宏图煤矿(13)探放水设计方案及安全措施.

1、纳雍县宏图煤矿探放水设计方案及安全措施为加强我矿井下掘进探放水工作， 防止透水事故发生，防患于未 然，使水患消灭在事故发生之前，特编制探放水设计方案及安全措施 如下：一、概况：宏图煤矿采掘工作面是布置在32#煤层中，32#煤层在本矿范围内 未开采，煤层倾角8 10。，煤层平均厚度1.78米，煤层直接顶为粉 砂岩、直接底为粘土岩。1、隔水煤柱选择根据煤矿安全规程、煤矿防治水工作条例及有关探放 水的规定，同时依据相邻矿探放水经验，留设30m隔水煤柱。2、探水线的确定一般应沿老空积水线或老空边界平行外推60 150m，定为老空的探水线。1）构造两侧或四周留设防水煤（岩）柱的留设断层破坏了岩层的完整性

2、，在没有掌握断层各区段的导水性时， 应把整个断层作为导水断层对待。断层防水煤柱不得小于20m。（1）煤层位于导水断层上盘时，煤（岩）柱的留设可用下面的经验公式计算顺层防水煤柱宽度：* L= MA 3P/Kp=1.73 X2 .3 70/10 = 15.85 （m）式中 M煤层最大厚度或采高，m;P隔水层所承受的水压，MPa ;Kp煤的抗张强度，MPa ;A安全系数，一般取12.5。当岩层倾角较大时，可用下式计算水平防水煤柱宽度； Lp二Leos 3=15.85 ><tos （11） =15.56m式中 L顺层防水煤柱宽度，m;3煤层倾角。将两次计算结果进行比较，采用较大的数值，即为

3、 15.85m ，该 矿断层上盘煤（岩）柱留设取 30 米。（2）煤层位于导水断层下盘时，煤（岩）柱的留设 煤层位于导水断层下盘时， 必须使导水裂隙带与断层间保持一定 的防水岩柱厚度。计算公式L=L1+L2+L3=Ha/ sin 0+Hmi/tan f+Hmi/tan 8=15.85 为in80+6.38 说an80+6.38 说an80 =19.16m式中 L顺层防水煤柱宽度，m;L1、L2、L3顺层防水煤柱分段厚度，m;Ha断层安全防水煤柱宽度，m, 15.85 ;Hml导水冒落裂隙带高度，m;Hml=100M/ （4.7 M +19 ） =100 X1.73/ （4.7 X1.73+19

4、 ） =6.38m9断层面与煤层夹角（取锐角），80;8岩移塌陷边与断层的夹角（取锐角）。为了安全，煤层位于导水断层下盘时，该矿断层下盘煤（岩）柱 的留设取 30 米。2）采空区及老窑积水区防水煤（岩）柱的留设 在采空积水区下掘进时， 巷道与水体之间的最小距离不得小于 巷道高度的10倍。通过计算为10疋.8=28m,取30m 在水淹区或老空积水区下同一煤层进行开采时，若水淹区或老 空积水区的界线已基本查明，防水煤（岩）柱的尺寸可按断层防水煤 柱计算。L = 0.5KM 3P/KP （其 L 不得小于 20m） 式中：L顺层防水煤柱宽度（m）;M煤厚（m）, M = 1.73最大煤厚）；Kp煤的

5、抗张强度（kgf/cm2）, Kp = 10kgf/cm 2;P水头压力（kgf/cm2）, P = 70kgf/cm 2K安全系数，一般取 25, K=3贝卩：L= 0.5 X3X1.73 x. 3 70/10 = 12.78 （m） 在水淹区或老空积水区下回采时，防水煤（岩）柱的尺寸不 得小于导水裂隙带最大高度与保护带厚度之和。H防=h导裂+h保=（1.12.0）h冒+h保=（1.1 2.0）m/（k-1）cos a + 3 X=21.73/（1.4-1）cos11 °+3 X1.73=15.16m式中:h导裂导水裂隙带高度（m）;h保一一保护层厚度；m 煤层厚度或采厚m,k采空

