运输巷探放水设计方案及措施.docx

1、盘县云贵煤矿128-2-1 运输巷掘进期间探放水设计及安全技术措施矿长：总工程师：安全矿长：生产矿长：机电矿长：编制：2018年 3 月 29 日1/26目录第一章 矿井简况 .3第一节 矿山交通位置、矿界范围 .3第二节 矿区地质特征 .4一、地层 .4二、构造 .6三、煤层 .6四、煤质 .7五、水文地质条件 .81、含水层、隔水层特征及其与矿床充水的关系.82、构造断裂对矿床充水的影响 .103、地表水及其对矿床充水的影响 .104、矿井水文地质特征 .115、充水因素 .115、矿床水文地质类型 .136、涌水量 .13第三节 矿井排水能力 .13第四节 矿区小煤窑开采情况 .14第五

2、节 128-2-1 运输巷简况 .15第二章 组织领导机构及岗位责任制 .18第一节 矿成立探放水领导小组 .18第二节 探放水队伍 .18第三章 探放水设计及安全措施 .19第一节 工作面探放水设计 .191、探水起点的确定 .192、探放水钻孔布置 .19第二节 安全技术措施 .20一、探放水前的准备工作 .20二、打钻的安全技术措施 .21三、瓦斯管理措施 .23四 放水安全措施 .23五 其它安全措施 .24六 安全出口设施 .25附图 .261、128-2-1 运输巷工作面平面图2、128-2-1 运输巷工作面探放水设计施工示意图3、128-1 运输巷工作面水灾避灾路线图-22/26

3、第一章 矿井简况第一节 矿山交通位置、矿界范围云贵煤矿位于盘县南部老厂镇色绿村境内，矿井工业场地现有简易公路到老厂镇，距老厂镇 2 公里，距大山镇 25 公里，老厂镇至大山镇公路从矿井西部经过，从大山镇有公路通往兴义、盘县城关及响水镇。南昆铁路从煤矿外围西南部响水镇经过，交通较为方便 见图 1.1）。云贵煤矿图 1.1 云贵煤矿交通位置图矿井地理位置东经104 5043 10450 41，北纬254142254226。走向最长 1.07km，倾向最宽 0.98km，矿井形状为一不规则的3/26四边形。邻近矿井有银逢煤矿。云贵煤矿采矿许可证编号为5200000820966，矿区面积为0.8704

4、km2。矿井范围由 4 个拐点圈定，其拐点坐标见表1.1。表 1.1 矿区拐点坐标拐点编号X 坐标Y 坐标1283608535464690228367403548538032836065354859784283539035485140面积0.8704km2开采深度由+1850m 至+1450m第二节矿区地质特征一、地层井田及邻区矿井内及其邻近出露地层有从二叠系下统茅口组至三叠系下统飞仙关组，现从老到新分述如下：1、二叠系 P）下统茅口组 P1m）：出露于井田北西部外围，主要为浅灰色，灰色厚层灰岩，含白云质团块或白云岩，具缝合线构造，产腕足类、蜒等动物化石。顶部有厚约 3M 左右的红褐色硅质灰岩

5、，角砾结构，坚硬，厚度400500M。与上覆峨眉山玄武岩组呈假整合接触。上统峨眉山玄武岩组P2l）：出露于井田北部外围，厚度210330M 。平均270M，根据岩性特征分为三段，从下而上分别为：第一段 P21）：灰绿色拉斑玄武岩及玄武岩，致密块状，坚硬，具大量紫红4/26色铁质浑圈，具小气构造。厚度2070M ，平均 45M 。第二段 P22）：浅灰色、绿灰色泥质粉砂岩，粉砂岩、泥岩、凝灰岩，产植物化石。含煤 13）层，均不可采。厚度050M，平均 35M。第三段 P2 3）：深灰色，紫色，暗绿色火山石角砾岩，偶夹玄武岩。顶部20M 左右，为含砾凝灰岩。厚度130275M ，平均 210M 。

