掘进工作面探放水设计样本Word文档格式.docx
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,平均12°
。
区内无大的断层及褶曲,构造简单。
矿区内仅在开采6号煤层时遇到2条落差为0.8~1.2m的正断层:
F1断层:
6号煤层浅部探煤巷揭露,地表附近被第四系覆盖,未见。
F2断层分别被605回风巷、605运输巷及6号煤层浅部探煤巷揭露,地表附近被第四系覆盖,未见。
该断层对6号煤层左翼采面布置有一定影响。
由于矿区中深部未有巷道揭露,矿区中深部的地质构造控制程度较低。
（二）、煤（岩）层赋存情况
矿区内可采煤层3层,即6号、8号、10号煤层。
各可采煤层特征见表。
现从上至下分述如下:
6号煤层:
位于煤系地层上部,距P3d底部约71.75m,煤层厚1.89～2.15m,一般厚约2.00m,顶板为粉砂岩,底板为泥岩。
属较稳定煤层,全区可采,夹石一层,厚度变化不大,结构简单。
表4-1可采煤层特征表
8号煤层:
位于煤系地层的上部,距6号煤层底部约23.50m,厚度1.15～1.50m一般厚1.30m左右。
顶板为深灰色、棕灰色粉砂岩或细砂岩,其上为泥质灰岩。
底板为泥岩。
属较稳定煤层,全区可采,夹石三层,厚度变化不大,结构复杂。
10号煤层:
位于煤系地层的上部,距8号煤层底部约13.01m,厚度0.90～1.20m,一般厚0.99m左右。
顶板为粉砂岩。
底板为泥岩,其下为细砂岩。
属较稳定煤层,全区可采,无夹石,厚度变化不大,结构简单。
（三）、顶底板及层间距
6号煤层位于龙潭组（P3l）上段下部,位于煤系地层上部,距P3d底部约71.75m,顶板为粉砂岩,底板为泥岩。
8号煤层位于煤系地层的上部,距6号煤层底部约23.50m,顶板为深灰色、棕灰色粉砂岩或细砂岩,其上为泥质灰岩。
10号煤层位于煤系地层的上部,距8号煤层底部约13.01m,顶板为粉砂岩。
6、8、10号煤层对比可靠。
附:
煤层主要特征表、煤、岩柱状图
煤层主要特征表
煤层
编号
煤层平均厚度（m）
结构
煤层稳
定性
顶底板岩性
煤层倾角
（0）
煤层平均间距（m）
顶板
底板
6
1.89-2.15
2.00
简单
较稳定
粉砂岩
泥岩
10～12
距P3d底部71.75m
8
1.15-1.50
1.30
复杂
粉砂岩、细砂岩、泥质灰岩
距6号煤层底部23.50m
10
0.90-1.20
0.99
泥岩、细砂岩
距8号煤层底部13.01m
（四）、矿区水文地质特征
本区域位于贵州高原的西部,百兴向斜的南西翼,乌江上游支流六冲河与三岔河的分水岭地带。
属中中山至低中山地形,以侵蚀溶蚀地貌为主,广泛发育岩溶峰丛—洼地地貌,部分发育脊状中山与峡谷地貌。
地表水主要有流量较大的三岔河及支流水公河,属乌江水系。
区内地下水主要分为碳酸盐岩溶水、裂隙水、部分为滑坡水。
碳酸盐岩溶水分布于裸露及半裸露岩溶山区,泉水流量大;
裂隙水为大气降水渗入风化裂隙、构造裂隙而形成,泉水流量小。
一、栖霞组—茅口组
以灰岩、白云质灰岩为主,岩溶管道发育,富水性极强但不均匀,属碳酸盐岩溶洞水含水层。
一般泉水流量20—100l/s,枯季地下水迳流模数为7.1—8.3l/s.km2。
二、玄武岩组—龙潭组—大隆组
含砂泥岩、底部为块状玄武岩、顶部夹灰岩、泥灰岩。
富水性弱,属裂隙水,表现为相对隔水层。
一般泉水流量1—5l/s,枯季地下水迳流模数0.167—1.14l/s.km2.。
钻孔单位涌水量0.016—0.49l/s.m。
三、飞仙关组
砂泥岩为主夹灰岩、泥灰岩。
飞仙关组第二段灰岩中岩溶比较发育,以岩溶水为主。
一般泉流量1—10l/s,枯季地下水迳流模数3.3l/s.km2。
除第二段含一定量的地下水外,其它段含水性弱,属相对隔水层。
四、永宁镇组
岩性为灰岩、泥质白云岩。
岩溶管道发育。
一般泉水流量
50—500l/s。
属强含水层、富含碳酸盐岩溶水。
煤矿赋存于富水性弱的龙潭组,故区域内多数煤矿床属裂隙充水矿床。
水文地质条件复杂程度中等。
（五）、地表水与地下水之间的关系
矿区龙潭组含煤地层多被第四系坡积物所覆盖,地形比较平缓。
