煤矿巷掘进工作面探放水设计.doc

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1、XXXXXXXXXXXXX有限公司XXXX矿XXXXXX巷掘进工作面探放水设计矿 长:XXXX生产矿长:XXXX安全矿长:XXXX机电矿长:XXXX总工程师:XXXX编 制 人:XXXX编制单位:XXXXX编制日期:2013年3月25日探放水设计会审意见矿长意见签 字:年 月 日生产矿长意见签 字:年 月 日安全矿长意见签 字:年 月 日机电矿长意见签 字:年 月 日总工程师意见签 字:年 月 日法人代表意见签 字:年 月 日XXXXXX巷掘进工作面探放水设计 一、本设计编制的依据根据国家安全生产监督管理总局令第28号的规定“采掘工作面探水前必须编制探放水设计”的要求,特编制XXXX矿探放水设

2、计。设计依据:1、煤矿安全规程;2、煤矿防治水规定、安全专篇;3、XX煤矿灾害预防与处理计划;4、XXX煤矿水文地质图;5、XXX煤矿矿井充水性图;6、XXX煤矿采掘工程平面图;7、其它有关设计技术规范。二、矿井水文地质概况一)、外部条件1、XXXXXX有限责任公司田堡一矿位于XXXXXXXXX,东面与XXXXX相连,矿井中心地理坐标为东经1013638,北纬262101,属XXXX矿区XXX()井田, 在XXXX煤矿+1600m水平XX采区。矿井有简易公路与XXX南路及太平南路相连,距XXXX市中心约30Km,交通方便。2、井田地层及构造井田位于大箐向斜东翼,开采范围内为宝鼎()井田内含煤地

3、层为三叠系上统大荞地煤组,总厚度1412m, 包括甲壬9个煤段,共含煤85层,煤层总厚度50.85m,其中可采煤层 27层,大多分布于大荞地组中下部的丁、戊、庚、辛4个煤段, 可采煤层总厚度23.32m,其中主要可采煤层11层。次要可采煤层7层, 局部可采煤层9层。井田构造以褶曲为主,主要构造走向均为525,以16号、18号背向斜两组主要褶曲和15号、16 号两条主要断层控制着井田的基本构造形态。大致以11勘探线为界,南部地质构造较北部复杂,北部主要发育三组褶曲,断层较少,且多分布在井田的东边缘。南部除北部的褶曲向南延伸外,又增加了四组新的褶曲,南部断层较多,规模较大,断层破坏了褶曲的连续性,

4、使构造进一步复杂化。3、煤层开采技术条件 矿井为瓦斯矿井,各煤层均具煤尘爆炸性,各煤层均为易自燃煤层,地温正常。二)、水文地质概况矿区地处XXXXX交界山区,属亚热带高原河谷气候,四季比较分明,气候干燥,地势南高北低。地面标高为:东部+1960m,西部+1600m,地表高差360m,矿区含煤地层为晚三叠纪系陆相沉积,煤系地层由一套多旋回弱含水性的碎屑岩组成,无岩融水储存,加之上高谷深,地形切割深峻,冲沟发育,相对高差大,利于地表水排泄。岩石风化度轻,多裸露,不利于地下水的不给。另外部分来源于断层裂隙导水,矿区远离金沙江,对开采无影响。沟谷大体垂直地层。井田多被第四系洪积、冲积层及戈壁砾石所覆盖

5、。矿区西部有摩梭河,年均流量0.001-24.87m3/s,水质优良。矿区东部的纳拉河、灰老河及西部的龙潭河均属于季节性溪谷,流量小,全年几乎断流,且水质较差。三)、井田充水因素1、河流冲沟的补给(1)河流的补给井田北部有XXX江、西有摩梭河,由于距离较远,而通道(基岩裂隙)的透水性差,故两条河流对井田现采范围的影响很小。(2)井田内沟谷潜水的补给井田内有小型沟谷,无常年流水,无固定补给源,因而基本上没有地下水;暴雨期间,洪流量较大,可达1.5m3/s,但地表坡度较大,排泄畅通,冲沟两侧的岩柱、煤柱透水性差,故其对井下的影响亦不大。2、大气降水区域内年均降水流量仅350mm。由于地势陡峻,植被

