1802回风巷掘进探放水设计.doc

1802回风巷上山、1801回风巷掘进工作面探放水设计及施工安全技术措施一、概况1802回风巷位于+1000标高，是本矿8号煤层的最上部巷道，由于矿区内有民窑开采历史，矿区内及周边老窑较多，老窑开采垂深深浅不一，老窑可能有积水，甚至与大气降水有水力联系。因此老窑积水可能是矿井浅部采煤安全隐患。为了能够安全地掘进1802回风上山及1802回风巷，根据“有掘必探，先探后掘”的探放水原则，特制定本放水设计及措施。二、探放水地区的水文地质：一）、地层区内出露地层从新至老依次为三叠系下统夜郎组的（TIy）九级滩段（T1y3）、玉龙山段（T1y2）、沙堡湾段（T1y1），二叠系上统的长兴组（P2c）、龙潭组（P2l）及二叠系下统的茅口组（P1m）。二）、断层含水性矿井内共出露断层5条，隐伏断层1条。落差大于30m的有3条；落差小于10m的3条；除5、6号断层为正断层外，其余均为逆断层。从地表上分析断层，F1断层在扇子岩附近溪沟水汇集地表水流入E1落水洞（标高1098m）。F1断层将P1m灰岩、T1y2灰岩形成对接，沿F1断层带，发育了串珠状的洼地和落水洞，勘探区北西来自区的地表水在高炉附近F1、F2交汇处上部经E1消水溶洞注入地下，形成沿断层带的地下迳流。外排泄于六广河（标高675m）。开采过程中，对矿井的开采将会带来一定的影响。3号孔的F6隐伏断层带，岩芯破碎，据钻孔简易水文地质观测资料，水位、消耗量变化不大，为一压扭性断层，导水性差。三）、地表水、地下水动态变化及其联系地表水、地下水的动态变化明显受大气降水控制，其水位、流量、水质变化均与降水的季节性变化相对应。枯季流量减小，水位下降，水的矿化度增高；雨季流量增大，水位上升，水的矿化度减少。各含水段之间基本无水力联系。上覆夜郎组玉龙山段属富水段，与长兴灰岩间有沙堡湾段泥岩、钙质泥岩相隔，可视为上覆含水段与下伏含水段的隔水层，二者没有明显的水力联系。含煤地层中，单层含水层厚度不大，均为薄层碳酸盐岩及砂岩等复合组成，富水性弱，从钻孔简易水文地质观测资料，各含水段及段内含水层之间的水力联系不明显。F1断层使P1m与T1y2、P2l等地层对接，使各含水层具有一定的水力联系。四）、充水因素分析影响矿井未来充水因素，即取决于水文地质条件，又取决于开拓方式和采煤方法。矿井主要充水因素叙述如下：1、地表水矿井内无大的地表水系发育，仅在矿井的北西面有一从区外流入矿井内的溪沟，地表水流沿消水洞灌入地下，沿F1断层可以形成管道流，向南泄于六广河的深切河谷，只要预留好F1断层保安煤柱，该溪沟之地表水对矿井开采影响不大。2、地下水据矿井水文地质条件，长兴灰岩是矿井间接充水含水层，其充水途迳是采掘破坏或影响引起的冒裂带。龙潭组层间裂隙含水层为矿井的直接充水含水层，回采中应注意岩溶水突然涌入矿井。含煤地层下伏茅口组灰岩为矿井充水的间接充水含水层。3号孔P1m埋深389.60m，其标高为808.24m；水位标高984.550m，灰岩埋深标高与水位标高要差176.31m。地层的若遇断层使其间距缩小，有可能产生沿破碎带突水。3、大气降水大气降水是矿井充水的直接补给源。由于矿井内龙潭组裸露，主采煤层埋藏较浅，风化程度深，加上煤层开采引起顶板破坏裂隙宽度增大，大气降水直接沿风化裂隙带渗入矿井，成为矿井充水的主要水害。4、断层导水矿井内沿F1断层发育串珠状洼地，有断层泉发育，推测为地下水管道迳流，已沟通了地下含水层，使各含水层之间发生了水力联系。矿井开采时，应预留足够的防水煤柱，预防淹井事故的发生。五）、 矿井涌水量根据金沙县玉龙煤矿详查地质报告预测，矿井正常涌水量为939 m3/d，即39.1 m3/h。预计最大涌水量为5888 m3/d。即245.3 m3/h。六）、水文地质类型矿区位于杨柳沟背斜东翼的乌江河地带，属该区域的排泄区前端。地下水以大气降水补给为主。影响矿井充水的主要因素是地表水、老窑水和断层导水。矿井最低侵蚀基准面位于南部边界六广河，标高为690m，矿床水文水文地质条件中等偏复杂。三、探放水作业参数1、探放水的起点为保证采掘工作和人员安全，防止误穿积水区，将水淹区的积水范围、水位标高、积水量等资料填绘在采掘工程图上，经过分析划出三条界线：即积水线、探水线、警戒线。探水线距积水线距离为60m，警戒线：沿探水线外推50150m。探水起点：由于积水范围不可能掌握得很准，因此必须在离可疑水源75150m以外开始打钻探水。从1802回风上山开口2m时开始探水。