面回风顺槽探放水设计

1、山西王家峪煤业有限公司 150102回风顺槽探放水设计目 录第一章 工作面概况及周边采掘状况1第二章 工作面地质及水文地质条件1第三章 探放水工程设计4第一节 探放水设计目的及依据4第二节 探放水钻孔设计5第四章 探放水安全技术措施7第一节 探放水前的准备工作7第二节 安全技术措施9第三节 放水技术要求和安全技术措施1113第一章 工作面概况及周边采掘状况一、巷道名称、位置及相邻关系该巷道为150102面回风顺槽，井下位于井田中部，150102面回风顺槽与一采区运输下山垂直相连，与150102面瓦斯排放巷平行布置。 二、巷道布置 本掘进工作面位于井田中部。掘进长度970m，巷道均为矩形断面，掘

2、进断面为4.2m×3.3m,巷道净宽为4.0m，净高为3.2m。巷道沿15号煤层顶板掘进，平均坡度为10度。第二章 工作面地质及水文地质条件 一、地质情况本巷道沿15煤层底板掘进，15#煤层位于太原组下部，上距3号煤层约119.60m。煤层厚度3.05-4.39m.平均3.65m，含1-2层夹矸，结构较简单。全区稳定可采。煤层顶板为泥岩、砂质泥岩，底板为泥岩、粉砂岩、细砂岩。三维地震勘探和物探资料显示，该掘进工作面陷落柱预计不发育，构造情况基本查明。二、水文地质情况 1、含水层井田内含水层主要为以下四类含水层：基岩风化裂隙含水层、二叠系砂岩裂隙含水层、太原组石灰岩岩溶裂隙含水层、奥陶

3、系石灰岩岩溶裂隙含水层，均为弱富水性含水层。 （1）基岩风化裂隙含水层受基岩岩性和地形地貌影响，富水性随风化裂隙的发育程度而异。局部风化裂隙发育，富水性较强，泉水多流自本层。钻孔钻至此层，大都发生漏水现象，推测该含水层局部地段富水性较强。（2）二叠系山西组砂岩裂隙含水层井田内没有二叠系山西组部分地层出露，据钻孔揭露资料，二叠系山西组地层含有数层厚度不等的中粗粒砂岩，砂岩局部裂隙发育，具有一定富水性。（3）太原组石灰岩岩溶裂隙含水层本含水层主要由太原组三层稳定石灰岩组成，即K2、K3和K4石灰岩。三层石灰岩平均厚度分别为6.39m、2.95m和3.68m，埋藏较浅，局部裂隙、岩溶发育。（4）奥陶

4、系石灰岩岩溶裂隙含水层 为井田内最主要的含水层组，埋藏较深。由石灰岩、白云质灰岩、角砾状灰岩、泥灰岩及溶洞中次生沉积物等组成，井田内主要含水层为上马家沟组中段及下段几层角砾状石灰岩。结合区域区域水文地质资料推测，本井田奥灰水位标高为+678+682m，奥灰水流向为由北向南。2、隔水层（1）3号煤层顶板以上层间隔水层山西组、下石河子组含水层之间分布有厚度不等的泥岩、砂质泥岩，厚度大多在2m-20m之间，一般不透水，可起到良好的层间隔水作用。 （2）本溪组泥质岩隔水层组井田本溪组厚度10.8631.06m，平均22.18m，岩性主要由泥岩、砂质泥岩、铝质泥岩等泥岩组成，岩质致密，隔水性好，是阻断奥

5、灰水与煤系地层水力联系的重要隔水层。3、巷道掘进施工充水因素分析矿井主要充水因素有大气降水、地表水、构造水、顶板砂岩和灰岩裂隙水、采空区积水、底板奥灰水，其中顶板砂岩和灰岩裂隙水、断层导水和底板奥灰水是防治工作的重点。150102回风顺槽沿15煤层顶板掘进，直接顶为黑色泥岩，泥岩平均厚度6.77m，较稳定，隔水性能相对较好。15号煤层底板标高在420840m之间，而井田奥灰水位标高678682m，井田内中西部区域15号煤层底板位于奥灰岩溶水水位之下，存在带压开采问题。（已委托山西地质114勘查院进行了水文地质勘探报告并已出具了补勘报告进行了评审，委托中国煤炭地质总局173勘探队进行了15号煤层

6、带奥灰水压开采安全性评价报告，制定了15号煤层奥灰水带压开采防治水方案，15号煤层奥灰水带压开采防治水设计，巷道带压掘进防治水安全技术措施）。据井田内奥灰长观孔揭穿此处15号煤层底板到奥陶系峰峰组顶面之间隔水层厚度为26.40m，煤层底板标高为478.85m，该处奥灰水位标高为680.66m。现采用突水系数计算公式对井田内15号煤层底板奥灰最大突水系数进行估算。根据GB12719-91突水系数计算公式Ts=，P=(H0-H1+M)×0.0098式中Ts突水系数（MPa/m）P隔水层承受的静水压力（MPa） M底板隔水层厚度（m） H1煤层底板最低标高（m） H4奥灰水位标高（m）经估