6、与上覆龙潭组呈假整合接触。上统龙潭组 P2l）：为矿井内含煤地层，厚度为210300M，一般为 260M矿井内出露的含煤地层为龙潭组中、上段）,岩性以粉砂岩、细砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩及煤层为主，夹泥质灰岩及菱铁太薄层。其中砂岩成分以岩屑为主，含腕足类，瓣足类，头足类等动物化石及大羽羊齿、栉羊齿、瓣轮叶等植物化石。根据岩性分下、中、上三段，现从下到上分述如下：下段 P2l1）龙潭组底界 铝土岩底界） 24 号煤层顶界。厚度为2060M ，一般 36M。中段 P2l2）24 号煤层顶界 12-1 号煤层顶界。厚度为105 130M ，一般为120M。上段 P2l3 ） 12-1 号煤层

7、顶界 龙潭组顶界。厚度为80 120M ，一般为105M。与上覆飞仙组呈整合接触。2、三叠系下统 T1）飞仙关组 、第四系 Q）分布于矿井北西部，为残积、坡积、洪积及冲积物，由砂土、粘土及砾石组成，厚度 015M 。与下伏地层呈不整合接触。二、构造矿井位于盘南背斜南东翼东段，总体为一单斜构造。地层走向为北东，倾向为南东，倾角一般为15 度 22 度。矿井内未见褶曲。构造复杂程度为中等。矿井内共发现断层2 条，为 F2、F78，叙述如下：F2 走向正断层为矿井北西部边界断层，对井田内煤层开采没有影响，断层上、下盘均为煤系地层。断层走向北50 度东，倾向南东，倾角70 度左右。该断层走向穿过整个井

8、田，落差约100M 左右。F78 斜向正断层位于矿井中部，对井田内119 号煤层开采都有影响，断层上、下盘均为煤系地层，断层走向北70 度东，倾向北西，倾角70 度左右。该断层斜切整个井田，落差为100 左右。综上所述，本矿井地质构造属于中等类型。三、煤层区域内龙潭组含煤层 2030 层，一般 25 层，煤层总厚度 2036M ，平均28M，含可采煤层 10 层，可采煤层总厚度 926M ，平均 18M 。可采煤层编号从下到上为 30#、29#、 28#、26#、19#、17#、12#及 3#，矿井准备开采的有28#、26#、19#、17#、12#共五层。简述如下：26#煤层：属中厚煤层，全层

9、厚度2.69 2.86M，可采厚度2.53M ，结构较复杂，含夹石 05 层。28#煤层：属中厚煤层，全层厚度2.672.24M，可采厚度一般2.00M，结构较简单，一般含夹石03 层。6/2619#煤层：属厚煤层，全层厚度一般5.001.55M，可采厚度一般为3.28M，含夹石一般 0 4 层，煤层结构复杂。17-2#煤层：属中厚煤层，全层厚度一般为1.30M，可采厚度1.30M 。含夹石03 层，结构简单至复杂。12#煤层：属中厚煤层，全层厚度1.91 1.96M ，一般为1.94M ，可采厚度1.861.96M ，一般1.91M，含夹石02 层，结构简单。可采煤层特征见表1.2。表 1.

10、2可采煤层特征表煤层煤 层 间稳 定 程低 板 岩全层厚度可采厚度距煤 层 结顶板岩性编号构度性m）1.911.8612#1.961.9614简单较稳定粉砂质泥岩粉砂岩1.941.9117-1.301.301.341.34简单较稳定泥质粉砂岩粉砂岩2#1.321.32401.551.54粉砂岩泥质19#5.005.00简单较稳定泥岩粉砂岩3.281.32712.692.42粉砂质泥岩泥质26#2.862.65复杂较稳定泥岩粉砂岩2.792.5328#2.672.154.5较简单较稳定粉砂质泥岩泥质2.241.93泥岩粉砂岩2.462.04四、煤质12#煤层：黑色，块状，为亮暗煤类。17#煤层：