矿区内地势总体为南部高,北部低,最高点位于矿区中部环岭岗大山,海拔标高+2176.5m,最低点位于矿区北部一冲沟沟底,海拔标高1925m,为矿区最低排泄基准面,相对高差251.5m。
属低中山地形,发育冲沟地貌。
矿区中部有条流量小的冲沟水外,无大的地表水。
（六）、地表水体、老窑、采空区水文地质情况
1、地表水体
矿井工业场南部山谷间有一水沟,流量约为200-300m3/d左右。
另外,大气降水是地表水体形成的主要形式,由于矿区地形起伏较大,沟谷发育,地表水排泄条件较好,绝大部分降水经过沟谷直接由南向北排泄出矿区,仅有少部分地表水渗透到含水层而形成地下水。
2、邻近矿井涌水情况
区内浅部有数个老窑、小窑,形成不规则的采空区。
采空区大部分积水,据访问,其积水量大小因采空区大小而异、老窑采空区多在煤层露头向下斜深10～30m,少数达200m。
原白岩脚煤矿由于停采,采空区及坑道中均有积水,积水一部分来自大气降水,大部分来源于岩层地下水渗透长年累月积聚而成,其量难于估算。
故要尽量避开这一地带或提前探放水,避免老窑、采空区突水的危害。
矿区北临坪山煤矿,开采6、8、10号煤层,采用走向长壁采煤法,采煤工艺为放炮全部垮落法管理顶板,无越层越界行为,属高瓦斯矿井,煤尘无煤炸性,煤层无自燃发火倾向,矿井最大涌水量约19.18l/s,正常涌水量约9.71l/s。
3、废弃矿井积水情况
在本区上部,临界有原大转弯报废矿井（开采资料不详）,主采10#层煤。
对本设计施工巷道时,打底板探水钻,防止误透水事故发生。
4、小窑、老空区积水情况
矿区及周边老窑开采历史悠久,以斜井为主,老窑井口多沿6、8、10号煤层地表出露地带或煤层埋藏较浅部地带分布,为季节性土法开采,见煤后沿煤层掘进,开采斜长一般50～150m,垂深30～60m左右。
大部分老窑有积水。
井口垮塌、排水困难、瓦斯含量高、通风困难。
近年来政府、国土部门加大了管理力度,滥采乱挖的小煤矿均被禁止开采。
老窑对矿山煤炭资源开采有一定的影响。
本矿区内老窑较多,开采6、8号煤层为主,见煤后沿煤层掘进,开采斜长一般20～50m,垂深一般20m左右。
当前无法查明其具体情况。
由于老窑水进入矿井时来势凶猛,瞬时流量大,防不胜防,易造成透水事故。
（七）矿井涌水算预算
由于本矿水文地质工作有限,故采用富水系数法估算矿井涌水量。
现矿井开采6、8和10号煤层,最大采空区面积0.0471km2,矿井正常涌水量10m3/d,最大涌水量30m3/d。
另外收集与本矿区接近的流量较大的位于丫口田附近的中岭一号平硐,井口标高1897.72m,设计生产能力21万t/a,1969年建井,于1971年12月建成投产,开采龙潭组上段煤层,因交通运输等原因,实际生产能力仅10万t/a。
中岭煤矿一号平硐枯季流量0.24l/s（5月19日）,雨季流量19.18l/s（7月9日）。
平均涌水量取9.71l/s,则中岭煤矿富水系数为3.06m3/吨。
按中岭煤矿富水系数估算富民煤矿整个矿井的涌水量。
由此当富民煤矿达到年产15万吨时,矿井平均涌水量Q=3.06m3/吨×
150000÷
365=1258m3/d=52m3/h=15l/s。
雨季涌水量增大系数用中岭煤矿经验值2,由此计算该矿井最大涌水量:
Q最大＝2×
Q＝2×
1258m3/d＝2516m3/d=105m3/h=29l/s。
矿坑涌水量是一动态变化的过程。
一般在开采初期,涌水量小,随着开采面积的增大,上覆地层的采矿导水裂隙带范围扩大,弯曲下沉带将形成,水文地质条件将发生变化,涌水量也随着增大,特别在近地表、构造破碎带附近,矿井涌水量增加更大。
由于上述因素的存在,本次提供的数据仅供设计部门参考,建议在矿井建设生产过程中加强矿井水文地质方面资料的收集整理,对预测涌水量数据加以修正完善,使其更符合矿区水文地质条件,从而保障矿井安全生产。
（八）、水文地质类型
矿区无大的地表水,主要是一些冲沟水。
矿井直接充水水源主要为龙潭组裂隙水、老窑采空区积水、地表冲沟水等,估算的涌水量不大,煤矿防治水害、水灾复杂程度不难。
故本矿区属裂隙充水矿床。
水文地质条件复杂程度为中等。