6、区顶板岩石的碎胀系数，其大小取决于岩性，该矿 取 1.4;a煤层倾角，110。根据上述公式，经计算并结合实际情况确定和安全设施设计审查 标准，水淹区或老空积水区（采空区）留设 30m防水煤（岩）柱。根据上述计算，并结合实际情况，留设30m防水煤柱。二、组织措施：设立探放水领导小组组长：付先成副组长：代宗福、方正如成 员：林文寿、付华、徐元荣、何雄 组长、副组长的工作职责： 负责按探放水措施指标执行探放水工作和人、 财、物供给及人员 调度。三、探放水措施1. 探放水原则a）必须作好水害分析预报，坚持有掘必探，先探后掘的探放水 原则接近积水地区掘进前或排放被淹井巷和积水前， 必须编制探放水 设计，

7、并采取防治瓦斯和其它有害气体危害等安全措施。探水眼的布置和超前距离，应根据水头高低、煤（岩）层厚度和 硬度以及安全措施等在探放水设计中具体规定。b）采掘工作面遇到下列情况之一时， 必须确定探水线进行探水（1）接近水淹或可能积水的井巷、老空区或相邻煤矿时，井巷 出水点的位置及其水量， 有积水的井巷及采空区的积水范围、 标高和 积水量，必须绘制在采掘工程平面图上。 在水淹区域应标出探水线的 位置。采掘到探水线位置时，必须探水前进。（2）有与溶洞、含水层及与之有水力联系的导水断层、裂隙 （带）、陷落柱时，必须查出其位置，并按规定留设防水煤柱。巷道 必须穿过上述构造时，必须探水前进。如果前方有水，应超

8、前预注浆 封堵加固，必要时预先建筑防水闸门或采取其它防治措施。（3）打开隔离煤柱前必须探放水。（4）接近有水的采煤工作面时；接近含水层、导水层和裂隙带 等时必须探放水。5）接近未封闭又可能突水的钻孔；接近不明井巷时必须探放 水。（6）煤层顶板有含水层和水体存在时，应当观测“三带”发育高 度。当导水裂隙带范围内的含水层或老空积水影响安全开采时， 必须 超前探放水并建立疏排水系统。（7）煤系底部有强承压含水层时以及采、掘工程接近其它可能 突水段时必须探放水。经探水确认无突水危险后，方可向前掘进。每 年雨季后，上部采空区的积水情况都在变化，一定要坚持“有疑必探， 先探后掘”。c）防探断层水（ 1）应

9、核准（包括补钻探明）断层产状、位置，分析断层带的 富（导）水性，并在平面图、剖面图上确定断层与采掘工作面的空间 几何关系。（2）井巷通过导水或可能导水断层前，必须超前探水。探水线 （探水起点）至断层交面线的最小距离不得小于 20m, 水压大于 2Mpa 时应按比例增大。（3）井巷通过含（导）水断层时，要严防来压冒顶突水或迟到 突水（突泥砂），并及时建议采掘部门采取相应的防水措施，如加强 支护、砌碹、注浆封闭等。（4）对与强含水层连通的导水断层，必须按规定留设防隔水煤 柱。采掘工作面接近断层煤柱前，要复查煤柱的可靠性。d）开拓下山防探水（1）下山开拓前必须充分调查，分析研究下山所在地段的地质 构

10、造和含水层的富水性；绘制开拓下山地段的预想水文地质剖面图。（2）下山顶、底板存在高压富含水层和充水构造带时，应在开 拓之前沿下山轴线一侧， 进行专门的水文地质勘探工作， 查清含水层或充水构造的富水性及下山可能承受的水压， 并保留一定数量的勘探 钻孔，进行动态观测。（3）预计下山的最大涌水量。（ 4）在揭穿下山前方富含水层或强充水构造带时，应提出采取 安全技术措施的建议，如：疏放降压、预注浆等。e）探放水注意事项（1）安装钻机探水前，要遵守下列规定：口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 拦板。青理巷道，挖好排水沟。探水钻孔位于巷道低洼处时，必须配 备与探放水量相适应的排水设备。

