胡家地煤矿探放水设计及安全措施.docx

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胡家地煤矿探放水设计及安全措施

胡家地煤矿探放水设计及安全措施

探放水作业是直接与水害作斗争，不仅关系到探水人员的安全，也关系到探水地段甚至全矿的安危，为此必须按照《煤矿安全规程》的有关规定和上级有关部门的要求，结合本矿实际制定此探放水设计和安全技术措施。

一、矿井水文地质情况

（一）、我矿地质构造简单，矿井正常涌水量约15m3/h，最大涌水量约25m3/h，其充水条件主要来源于C5煤层上部采空区顶板渗漏水，渗漏水受地表水和大气降水的影响，雨季矿井涌水量较大，但对矿井采掘活动影响不是很大。

（二）、矿井地表水文情况

1、矿区地形为低中山区的侵蚀地貌，属中等切割高山地形，地势北高南低、西高东底，海拔高度在+1535—1910m之间，相对高差375m，气候为温带半湿润气候，降雨量在1100mm/a左右雨季多在5—10月。

2、矿区范围内无河流、湖泊、水库、山塘及积水的坑洼，只有南西侧有一条很小的常年溪沟，一般流量为1.5m3/s，是矿区海拔最低处。

3、矿区范围内，地表全是砂岩，地表泥土层较薄，没有或少有积水层和含水层。

地表储水条件较差，地表水不发育。

4、井田内未发现滑坡，但随着矿井采掘活动的进行，某些地段的稳定性受到破坏，且矿区北东地势较陡，局部近于直立，有可能产生较小滑坡或垮塌现象。

雨季可能有一定量的小型泥石流。

（三）、矿井田内及周边老窑情况

1、矿区范围内，据调查了解井田西侧（主井左侧）有老窑，其下部采空区有可能积水，但其采空区已经全部垮塌或底鼓充填满，且此采空区中下部原有巷道与现主井相通，老窑为平峒，老井口比现井口低约40m，其涌水大部分从老窑井自然排出，据此估计有积水也不多，况且现矿井未对老窑侧进行采掘活动。

2、本矿自1998年建矿至2004年，均是无正规开采，乱采乱挖，采空区无规则，可能有少量积水。

2004年以后开采延矿井田走向边缘下行式回采，上部及井田边缘有一定的采空区。

（四）、地下水文地质情况

1、本区属单斜构造，主要出露地层为二叠系上统龙潭组（P2I）、长兴组（P2c）；三叠系下卡以头组（T1k）、飞仙关组（T1f）及第四系（Q）坡残积层。

2、第四系坡残积层岩性为粉质粘土，夹风化砂页岩碎块和松散岩体，分布在斜坡表面及低洼处有一定的松散空隙水，其主要接受降雨补给，但大部分都沿沟谷呈散流状排泄了，且水的流径和交换循环周期短，富水性较弱，旱季无补给水源，一般不含潜水。

3、龙潭组岩性为中---厚层粉沙岩、细纱岩、泥质粉沙岩、和页岩，强度低，遇水易泥化；长兴组下部岩性为细---中石英沙岩与页岩互层，强度低，遇水易泥化；卡以头组岩性为中---厚层灰绿色钙质岩屑细砂岩、粉沙质泥岩与粉沙岩互层组成，含、隔水层相间的含水层，但都沿各层顶板流出，与含煤地层基本没有水力联系；飞仙关组岩性为中---厚层粉沙岩、细纱岩、泥质粉沙岩、和页岩，夹带泥质灰岩，强度低，遇水易泥化。

上述四组岩层稳定连续性较好，节理裂隙发育，存在一定量的基岩裂隙水，但隔水性较好。

由于砂、页、泥岩互层，含水基本都自然溢出地表，但易造成局部地段砂岩中地下水具有承压性质。

地下水主要接受降雨补给，向低洼处径流，大部分沿沟谷排泄。

虽然本矿开采煤层位于龙潭组顶部，属近水平煤层，开采高程位于地下水位以下，对采掘影响较小。

但矿区内有小断层和小褶曲，其地质构造较发育，对采掘有一定影响，所以必须坚持“有掘必探，先探后掘”的原则。

4、矿井煤层顶底板岩性主要为粘土岩、泥岩和粉砂岩，都比较稳定且厚度较大，遇水易泥化、膨化，底板易底鼓，隔水性较好，但粉砂岩节理裂隙发育较破碎，在采掘中过程中必须注意重视的问题。