2、钻孔深度与超前距离在掘进时，应先探后掘，探放水孔的孔底位置必须始终保持超前掘进工作面一定距离，留有一定厚度的岩（煤）柱，以确保掘进工作面的安全。超前距的计算公式：L=0.5KM（3p/Kp）1/2式中L-超前距,m M-煤厚或采高,m Kp-煤的抗张强度，Kgf/cm2P-水头压力，Kgf/cm2，取50K-安全系数，本设计取58#煤层厚度为2.9米，煤的抗张强度为1 0 Kgf/cm2，水头压力P为50 Kgf/cm2，则超前距： L=0.552.9（350/10）1/2=28.08（m）掘进最小超前距取30米。钻孔深度取60m。即钻孔深度60米，允许掘进距离为30米。3、 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，其值一般与超前距相同，本设计取30m。4、 钻孔密度(孔间距)允许掘进距离终点横剖面上，探水钻孔之间的间距，一般不超过3m，以免漏掉积水区，本矿取3m。5、钻孔直径本设计配备ZY-750探水钻，最大钻进深度150m，孔直径60mm。6、 钻孔数目及布置1802回风巷钻孔主要是探巷道上帮小窑老空水，钻孔呈半扇形布置在巷道上帮。钻孔之间的夹角为715 ，钻孔终孔位置在巷道上帮轮廓线以外30米，底帮轮廓线以外10米，每组5个孔，采用先探后掘循环作业。7、探放水设备选择。配备ZY-750探水钻3台.四、探放水准备工作1、必须配齐探放水工具，探水钻型号为ZY-750型,钻杆数量要足够，其数量为使用数量的二倍。2、设好开关、电源、排水管等，并安装好电话，以便于联系。3、探放水过程中必须准备好直径不小于80mm的圆木楔子35个，以备控制水流涌出量。4、探放水时跟班副矿长必须亲自到现场指挥，执行好探放水措施。五、探放水安全措施1、打钻之前必须严格检查作业地点及附近20m范围内的支护、瓦斯等情况，如有隐患必须待排除后方可进行打钻。2、进行探放水之前，必须将钻场后方排水路线上的浮煤、矸、水沟清理畅通，保证安全撤退路线畅通无阻。3、在打钻地点附近安设专用电话。与所有可能受水威胁的工作地点连通，并事先制定好撤退路线，以防止意外事故的发生。4、探放水前必须安排专人通知受害威胁区内的人员（与探放水无关人员）撤至安全地点，并将所有电气设备运至安全地点方可进行探放水。5、钻机必须由熟练工操作，施工人员必须将钻机架设稳固后方可开钻。打钻人员严禁戴手套，毛巾必须塞进衣领，并将衣服封扎好，以防钻杆扭缠伤人。6、打钻人员严禁正对钻机，以免钻杆顶出伤人。7、钻进时，若发现煤层松软、片帮、来压或钻孔中水压、水量等突然增大，以及有顶钻等异状时，必须停止钻进，但不得拔出钻杆，现场负责人员应立即向矿调度室报告，并立即撤出所有受水害威胁地区的人员，然后采取措施，进行处理。8、每组迎头5个钻孔全部施工完毕且确认无积水后，方准继续向前掘进，若有积水则必须待积水排放完后方可继续掘进作业。9、严格按设计要求施工探放水孔，由现场值班副矿长、安检员进行监督，严禁弄虚作假。10、打钻时必须有专人清理钻孔煤矸渣，保证巷道畅通。11、加强巷道支护，保证探水地点、避灾路线、泄水巷道不发生冒顶事故。12、准备好木塞，以便必要时杜塞钻孔，在积水区、水压大的地方探放水时，要设套管，钻杆通过套管打探水孔，套管上安有水压表和阀门，探到水源后利用套管放水。13、探放水地点随时可能涌出二氧化碳、硫化氢、瓦斯等有害气体，因此，要保持通风良好，瓦检员要加强对有害气体的检查，如果有害气体突然出现，往往是接近积水区的先兆，必须停止钻进，撤出所有作业人员。14、在钻进过程中，要密切注意钻孔情况，如果发现孔内显著变软，沿钻杆向外流水以及冲洗液突然增加等透空预兆时，要立即停止钻进，但不能退钻，以防有害气体和大量积水突然涌出。人员不要正对钻杆站立。待情况查明，各项安全措施准备完毕，确认无危险后，方可用旋转钻杆的方法，慢慢把水放出。15、透水预兆a、煤层发潮变暗，这是由于积水的渗透而带来变化，如掘进一段仍是这样，说明附近有积水。b、煤壁“挂汗”、“挂红”。积水透过微孔裂隙凝聚于江壁表面而呈水珠，称“挂汗”。当积水中有金属氧化物时，水珠成红色，称“挂红”。c、空气变冷，发生雾气。因为积水温度较低，巷道临近时空气变冷，而巷道进风温度相对要高，因而产生雾气。d、顶板淋水加大，出现压力水流，这是距积水区已经很近的现象。e、水叫声、水吼声或空洞漏水声、这是积水流动时产生的，属于险期征兆。f、水色发浑，有臭味。任何人发现透水预兆，必须立即停止工作、撤出人员、向带班矿长报告，及时查明原因。并报告矿长、总工程师，以便采取措施。16、水灾避灾路线：1802回风巷掘