11、黑色，鳞片状及粉状，玻璃光泽，煤岩类型为半暗半亮型，低中灰及中特低硫、中高发热量。煤类为贫煤及瘦煤。19#煤层：灰黑色，鳞片状及带状结构，金刚光泽，煤岩类型半暗型、半亮型。低灰、中硫 中高硫、中高发热量，煤类为贫煤。26#煤层：灰黑色，块状为主，金属光泽，条带状线理结构；参差状断口。7/2628#煤层：灰黑色，块状为主，金属光泽，条带状线理结构；参差状断口。本矿井的主要煤层适用于气化、动力及民用。五、水文地质条件矿区位于长江水系上游之赤水河水系，处于云贵高原之东北端，矿区属于侵蚀溶蚀低山地貌。总体地势南东高、北西低。区域最低侵蚀基准面标高+780m。区内地表无大的河流、塘坝，地表水体主要为少量

12、泉点和在矿区西北角的一条季节性溪沟。区内原有少数水塘，现已干涸。1、含水层、隔水层特征及其与矿床充水的关系矿区内主要分布有二叠系、三叠系及第四系，现根据各岩组水文地质特征由新至老分述如下：第四系 Q）孔隙含水层区内分布较分散，为松散含砾石粘土，厚度 010m。含孔隙水，区内无第四系泉点出露，一般就近补给、就地排泄或迅速下渗明显，含水性相对较弱，不会对矿床直接充水，往往通过孔隙、节理及开采形成的裂缝等各种管道间接向矿床上部岩层充水。三叠系下统九级滩段 T1y3）隔水层以紫色、黄绿色钙质泥岩为主，夹粉砂质泥岩，底部夹灰色泥灰岩。总厚度大于 130m，主要分布在矿区东部边界，俗称“油沙土”，本段含水

13、性极弱，属隔水层。三叠系下统夜郎组玉龙山段T1y2）岩溶裂隙含水层以石灰岩为主，中、上部为中厚至巨厚层状石灰岩，下部为薄层泥灰岩夹钙质泥岩，总厚度100m，大面积分布于矿井范围内，占矿井面积50以上，地表8/26落水洞、洼地、漏斗等喀斯特岩溶现象较多，本组含水性好，含丰富的岩溶水。由于该组分布面积广，喀斯特岩溶发育，因此岩溶水具有补给面积大、径流途径长及导水性强等特点。其岩溶水主要靠大气降水通过地表落水洞，岩溶漏斗及溶隙等补给。从空间位置上看，该层构成了矿床的间接顶板充水含水层。由于下伏为三叠系下统沙堡湾段 T1y1 ）隔水层，其厚度薄，在采空塌陷作用下，易变形破坏，并失去隔水作用，届时该层地

14、下水将可能与下伏长兴灰岩岩溶含水层形成同一水力系统，构成对矿床充水的间接因素。三叠系下统沙堡湾段 T1y1）隔水层以黄褐色钙质泥岩为主，间夹浅灰及灰黄色泥岩，总厚为 11m，呈条带状分布于矿区西部，本段含水性极弱，为一相对隔水层。由于层薄，隔水性易受破坏。二叠系上统长兴组 P2c）岩溶裂隙含水层灰至深灰、中厚层状燧石灰岩，总厚 55m，以陡岩呈条带状分布于井田中西部，本组含水性好，其岩溶水主要靠大气降水补给，由于受其分布特点的限制，其接受补给的量很小。该层节理、溶隙发育，在层理与节理交汇处岩溶发育，局部形成岩溶管道。该地层为区内主要的岩溶、裂隙水含水层。该层覆于含煤岩系 P2l）之上，构成了矿

15、床的间接顶板充水含水层。采空冒落形成的导水裂隙带触及该层的可能性较大，届时 P2c 层内地下水将沿导水裂隙带间接进入井下煤层井巷，对矿床的充水产生影响。由以上分析可看出，该层应为矿床顶板间接充水含水层。二叠系上统龙潭组 P2l）裂隙含水层与细屑岩、煤层隔水层9/26由砂岩、页岩及少量灰岩和煤层组成，本组总厚 7085m。呈条带状分布于矿井西部，层间含裂隙水，富水性弱。页岩、泥岩及煤层隔水效果较好。该层含少量裂隙水，岩体较稳定。由于泥质砂岩、粉砂岩中的孔隙水常被页岩、泥岩和煤层阻隔，龙潭组地层可视为相对隔水层。该层地面补给条件差，地形上又有利于自然排水，加之裂隙不发育，具有页岩、煤层等隔水岩层，

