11403回风巷探放水设计及安全技术措施解析

1、贵州织金双龙煤炭开发有限责任公司 11403 回风巷探放水设计及安全技术措施 编制单位：生产技术科 编制人：张立 编制日期：2014 年 3 月 3 日 会审表 生技科: 调度室: 安监科: 通防科: 机电矿长： 安全矿长： 总工程师: 矿 长: 成员：宋洪福 张庆张华张青方孙根有黄先华 付习明第一节矿井水文安全条件分析 一、 地形地貌 井田位于云贵高原中部，属中山地貌，地势西高东低，最高 点位于井田西部 1 1 号边界点附近，标高+1655m+1655m，最低点位于井 田东南角 1010 号边界点附近，标高+1250m+1250m，最大相对高差 4 405m 05m , 一般标咼+1400+

2、14001500m 1500m 左右。 矿区总体上属低中山地貌，境内夜朗组地层分布地段地形较 陡，含煤地层分布地段地形较缓，多被第四系坡积物覆盖。 二、 矿区地层含、隔水性 现对矿区各地层富水性由上至下简述如下： 11第四系（Q Q）孔隙含水层 井田内第四系广泛分布，多为残积物、坡积物等松散堆积物， 以及耕植土和现代的人工堆积， 既是地下水的储集层，又是大气 降水补给地下水的良好场所。 22长兴大隆组（P P3C+d C+d ）岩溶含水层 长兴大隆组仅分布于井田南部白泥附近， 全部掩盖。据区域 地质资料，该层厚度 191933m33m，为灰深灰色燧石灰岩及薄层 硅质灰岩，有溶蚀溶隙和溶洞存在，

3、富水性中等，其上的夜郎组 下部沙堡湾段虽以泥岩为主，但厚度小，在 20m20m 左右，且为残 留地层，风化严重，已不具备隔水层条件，故井田内长兴大隆组 为深部煤系地层的直接充水含水层。 33龙潭组（P P3I I）含水层 井田内龙潭组为一套以碎屑岩为主夹多层海相薄层石灰岩 的海陆交互相地层，残留厚度 123.41123.41295.69m 295.69m ,平均 220m220m 左 右。（1 1）龙潭组上段（P P3I I3）:顶部由于直接与第四系接触，遭受 严重风化剥蚀，根据 ZK302ZK302 资料，第四系厚 12.34m12.34m，其下强风 化层厚深度 33.35m33.35m，中

4、风化层深度 49.74m49.74m，微风化层深度 82.95m82.95m，为风化裂隙含水段。（2 2）龙潭组中段（P P3I I2）:含细砂 岩 6 61515 层，单层厚度 0.590.5915.61m15.61m，平均单层厚度 2.572.57 7.17m7.17m，多为泥质胶结或钙质胶结，也是裂隙、空隙含水部分。 （3 3）龙潭组中的薄层石灰岩：主要是 L3L3 石灰岩和 L4L4 石灰岩及 其以下的石灰岩，为矿床直接充水含水层。 L3L3 石灰岩位于 M25M25 煤层与 M26M26 煤层之间，厚度 0 01.96m 1.96m ,平均 1.01m 1.01m ,具有一定 的富水

5、性，上距 M24M24 煤层平均约 20m20m，下距 M28M28 煤层平均约 23m23m。（4 4） L4L4 石灰岩及其以下的石灰岩：L4L4 石灰岩位于龙潭组 第一段顶部，该段揭露最大厚度82.10m 82.10m ,石灰岩比例占近一半， 而且单层厚度较大，多在 5m5m 以上，也具有一定的富水性。龙潭 组各层砂岩、石灰岩之间的泥岩、粉砂质泥岩，所占比例为 25% 25% 左右，平均 2.78m2.78m，具有一定的层间隔水作用。 44峨嵋山玄武岩组(P P3 B)隔水层 井田内峨嵋山玄武岩组，井田钻探揭露最大厚度 24.52m 24.52m , 该段虽具气孔构造，但总体较致密坚硬，

