2122回风掘进面探放水设计方案3.doc

第一章 概 述为了保障煤矿安全生产，防止突水、透水事故的发生，结合我矿实际情况，并根据我矿的水文地质条件，对四邻关系进行水患调查，特编制一采区轨道巷探放水设计方案。第二章 组织机构的建立和岗位责任组 长：全面负责探水调度工作。副组长：具体负责探水工作，配合组长调度人力，物力等的后备物资。技术部：履行岗位责任，根据总工的安排制定防探水措施，掌握掘进进度，及时填写图纸，为防探水提供准确的技术资料，正确指导施工。机电部：履行岗位职责，负责机电设备配置与检修，保证探水设备与电力供给与正常运转。通风部：履行岗位职责，随时监视有害气体的变化情况。调度室：履行岗位职责，负责调度通知，通报的上传下达，保证矿井通讯的畅通。供应部：履行岗位职责，负责物力供应详细清查库存物品的缺失，随时反应采购人员进行购置，保证物品供给无误。采掘队：掘进队队长，履行岗位职责，负责调度各班长，严格按照防探水设计方案及措施实施落实。第三章 水文地质情况一、地表水井田位于汾河西北，井田内没有大的地表积水和河流，冲沟发育，地势西高东低，发育的冲沟多属雨季排泄通道，平时干涸无水。井口处的最高洪水位线标高为760.00m。二、井下主要含水层组：（一）松散岩类孔隙含水层赋存于第四系冲积洪积层内，含水层由砂砾组成，间夹淤积粘土。据井田内水井调查资料，埋藏深度3-11 m，水位标高717.54-724.99 m，由山麓向河谷逐渐降低，涌水量2.75 L/sm，单位涌水量0.22 L/sm，富水性中等。小沟谷中冲积洪积层及第四系黄土中之砾石层潜水含水层不发育。（二）二叠系碎屑岩类砂岩裂隙含水层组指二叠系上统上石盒子组、下统下石盒子组、山西组砂岩裂隙含水层。上石盒子组最大残留厚度260 m，含砂岩5-6层，厚度变化不定，一般5-15 m；下石盒子组厚70.52-82.39 m，含砂岩两层，即K8、K9砂岩。K8砂岩厚8-11 m，K9砂岩不稳定，厚0-22 m；山西组厚40.03-73.43m，含不稳定砂岩4-5层，其中以K7砂岩较稳定，厚一般0-12.44 m。据下石盒子组下部单独抽水（井田北1.5km处师6-3孔）试验结果，单位涌水量0.065 L/sm，渗透系数为0.00001 m/d。据师6-3、8-3（井田北1.5km处）对山西组进行单独抽水试验：水位标高685m，渗透系数0.002-0.15 m/d。单位涌水量0.00779-0.307 L/sm。属富水性弱-中等的含水层。（三）石炭系上组太原组碎屑岩裂隙夹碳酸盐裂隙岩溶含水层含三层稳定的石灰岩，即K2、K3、K4石灰岩。K4灰岩厚3.17-6.65m，与K7砂岩相距28 m左右，以泥岩、砂质泥岩、砂岩相隔。K4灰岩埋藏距地表95-470 m，层位标高660-280 m，据井田北2km处师201孔资料，静止水位标高732.925 m，单位涌水量为0.00037 L/sm，渗透系数0.0046 m/d，按静止水位推断与上部砂岩含水层无水力联系。K3灰岩厚3.45-6.11 m，与K4灰岩距8.50 m，以煤、泥岩、砂岩相隔，灰岩埋藏距地表110-480 m，层位标高625-270 m。师201孔注水试验测得静止水位标高554.315 m，渗透系数0.021-1.704 m/d。按静止水位推断与上部石灰岩含水层无水力联系。K2灰岩厚8.00-11.08 m，距K3灰岩20-30m左右，以煤、泥岩、砂岩相隔，灰岩埋藏距地表140-500 m，相对标高600-250 m，师201孔注水试验测得静止水位标高553.32 m，渗透系数0.01-3.123 m/d，按静止水位推断与上部灰岩含水层无水力联系。整个太原组地层，经师8-3孔注水试验求得，其渗透系数为0.149 m/d。水位标高600-660 m，单位涌水量0.000135-0.444 L/sm，属富水性弱-中等的含水层。