5、矿床充水主要是大气降水的裂隙充水为主，为顶板中所含的裂隙水向巷道及采空内渗透流入井下，随着开采深度的增加，涌水量将会增加，具体的数据及资料有待实际调查或参照邻矿资料。

6、经本矿实际巷深、钻探及水文地质资料表明，矿井范围内无较大断层水和裂隙水，即使偶然有也不大，对矿井采掘活动影响不大。

（五）、矿井防排水情况

1、矿井开拓方式为斜井开拓，其上部采空顶底板渗透水大部分经巷道排水沟自然流入井底水仓（有部分经潜水泵抽入）。

2、井底有主副水仓各一个，其容量分别为100m3左右，现安装有两台矿用潜水泵（一台W=11kwH=65mQ=20m3/h；一台W=7.5kwH=65mQ=10m3/h）。

（七）、矿井水灾水害情况及矿井防排水能力分析

1、井下充水主要是大气降水的裂隙充水为主，为顶板中所含的裂隙水向巷道及采空内渗透，其次是地表水通过煤层上部采空陷落流入井下，影响矿井充水的主要因素是顶板裂隙渗透的地表水侵入，水文地质情况不复杂，不存在较大的水灾水害条件，地表水及地下水对矿井采掘施工有一定影响。

2、矿区井田走向两端都有相邻矿井，必须留足保安隔水煤柱，防治误穿相邻矿井采空积水，以免造成水灾水害事故。

3、根据矿井涌水量，我矿综合排水能力稍大矿井最大涌水量，但根据规定，各水仓没有安装检修水泵，建议安装一台功率22kw、流量45m3/h的多级水泵，增加矿井抗水灾能力。

4、综合上述调查了解和分析，矿井水患存在许多不确定因素，所以在采掘生产作业时，必须认真做好探放水工作，严格执行“有疑必探，先探后掘、先探后采”的探放水原则，及时编制有针对性的探放水计划方案，并在施工操作中严格督促执行，作到以预防为主，把隐患消灭在萌发之中，遏制水害事故发生。

5、继续深入的调查了解矿井水文地质和矿井范围内及周边老窑，及时掌握矿井水害相关的情况为矿井安全生产服务。

二、井下探放水设计方案

（一）、井下探放水设计

根据《煤矿安全规程》的相关规定：

煤矿建设和生产都必须坚持“有掘必探、先探后掘、不探不掘”的原则；探放水前必须编制探放水设计，探水眼的布置和超前距离应根据水头高低、煤岩厚度和硬度及安全措施等在探放水设计中具体规定。

1、探水起点规定

①、对本矿井采掘造成的采空、老巷、及硐室等积水区，其边界线和水文条件较清楚，且水压不超过1×106Pa的（本矿井田内的积水区都没有达到这个水压），探水线至积水区的最小距离为：