6、为良好的隔水层。 55茅口灰岩含水层(P P2m m) 区内茅口灰岩仅初露于北西部 F1F1 断层两盘的局部地段，以 灰深灰色厚层石灰岩为主， 上部为薄层硅质灰岩，顶部含燧石 灰岩，出露厚度约 40m40m。根据区域地质资料，茅口灰岩岩溶发 育，为一强富水含水层。 三、矿井充水性因素 1.1. 充水水源 (1)(1) 地表水 大气降水为井田及未来矿井开采主要充水水源， 受季节性制 约，每年 6 69 9 月份为主要降水时段，同时存在年降水量的不均 衡性和暴雨的突发性，在雨季和暴雨突发时将对矿井充水产生重 要影响。 (2 2 )大气降水 大气降水是各含水岩组地下水的主要补给源， 矿井涌水量将 随

7、大气降水强度变化，一般情况下，雨季时涌水量增大，枯季时 涌水量变小；采空塌陷影响至地表后，大气降雨会通过地面塌陷、 地裂缝间接进入矿井，使矿井的涌水量增大，成为矿井间接充水 水源。 （3 3）第四系孔隙水 矿区内覆盖的第四系，含水性弱，加之厚度不大，分布不广， 蓄水量有限，对煤矿开采影响小。 （4 4） 地下水 龙潭组（P P3I I）裂隙含水层，主要为碎屑岩，富水性总体微 弱，在构造断裂及应力破坏影响的地段，含水量相对会较大，矿 床开采到这些地段，矿井出水量会比正常出水量增大。该组为煤 矿床开采的直接充水水源。 （5 5） 小煤矿、老窑采空区积水 区内煤系暴露，煤炭开采历史悠久，老窑众多，已

8、经调查的 有 1919 个，主要沿煤层露头开采浅部煤层，开拓方式基本为沿煤 层露头斜井开采，因多为独眼开采，开采深度不大，但可能存在 彼此相互连通或开采塌陷后跨落带、 裂隙带相互连通的情况， 在 生产中要引起足够重视。 2.2. 充水通道 （1 1）岩石天然节理裂隙 矿区内龙潭组含煤地层在接近地表附近， 岩石风化节理、裂 隙较发育，而深部则发育成岩或构造节理、裂隙，尤其是内部细 砂岩等脆性岩石更为发育，它们是地下水活动的良好通道。 （2 2） 人为采矿冒落裂隙 采煤活动将产生大量的采矿裂隙， 这些人为裂隙也会沟通上 覆含水层与含煤地层的水力联系，成为地下水活动的良好通道。 （3 3） 断层破碎

9、带 矿区断层或矿井下发育小落差断层，这些断层破坏了地层的 完整性、连续性，刚性岩石中破碎带有一定含水性和导水性，可 能连通含煤地层上部的中强含水层或地表水， 地表水、地下水更 可能沿断裂带进入矿井。 （4 4 ）原小煤矿、老窑采空区 矿区原小煤矿、老窑废弃采面或巷道会成为采空区积水， 当 开采煤层至采空区时，巷道勾通采空区会成为充水充道。 33充水方式 矿井直接充水含水层露头分布虽不广，接受大气降水补给不 强，为弱含水层，充水通道主要以岩石原生和采矿节理、裂隙为 主，以断层、采空巷道导水，充水水源为地表溪沟水、老窑及采 空区积水等；因此未来矿井充水方式主要煤层顶板局部滴水或淋 水、断层带渗水为

10、主。 四、水文地质类型 综上，据煤、泥炭地质勘查规范(DZ DZ T0215 T0215 2002 2002 ) (2002 2002 12 12 17 17 )对矿区水文地质勘查类型的划分条件，矿区 富水性弱，煤层资源量赋存于当地最低侵蚀基准面以上， 地下水 排泄条件较好，是以裂隙充水为主的矿床， 水文地质条件属简单 - -中等。 五、开采中可能出现的水文地质问题 1.1. 由于岩溶水层及老空区的存在， 矿井在开采过程中存在岩 溶含水层及老空区突水的可能。 22由于开采煤层，顶板冒落裂隙带可能扩展到地面，导致地 下水流改变，可能使局部地下水位下降，造成井、泉流量减小甚 至干枯。 33采空区面

