115-105综采工作面回探放水

1、115利5综采工作面探放水设计说明书编制:审核：文玉柱二o年四月十二日为了认真贯彻执行关于加强煤矿水害防治工作的指导意见和（安监总煤矿2006j98号）精神及2011年1月25日煤矿安全规 程第六章防治水第251条、267条、288条、292条、293条的规定。 切实加强我矿水害防治工作，结合我矿实际情况，现制定115h05 综采工作面探放水设计说明书如下：第一章、组织机构的建立一、探放水工作领导组织机构组长：郝玉生（矿 长）副组长：任进成（安全矿长）史志成（机电矿长）李继忠（生产矿长）文玉柱（总工程师）白长将（通风区长）成员：常胜利（技术科科长）田志慧（通风科科长）杨彪（安监科科长）郭万荣（

2、调度室主任）王金荣（机电科科长）朱志斌（物供科科长）柴善仓（地测科科长）麻玉（探水队队长）李兴盛（综掘队队长）二、探水队组织机构队长：麻玉副队长：冯ei军李大平队员：张三华刘利先湖海王宏李高宝曹日军石玉 宏史三宝张玉润李中宝于成张果明第二章、概况探放水的工作面为115_,05综合采工作面，位于一采区东翼1077 水平，综采工作面回风顺槽南部紧邻庙断层40m,几断层南边为机掘 115p3工作面运输顺槽，综采工作而运输顺槽北部为实体煤，切眼 为矿井井田东部的保安煤柱。综采工作面走向长度为150m,运输顺 槽巷道长度为1260m,回风顺槽长度为1309m。顺槽巷道方位113° 00z 00

3、 ,沿5"煤层底板布置巷道，运输巷道断面为矩形，运输巷 道规格为宽4.6m、高2. 8mo掘进断面积为12. 88 m2o115p5综采工作面根据资源整合矿井地质报告和采掘工 作平面图捉供的资料。南部为叫断层及115-03机掘工作面运输巷, 东部井田边界的保安煤柱、北部为实体煤田，西部为回风大巷，其对 应上部为3#煤层采空区，层间距为54.0m,相对地面标高为 1315-1345m,工作面标高为1109-1120m。综采工作面的运输、回风 顺槽担负着整个综采工作面的通风、辅助运输，行人避灾等任务。其 服务年限至115p5回采工作面作废为止。第三章、水文地质条件井山内大部为新生界地层覆

4、盖，仅在沟谷中有上、下石盒子组及 山西组出露，因地表水流量很小，排泄又快，渗入地下条件较差。井 田内地下水主要为风化壳潜水，冲积洪积潜水，及下石盒了组、山西 组砂岩裂隙水和奥陶系石灰岩裂隙水。井山内主要水流为大峪河，发 源于西部的葫芦峪，布山沟马道头分水岭一带，经黄家店吴家窑至大 峪口，在井田内由北向南流过，水量主要受大气降水的影响，夏季山 洪爆发吋，其最大洪峰流量可达208m3/so一、井田主要含水层及隔水层、地下水补给、径流、排泄，矿床水文 地质类型1）奥陶系石灰岩含水层：为本区主要含水地层，主要为石灰岩岩溶 裂隙带，并夹有少量泥灰岩。井田外西北向3. 27km处左云县铺龙湾煤矿水井资料，

5、奥灰水静水位 标高1185m,单位出水量480m3/d,埋藏深度690m,王坪煤矿平饷出 水点标高1165m,刚穿透奥灰吋，初期涌水量曾达700m3/ho以后逐 渐减少。冃前基本保持在240m3/h左右。另据2004年4-5月芦子沟 煤矿委托115煤炭地质队于施工的l5号水文孔资料，位于井山外东 北向5. 36km处,揭露灰岩厚度113. 24m,灰岩顶界埋深385. 17m,标 高1107. 55m,上部为浅灰色白云质灰岩薄层灰绿色泥质条带灰岩， 裂隙充填铝土泥质岩。中部和下部为深灰色、灰色石灰岩， 400. 05-405. 95m断断续续有蜂窝状熔蚀孔洞，局部连通，最人直径 lcm, 一般