（四）奥陶系中统石灰岩岩溶含水层该含水层组在井田内没有出露，主要为中奥陶统的峰峰组、上马家沟组。由于该地层岩溶比较发育，故以中奥陶统峰峰组之石膏带为界，在上部灰岩与下部灰岩(属马家沟)中形成的两个大的含水层，位于上部的峰峰组(即石膏带以上含水层)岩溶不发育，裂隙均为方解石及石膏充填，据邻区义棠煤矿师201水文孔钻进25m，经注水试验，求得渗透系数为0.383m/d，水位标高为560m；上马家沟组(即石膏带以下含水层)中、上部岩溶发育，可见岩溶灰岩，据崔家沟村施工的3号水源井(位于井田南10km)揭露，该含水层静止水位标高550m，单位涌水量可达16.67L/sm。根据2007年9月-2008年3月，地矿邢台地质工程勘察院在南尾沟煤矿施工一供水深井，井深661m，打到奥陶系下统，水位埋深314m，水位标高531.60m，涌水量600m3/d以上，水质类型HCO3SO4-CaMg型。根此推测出井田内奥灰水位为531.50-532.50m。三、矿井开采临界情况:相邻矿井均与本井田无越界开采现象，相邻处全为实体煤，各矿井采空区离本井田较远，因南北西低东高，相邻各矿的采空区积水对本井田无影响。四、地质构造情况：井田为一背斜构造，发育断层12条，落差5-15m，倾角45-75，均为正断层，经调查，煤矿在井下采掘揭露到断层时，未出现淋滴水现象，在背斜两侧的采空区存在少量积水，对矿井生产危害不大。第四章 探放水工程布置与设备 一、探放水工程布置：一采区轨道巷掘进工作面位于一采区皮带巷西翼，按49磁方位掘进，在开展掘进工作时必须坚持“有掘必探、先探后掘”的原则。二、掘进工程要求：探放装备探水钻采用ZLJ-650型煤矿坑道钻机，钻机电机功率为7.5KW，42mm长1m的钻杆，55mm的钻头。采用2NB型泥浆泵，该泥浆泵相关参数如下：额定流量250/200 L/min 额定工作压力 4 Mpa缸套内径85 mm行程长度140 mm往复次数102/81 Min-1吸浆管直径89 mm排浆管直径38 mm电机功率22/18.5 KW重量980/955Kg外形尺寸（LWH）21858901600mm配套电机型号YBK2-200L2-6三、探放水的步骤：1、掘进工程开口15m，必须安装探水钻机。2、随掘进巷道的推进向前移动。四、探孔的布置从掘进头开始布置四个孔，孔间距0.9m，开孔距底板1.0m。钻孔和巷道垂直剖面夹角：钻夹角为11，钻夹角为0，钻夹角为11钻夹角为;钻孔和巷道水平剖面夹角：钻、钻沿1#煤倾角钻进俯角4，钻夹角为俯角4，钻夹角为仰角1。最大允许掘进距离70米，超前距离30m。五、探水钻孔的安全装置在探放水工作中，在水量和水压不大时，积水可通过钻孔直接放出，在预定水压大于0.1MPa的地点探放水时，都应预先安装孔口承压套管。先用168mm钻头打一深11m的孔，然后装入108 mm*5mm长10m的无缝钢管，并将钢管与岩体之间用高压注浆泵进行水泥固结，使钢管和岩体成为一体，承压套管水泥、砂配比为1:2，待水泥凝固后进行扫孔，然后进行压水耐压试验，试验压力不得小于设计水压，稳压时间不小于半小时，孔口周围不漏水、孔口管牢固不活动即为合格，否则必须重新注浆。之后再用小直径钻头钻进，当钻透集水区时，退出钻具，在安全套管的外露部分装上压力表、水阀门和导水管等。钻孔布置具体参数见下表:钻孔设计及参数孔 号位 置角 度设计孔深与水平剖面夹角与轴线夹角钻距底板1.0m俯角411102m钻距底板1.0m俯角40100m钻距底板1.0m俯角411102m钻距底板1.0m仰角11101m六、打钻施工设计要求1、打钻前要在附近建一临时水仓。水仓规格：长4m宽2m深1m。2、加强钻孔附近的巷道支护，并在工作面迎头打好坚固的立柱和拦板。3、在打钻地点或其附近安设专用电话。4、依据设计，确定主要探水孔位置时，由测量人员进行标定。