11、积大，目前尚未发现淋水、渗水现象，其积水情 况尚不清楚，浅部未发现老窑积水，但也有老空区突水的可能。 第二节探放水设计及安全技术措施 一、 探放水原则 1.1. 必须做好水害分析预报，坚持“预测预报、逢掘必探，先 探后掘、先治后采”的探放水原则。此外还必须做到“有疑必停”。 2.2. 遇溶洞、含水层及与水有联系的导水断层、陷落柱时，必 须查出其具体位置，并按规定设防水柱；巷道必须穿过上述构造 时，必须探水前进。 二、 探放水注意事项 1.1.安装钻机探水前，应遵守下列规定： （1 1） 加强钻场附近的巷道支护，并在工作面迎头打好坚固的 立柱和栏板； （2 2） 挖好排水沟，当钻孔位于巷道低处时

12、，应配好相应的 排水设备； （3 3） 打钻地点必须安有专用电话，迎头挂好便携式瓦斯探 测仪； （4 4 ）应加强对操作人员的安全培训，提高操作人员的安全 意识，确保操作人员经过培训并技术合格； （5 5）操作人员随身衣物应合身并束紧，以免缠上钻机的运 动部件而对肢体造成损伤； （6 6 ）打钻期间每班必须制定负责人，瓦检员和安全员应现 场蹲守，观察安全情况，发生危险征兆立即撤人，并向调度室汇 报。 22打钻时，发现煤岩松软、片帮、来压或钻孔中的水压突然 增大以及有顶钻等异状时，必须立刻停止钻进，但不要拔出钻杆， 现场人员向调度室汇报，情况危急时要立即撤出人员然后采取措 施进行处理。 33有老

13、空区积水时，探放前要先分析查明老空水体的位置、 水量和水压。探放水中要密切监视放水量和可能存在的有害气体 涌出，做好情急时的应急措施。 44必须设专人监测钻孔情况，做好记录。 55探放水期间安全员、瓦检员必须坚守现场。 三、探放水设计 1.1.探水钻孔应保持适当的超前距。由于该段巷道长度只有 75m75m 左右，故采用一次到位的方式进行，探水钻孔为巷道掘进 探明前方110m110m 水害情况留安全距离后，巷道允许掘进 80m80m， 然后再掘，留至少 30m30m 的超前距离，确保掘进安全。 22探放水钻孔布置 (1 1)钻孔数量：本次施工在探水的同时兼顾探明前方地质 情况，设计钻孔 2 2

14、组共 5 5 个，分别为中央平面 3 3 个，两帮各一个， 如下图： 11403回风巷钻孔布置剖面图 方位角：1 3# 为 59 、4# 为 44 、5# 为 74 ;倾角：2#、4#、5# 为-4 ,1# 为 6 ,3# 为-12 。 (2)(2) 钻孔深度：根据煤炭行业相关要求及双龙矿实际情况, 本次探水钻孔深度不小于 110m110m，本次探水设计为 110m110m，留有 30m30m 安全距离，可掘进 80m 80m ; （3 3）超前距：根据毕节地区安监局规定，探放水安全距离 不得少于 30m 30m ； （4 4 ）钻孔密度（孔间距）：指允许掘进距离终点横剖面上， 探水钻孔之间的

15、间距，按照 15m15m 进行设计； （5 5）钻孔角度：打钻人员必须严格按照设计方为和倾角进 行打钻，严禁估测。 33探放水设备 配备 ZYZY- -12501250 钻机两台（一台备用），钻杆不小于 150m150m。 四、探水措施 11探水起点 本次探水自 1140111401 机巷尾部开始，探放水中孔沿机巷原方 位，由于水害情况未知，探水距离为 110m110m，控制 30m30m 的超前 距，如下图： 方位角：1 3# 为 59 、4# 为 44 、5# 为 74 ;倾角：2#、4#、5# 为-4 ,# 为 6 ,3# 为-12 。 11403 回风巷探放水单孔侧视图 22钻孔直径 以既探排水有效，又能防止放水过大，钻孔直径选 7575 伽 33安全措施 （1 1）探水前加固探水工作区支护，锚网支护到位； （2 2 ）清理巷道，保证撤退路线畅通，作业人员要熟悉避灾 路线； （3 3）探水点要安装电话，打钻中如发现煤岩松软或流水超 过正常供水量时，要立即停止打钻，但不要拔出钻杆，并向调度 室汇报，情况危急时要撤出所有受威胁的人员，采取应急措施； （4 4 ）在探水孔施工中，见到含水层、断层、陷落柱和积水 区之前，应停止钻进，安好隔水门后