11、0在打钻地点或附近安设专用电话。側Q量和防探水人员必须亲临现场，依据设计，确定主要探水孔 的位置、方位、角度、深度以及钻孔数目。（2 ）预计水压较大的地区，探水钻进之前，必须先安好孔口管 和控制闸阀， 进行耐压试验， 达到设计承受的水压后， 方准继续钻进。 特别危险的地区，应有躲避场所，并规定避灾路线。（3）钻孔内水压过大时，采用反压和有防喷装置的方法钻进， 并有防止孔口管和煤（岩）壁突然鼓出的措施。（4）钻进时，发现煤岩松软、片帮、来压或钻孔中的水压、水 量突然增大， 以及有顶钻等异状时， 必须停止钻进， 但不得拔出钻杆， 现场负责人员应立即向矿调度室报告，并派人监测水情。如果发现情 况危急

12、时，必须立即撤出所有受水威胁地区的人员，然后采取措施， 进行处理。5）探放老空水前，首先要分析查明老空水体的空间位置、积 水量和水压。老空积水区高于探放水点位置时，只准用钻机探放水。 探放水孔必须打中老空水体，并要监视放水全过程，核对放水量，直 到老空水放完为止。 钻孔接近老空， 预计可能有瓦斯或其它有害气体 涌出时， 必须有瓦斯检查工或矿山救护队员在现场值班， 检查空气成 分。如果瓦斯或其它有害气体浓度超过规程规定时， 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。（6）钻孔放水前，必须估计积水量，根据矿井排水能力和水仓 容量，控制放水流量；放水时，必须设专人监测钻孔出水

13、情况，测定 水量、水压，做好记录。若水量突然变化，必须及时处理，并立即报 告矿调度室。（7）排除上（下）山的积水以及恢复被淹井巷前，必须有矿山 救护队检查水面上的空气成分， 发现有害气体， 必须及时处理。 排水 过程中，如有被水封住的有害气体突然涌出的可能， 必须制定安全措 施。（8）探水钻孔应保持适当的超前距、帮距和密度。探水工作采用“探水掘进探水”方式进行，探水钻孔为巷道掘进探明一段安全距 离后，巷道允许掘进一段距离，然后再探再掘，确保掘进安全。 超前距：为探水钻孔终孔位置应始终超前掘进工作面的一段距 离，一般采用 30m 。 允许掘进距离： 为经探水证实无水害威胁， 可安全掘进的长度，

14、取 20m 。 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， 其 值取 20m 。 钻孔密度（孔间距）：指允许掘进距离终点横剖面上，探水钻 孔之间的间距，一般不超过 3m,以免漏掉积水区，该矿可取 2m。 煤层平巷钻孔布置： 工作面迎头布置 5 个探水钻孔： 中孔一个， 左 帮一个,右帮一个,顶板一个,底板一个。中孔沿巷道方向打设,距 巷道两帮 1.20m ,距底板 1.2m ；左、右帮孔与巷道水平方向成 15 度夹角,竖直方向上帮孔倾角 +4 度、下帮孔倾角 4 度,距中孔 0.5m。 钻孔终孔水平方向分别距巷道两帮 20

15、m ；钻孔终孔竖直方向分别距 巷道顶、板底 14m 。 倾斜煤层上（下）山巷道钻孔布置：工作面迎头布置5个探水钻孔： 中孔一个,左帮一个,右帮一个,顶板一个,底板一个。中孔沿巷道 方向打设,距巷道两帮 1.20m ,距底板 1.2m ；左、右帮孔与巷道水 平方向成 15 度夹角,竖直方向上帮孔倾角± 4 度、下帮孔倾角±4 度, 距中孔0.5m。钻孔终孔水平方向分别距巷道两帮 20m ;钻孔终孔竖 直方向分别距巷道顶、板底 14m。探水线、钻孔深度、孔径根据纳雍县安全监督管理局 关于进一步加强煤矿探放水工作的 通知的有关规定的周围采掘情况, 主要探放煤层前方及上下帮的老 空

