煤矿掘进工作面探放水设计

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镇雄县狮子山煤矿掘进工作面探放水设计二○一五年三月 探放水设计为加强本矿的探放水工作，保障煤矿的安全生产和职工的生命安全，防止矿井事故的发生，保证国家资源和财产不受损失。根据上级的探放水工作的要求和指示精神，结合本矿的实际情况，编制本探放水设计。一、水文地质（一）井田地形地貌井田属于高原中山侵蚀、溶蚀地貌，地形切割中等；地势南东高北西低，最高点为井田东部的大贵山，海拔标高+2108.4m，最低点位于井田西部的柏秧林一带，海拔标高为+1475m，井田内最大相对高差为633.4m，柏秧林一带为井田的最低侵蚀基准面。（二）井田气候特征属亚热带高原山地季风气候。据镇雄县气象局提供的气象资料，区内年平均气温为11.3℃，极端最高气温34.8℃，最低气温－7.1℃；年平均降雨量913.4mm，日最大降雨量153.4mm，6—10月为雨季，降雨量占全年降雨量的80.2%；年平均相对湿度为83%；冬季冰冻时间较长，每年11月至次年3月为冰冻期；全年主导风向为西北风。（三）含、隔水层根据井田内出露的地层岩性及含水介质特征，可将区内含水层分为三类，即孔隙含水层、裂隙含水层和层间岩溶含水层。 现根据地层顺序从上至下叙述如下：1、第四系（Q），集中分布于井田西部柏秧林一带的缓坡、沟谷地带，分布局限。岩性以粘土、砂质粘土及砂砾石堆积为主，厚度0～20m，一般厚10m。属孔隙含水层，其富水性极弱，对矿床开采无充水影响。2、三叠系下统飞仙关组第二至六段（T1f2+6）岩性以泥质粉砂岩、粉砂岩为主夹细砂岩及泥岩，属裂隙含水层，含水层富水性弱，对矿床基本无充水影响。3、飞仙关组第一段（T1f1）：由中厚层状钙质细砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩及浅灰－深灰色厚层状（细晶）鲕状灰岩组成。属层间岩溶含水层。该含水层与煤系地层间有卡以头组（T1k）弱裂隙含水层相隔，T1k构成T1f1的隔水底板，自然状态下对矿床无充水影响，为顶板间接充水含水层。4、卡以头组（T1k）岩性以中厚层状含钙质粉砂岩、细砂岩、粉砂质泥岩与泥质粉砂岩不等厚互层，水平层理发育，属裂隙含水层，其总体富水性弱，为矿床顶板间接充水含水层。5、长兴组（P2c）：出露于井田北西部，为薄～中厚层状钙质细砂岩、粉砂岩、泥岩和泥质灰岩交互组成，属岩溶含水层，但总体富水性弱。该含水层底界距可采煤层（C5b）顶界仅为3.03～13.33m，平均7.18m，在采动情况下，该含水层地下水对矿床有直接充水影响，属顶板直接充水含水层。6、龙潭组（P2l ）按岩性组合及含煤的不同分为上、中、下三段，上段（P2l3）岩性总体为薄－中厚层状粉砂质泥岩、泥岩、粉细砂岩，可采煤层分布于该段上部；总体富水性弱～极弱。该含水层组成可采煤层顶底板，是矿床直接充水含水层。（四）断裂带水文地质特征及对开采的影响井田位于区域镇雄复式向斜南翼中段，地层总体倾向北东，倾角一般1～5°。断裂仅发育于井田东部。编号F1，现叙述如下：F1正断层：位于井田东南部边缘，矿界范围之内，两端均未延伸出图幅，延伸长度约为1600m，走向北东－南西向，倾向南东，平均倾角68°，断层破碎带宽约1～10m，破碎带为断层角砾岩，胶结较致密，推断该含水层地下水位低于高程+1450m，而矿床最低资源量估算标高+1610.80m，岩溶含水层对矿床开采无太大影响。（五）井田地下水的补给、迳流、排泄条件井田位于镇雄复式向斜南翼，井田地形起伏大，冲沟发育，为深切割侵蚀中山地貌，地形有利于大气降雨径流排泄，对含水层补给不利。二叠系上统龙潭组为主要含煤地层，为富水性弱～极弱的裂隙含水层，主要可采煤层C5b顶板属裂隙弱含水层，其上覆长兴组岩溶含水层，富水性弱～中等；底板属炭质泥岩裂隙极弱含水层相对隔水。