庚超前探水设计方案

1、庚 20-21050 掘进工作面防治水设计一、简况：庚 20-21050 掘进工作面位于二水平庚一采区东翼南部，东到一矿工业广场煤柱线，西到庚一皮带下山，南邻庚20-21030 采空区，根据庚 20-21030采面、剖面图分析，老空积水面积 73576吊，积水量44145用，最大 水头29rn北隔一区段与庚20-21090采面相邻，东南上部为一矿己组水 仓。地面位于落凫山东段，石油公司西北约 500m 处，地面无建筑物。风 巷走向长975m机巷走向长924m该工作面在庚20煤层内施工，顶板为 L6 石灰岩，厚 4.2m ；底板为灰色砂质泥岩，厚 1.7m 。该掘进工作面地质构造以断层为主，受构

2、造影响局部有起伏，局部 顶板有裂隙，裂隙可能涌水。目前庚一各观测孔水位如下：庚 20-21090 风巷西观测孔水位：-416.5m ;庚一皮带下山观测孔水位：-388.5m。水 位取最高值，以庚一皮带下山观测孔水位： -388.5m 为庚一采区寒武系灰 岩水位。推测该面风巷标高-380-401m,机巷标高-409-421m。该面 机巷、切眼底板寒武系灰岩最大水压为 0.325MPa,风巷水压为0MPa庚 20-21030掘进时最大涌水量25mVh，采煤时最大涌水量40mVh ;庚20- 21090掘进时最大涌水量 15m3/h ,根据庚 20-21030 及庚 20-21090 工作面在 采煤

3、及开采后的涌水量分析,预计庚20-21050 在掘进期间正常涌水量 25-30mVh，最大涌水量为 60mVh。-500水仓仓容3000用，排水能力 520m3/h ,满足排水要求。、庚 20-21050 掘进工作面安全掘进分析1、掘进巷道底板隔水层安全水压的计算(1)计算公式p2kp式中：p底板隔水层能承受的安全水压，MPat 隔水层厚度，m ；l巷道宽度，m ；Kp底板岩石抗拉强度，MPa ；Y 底板隔水层的平均重度，MN/m）2）计算参数的选取和换算庚20煤层底板隔水层厚度，即庚20煤层底板至寒武系灰岩顶面厚度15.342.84m,平均21.6m。本设计采用最小值 15.3口数据采集：庚

4、2。 21050工作面附近揭露的钻孔）。 巷道宽度，L取4.6m; 底板岩石抗拉强度，依据煤层底板岩石物理力学性质测试结果， 岩石的抗张强度，取平均值1.5MPa二矿地质报告）。 底板隔水层的平均重度y，庚20煤层底板0.0224MN/m实测）(2)计算结果p=2X 1.5 XI + 0.224 x 15.3=33.53MPa依据上述公式及所确定的各项参数，计算得出底板隔水层能承受的安全水压为33.53MP&4)计算结果分析依据庚一采区寒武系灰岩水位-388.5m,机巷实际水压最大值为 0.325MPa,小于计算值33.53MPa。计算得底板隔水层能承受的水压大于 实际底板隔水层承受的水压，在

5、正常情况下掘进是安全的。2、掘进巷道安全隔水层厚度的计算1)、计算公式式中t-安全隔水层厚度，mL-巷道底板宽度，m-底板隔水层的平均重度，MN/m；Kp-底板隔水层的平均抗拉强度，MPa p-底板隔水层承受的水头压力，MPa2）、计算参数的选取和换算 .巷道底板宽度，L取4.6m; .底板隔水层的平均重度：庚20煤层底板0.0224MN/m实测） .底板岩石抗拉强度，依据煤层底板岩石物理力学性质测试结果, 岩石的抗张强度，取平均值1.5MPa哋质报告）。 .底板隔水层承受的水头压力 0.325MPQ= 1.437依据上述公式及所确定的各项参数，计算得出掘进巷道安全隔水层 厚度为1.437m。

6、4）、计算结果分析庚20-21050掘进工作面庚20煤层底板隔水层最小厚度为15.3m，大于 计算得出掘进巷道安全隔水层厚度1.437m。在正常情况下掘进是安全的。3、掘进巷道突水系数的计算1）、计算公式0 XI式中T -突水系数，MPa/mp-底板隔水层承受的水压，MPaM-底板隔水层厚度，m2）、计算参数的选取和换算 .底板隔水层承受的水压0.325MPa; .底板隔水层厚度15.3m。3）、计算结果|百|=0.02124庚 20-21050 突水系数 0.02124MPa/m4）、计算结果分析庚20-21050突水系数0.021MPa/m 小于0.06MPa/m煤矿防治水规 定底板受构造