煤层中不得小于50m、岩层中不得小于30m。

②、对本矿井和老窑的积水区，其积水界线不能确定时，探水线至推断的积水界线的最小距离为：

煤层中不得小于100m、岩层中不得小于60m。

③、掘进巷道附近有断层或褶曲时，探水线到其预计煤柱线的最小距离不得小于60m。

④、石门揭开含水层时，探水线至含水层的最小距离不得小于30m。

⑤、采掘工作面遇到《煤矿安全规程》第286条之一时，必须按不得低于确定的探水线进行探水。

2、探水孔的深度、超前距离、直径、孔数及钻孔布置

①、探水孔的深度不得少于30m。

②、探水孔的超前距离保持采掘工作面不得小于15m,帮距的超前距离与采掘工作面的前方超前距离相同（大于15m）。

③、探水孔的直径一般在38—50㎜，最大不得超过75㎜。

④、探水孔的孔数一般不得少于3--5个，如能确定积水在巷道一侧时不得少于2个。

⑤、探水孔的钻孔布置：

探钻孔方位必须呈扇形布置，以掘进方向上下各以150、300（或300）和正前方打一钻孔。

但能确定水害只在一侧时，可半扇形钻探。

如前方或上下帮都有老空区或积水时，为了避免漏探应在探水巷道内每次停掘的位置上打探孔，其孔距不得大于3m、孔深不得小于15m。

⑥、探放水设备、工具及使用相关规定：

A、探放水钻机不能用煤电钻代替，必须使用专用探水钻机﹙TXU—75A型﹚

B、钻杆、钻头采用麻花钎加工丝扣接卡钻眼。

准备两把管钳，以便接、下钻杆、钻头等。

C、打探孔时，必须安装固定好钻机，防止钻机抖动和移动；操作时，施工人员要站在钻机两旁,严禁站在钻机前后给进手把活动范围内。

水压必须足够。

3、放（疏）水

①、本矿采（老）空各积水量不多、水头压力不大，且积水区水源补给量很小，无大的水源联系。

矿井井田内的采（老）空积水大部分经巷道排水沟自然流入井底水仓，但其放水流量要根据矿井巷道排水沟流量及设备排水量来决定，不得大于巷道排水沟流量。

②、放水量的计算

A：

在运输平巷选择一段规整的排水沟，长约5m，放上浮标进行测定，其放水量按下式计算。

Q=KFL/t

式中：

Q—放水流量，m3/min；

K—排水沟断面系数，一般是0.75—0.85。

F—所选排水沟段的排水沟平均面积，㎡；

L--所选排水沟段的长度，m；

t—浮标在所选排水沟段流经的时间，min。

B：

如果积水是由下而上涌出放水，用容积法进行估算，其方法为：

Q=v/t=SH/t

式中：

Q--放水涌出流量，m3/min；

v—淹没井下的空间体积，m3；

t--淹没井下空间体积所经时间，min；

S--淹没井下巷道、硐室平均断面面积，㎡；

H—在t时间内水位上升高度，m；

C:

放水总量计算

Q总=QT

式中：

Q总----放水总量，m3

Q---放水流量（放水涌出流量），m3/min；

T---放水时间，min。

③、放（疏）水注意事项

A、放水前必须估计积水量,应根据排水能力和水仓容量,用闸门控制水量,以免造成水灾。

B、放水时，必须专人监测钻孔出水情况，测定水量、水压，并作好记录。

C、随时注意放水水量、水压变化，当放水眼停止出水时，应分析情况。

如果顶眼、中眼、底眼都不出水，应疏通底部，如底眼不出水，方可掘进巷道。

D、排出井筒和下山的积水以及被水淹巷道前，必须有矿山救护队检查水面的空气成分，发现有害气体，必须及时处理。

排水中如有有害气体涌出的可能，必须制定安全措施。

E、被淹巷道和老空、采空积水积聚有大量的硫化氢、二氧化碳、瓦斯等水位降低后应防范其危害。

放水期间必须加强通风和气体检查。

F、井筒内和井口附近20m严禁有明火、明电。

进入放水警戒区内的人员必须佩带隔离式自救器。

G、随时检查瓦斯及有毒有害气体，发现瓦斯超限和有毒有害气体，必须立即处理，特别是积水即将放完或放完后要重视。

4、防水隔离煤柱设计

在矿井井田边界和积水量较大而难以排出时，应留设防水隔离煤柱。

其留设宽度（d）根据下面经验公式计算:

d=5M＋0.05H＋0.002L

式中:

d--防水隔离煤柱留设宽度,m;

M—煤层厚度,m;

H—开采深度,m;

L—由最近的井筒至留设煤柱地点之间的距离,m。

如上述计算小于20m时，按20m留设；大于20m时，按计算数值留设。

三、探放、透水安全应急措施

（一）、探放水安全措施

1、巷道掘进施工必须进行探放水工作，在探放施工前，首先应仔细观察好煤壁情况，确定有无透水预兆后，再进行钻探作业。

2、探断层水时，应与断层位置和构造﹙落差、走向、倾角﹚结合起来考虑，其开口位置必须在防水煤柱和断层应力影响以外，防止煤柱及断层附近煤岩破碎，出水后不易控制。

3、施工过程中，如发现有透水预兆时，必须停止掘进或停止钻孔，并向值班管理人员或调度室汇报。

4、打探放孔时，严格按措施布置的孔径、孔数、方位、角度和深度进行操作实施。

并打好稳固的迎面支柱，背好挡板。

5、在打探水眼过程中，如果发现探眼透穿老空或其它透水预兆时，不得拔钎，并还要想办法稳住钻杆，且注意观察孔内出水情况，根据其情况采取措施进行处理，处理好后确认无危险，方可拔杆。