6、较少,故大气降水都迅速汇入冲沟流出,只有少量积聚于基岩裂隙中,形成对井下的补给。3、基岩裂隙水井田范围内基岩渗水性弱,隔水层较多,基岩裂隙水没有固定的补给源,只是大气降水部分的积存,故井巷揭露时只是初期淋水,随着工作面的推移将逐渐干涸。4、小窑及老塘积水本矿井上部为老采矿区,准确位置已经无法调查清楚,但基本为平硐开拓,加之岩层含水性弱,排泄条件好,空区一般无积水。大宝顶煤矿及周围小煤矿实际揭露老采空区没有发现积水。5、 矿井涌水量井田水文地质类型划分为水文地质简单型矿井,正常涌水量7 m3/h,矿井最大涌水量为15 m3/h。四)、其他开采技术条件1、煤层顶、底板特征矿区煤层伪顶以粉砂质泥岩为

7、主,厚度一般小于1米,变化大,部分地段无伪顶。属中强岩石,普氏系数23。直接顶多由粉砂岩组成,一般厚3-5米,最厚近30米,可采煤层的直接顶板比较稳定,属相当强的岩石,普氏系数4-6。老顶均为中,粗粒砂岩及砾岩,属强的岩石,普氏系数大于7。底板主要为粉砂岩或细砂岩,厚度一般小于15米。2、瓦斯经长期观察和分析,瓦斯赋存也有一定的规律,呈现出瓦斯含量由北往南高,由浅至深有增高的趋势,向斜部位高于北斜部位,构造发育带高于构造薄弱带。根据市安监局2010年度矿井瓦斯等级鉴定结果批复,田堡煤矿(一矿)矿井瓦斯绝对涌出量为0.18m/min;矿井二氧化碳绝对涌出量为0.23 m/min,为瓦斯矿井。3、

8、煤尘爆炸性及自燃倾向目前开采38#煤层,备采39#煤层。爆炸性及自燃倾向指数如下:4、地温矿井井下温度为1522C,常年变化不大,对生产无影响,无地温异常。矿区地处康滇地轴边缘,根据四川省地震局抗震队于1976年7月26日编的四川省地震烈度图的划分,本地区地震烈度为7度。综上所述,矿区工程地质条件良好。五)、巷道布置及支护说明1、巷道布置及开拓方式由于历史原因,本矿井主平硐标高+1561m,开采下限为+1600m,回采工作面布置在+1603m+1650m之间,目前回采的38#层及备采工作面39#层在+1603m布置有运输巷,通过内煤仓和通风行人上山连接+1561水平运输巷。本矿井开采煤层为急倾

9、斜煤层,煤层倾角7090。目前矿井共布置采煤工作面XXXXXX,掘进工作面XXX个(+1606m36#层南运输巷掘进工作面,采掘工作面独立通风,生产布局基本合理。采面推进方向为后退式。2、支护设计主井断面形状为半圆拱,净高2.4m,净宽2.3m,S净 =4.8m2。排水沟毛宽0.3米,深0.3米,喷浆支护。回风井断面形状为半圆拱,净高2.3m,净宽2.1m,S净 =4.5m2。排水沟毛宽0.3米,深0.3米,喷浆支护。二、探放水设计一)、 根据“预报预测,有掘必探,先探后掘,先治后采”的原则,结合我矿的实际情况采取探、防、堵、截、排的措施。为了施工的安全开展,制定本安全技术措施。施工地点:+X

10、XXXXXXX巷掘进工作面水源性质:预计水源主要为老空水、煤层顶、底板水和断层导水等。钻机型号:ZT-2.0型煤矿用探水钻机钻具配备:75mm钻杆80m,合金钻头3个及钻具1套。二)、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,设备准备到位,不能因为准备工作的原因而影响施工。2、在运输探水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

11、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、技术人员和防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