矿床总体可概化为间接顶板（T1k）相对隔水，含煤地层（P2l3）及顶板（P2c）直接充水，而底板（P2l2）相对隔的水文地质模型，即该矿床为顶、底相对隔水层而中部为直接充水的无限含水层。（六）地表水、老窑对矿床充水的影响 1、地表水井田北西侧为以萨河，河床高程+1420.0～+1495.0m，而可采煤均位于1600高程以上，地表水不会对矿床产生充水影响。其它冲沟属季节性，对矿床充水影响程度不大，井田外围北侧的陈贝屯水塘，一般蓄水量很小，且位于C5b煤层露头线以下，不会对矿床产生充水影响。2、小窑水本井田小窑集中在井田的北西一带，开采深度小，范围局限，目前对矿床不会引起灾难性的充水。（七）矿井充水因素分析及矿井涌水量预算1、矿井充水因素：该矿床地处侵蚀山地，地表出露的含水层以弱裂隙含水层为主。对矿床有充水影响的水源有地表水，小窑积水，顶板间接充水含水层（T1k），顶板（P2c）直接充水含水层，含矿层裂隙含水层，隐伏岩溶含水层。2、矿井涌水量预测根据开采实践和分析，矿井目前涌水量不大，预计矿井最大涌水量169m³/h，正常涌水量100m³/h，最小涌水量为50m³/h；一采区最大涌水量40m³/h，正常涌水量20m³/h，最小涌水量为10m³/h。（八）井田水文地质特征简述井田地质构造相对简单，含煤岩系及围岩层平面展布简单，呈南东缓倾的单斜构造；矿体均位于当地最低侵蚀基准面之上，含矿层顶板属弱岩溶化裂隙岩溶含水层， 与区域同一含水层有水力联系，富水性弱－中等；间接顶板为弱裂隙含水层，可视为相对隔水层；含矿层为弱裂隙含水层，富水性弱；底板属相对隔水层。矿床充水主要来源于顶板岩溶裂隙含水层及含矿层裂隙含水层的直接涌入，总体涌水量较大，废弃的小窑积水对矿床开采目前则不会造成影响，该矿床水文地质条件属以裂隙岩溶含水层直接充水为主的简单类型。二、组织机构为切实做好水害防治工作，打赢煤矿水害防治攻坚战。特成立水害防治领导小组，设立专业探放水队。（一）、水害防治领导小组：组长：王岩石副组长：董飞成员：田洪喜陈圣朋赵兴金程春干袁建国许斌（二）、专业探放水队队长：许斌副队长：王凯成员：任周红周训明周乾汤向明罗斌周训勇三、探放水设备型号为2DY-750型煤矿用坑道钻机2台，功率7.5kw，钻杆1.0m/根×100根。四、水仓容量及排水设备 采区中部水仓容量有100m3，符合规程要求。D25-25×3型离心泵3台（一用、一备、一检修），流量25m3／h，扬程75m，功率22kw，生产厂家：自贡市西南耐腐蚀水泵厂。五、探水作业（一）探水前的准备工作：1、检查排水系统。准备好水沟、水仓及排水管路：检查水泵及电动机，使之正常运转，达到设计的最大排水能力。2、准备堵水材料。在探水地点应备用一定数量的坑木、麻袋、木塞、木板、黄泥、棉线、锯、斧等，以便出水或来压时及时处理。3、检查瓦斯。瓦斯浓度超过安全规定时应停止工作，及时加强通风。4、检查支架情况。有松动或破损的支架要及时修整或更换，帮顶是否背好，都要仔细检查。5、检查煤壁。煤壁有松动或膨胀等现象时，要及时处理，闭紧填实，必要时可的上木垛，防止水流冲垮煤壁，造成事故。6、检查水沟。对巷道水沟中的浮煤、碎石等杂物，应随时清理干净。若水沟被冒顶或片帮堵塞时，应立即修复。7、检查安全退路。避灾路线内不许有煤炭、支护材料等阻塞，要时刻保证畅通无阻。（二）超前距与钻孔深度 超前距离（探水钻孔布置图）不小于20m，钻杆深度（探水钻孔布置图）为35m，这样每打一次钻可以连续掘进10—15m。1、钻孔直径与数目一般是用探水钻孔放出积水，因此钻孔直径的大小，既能使积水顺利排出、又能防止冲跨煤壁，保证遇到积水时能安全加以控制，故探水装孔直径以不大于75mm为宜，探水钻孔的数目不得小于五个，一个中心孔，一个顶孔、一个底孔、二个帮孔，其方向应保证在工作面前方的中心或上下左右都能起到探水作用。2、探水钻孔的布置（探水钻孔布置图）3、探放水的安全措施（1）加强巷道支护。为保证探放水地点、避灾路线必经的巷道在来水时不发生冒顶、片帮，探放水前和整修施工期间要加强巷道支护。