7、破坏块段突水系数一般不大于 0.06MPa/m正常块段不大 于0.1MPa/m。），在正常情况下掘进是安全的。4、根据该面四邻及上、下水文地质情况分析：风巷东段上部一矿己 组水仓充水约13800nVh，和庚20煤顶板层间距约69m，庚20-21030采煤 已泄水，分析基本无威胁，掘进到此处时加强顶板和迎掌水文观测；庚 20-21050 风巷底板已遭受庚 20-21030 采煤时破坏泄水，由于风巷底板寒武 系水压为OMPa风巷主要受庚20-21030老空水威胁，必须探放老空水。 切眼处 3111 钻孔距上部水仓近，封孔不详，偏斜不详，需在距钻孔 20m前查清，采取措施。根据以上底板隔水层安全水压

8、的计算、安全隔水层厚度的计算、突 水系数的计算，机巷和切眼正常掘进情况下是安全的。为了防止断层裂 隙或岩溶裂隙导水，保证施工安全，机巷从开口至300m处执行全过程钻探；300m后执行物探先行、钻探验证；切眼必须采用下山施工，执行全 过程钻探。三、管路、供电及排水设备、风、机巷每掘进 300m左右，需在低洼处做一个水仓 容积不小 于15用长x宽x深，5X3X 1m深是底板以下1m）。、水泵型号：2台IS100 65 250水泵，单泵排水量100nVh，扬 程80m配电机37Kw、风、机巷均安装2趟4吋专用排水管路，排水设备必须跟上施 工进度。、依据排水量及排水路线，每个水仓处安装水泵2台，一台工

9、作，一台备用，分别连接到 2 趟 4 吋排水管上，必须保持排水设备完 好。风机巷供电线路：风、机巷均采用专用供电线路，机巷两趟专 线、风巷一趟专线和一趟普通线路，保证每个水仓排水设备能随时切换 电源。排水线路：风巷、切眼-庚20-21050风巷-庚一皮带下山水沟-庚一中部水仓。 机巷-庚20-21050机巷-庚一皮带下山水沟-庚一中部水仓。四、超前探放水设计、庚20-21050机巷、切眼施工超前距的选取按照煤矿防治水规定超前距的留设，采用以下公式计算：l-超前距的长度m ；K安全系数 般取2 5);m煤层厚度或米咼m ；P 底板含水层水压kgf/cm ) oKp-煤的抗张强度vkgf/cm2)

10、。庚20-21050机巷、切眼计算时K取3.5，煤层厚度1.85m#道高2.6m),水头压力3.25kgf/cm 2,煤层的抗张强度取值 8.5kgf/cm 2,计算出超前距。机巷、切眼：L=0.5 X 3.5 X 2.6 X !=4.87m计算分析：计算得出超前距为 5m为了保证掘进的安全，机巷及切 眼施工执行10m超前距，切眼必须采用下山施工。、物探1、物探范围：机巷开口 300m后至切眼。2、由于YDZ(A蜀流电法仪使用的局限性，开始施工先用钻探，施工 长度达300m时再进行直流电法仪超前循环探测，探测距离60m如果没有发现富水异常区，可以向前掘进施工 50m探测发现富水异常区，则在 距

11、离富水异常区10m处开始用探放水钻机进行超前钻探验证。如果钻孔 涌水量小于10nVh，并无其它异常时可以向前施工，直至越过富水异常 区，但要密切注意巷道顶底板的变化情况；如果钻孔涌水量大于 10nVh，需要对富水异常区进行疏水降压或底板注浆加固，直至钻孔涌水 量小于10nVh时方可向前掘进。钻探1、钻探范围：机巷前300m物探异常区、切眼以及物探不能采集数据地段2、超前探水钻机、钻孔设计及钻孔参数:米用ZK-75型探水钻机进行超前钻探，超前探水距离正前方钻孔为 20m向两帮探测距离21m每次施工必须保持10m超前距，循环进行超 前探水。孔号方位角倾角孔径mm孔深m1沿机巷 切眼）方向南偏27

12、平行煤层 顶板44212切眼方向沿切眼倾 角44203沿机巷 切眼）方向南偏27平行煤层 顶板44213、孔口测压装置设计及安装要求 .孔口管采用89mn钢管，长度5m。 .测压装置设计详见测压装置示意图。 .钻孔钻进5m后停止钻进，扩孔，扩孔时孔要扩直，出净虚渣。 .采用混凝土封堵，为防止注浆时堵住空气，加注前应在孔内插入塑料管，以排出空气 . 封孔完毕后，准备扫孔试压，其间隔不少于 24小时。 . 扫完孔后，装好试压装置，随即进行耐压实验，试压耐压值不小 于0.5MPa,耐压时间不小于30分钟，合格后方可打钻探水，否则必须从 新施工直到合格。4、探放水点排水设施及供电 .排水线路：探、放水