6、3一5mm, 405. 95一498. 41m为灰色，厚层状石灰岩， 406-435ni、440-443. 11m. 450-480m,岩芯破碎，裂隙发育且无充填 物，岩芯完整段裂隙充填方解石和铝土质泥岩，以裂隙和溶洞方式充 填，裂隙最大宽度23m,溶洞最大直径2cm。清水钻进至470m时, 钻孔漏水，终孔抽水试验，单位涌水量0. 299l/s.m,静止水位埋深 185. 70m,静止水位标高1207. 02m,渗透系数1. 1766m/do富水性中 等。水质类型：hc03. s04-k+na型水，矿化度0.4g/l,总硬度 112.02mg/l, ph值7.78。井田内奥灰静止水位标高为11

7、66-1178mo2）太原组砂岩裂隙含水层：山4号煤层上部为灰白色粗砂岩，煤层 见主要为砂岩带，并夹有少量砂质泥岩及泥岩，为良好的隔水层，砂 岩胶结良好，孑l隙性小,含水性弱,单位涌水量0. 0205l/s. m,渗透 系数 0. 056m/do3）山西组砂岩裂隙含水层：山4号煤层上部为灰白色粗砂岩，厚度 约14. 0m左右，据领近576号水文孔抽水实验结果，单位涌水量 0. 00073-0. 00092l/s.叫渗透系数k二0. 0069m/d,又据领近羊圈头563 号水文孔抽水试验证实其涌水量很小，为微弱含水层。4）下石盒子组砂岩裂隙含水层：主要为中粗砂岩和砂硕岩，胶结较 疏松，含水性较好

8、之砂岩与杂色泥岩或砂质泥岩相间形成良好之隔水 层。其上部风化裂隙较发育，形成风化壳潜水储藏带，据领近576号 水文孔抽水试验结果，其单位涌水量0.043-0. 095l/sni,渗透系数 k二0. 0112-0. 0864m/d；木层深部含水情况据抽水结果证实含水性微 弱。水质无色无味、无臭，其离子含量固形物416-780mg/l,全硬度（德国度）8. 34-17. 50 度，ph 值 7.7-7.9。5）第四系冲积、洪积层：沿沟谷分布，主要为泥、砂、硕石及碎石 等，含水量较大，但厚度一般在2. 0-5. om左右，精查勘探时由于设 备所限未能作抽水试验。区内大部分水井均为本层岀水。综上所述，

9、井田内所谓的含水层均为富水性弱的含水层，奥陶系石灰 岩水位标高高lb 5-1> 5、8号煤层局部地段，给开采煤层带来一定的 影响或造成某种程度的隐患，因此，需引起足够重视。隔水层井田内所有地层中，下石盒子组杂色泥岩和砂质泥岩，太原组砂 质泥岩和泥岩，其发育较差，属薄层，隔水作用不明显。仅在本溪祖 底部的铝土泥岩，厚度较大，层位稳定，为良好的隔水层。 地下水补给、径流、排泄木区地下水运动受大气降水、地貌、构造和岩性等因素控制。区 内地下水补给来源主要是大气降水的入渗补给。地形变化大，植被稀 少，大气降水多形成地表径流，只有少量补给地下水，其它形式补给 地下水较少。基岩裂隙水以东南向西北流，

10、径流条件差。地下水部 分顺倾向深部径流，一部分排泄于矿井。奥陶系灰岩出露于大同煤山 的西部和东部，面积236km2o直接受大气降水的补给，补给量有限, 主要补给源来自北部玄武岩裂隙水，通过断层侧向补给灰岩含水层。 奥灰水一部分向王坪平ill同排泄，大部分向神头泉排泄，即奥灰水向东、 向南径流，水力坡度0.003-0. 01 o矿床水文地质类型太原组2、3号煤层和隔较近，仅0. 25-5. 80m,平均2065m,故 可作为同一水文地质类型，其直接孔充水含水层为其上部的k3砂岩 含水层。该含水层发育不稳定，局部缺失，使得2、3号煤层充水含 水层为为山西组山4号煤层上部砂岩含水层。另外大峪河在井田