7、算，本井田最大突水系数为0.085MPa/m，部分区域突水系数值大于0.06MPa/m。因此局部区域带压开采危险性极大，因此本井田带压区划为2个区，即相对安全区和危险区。由于井田内局部地区发育有断层、陷落柱，为煤矿安全生产起见，本次带压分区将井田内断距较大断层及陷落柱周围区域划分为危险区。在带压开采相对安全区，矿井应在加强防治水工作的情况下进行带压开采。在突水危险区，应引起足够重视，必须采取可靠的安全技术措施后才可进行带压开采。特别是在断层构造和陷落柱发育地段和突水系数大于0.06 MPa/m的地段，底板发生突水可能性大；另外本次计算突水系数为考虑煤层开采对底板产生的扰动，因此在进入或接近带压

8、开采危险区时，必须加强对底板峰峰组地层岩石裂隙发育程度的探查工作。未经专门的带压开采条件勘探、研究评价，不允许进行带压开采。只有在采取安全技术措施后才可进行带压开采。第三章 探放水工程设计第一节 探放水设计目的及依据 一、探放水设计目的为认真贯彻执行煤矿防治水规定及上级有关文件精神，防止重大水害事故发生，确保矿井安全生产，根据山西王家峪煤业有限公司水文地质条件，结合150102回风顺槽工作面掘进规程，编制150102回风顺槽工作面探放水设计。 二、探放水设计依据1、煤矿安全规程2、煤矿防治水规定3、山西王家峪煤业有限公司<矿井水文地质补充勘探报告>第二节 探放水钻孔设计 一、钻探设

9、备选择 本掘进工作面探水时，配备架式液压回转钻机ZYJ-320/210型2台，1台工作，1台备用。 二、探放水钻孔的设计参数 1、探水起点的确定：从掘进开口处为起点在掘进前进行提前探放。2、超前距离：探水时从探水线开始向前方打钻孔，在超前探水时，钻孔很少一次就能打到积水目标区，常是探水-掘进-再探水-再掘进，循环进行；探水钻孔终孔位置应始终超前掘进工作面一段距离，该段距离称超前距。探水钻孔终孔位置始终超前掘进工作面的距离采用30米。3、允许掘进距离：经探水证实无任何水害威胁，可安全掘进的长度，探水中心钻孔超前钻探深度减去30米。4、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，呈扇

10、形布置的最外侧探水孔所控制的范围与巷道帮的距离称为帮距；其值应与超前距相同，帮距一般取30m。5、钻孔参数的确定（1）、钻孔数目5个，1#孔为中心孔。（钻孔角度详见后附表）（2）、钻孔直径： 75mm。（3）、钻孔沿煤层倾向呈扇形布置，探60米，准掘30米。（4）、在每个钻场地点做好标记，并挂牌管理。6、老空的探水线：沿老空积水线或老空边界平行外推60米，其探水设计同上。7、井巷通过导水或可能导水断层前的探水设计：（1）超前探水：探水线（探水起点）至断层交面线的最小距离为30米，当水压大于2Mpa时按每增加0.1Mpa增加1m。（2）其他技术参数同上（探水设计）。探放水钻孔布置示意图：见附图

11、 三、探放水的注意事项及技术要求：  （一）通讯要求  钻孔施工受矿调度室统一调度，如发现异常情况应及时通知调度室，施工现场设专用电话一部。随时和调度室保持联系。为保证电话畅通，每班开工之前，施工人员必须先与调度室电话联系一次，电话不通，不准开钻施工。  （二）瓦检要求  施工现场必须配备瓦斯便携仪一台，由专人负责看管、检测瓦斯浓度，如瓦斯超限立即查明原因进行处理。并设专职瓦检员进行现场交接班。  （三）供电保障钻孔施工期间，严禁随意开停钻机电源，加强机电检查，杜绝失爆现象，机电系统保证排水为双电源供电，同时加强中央泵房机电设备检修，

12、确保中央泵房的水泵完好。中央泵房人员要求现场交接班，班班都要试电话，向调度室汇报本班排水设备运转情况。  （四）排水系统的要求  在巷道迎头探水，安设排水能力不小于45m³/h、扬程不小于80 m的水泵2台，安设3寸排水管路一趟，在每处探水地点开挖泵窝，规格宽*高*深=3.0m*2.5m*2.0m,排水路线：钻场临时排水点通风行人平巷主斜井地面。  （五）放水  钻孔打入老空出水后，单孔出水量通过阀门控制在50m³/h以内,老空水放完的标准必须有两个以上在原出水孔下方的钻孔证实无水时,方可结束放水工程。  （六）施工技术要求

13、     1、钻孔位置、方位、倾角由测量人员按设计标定，按设计施工，严格按规程操作。要经常检查设备运转情况，观察孔壁完整程度，防止孔内和机械事故发生，保质保量按期完成钻孔任务。    2、钻进期间如发现水压、水量突然增大、顶钻、进入老空等异常现象时，必须立即停止钻进，不得拔出钻杆。要立即向调度室汇报，并派人监测水情。如果发现情况危急时，关闭防喷装置止水，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。第四章 探放水安全技术措施第一节 探放水前的准备工作1、在组织施工前，要求施工单位将打钻所需的材料及工具，设备准备到