16、水、裂隙水和顶底板砂岩含水层或采空积水。1、确定工作面开口 5m 为探水起点,2、钻孔孔深50m，钻孔超前距离30m，允许掘进距离20m。 孔径为 42mm 。探水钻钻孔布置见下图zOuOinTn2750mm钻孔布置断面图1 #溯2 75m钻孔布置平面图IK3f）放水措施 钻孔探到水后，要观测水压、水质、水量和估计积水量或补给 量。根据矿井排水能力及水仓容量，控制放水孔的流量或调整排水能 力，并清理水仓、水沟等。 煤层顶板有含水层和水体存在时，应当观测“三带”发育高度。当导水裂隙带范围内的含水层和老空积水影响安全开采时，必须超前探放水并建立疏排水系统。 加强放水地点的通风，增加有害气体的观测次

17、数。 必须监视放水全过程，放水结束后，应立即核算放水量与预计 积水量的误差，查明原因2. 探放水设备选择a）探放水设备选择依据矿井用 1 个采煤工作面保证矿井年生产能力， 正常生产期间配备 2 个掘进工作面。b）探放水设备型号及数量配备型号 ZDY 620 探水钻 3 台、 ZDY 720 探水钻 1 台。3 台 工作（采面和两个掘进头各 1 台），1 台备用。3. 探放水方法a） 探水起点（ 1）若该矿井造成的水灾清楚，压力不小于 1MPA 时，探水线 至积水区的最小距离：煤层中不小于 30m ，岩层中不小于 20m ；造 成的水灾不清楚时，探水线至推断积水区的距离不小于60m ；（2）掘进

18、巷道附近有断层或陷落柱时，探水线至预计煤柱线的 距离不小于 60m ；b） 钻孔深度及超前距离 探水钻孔眼底至采掘工作面的距离不得小于 30m 的超前距离（薄煤层不得小于6m,岩层中不得小于510m），钻孔深度一般在 50m 左右（如此一次打孔后，可连续采掘 20m）。c）钻孔直径从既探、排有效, 又能防止冲垮煤壁和放水过大的原则出发,孔 径不大于 70mm 为宜。d）钻孔布置与孔数（ 1 ）对于采煤工作面前方和左右两侧均受水害威胁的缓倾斜煤 层,钻孔按扇形布置； 当积水区肯定在一侧时, 钻孔可按半扇形布置。薄煤层以上掘进探水， 同时要考虑垂直方向和密度， 使钻孔进入顶板 围岩；（ 2）老塘探

19、水：探后掘进停掘处的钻孔眼距不得超过3m ，以防漏探；（ 3）探断层水：开孔位置必须在防水煤柱外和断层应力影响带 以外，以防止煤岩破碎出水后，不易控制；（4）钻孔个数以保证必要的密度为原则，一般不得少于 5 个。4. 探放水的安全措施（1）探水前应加固探水工作区支架，背好帮顶，以免压力水冲 垮煤壁和支架；（2）清理巷道，保证安全撤退路线畅通无阻；（ 3）保证水沟畅通，并有适当的坡度和断面，水仓和排水设备 要有足够的容量和能力。（4）探水地点要安装电话，与所有可能受水威胁的工作地点连 通，并事先制定好撤退路线，以防止意外事故的发生；（5）打钻过程中，如发现煤、岩松软或沿钻杆向外流水超过打 钻正常