11、南部 队3号煤层的开采影响不大。据本矿现采3号煤层资料，矿井涌水量 小，断层及火成岩对煤层的开采影响不大。因而2、3号煤层水文地 质类型同山4号煤层，即水文地质条件简单的裂隙充水矿井。 太原组5-1、5、8号煤层，位于太原组中下部，5号煤层与8号煤层 之间和隔21m左右的砂质泥岩，其直接充水含水层为5-1号煤层之上 的中砂岩及含锈中砂岩，单位涌水量0. 0205l/s.01,渗透系数 0. 056m/d,属弱含水层，其下部井田北部奥灰水位1178m,高于奥灰 水顶界而168m, 5号煤层隔水层有较厚度约70m, 8号煤层隔水层有 较厚度约40m,经计算，5号煤层隔水层有较厚度约70m, 8号煤

12、层底 板突水系数分別为o. 029mpa/m和0. 064mpa/m,开采井田内5号煤层 基本是安全的。开采8号煤层在地表质构造区域有突水危险。将5-1、5号煤层水文地质类型划分简单的裂隙充水矿床。f14 断层处8号煤层直接与奥陶系灰岩接触，存在奥灰水和上覆奥灰水和 上覆含水层水岩断层破碎带直接涌入煤层的可能性，因而将井田内8 号煤层水文地质类型划为三类二型，即水文地质条件简单一中等的岩 溶、裂隙充水矿床。二、矿床充水因素分析综合井田水文地质条件，井田断层的充水因素主要来自四个方 面：1）由煤层上覆砂岩含水层水沿构造裂隙及采空导水裂隙带向下渗透 入煤层。据现生产2号井、3号井观测资料，山西组、

13、太原组砂岩裂 隙含水层富水性不强，在个别断层裂隙处在淋水现象，但水量一般不 大。5t号煤层顶板为中砂岩，煤层最大厚度为3. 4m （采区内）,采用全垮落发管理顶板，根据中硬岩导水裂隙带高度经验公式，计算5-1号煤层导水裂隙带高度：hf二100m/(l6m+3 6)+5. 6式中：m-煤层厚度n-分层层数hf二 100x3. 40/(1. 6x3. 4+3. 6)+5. 6=43. 21 (m)5-1号煤层上距3号煤层39. 06-59. 96m,开采5号煤层,导水裂 隙高度可能会到达3号煤层采空区。5号煤层下距8号煤层21. 16m, 8号煤层厚度为5. 76m, 8号煤层导水裂隙高度会到达5

14、号煤层采空 区。总之，开采下部煤层时要对上部煤层采空区积水采区排放措施。2) 來自奥灰水的威胁，据上分析，下部煤层在井田北部底板突水 系数接近受构造破坏地段的临界值，且8号煤层在f14断层直接与奥 陶系灰岩接触，导致奥灰水涌入煤层，对煤层的开采构成威胁。3) 采空区积水的威胁：该矿上部山4号、2号及3号煤层的南部 地段已采空，虽井下涌水量不大，但采空区经长期积水，井田西部2 号煤层采空区积水量估算为15000n?,井田中部3号煤层采空区积水 量估算为20000m3,对相邻区段及相邻煤层的开采存在潜在威胁，并 采取相应防范措施，在开采井田边界地带时应加强调查和探放水工 作，以防发生透水事故。4)

15、 河床水的影响，人峪河从井山西部穿过，在河床中，煤层埋藏 较浅，在河床两岸有下石盒子组，山西组露出，在雨季洪水期间河谷 屮水可能通过塌陷裂隙，断层破碎带涌入井巷。三、矿井涌水量计算井田内2号井目前开采3号煤层，核定生产能力为21t/a,现实 际生产能力21万t/a。井下正常涌水量为180m3/d,矿井最大涌水量 240m7do平均日产吨煤正常涌水量ro. 96m7to,平均fl产吨煤最大 用水量1. 12m7to井田内3号井目前开采5-1、5、8号煤层，设计生产能力15万 t/a,现实际成产能力已达到15万t/a,其矿井正常涌水量为440 m3/d,最大涌水量为560 m7do当实际生产能力达