（九）、煤层顶、底板岩性
煤层编号
煤层平均
厚度（m）
煤层结构
煤层稳定性
煤层平均间距（m）
（度）
1.7
11-13
距p3d底板71.75m
1.8
较复杂
细砂岩
泥质灰岩
距6#煤层底板13.5m
1.5
距8#煤层底板11.01m
（十）、瓦斯、煤尘、煤的自燃性、地温及其它
（1）、瓦斯
纳雍县富民煤矿瓦斯等级鉴定,瓦斯绝对涌出量4.29m3/min,相对瓦斯涌出量51.48m3/T,鉴定结果为高瓦斯矿井。
根据井田老窖开采情况,煤层风氧化带为煤层露头往下垂深20-50米,根据相邻井田及贵州省煤层埋藏的情况,本井田以垂深30米底界作为风氧化带下界。
根据贵州省统计情况及瓦斯含量计算中瓦斯压力系数取值范围（2.03-10.13）考虑通风实施及安全问题等因素,暂取瓦斯压力系数k=10,按p=k*H（H---埋藏深度）计算至矿井深部瓦斯压力:
6#煤层为2.7MPa,8#煤层为2.95MPa,10#煤层为3.1MPa。
（2）、煤与瓦斯突出危险性:
该矿于6月请中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室做了8号煤层的突出鉴定,鉴定结果为:
标高1890m以上浅部鉴定范围内的8号煤层无突出危险性,根据黔能源煤炭【】176好文件瓦斯等级鉴定的通知,该矿属于高瓦斯矿井,因此本矿井开采该工作面时,按照高瓦斯矿井进行管理。
根据10月17日贵州省安全生产监督管理局、贵州省煤炭管理局、贵州煤矿安全监察局联合下发的黔安监管办字[]345号－《关于加强煤矿建设项目煤与瓦斯突出防止工作的意见》,西部区10802掘进工作面按煤与瓦斯突出矿井进行设计和管理,煤矿必须做好防治煤与瓦斯突出措施,在建设和生产过程中必须严格执行《防治煤与瓦斯突出细则》的有关规定。
（3）、煤尘爆炸性、自燃倾向性
根据贵州省六枝工矿（集团）恒达勘察设计有限公司实验室对富民煤矿6、8、10号煤层鉴定报告,6、8、10煤层煤尘无爆炸性,6、8、10号煤层自然倾向性Ⅲ级,属不易自燃煤层。
煤尘爆炸性鉴定报告表
工业分析
爆炸试验
爆炸性结论
水分
Mad
灰分
Ad
挥发分
Vdaf
焦渣
特征
火焰长度
（mm）
抑制煤尘爆炸最低岩粉量（%）
2.88
8.48
6.77
2
无爆炸性
3.92
15.28
8.13
2.37
28.53
7.28
（4）、地温
区内未发现地温异常区,属地温正常矿井。
二、巷道布置及支护说明
1、巷道布置
10802运输巷、回风巷、联络巷、石门、切眼开口位置如平面图所示。
巷道布置平面图
2、支护方式及断面图
10802运输巷、回风巷、联络巷、石门支护方式为锚网索支护,净高:
运输巷、回风巷、联络巷2.0m、净宽3.4m、S净=6.8m2,矩形断面。
石门支护方式为锚网索支护,净高:
2.6m、净宽3.4m、S净=7.9m2,半圆拱型断面。
切眼支护方式为单体∏型钢支护,净高:
1.8m、净宽3.2m、S净=5.8m2,矩形断面。
巷道断面图
三、排水系统
本矿采用一级排水。
在1848.0m水平建立了中央水泵房,井下水采用φ80×
3.5无缝钢管三趟经主井排出地面然后输送至水处理站。
水泵选用NO85-45×
4型多级分段离心泵（其中一台工作,一台备用,一台检修）,流量85m3/h,扬程180m,电机功率75kw。
井底水仓建有一个主水仓,有效容积720m3,一个副水仓,有效容积,720m3。
排水路线:
1848.0中央水泵房——1848.0石门平巷----主斜井——地面水处理站
第二章探放水设计
一、探放水设计
1、探水起点的确定:
根据”预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的探放水原则,井巷掘进开口前就必须先进行打钻探水,确认无水患后再往前掘进并留一定的超前距,掘进到预留超前距位置后停下,再进行探水,依此类推直至巷道掘到位,因此探水起点即为各条巷道的开口位置。
2、警戒线的确定:
沿探水线终孔位置外推30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本设计采用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30米。