16、决定了该层富水性较弱。矿区内该层为含煤岩系，各可采煤层赋存于该层中的各个部位。从煤系的结构分析，必然构成矿床直接充水含水层，在未来采掘过程中，地下水可直接进入井巷对矿床充水。二叠系下统茅口组 P1m）岩溶裂隙含水层由厚层状细晶灰岩、少量燧石结核、硅质灰岩或硅质岩白泥塘层）组成，溶洞裂隙较发育，含蜓科及腕足类动物化石，厚度 165210m，分布于矿区外侧西部，于其上有多个隔水层相阻，大气降水在该区对该层补给较弱，其补给水源主要依靠大面积、长途径的同层地下水流动，分析其含水性中等。该地层为区内主要的岩溶管道、裂隙水含水层。从空间位置看，该层构成了矿床的直接底板充水含水层。煤层开采后，煤层底板有可能

17、遭受破坏，产生众多的节理裂隙，由于该层含有丰富的岩溶溶洞水，加之地层产状较陡，地下水易沿节理、裂隙导流。由于其顶界距 C12 主要可采煤层间距较小，该层内地下水突破顶板以上隔水层进入矿坑的可能性存在。2、构造断裂对矿床充水的影响区内目前未揭露较大构造，仅揭露小型断层，无出水。3、地表水及其对矿床充水的影响区域侵蚀基准面为+780m。区内地表水体除少量灰岩泉点及一条季节性溪沟10/26外，无其它地表水。这些水体对地下水均有一定补充作用，主要表现为透过第四系及表层风化岩层下渗；为防止采动裂隙直达地表形成充水管道，溪沟划出禁采区。4、矿井水文地质特征区内现有生产巷道均布置在龙潭组地层中，巷道围岩有少

18、量淋水。另据访问了解，沿矿区浅部煤层露头附近，曾有一些采煤小窑分布，多属当地村民季节开采。采煤方式落后，其开采斜深一般不小于60m，由于废弃时未封闭，巷内及其采空区域存有积水。5、充水因素一、大气降水大气降水是矿区内各岩组地下水的主要补给来源，故为矿床充水的间接充水因素。地下水接受补给后，与矿床充水有联系的各含水岩组，其地下水可通过采空塌陷带、导水裂隙带及突水带间接或直接进入矿坑，对矿床进行充水。二、地下水根据矿区内煤层赋存情况、地层产状、开采中顶板管理等情况，开采中产生的冒落带高度和导水裂隙高度可依据矿区水文地质工程地质勘探规范M计算时，系数采用大值4。2、导水裂隙带 (包括冒落带最大高度

19、计算公式：11/26Ht=100M/(3.3n+3.8+5.1其中： M-累计采厚n-可采煤层分层厚度。满足使用公式的条件1）岩石抗压强度2040MPa2）顶板管理方法采用全部陷落法。3）岩性主要为砂泥岩等。将矿区内可采煤层 C5、C7、C12 煤层的最大厚度代入上述公式中，计算出导水裂隙带高度为 79.2m，冒落带最大高度为 22m其中， C10 煤层所引起的冒落带高度约 4.4m）。将来矿山的开采过程中，显然开采冒落首先破坏P2l 层，其地下水将直接进入矿坑，而成为矿床充水的直接因素；根据导水裂隙带最大高度与P2c至 C7 煤层之间距离 50.6m）相比较，不难看出，采空塌陷可能影响到P2

20、c 间接顶板含水层，届时该地层中地下水也可能沿导水裂隙将进入矿井，对矿床充水产生影响；当溶蚀裂隙或隐伏构造致使矿层与下伏含水层茅口组相沟通，其地下水也可突入矿井，对矿床的充水产生一定影响。三、老窑积水矿区内浅部曾有多处小煤窑开采， C7、C10 与 C12 均有涉及，主要集中在 C12 煤层，具体开采规模不详，积水客观存在。未来矿山开采过程中，可能遇老窑，并产生突水。四、采空积水矿井由小窑改造而来，加之建井过程中曾回采过部分区域的煤炭，浅部留有部分采空区，这些采空区距离地表较近，回采所产生的塌陷、裂隙可能使得这12/26些采空区积水。矿山采掘接近这些采空区时可能遭遇突水等水害。五、地表水区内地