13、点-庚20-21050机巷巷-庚一皮带下山排水 沟-庚一中部水仓。 打钻前，应先在探水点附近低洼处掘好水仓或水窝，机巷水仓应 设在机巷上帮一侧，且在附近相对低洼处，减小下个工作面风巷掘进时 老空水威胁。 . 水泵排水能力不小于 100m3/h ，扬程不小于 50m。 每个探放水点泵窝、水仓处均安装水泵 2台，一台工作，一台备 用，配套电机37kw,分别连接到2趟4吋排水管上。 探、放水点采用2趟专用供电线路，保证随时切换可用。、探放老空水本设计对庚 20-21050 风巷南帮进行探放老空水，解除水害威胁。1、根据庚20-21030采面、剖面图分析，老空积水面积 73576吊，积 水量44145

14、用，最大水头29m 由于庚20-21050风巷和原庚20-21030机巷 之间设计煤柱约6m，庚20-21030机巷在下帮有7个水仓，最深达5m庚 20-21030 机巷有 9 条斜交断层。风巷开始掘进就开始进行探放老空水，利 用现有巷道作为探放老空水钻场。2、钻机型号煤矿用岩石电钻，型号：KHY D140DLA型，电机功率：5.5KW。3、钻孔设计根据庚 20-21030 机巷剖面和庚 20-21050 风巷具体情况，设计 30 组钻 孔，每组不少于2个钻孔，孔深6.5m，孔间距不得小于3m共计60个 钻孔，孔径56mm钻孔与风巷垂直。除此外，掘进时侧上帮、顶板、如 出现滴、淋、渗水现象，立

15、即停止掘进，执行探、放水。从第一个探放水孔开始，经确认探放水完毕，允许施工后方可向前 施工。以后标高每下降1m布置钻孔一组，循环往前进行探放庚 20- 21030 老空水，直至老空水被放完。4、单孔设计各孔均布置在庚20煤层中，开孔孔径选用直径 96mm勺钻头钻进，钻 2.7m时，停止钻进，下入直径89mm长2.5m的孔口管。孔口管安装阀 门，采用缠布打入、锚杆加固勺方法，孔口处用混凝土封堵。第一个钻孔仰角需根据孔口处顶板仰角确定，实际仰角应比该孔口处顶板仰角大8 ,孔口位置距离顶板1.2 m,透口距庚20-21030机巷顶 板约0.40m。第二个钻孔仰角根据现场情况确定，透口距庚20-210

16、30机巷底板板约 0.40m5、探放老空水点排水设施 .排水线路：探水点就近风巷水仓庚一皮带下山排水沟庚一 中部水仓。 打钻前，应先在探水点附近低洼处掘好水仓或水窝，风巷水仓应 设在风巷下帮一侧,且在相对低洼处。 . 水泵排水能力不小于 100m3/h ,扬程不小于 50m。 每个探放水点泵窝、水仓处均安装水泵 2台，一台工作，一台备 用，配套电机37kw,分别连接到2趟4吋排水管上。 探、放水点采用1趟专用供电线路和一趟普通线路，保证随时切 换可用。五、超前探和探放老空水安全技术要求1. 由地测部门负责给定探、放水位置、钻孔方位和倾角,确认老空 水疏放效果,确定允许掘进距离及下次探老放空水位

17、置。2. 钻孔位置应布置在煤层稳定、无断裂构造的位置，钻场10m范围加强支护，符合通风安全技术规定。3. 打钻前，应先在探、放水点附近低洼处掘好水仓或水窝。4. 打钻前，施工单位必须编制打钻安全技术措施，经审批后方可施 工5. 打钻地点应设专用电话。6. 施工地点所有人员应熟知探放水目的和要求，掌握操作规程、施 工安全技术措施和避灾路线。7. 探水前，排水设备完好到位，且进行试运转，达到要求后方可探 水。8. 探水前应安装好阀门，阀门控制灵活可靠，阀门抗压强度不小于 0.5MPa。9. 超前探钻孔试压值不得小于 0.5MPa,耐压时间不小于30分钟10. 探水前的准备工作做好后，由安检部门组织有关单位检查验收， 达到要求后方可打钻探水。11. 打钻探水时，应派专职瓦检员到现场检查瓦斯及有害气体。12. 保持探水孔畅通，必要时用钻机透孔。13. 排水过程中应健全排放制度，排水人员要有专人负责，现场交接班，保证正常