12、停止钻进,切断电源,撤出人员,并报告矿调度室,及时处理。三)、探放水钻孔布置1、探水起点的确定:因+1650m36#层南翼回风巷已形成,+1606m36#层南翼运输巷前方400m内基本无水害威胁,但考虑小窑废巷位置的不确定性,坚决执行有掘必探,根据原仇家湾煤矿与该掘进工作面位置关系,水压不超过10kPa,所以,设计探水线至积水区的最小距离:煤层中不得小于20米,探水起点为巷道拉门口前方60米处开始;2、警戒线的确定:沿探水线终孔位置外推35米。3、超前距离:探水钻孔终孔位置始终超前掘进工作面的距离采用20米。4、允许掘进距离:经探水证实无水害威胁,可安全掘进的距离:探水中心钻孔深度(或5个钻孔

13、的最小平距)减去20米。5、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,布置的最外侧探水钻孔所控制的范围与巷道帮的距离取20米。6、超前距离的计算:a=0.5A L (3p/kp)1/2式中:a -超前距离(m) L-巷道的跨度(宽或高,取其最大者)m Kp-煤的抗张强度(Mpa) P-水头压力(Mpa) A-安全系数,一般取25;本设计取5。a=0.553.5310/10=0.553.51.73215(m),a(实)15m据此,超前距取20米,帮距取20米。8、钻孔参数的确定(1)、每钻孔5个(1#、2#、3#、4#、5#),1#孔为中心孔。(2)、钻孔直径: 75mm。(3)

14、、钻孔沿煤层倾向呈扇形布置,超前距20米,准掘35米。(4)、在每个钻场地点做好标记,并挂牌管理。9、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。10、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)。四)、安钻探水前的技术要求:1、安钻地点与积水区间距小于探水规定的超前距,或有突水征兆时,应在采取加固措施或用水闸墙封闭后,另找安全地点探放水。2、钻窝应避免做在断层带或松软岩层内。3、钻机安装必须平稳牢固。安好钻机接电时,要严

15、格执行停送电制度。4、按预计流量修建排水沟,清理巷道并挂好风筒、电缆、管道等。五)、探水施工中的技术要求:1、钻进时应准确判别煤、岩层厚度并记录换层深度。一般每钻进10m或更换钻具时,测量一次钻杆并核实孔深。终孔前再复核一次,如有可能应进行孔斜测量。2、钻进时,发现煤岩松软、片帮、来压或孔中的水压、水量突然增大,以及有顶钻等现象时,必须立即停钻,记录其孔深并同时将钻杆固定,但不得取出钻杆。要立即向矿调度室汇报,及时采取措施,进行处理。3、钻进中发现有害气体喷出时,应立即停止钻进、切断电源,将人员撤到有新鲜风流的地点。立即报告矿调度室,采取措施。4、钻孔内水压过大或喷高压水时,应采用反压和防喷装

16、置的方法钻进,应有防止孔口管和煤(岩)壁突然鼓出的措施:(1)背紧工作面,在拦板外面加设顶柱或木垛,必要时还应在顶、底板坚固地点砌筑防水墙,之后方可放水。(2) 对于水压大于2MPa,中间要穿过煤层的探断层水钻孔,在打穿断层或含水层前,还应下第二层孔口管并超过煤层1 m以上。5、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,安好水门后再继续钻进。6、遇高压水顶钻杆时,可用立轴卡瓦和逆止阀交替控制钻杆,使其慢慢地顶出孔口,操作时禁止人员直对钻杆站立。7、必须做到交接班时不停钻。8、探放断层水的探水孔终孔后,孔内有水应进行放水试验。孔内无水时应选择一个孔进行压水试验,检验断层隔

17、水性能;压力一般应略大于断层所承受的静水压力。9、探放水钻孔,完成探测任务后必须全孔注浆封闭,并做好封孔记录。六)、放水的技术要求:1、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。2、加强放水地点的通风,增加有害气体的观测次数。3、必须监视放水全过程,放水结束后,立即核算放水量与预计积水量的误差,查明原因。七)、探放水的安全措施:1、探水巷道中间不得有低洼积水段。2、探水巷必须在探水钻孔有效控制范围内掘进,探水孔的超前距、帮距及孔间距应符合设计要求。每次探水后、掘进前,应在起点处设置标志,并建立挂牌制