（2）加强探放水迎头的通风和瓦斯检查，探放水地点随时可能透出老窑而散出CO2、CH4、H2S等有害气体，因此必须加大探放水地点的通风量，加强瓦斯检查。（3）设立警铃信号及其它通风联络设备，以便及时向地面值班矿长汇报钻眼过程中发现的地质变化或透水。（4）安装安全套管，探放水时，应在孔口设置安全套管阀门，控制放水量，防止钻眼被水冲刷扩大。 （5）钻孔遇空征兆的措施：一般钻孔直径不大于75mm，如发现孔内显著变软，沿钻孔突然流水等透空征兆时，应立即停止钻进，并旋紧安全套管上的钻杆卡，禁止任何人直冲钻杆站立，此时不能取钻，以防止有害气体和大量积水的突然涌出，待检查各项措施并加固迎头等工作完毕后再行放水或另行处理。（6）应根据排水能力的大小，有闸门控制放水量，以免造成水灾。（7）放水时应注意水量变化，当放水眼停止供水时，应分析情况，如果顶眼、中眼都不出水，应在底部打眼放水方可掘进巷道。（8）随时注意CO2、CH4、H2S等有害气体的危害，并加强通风。六、探放水工程验收制度（一）探水队应有专门的记录本，严格记录签名制，详细记录钻进情况和交接班情况，特别是每一个钻孔打成后，要准确测量计算出该孔的实际深度，如实记入探水记录簿，并且当班的探水负责人必须签名，探水记录要保存到该回采结束后。（二）严格挂牌制度，每一个探水点按照设计的探水眼数目打眼以后，根据各个探水眼打的深度和角度以及设计中确定的探水眼起前距离，确定出允许掘进的长度写在特别的记录牌上，把记录牌挂在探水地点的支架上使每个工职工都知道，随时都可以检查对照，每个探水点挂的记录处理都必须长期保存，直到该掘进工作面结束为止。（三） 矿长全面负责探水工作，实行严格的责任追求制，建立探放水工程验收制度，实行三级验收即探放水队队长、跟班安全咒、跟班矿长签字，探水眼的深度、角度必须符合规定，不符合规定不予签字，探放水班报、日报必须认真填写。七、探放水汇报制度（一）采掘工作面或其它地点发现挂汗、挂红、空气变冷、水叫、顶板淋水加大、顶板来压、地板鼓起或生产裂隙出现渗水、水色变浑有臭味等透水预兆，必须立即停止作业，采取措施，各班班长、安全员负责向带班矿长汇报，立即报告矿调度室，发出警报撤出所有受水威胁地点的人员。（二）打钻时发现煤岩松软、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，探水工向带班矿长汇报，安全员应立即向矿调度室汇报，设专人监测水情，每20分钟向调度室汇报一次，如果发现情况危急时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。（三）打钻接近老空、预计可能有瓦斯或其它有害气体涌出时，必须由瓦检工在现场值班，检查空气成分，如果瓦斯或其它有害气浓度超过规定时，必须立即停止钻进、切断电源、撤出人员，由本班瓦斯检查员向本班带班矿长汇报，并报告矿调度室，及时处理。（四） 钻孔接近老空必须估计积水量，根据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，由本班安全员向带班矿长汇报，向调度室汇报，每20分钟汇报一次。（五）放水过程中要随时注意水量变化，出水清浊和杂质情况，设专人检查硫化氢、二氧化碳和瓦斯有害气体涌出情况，注意有无特殊声响，如发现异常状况时采取措施，由本班瓦斯检查员每20分钟向矿调度室汇报一次。八、透水时的避灾措施及避灾路线（一）现场负责应立即向调度室汇报。（二）在跟班矿长、班组长带领和指挥下，迅速组织撤离，撤离时切断灾区电源。（三）沿避灾路线撤离，撤离时紧紧抓住固定物件避开水势，撤到出水点上部水平或地面。（四）撤离的上山必须与地面相通，不得进入独头巷。（五）遇有不发达地区涌出时，戴好自救器，开动全部风机，加强通风。（六）事先清点好人数，开动全部排水设备。（七）人员升井后，立即清点人数，向领导汇报。（八）避灾路线：与各掘进工作面作业规程水灾避灾路线同。镇雄县狮子山煤矿2015年3月25日