21、表水体主要为煤系上覆灰岩地层泉点和一处季节性溪沟，受浅部采空塌陷影响可能沿冒裂带进入矿井。5、矿床水文地质类型根据勘查地质报告，矿区所在区域最低侵蚀基准面标高约+780m，矿井开采最低标高 +800m。矿床的主要充水含水层为P2cT1y2，其富水性中等；底板含水层 P1m）虽然对矿床存在充水的可能，分析认为其构成矿床充水的次要因素；地面溪沟、泉点与矿床充水有一定关系。综合上述条件，按现行的矿区水文地质工程地质勘探规范GB1271991 的划分标准，矿床水文地质勘探类型为第三类第一亚类第二型，即以岩溶含水层间接顶板）充水为主、顶板进水为主、水文地质条件中等的岩溶充水矿床。6、涌水量根据勘查地质报

22、告提供矿井涌水量资料。根据该矿浅部开采情况统计分析，预计开采至+900m 水平时 ，正常涌水量10.9m3/h，最大涌水量为40m3/h。随着开采深度的加深及开采层数的增加，矿井涌水量将逐步加大。第三节矿井排水能力根据矿实际涌水量情况，最大涌水量为30m3/h,最小涌水量为15m3/h。目前掘进巷道平均涌水量为5m3/h。矿井设2 个水仓，中央水仓和井底水仓 水泵排水，额定排水能力为 80m3/h，实际排水能力为60m3/h；井底水仓配备有3 套台 D100-45413/26型75Kw ）水泵和1 套台 D150-306132Kw）水泵排水，额定排水能力100m3，/h,实际排水能力 80m3

23、/h。掘进工作面涌水采用2 寸风泵排水，排出的水引到井底水仓，再通过井底水泵排出地面。第四节矿区小煤窑开采情况矿区周边附近无在建或在生产煤矿相邻。据调查了解，本区开采历史悠久，小煤窑开采史达20 年以上，主要沿矿区内及其附近C7、 C10 和 C12 煤层浅部开采，一般为独眼井，开采斜长多超过50m。部分小煤窑调查情况见表。目前区内所有非法小煤矿已被取缔。小窑调查表编方位坡度井筒长度开拓方式角开采煤层开口岩层号度）m）度）1斜井7326C12230C122平硐1390C12250粉砂岩3斜井11135C1280粉砂岩4斜井7725C12110C12 露头5斜井7226C12140C12 露头6

24、斜井7226C12110C12 露头7斜井5225C12120C12 露头8斜井5225C12100C12 露头9斜井5026C12130C12 露头由于矿区内因存在过去采煤时形成的采空区或老硐，由此，矿井必须对矿区内的小窑、采空区以及积水情况等进行详细调查，编制调查报告，并进行填图。切实掌握小窑开采情况，小窑采空区积水情况，要注意探放水工作，特别是在采空区或老硐附近采煤时，防止采空区积水及老硐积水的突然涌出。另外，还要注意在巷道中尚未查清的断层可能切穿上下含水层对开采的影响。14/26采空区水：目前云贵煤矿12601 首采工作面已回采，随着开采面积的增大和深度增加，浅部老空水及上覆煤层老空水

25、可能导入井下，在开采覆盖煤层时，注意老空水侵入，必须加强“有凝必探，先探后掘”的原则。第五节 128 -2 -1 运输巷简况128_2-1 运输巷总工程量600M 左右， 128_2-1 运输巷采用“工“字钢支护；巷道上净宽2.4M，下净宽 2.9M,巷道净高 2m，巷道中腰线掘进。掘进地质说明书表115/26煤层名称28_2水平名称一水平采区名称一 采 区21646工作面+1540m工作面名称128_ -1地面标高1755m+1587m运输巷标高概地面位置山地和林地况位于轨道下山 运输提升井）、斜井 煤层结构 22煤层平均夹矸一层情况简单结构，稳定煤层，有12 层夹矸顶底板名称岩石名称厚度岩