20、供水量时，要立即停止打钻（不能移动或拔出钻杆） ，派人监 视水情并报告矿调度室， 如果情况危急， 要立即通知所有受威胁地点 撤人，并采取应急措施；（6）钻孔接近采空区，可能有有害气体涌出，必须随时进行有 害气体监测；探水点通风必须按有关规定进行。（ 7）煤系底部有强压含水层并有突水危险的工作面， 在开采前， 必须编制探放水设计，明确安全措施。（8）预计水压较大的地区，探水钻进之前，必须先安好孔口管 和控制闸阀，进行耐压试验， 达到设计承压的水压后， 方准继续钻进。特别危险的地区，应有躲避场所，并规定避灾路线（ 9）钻孔内水压过大时， 应采用反压和有防喷装置的方法钻进， 并有防止钻孔口管和煤（岩

21、）壁突然鼓出的措施。（ 10）探放老空水前， 首先要分析查明水体的空间位置、 积水量 和水压。老空积水区高于探放水点位置时，只准钻孔探放水；探放水 时，必须撤出探放水点以下部位受水害威胁区域内的所有人员。 探放 水孔必须打中老空水体，并要监视放水全过程，核对放水量，直到老 空水放完为止。（ 11 ）钻孔放水前， 必须估计积水量， 根据矿井排水能力和水仓 容量，控制放水量；放水时，必须设专人监测钻孔出水情况，测定水 量、水压，做好记录。若水量突然变化，必须及时处理，并立即报告 矿调度室。（ 12）排出井筒和下山的积水以及恢复被淹井巷前， 必须有矿山 救护队检查水面上的空气成分，发现有害气体，必须

22、及时处理。排水 过程中，如有被水封住的有害气体突然涌出的可能， 必须制定安全措 施。防探底板水：（1）当煤层底板以下赋存高压水、岩溶裂隙水层（组）时，必 须预防底板突水或岩溶泥石流涌出。 采掘前， 必须具备勘探或补充勘 探资料，水文地质条件要清楚。（2）要全面整理已有勘探、生产资料，分析研究含水层（组） 的含水性特征和已采掘区的突水规律， 并在采掘地质说明书中， 对可 能发生的水害提出预防措施。（3）编制隔水层或相对隔水层等厚线图（包括水文地质实际材 料）。（4）预测有突水可能的危险区。（ 5）预计最大涌水量， 根据预计涌水量数据相应扩大排水能力。 （6）底板隔水层厚度达不到安全开采要求时，原

23、则上必须进行 疏水降压开采。 有条件时， 也可采取在加强排水能力前提下的分区隔 离开采。（7）在可能有岩溶泥石流突出的地段采掘时，应加强前兆观察 和探放，如有异常，应及时采取有效措施。采掘探放水措施： 采掘工作面遇到下列情况之一时，必须确定探水线进行探水： （1）接近水淹或可能积水的井巷、老空或相邻煤矿时。 （2）接近含水层、导水断层、溶洞和导水陷落柱时。（3）打开隔离煤柱放水时。（4）接近可能与河流、湖泊、水库、蓄水池、水井等相通的断 层破碎带时。（5）接近有出水可能的钻孔时。（6）接近有水的灌浆区时。（7）接近其它可能出水地区时。防探断层水： （1）要核准（包括补钻探明）断层产状、位置，分析断层带的 富（导）水性，并在平面图、剖面图上确定断层与采掘工作面的空间 几何关系。（2）井巷通过导水或可能导水断层前，必须超前探水。探水线 至断层交面线的最小距离不得小于 30m ，水压大于 2Mpa 时应按比 例增大。3）当井巷通过含（导）水断层时，要严防来压冒顶突水或迟 到突水（突泥砂），并及时采取相应的防水措施，如加强支护、砌碹、 注浆封闭等。（4）对与强含水层连通的导水断层，必须按规定留设防隔水煤 柱。采掘工作面接近断层煤柱前，要复查煤柱的可靠性。开拓下山防探水：（1）下山开拓前必须充分调查，分析研究下山所在地段的