严禁用放炮方法进行探水。

6、探水眼内水压较大时，应立即停止打探工作，通知所有受威胁区域的人员撤离，并关闭其区域内电源。

如果探孔内水压不大，应首先采取加固防护，如采用木垛和密集柱背好煤岩壁，堵住出水点，防止事故扩大，再进行水害调查，采取适当措施处理。

7、在探透水时，有专职瓦斯检查员及时对工作面区域及孔内的有害气体进行测试，并作好详细记录。

当有害气体超标时，立即组织撤人，任何人不得强行施工作业。

8、加强职工安全培训，严格向职工认真贯彻透水预兆。

如淋水增大、煤壁挂红挂汗、空气变冷、巷内有水叫声、出现雾气、顶板裂隙出现渗水等必须重视，提高施工人员的防范意识和自主互助保安能力。

9、所有施工人员要熟悉和牢记避灾路线及透水预兆，避灾路线的巷道支护保持完好并畅通无阻。

10、井下水仓保持足够的储水容量，巷道杂物定期清理干净，排水沟通畅。

11、井下巷道必须设置路标，使所有施工人员清楚明白自己所处的位置和行走、避灾路线及方向。

12、保证井下有足够的设备排水能力，并保持完好正常使用。

13、现场管理人员要认真负责，严格督促指导施工人员，制止违章作业。

附：

探放水钻孔布置示意图﹙见篇尾﹚

送电时，必须先启动主扇风机，将井下瓦斯和混合气体排放到规定值，然后再送井下的电，预防电气周围瓦斯超限。

（二）、透水应急措施

1、发生透水事故或井巷被淹时，首先应想尽一切办法救护井下人员，最大限度的为井下遇险人员提供生存条件，其次才是考虑排出积水。

2、采掘工作面或其它地点发现透水预兆，必须发出警报，撤离所有受威胁的人员。

最先发现透水的现场人员要一面报告调度室，一面迅速组织抢救。

如水势不大应打木垛或密集柱并被好隔离煤﹙岩﹚柱，堵住出水点，防止事故扩大；如水势过猛来不及加固时，应组织人员向通往地面的高处巷道撤离。

3、井下突水，应避开水势猛头撤离，如果破坏了巷道及路标，撤离人员迷失方向，必须朝着有风流的方向撤离，决不能进入下山巷道。

4、撤离时，巷道中如水流过急应手扶巷道上帮支架或缆绳并注意观察周围情况，防止被水冲倒或岩石及材料闯伤。

5、人员在撤离中如遇通道被堵断，应做到以下几点，切不可闷水强行通过。

①、在支护完好及安全地点建立临时避难所。

②、在巷道内、硐室口、交叉点等明显地方做上标记﹙如衣服、工具﹚及方向。

③、在避难所要尽量保持体力和心情舒畅，意志要坚强，所有人员必须听从指挥、互相团结、帮助、安慰，延长生命时间。

④、尽力延长照明时间，避难所内只用一个矿灯。

⑤、间断的敲击铁管、水管、轨道、帮壁等，发出求救信号。

6、透水后，地面应立即起用所有排水设备，请求八方支援，保持排水设备完好运转，并积极组织、集中力量进行抢险救灾，营救遇险人员。

7、人员撤离到地面后立即清点人员，明确井下有无遇险人员。

8、本设计、措施未尽事宜按《煤矿安全规程》及煤矿相关措施规定执行。

胡家地煤矿

二〇〇九年三月六日

胡家地煤矿

探放水设计

及

安全措施

矿长：

陆家应

编制：

蔡永川

胡家地煤矿

二〇〇九年三月六日

贯彻学习安全措施情况表

参

加

学

习

人

员

签

名

主持人

贯彻人

日期

年月日

安全措施会审表

参

加会审

人

员

会审意见

会审日期

年月日