26、性特征尘掘进区域无大的构造。本矿的水患主要是大气降水，在雨季来临时，应及时采取地面综合性防水措施，严防地表水渗透到井下。沿矿区煤层露头线分布的老硐内可能有积水，局部顶板有滴水现象，虽对矿床充水影响极小，但开采时必须严格进行探放水。正常涌水量为 20m3/h，最大涌水量为30m3/h。虽然该切眼上、下均有巷道控制，积水的可能性小，但由于该巷是平行 F2 断层掘进，为此要随时观察顶板情况，坚持“有疑必探、先探后掘”的探放水原则，严格执行探放水措施。最大涌水量30m3/h最小涌水量15m3/h平均涌水量20m3/h突出矿井煤尘有爆炸性问矿区以前由于受各种条件的制约，小煤窑均没有形成规模开采，题尤其

27、26#、28#煤层因煤质差，基本上没有遭到破坏。但煤层露头以下及3050m垂深范围内，受到一定程度的破坏，开采时应加以注意。建总之，本矿井在采掘过程中，五大自然灾害，即水、火、瓦斯、煤尘、及顶板事故均存在，应引起重视。议17/26第二章组织领导机构及岗位责任制第一节矿成立探放水领导小组组长： 总工程师负责矿井水灾防治的全面工作，组长安排防治水所需的各种物质的采购工作，组织编制防治水救援预案，并对可能发生的灾害负责组织全面抢险。副组长：技术负责人负责编制防治水救援预案和128-2-1 运输巷探放水设计及安全技术措施，并组织职工学习，现场落实、跟踪、检查探放水工作的实施情况；负责给定探放水钻孔参数

28、，编录探放水成果；负责饭放水设备设施的检查维修；现场督促探放水工作。成员：生产矿长、安全矿长、机电负责人、探放水施工人员、跟班安全员、跟班瓦检员按照探放水设计施工，按章操作，检查安全设施，严格执行安全措施，抓好现场的安全管理工作。第二节探放水队伍组长：周定龙 队长）队 员：廖三强、孙元政、阳春负责探放水钻孔工作的实施。跟班安全员：负责本班探放水工作和安全设施的监督管理，发现险情及时按措施要求处理，并及时汇报矿调度。跟班瓦检员：负责本班探水期间的现场通风，按照规定检查瓦斯和有害气体，发现超标，及时采取措施处理，并及时汇报矿调度。18/26第三章探放水设计及安全措施128-2-1 运输巷在掘进过程

29、中，必须严格执行“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则，确保128-2-1 运输巷安全生产。第一节工作面探放水设计1、探水起点的确定为保证采掘工作和作业人员的安全，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平面图上，经过分析划出三条界线：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。2、探放水钻孔布置1）超前距采用公式a0.5AL进行计算，若计算结果大于20m，取其计算结果，计算结果若小于20m 时，取 20m。a0.543

30、.428.6宽度， m；A 安全系数 (25，本设计取 4；L 巷道的跨度 (宽或高取其大者 ，3.4m；P 煤、岩层承受的静水压力，P6MPa；Kp 隔水岩层 (或煤层 的抗拉强度， KP 取 1MPa。19/26根据设计计算结果，并结合本矿老窑不清的情况和煤矿防治水规定本设计取超前距为 30m。2）允许掘进距离设计探放水钻孔深度不得小于70m，允许掘进距离为40m，超前保护距离30m，每次探水钻孔施工完毕后，以最短钻孔距离减去超前保护距之后的距离。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，控制范围不小于20m。钻孔间的终孔水平距离不得大于3m。5）钻孔孔径设计配备 ZDY 750 型探水钻，钻孔直径75mm。6）钻孔数目及布置128-2-1 运输巷在掘进期间，主要是探巷道上帮和巷道前方小窑老空水，钻孔呈扇形布置在巷道中及两帮。根据煤层厚度平均 2.2m），钻孔按煤层方向布置12 个钻