18、度。3、巷道支护应牢固,顶、帮背实,无高吊棚脚,倾斜巷有撑杆,使巷道有较强的抗水流冲击能力。 4、受水威胁地区的施工人员必须学习掌握报警信号及避灾路线。5、探水巷道应加强出水征兆的观察,发现有挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板淋水加大、顶板来压、底板鼓起或产生裂隙出现掺水、水色发挥、有臭味等突水预兆时,一旦发现立即停止施工,采取措施,立即报告调度室,情况紧急时必须立即发出警报,撤出所有受水威胁地区的人员。6、“钻孔接近老空,预计可能有瓦斯或其他有害气体涌出时,必须有瓦斯检查员或矿山救护队员在现场值班,检查空气成分。如果瓦斯或其他有害气体超过本规程有关条文规定时,必须立即停止打钻,切断电

19、源,撤出人员,并报告矿调度室,采取措施,进行处理。7、探放水人员必须按照批准的设计施工,未经审批单位允许,不得擅自改变设计。8、其他未尽事宜的按煤矿安全规程。八)其它防治水措施1、合理选择钻孔位置和角度选择与控制。2、采掘工程采取的防治水措施:根据井田地质水文资料和开采煤层的赋存状况,矿井开拓巷道沿煤层顶板或底板布置,一般不受含水层威胁,但井田内断层教为发育,有可能受断层和其它导水层的威胁,因此在这些区域掘进时,必须打超前钻孔探水。3、巷道过采空区和断层或在其附近开采时,要采取探放水措施,探清其范围及水力联系,并留有足够的安全煤柱,采取“探、放、堵、截、排”综合防治措施。4、必须坚持“预测预报

20、、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则。 5、采用探放水等技术手段查明采空区积水情况;6、掘进36#煤层时首先对临近煤层采空区进行探放水,严格执行“有掘必探,先探后掘、先治后采”的防治水方针。7、发现疑似积水区域,严格按规定对积水区域进行探放。8、相邻煤层的分界处,必须留防水煤柱,在断层两侧留防水煤柱;9、采掘工作面施工到探水线位置时,必须探水前进;10、每次降雨后,应及时观测井下水文变化情况;11、采掘工作面或其他地点有突水预兆时,必须停止作业,采取措施,撤出所有受水威胁的人员;12、矿井必须做好采区、工作面水文地质探查工作;13、探放水工作必须有专人在现场负责;14、生产中对小型突水采用水

21、泵排水的方式进行排放,但也应制定对较大突水情况的封堵的安全措施,以预防较大突水事故的发生。15、加强地面塌陷区的监测工作,对地面塌陷坑及时进行黄土覆盖和回填,塌陷坑周围要修筑防、排水沟,防止地表水倒灌井下。16、采区巷道沿煤层顶底板布置,受煤层起伏影响较大,巷道中会出现积水现象,在生产期间应根据实际情况,在巷道适当位置设置水窝,用小水泵将水排至采区水仓,保障采区巷道运输畅通。17、为了防止钻孔沟通各含水层,在掘进工作面接近钻孔前,应严格检查封孔质量。对于未完全封闭或封闭不合格钻孔,应采取相应措施防止通过钻孔导水,涌入井下。18、针对采区周围小窑老空区较多的情况,生产单位必须采取先进的手段,查清

22、其分布范围,留设安全煤柱。19、及时清理巷道水沟,保持其畅通与清洁。20、井底主排水泵房和主、副水仓水仓容量满足矿井8小时正常涌水量的要求。保证规定的有效容量,水仓清理方式采用人工清理。21、对于落差较大的断层要严加控制,开采时留足煤柱,对于设计确定的断层煤柱尺寸,在矿井建设与生产中,应视断层和陷落柱导水性及具体水文条件相应调整,以策安全。当掘进工作面接近断层和陷落柱时,必须打超前钻孔探水。22、掘进工作面施工过程中要采用物探、化探和钻探的方法,探测采空区积水及构造的导水性。23、建议进一步查明井田及周边矿井实际开采情况,积水积气情况,有针对性地制定防治水措施。采用多种手段探查井田内构造分布,构造富水性、导水性,防止构造导水造成水害事故。24、避灾线路:+1606m36#南运输巷掘进工作面36#层联络巷3#通风行人上山36#层南回风巷回风平硐地面。附:1、探放水设计钻孔平面布置图 2、探放水设计钻孔断面示意图、布置参数表3、采掘工程平面图4、通风避灾示意图查看我的质料,在我的文档里面有参考图。

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