。6.钻头到终孔位置后不得拔出钻杆，认真观察出水孔水量变化，并根据水流变化情况随时利用钻具进行钻孔疏通，以防止煤矸堵塞钻孔造成排水不畅，待水流通畅后方可撤下钻机。7.对泄完水后的钻孔要及时关闭好阀门（或封堵好），以防止泄漏瓦斯；在排水时，应尽可能将积水放空，以