16、到90万t/a时，采用富水系数比似法进行预算 k正常涌水量为：q二440x90/15二2640 (m'/d)最大涌水量 qmsx 二560x90/15二3360 (m3/d)随着开采深度，开采面积或者各种地质条件的变化，都可能引起 矿井涌水量得分变化，故在生产中要对井下涌水量进行观测和分析， 并根据涌水量变化情况及时向地面抽排，以保证井下安全生产。四、临近矿关系整合后井田东北与小峪煤矿相接。东邻王坪煤矿，西靠峙峰山煤 矿和左云县水磨湾煤矿，南邻二南窑煤矿。小峪煤矿位于本矿北部， 现开采上煤组2、3号煤层。生产能力为120万吨/年，涌水量小，属 低瓦斯矿井。水磨湾煤矿位于本矿西部，现开采

17、3号煤层，牛产能力 为15万吨/年，涌水量小，属低瓦斯矿井。二南窑煤矿位于本矿南部, 现开采5、8号煤层，生产能力为30万吨/年，涌水量小，属低瓦斯 矿井。该井田范围内尚未发现其他矿井越界开采的情况，但应经常互 相交换井下采掘工程平面图(矿井涌水情况，瓦斯情况等)，并进行 准确的井下巷道测量工作，防止因越界开采原因发生事故。五、水害预测1）地表水因井口处于河岸边，受季节降雨影响，因此必须在雨季来临之前,必须加强地面防洪管理工作，防止地表降水涌入井下。2）采空区积水据地质报告提供的资料m煤层采空区积水的20000m3o在准备对115 5回采工作面前，必须严格执行“预测、预报、 有掘必探、先探后掘

18、、先治后采”的防治水方针。在回采前必须进行 探放水，同时对物探圈定的积水范围及异常类型进行验证，保证施工 的安全。3）地质水根据地质报告和11005冋采工作面形成出露情况分析，11505 综采工作面回风巷南部的f4断层，在掘进过程中已进行探放水工作, 没有发现异常情况，工作面遇到的小断层以及裂隙发育的地带也没有 发现异常涌水现象。通过走访了解和利用高科技瞬变电磁勘探手段， 初步搞清井下地质构造的富水性和综采工作面上部采空区的积水情 况，3号采空区的积水达20000m3o勘探对矿井防治水、井下各类水 源的分析及研究捉供了准确的位置。4）其他为防止突发事件造成对矿井安全的影响。应加强排水设备，排水

19、 系统的检查。维护管理工作，制定合理完善的措施。保证矿井防灾，抗灾的能力。第四章、施工方案及劳动组织一、施工方案根据煤矿安全规程中的探放水规定，依据本矿水文地质条件 和瞬变电磁勘探的成果资料及工作面形成的实际情况，为了探放工作 面上部采空区的积水，严格按照“预测、预报、有掘必探、先探后掘、 先治后采”的探放水原则。必须进行探放水，即探水f回采f再探水 循环进行。1、回采工作面在探放水前必须做好探水前的准备工作，各种探水 材料准备到位，开掘水仓和安全躲避币同，安装排水管路及水泵。临吋 水仓规格为3x3x1r1,配备5kw的水泵2台。制定安全技术措施并 向探水职工贯彻学习、考试。2、在回采前，在回

20、采工作面的运输、回风顺槽内靠近工作面侧布 置探水钻孔，每隔20ni布置1组钻孔对工作面上部采空区进行探放水, 探水钻孔超前于回采工作面的距离不小于80叽 每组4个钻孔，运输 顺槽的钻孔的方位均为203° , 1、2、3、4号钻孔的倾角分别是90°、 68°、51°、40° ,孔深分别为53米、57米、68米、84米。冋风 顺槽的钻孔的方位均为23° ,1、2、3、4号钻孔的倾角分别为90°、 68°、51°、40° ,孔深分别为53米、57米、68米、84米。各钻 孔的深度以钻进3号煤层或3号煤