14、位，不能因为准备工作的原因而影响施工。施工人员应认真学习探放水安全技术措施并熟悉钻机的使用及维护知识。2、在运输ZYJ-380/210架柱式液压回转钻机等大件设备的过程中，运输人员应轻拿轻放，避免设备因受力碰撞而受损。3、钻机及其附属设施及各部件间连接要牢固可靠，并在每次使用前检查，确保施工的安全。4、每次开钻前，检查钻杆接头的牢固情况，严防脱钻事故的发生；钻杆要达到不堵塞、不弯曲、丝口不磨损。5、在组织施工前，要求施工人员对钻机附近10米范围内的巷道支护进行检查，发现巷道支护受损的及时处理并加强支护，并打好立柱和挡板。6、保持钻场有足够的安全空间，便于施工。7、在巷道低洼处非人行侧及时挖好水

15、仓，清理好临时水沟，确保排水畅通无阻。8、平巷时，将3寸的排水管随掘进向前延接，迎头20米范围使用软管。9、在打钻地点附近安设专用电话及报警装置，并保证随时与调度室联系。10、技术人员和探放水人员必须亲临现场，依据设计，确定主要探水钻孔位置、方位，深度以及钻孔数目。11、带班矿领导和当班安全员、瓦斯员必须在探放水地点监督安全和随时检查空气成分。如果瓦斯浓度超过0.8%或其他有害气体浓度超过煤矿安全规程第一百条规定时，必须立即停止钻进，切断电源，撤出人员，并报告矿调度室，及时处理。第二节 安全技术措施1、设备入井严格按操作规程操作，保证钻机牢固、不移位。  2、钻孔施工前，排水水泵、管

16、路与供电系统必须运行正常同时经过联合验收。 3 、每班必须配备熟练的水泵司机值班，并严格执行交接班制度，保证钻孔出水后能及时排放。  4、入井设备要严格进行防爆检测，钻探施工期间加强供水供电系统检修，严禁设备电缆失爆，保证排水、钻探、正常供电。  5、钻孔施工受矿调度室统一调度，如发现异常情况应及时通知调度室，施工现场设专用电话一部。  6、钻孔位置、方位、倾角由测量人员按设计标定，按设计施工，严格按规程操作。要经常检查设备运转情况，观察孔壁完整程度，防止孔内和机械事故发生，保质保量按期完成钻孔任务。  7、加强电气设备维护，每班检查一遍，杜绝失爆现象。

17、                                            8 、钻机必须固定牢靠，保证钻进时不移位。注浆固管及试压必须通知矿调度室 、生产技

18、术科 ，并通过矿组织有关部门的联合验收，合格后方可继续施工。  9、钻进期间如发现水压、水量突然增大、顶钻等异常现象时，必须立即停止钻进，不得拔出钻杆。要立即向调度室汇报，并派人监测水情。如果发现情况危急时，关闭防喷装置止水，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。  10、施工现场必须配备便携仪一台，由专人负责看管、检测瓦斯浓度，如瓦斯超限立即查明原因进行处理。  11、在进行施工钻孔前，必须完善探水地点排水设施，排水能力不小于45m³/h。  12、为保证电话畅通，每班开工之前，施工人员必须先与调度室电话联系一次，电话不通

19、，不准开钻施工。  13、施工期间要成立探放水领导小组，统一平衡解决施工中遇到的问题。  14机电系统保证排水为双电源供电，同时加强中央泵房机电设备检修，确保中央泵房的水泵台台完好。  15中央泵房人员要求现场交接班，班班都要试电话，向调度室汇报本班排水设备运转情况。  16机电系统要加强供电管理，严禁停电事故发生。  17探水地点的排水管路敷设好后，必须先进行试运转，运转正常时方可进行回采，否则不允许生产。  18、当发生灾害事故时，现场人员必须保持头脑清醒，迅速查明险情，按正确的避灾路线撤出，并及时向调度室汇报。19、钻进时操作人

20、员不准离开钻机，并做到“三看”、“二听”、“一及时”：即看操作（档位）把手振动、给进压力和进尺速度，看泵压表及回水情况，看钻杆钻进情况；听机器运转声，听孔内振动声；发现异常及时停钻处理。20、钻孔中若发现突然卡钎停钻或钻杆弯曲，应立即松开离合器，撤退钻机，检查钻头是否有崩片或刃口磨损过大等情况，以决定是否更换钻头；遇局部夹矸层时，可操纵离合器缓慢推进。21、孔内有钻杆时，除按规定程序卸钻杆外，不允许马达反转。22、探放水作业完成后，要进行现场验收和现场确认，验收人员要使用专业探测杆来对钻孔角度及钻孔深度进行探测。第三节 放水技术要求和安全技术措施一、放水技术要求（1）放水前，必须调查区域水文地质资料