负责探放水工作的人员亲临现场，共同确定钻孔的方位、倾角、深度和钻孔数量。5、施工组织：由生产部现场负责，探放水队施工。6、探放水队负责钻机的运输、安装、供电、打钻及拆除工作，并负责相关设备的检查，确保顺利施工。第五章 水患防治的经济投入一、防止水患规划；由矿生产技术人员做每年、季、月度的防治水规划、制定经济预算、申报矿长审批。二、经济投入。三、保证正常资金的投入、确保探防水需要的设备供给。第六章 独立排水与供电巷道独立排水系统：1、采用2寸铁管进行排水系统，掘进工作面的水排至下组煤采取水仓后经主水仓内由主水泵排出地面。2、掘进工作面安设一台小水泵，用于排水。地面采用双回路供电，以确保排水系统有足额供电量。第七章 矿井正常涌水量与排水能力一、一采区轨道巷掘进面水患不构成威胁，顶板仅有少量渗水。二、主、副水仓容量1200mm，满足24小时最大涌水量。三、排水能力。主排水泵能力实测鉴定40 m/h，排水泵8小时能排24小时最大涌水量。第八章 探放水安全技术措施1、 按照煤矿安全规程规定，编制防治水计划和每度防治水计划并组织实施。定期和不定期收集、调查和核对相邻矿井的情况，并展在井上下对照图上、采掘工程平面图上。注明开采范围、开采年限、积水情况制定相应的探、放、堵、截排的综合防治措施。 1、钻场必须加强通风，确保工作面的风量充足，以便冲淡和带走超限的瓦斯和有害气体，工作面5米范围内悬挂便携式瓦斯检测仪。 2、探放水过程中，严格执行瓦斯检查制度，并指派专职瓦斯员进行不定时的瓦斯检查，发现瓦斯超限，立即停止工作进行处理，并汇报调度室。当瓦斯含量达到1%时，必须停止钻进。达到1.5%时或工作地点20米范围内有瓦斯积聚现象必须停止工作，立即撤人。只有瓦斯浓度降到1%或工作地点无瓦斯积聚方可开动钻机。 3、钻探水必须指派专职的探水队伍，严禁指派其他人员进行钻探工作。 4、如在钻探过程中发现钻孔内有异常水涌出时，切勿退出钻杆，应先撤出所有受水威胁地点的人员，并汇报调度室，水量不大时启动排水设施直接排放。 5、探放水地点要确保与相邻地区的工作地点的联系，一旦出水要马上通知水害威胁地区的工作人员撤到安全地点。 6、首先固定好钻机，打钻时要时刻观察钻孔的情况，如发现煤层疏松，钻杆推进突然感到轻松或顺着钻杆涌出的水超出供水量时，立即停止钻进进行检查。如果孔内水很大必须马上固定钻杆，启动排水设备加强排水，根据水量控制涌水，采取阀门进行防水，以便水泵能及时排走工作面涌水。观察水量并汇报调度室。 7、出现煤层松软、片帮、空气变冷、煤壁挂红、挂汗、地板鼓起、顶板下沉、有臭鸡蛋味，必须立即停止作业，查明原因，进行处理并汇报调度室。 9、探透后，预计每小时出水量25m3,配备好相适应的排水设备。 10、出水后由瓦斯检查工现场检测瓦斯及有毒有害气体的变化概况，并随时向调度室汇报。 11、如水流凶猛防止钻孔内出水伤人，撤离所有受水威胁的人员。在水量无法控制的情况下立即启动水害应急预案。按规定的避灾路线撤离至安全地点。 12、跟班矿长、防治水技术员，测量技术人员、电工、瓦斯员、安全员、探放水队长，及各科室负责人必须亲临现场。 13、总指挥设在调度室，由矿长、值班矿长亲自指挥。在每年雨季前，必须对防治水工作进行全面检查，组织抢救队伍，储备足够的防洪抢救物资。二、地面防治水：1、当地历史降水量和最高洪水资料，建设疏水、排水、防水系统。2、严禁开采煤层露头的防水煤柱。3、容易积水的地点应修筑沟渠，排泄积水。4、严禁将矿石、炉渣、垃圾等杂物堆放在山洪光线渠或附近。三、井下防治水：1、相邻矿井分界必须留设防水煤柱，矿井内有断层时，必须在断层两侧留设防水煤柱。防水煤柱的尺寸，应根据区内地质构造、水文地质条件，煤层赋存情况，围岩性质、开采方法及煤层移动规律而定。2、严禁破坏各种隔水煤柱进行采掘活动。3、认真执行“有掘必探”的原则，对不执行探水设计及措施的责任人严加处理。4、清理