21、层采空区为准。后附钻孔布置示意 图。在钻探过程中要做好钻探记录，同时在探放水钻孔附近做好探放 水方j、志。3、钻孔位置及参数rti地测人员实地标定。如遇物探圈定的异常区, 应增加的钻孔的数量，及时调整钻孔的方位和倾角，对物探结果进行 验证。4、当预估水压达到o.impa时，必须预先安装孔口管及控制闸阀， 进行耐压试验。套管的长度不得小丁 5mo钻孔内水压大于1. 5mpa时, 应当采用反压和防喷装置的方法进行钻进。5、钻机、钻杆、钻头配置本次探放水使用zyj-270/170型架柱式液压回转式钻机；长度lm 直径42mm的钻杆100个；直径65mm的钻头2个。二、劳动组织1、作业方式本次探放水工

22、作采用“三八”制作业方式，早班(6:00-14:00) 二班(14:00-22:00)夜班(22:00-6:00)。2、劳动力的配备每班配备3人，其中组长1人，成员2人。每班向矿调度室汇报 出勤人数及钻探进度。同时向地测科、探水队等单位报送探放水记录。第五章、安全技术措施一、探水安全技术措施1、在回采前中，必须坚持“有掘必探、先探后掘、先探后采”的防治水原则，2、探水前，必须加强探水附近巷道的支架，背好顶、帮，工作 面打上坚固的顶柱，以防高压水冲跨煤（岩）壁和支架。3、施工前，电工必须对钻机检查维修，保证钻机完好，设备不 失爆，将钻机运到位，接好钻机后，并做到风电闭锁。4、打钻地点要保证有足够

23、的风量，保证巷道的正常通风，打钻 时，必须有专职瓦检员检查瓦斯，保证施工地点及打钻过程中瓦斯浓 度都不得大于10%，否则停止作业，采取措施处理，正常后方可正 常作业。作业人员必须在钻机的上风头进行工作，避免因钻孔内的有 害气体涌出造成人员伤害。5、打钻前耍清理好巷道、水沟，并在附近安装直通调度室电话。6、打钻吋，班组长必须携带便携式报警仪，并悬挂在钻机上方, 加强对瓦斯的检查，严禁瓦斯超限作业。7、开始打钻时，严格按给定的参数进行开孔，保证钻孔符合施 工要求。8、打钻吋，要先给钻机上水，钻孔中水流出后，在进行开钻， 严禁干打眼。停钻时先停钻机后停水。9、开钻后，要做好钻孔施工记录，施工记录包括

24、深度、岩性、 见煤位置、煤层厚度、见水深度、水量、瓦斯涌出量等，并填好记录。10、钻孔当班一次不能施工结束，必须将钻杆退出5m,用水将钻 孔内的岩粉冲洗干净防止卡钻。11、一个钻孔施工结束，无水涌出时，必须用黄泥将眼口封堵， 防止瓦斯涌出造成瓦斯积聚或超限。12、探水时，如遇到钻孔水压、水量突然增大，应立即停止探水, 固定钻杆，严禁移动钻机或拔出钻杆。13、探水眼深度不到5m即穿透积水区时，所有受水威胁地区人 员全部撤出，并汇报矿调度室，等待指示后行动。14、出现透水预兆时，必须立即撤出受水威胁地区人员，并向上 汇报，采取措施处理，透水预兆有：(1) 、工作面温度降低，人感觉发凉；(2) 、空气潮湿，湿度增大；(3) 、煤壁出现“挂红”(水锈)、“挂汗”(渗水)现象;(4) 、前方听见“嘶、嘶”的水叫等声音；(5) 、工作面压力增大，支架变形、煤壁片帮、顶板冒顶、底鼓等现 象；(6) 、淋水、涌水增大等异常现象。15、发生水灾时采取的措施:(1) 、立即撤出灾区人员及受威胁区域人员到安全地点。(2) 、立即组织救护和其他人力物力救援被淹人员、受困人员。(3) 、抢救人员时应搞清水量，水流流动路线，被困人员及位置，注 意防止二次透水。防止被困人员地点瓦斯积聚，及时疏通或强行排除 被困人员所在地点