6、超前距离的计算:
a=0.5AL×
√3p/kp
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）,取1.0Mpa
P------煤、岩层承受的静水压力（Mpa）,取值3.35Mpa
A-----安全系数,一般取2～5;
本设计取3。
a=0.5×
3×
3.4×
√3×
3.35÷
1.0=16.2m
a（实）＞16.2m
据此,超前距为增加安全系数本设计取20米,帮距取30米。
7、钻孔技术参数的确定
（1）、每钻孔5个（1#、2#、3#、4#、5#）,1#孔为中心孔。
（2）、钻孔直径:
75mm。
（3）、钻孔沿煤层倾向呈扇形布置,超前距20米,准掘30米。
（4）、在每个钻场地点做好标记,并挂牌管理。
孔号
钻孔方位
倾角
深度
孔径
1
掘进巷道方位
掘送巷道坡度
50m
75mm
与1#孔左夹角30°
57.7m
3
与1#孔右夹角30°
4
与1#孔上方仰角30°
5
与1#孔下方俯角30°
52.0m
8、探放水钻孔布置平面示意图:
附后
探放水钻孔布置剖面示意图:
探放水钻孔布置断面示意图:
9、老空的探水线:
沿老空积水线或老空边界平行外推50米,其探水设计同上。
10、经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）、其它技术参数同上（探水设计）。
二、探放水安全技术措施
根据”预报预测,逢掘必探,先探后掘,先治后采”的探放水原则和国家安全总局令《第28号》的有关规定。
为掘进施工的安全进行,结合本工作面的实际情况采取探、防、堵、截、排的措施。
制定本安全技术措施。
10802运输巷、回风巷、联络巷、石门、切眼。
水源性质:
由于矿区及周边老窑开采历史悠久,以斜井为主,老窑井口多沿6、8、10号煤层地表出露地带或煤层埋藏较浅部地带分布,为季节性土法开采,见煤后沿煤层掘进,开采斜长一般50～150m,垂深30～60m左右。
大部分老窑有积水,资料不详。
因此预计水源主要为6、8、10#煤层旧巷、采空区、煤层顶、底板水和断层导水等。
钻机型号:
TXU-150型煤矿用坑道钻机
钻具配备:
Ф75mm钻杆60m,泥浆泵1台,合金钻头3个及钻具1套。
（一）、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TXU-150型煤矿用坑道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和碰伤手脚。
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沟,清理好临时水仓,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%或其它有害气体浓度超过《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。
（二）、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,打好压柱。
安好钻机接电时,要严格执行停送电制度。
4、按预计流量修建排水沟、临时水仓,清理巷道并挂好风筒、电缆、管道等。
（三）、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1m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。
（四）、放水的技术要求:
1、钻孔放水前,必须估计积水量,根据排水能力和水仓容量,控制放水流量,防止淹井;
放水时,必须设专人监测钻孔出水情况,测定水量和水压,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。
2、加强放水地点的通风,增加有害气体的观测次数。
3、在涌水量、水压稳定前,应每小时观测1-2次;
涌水量、水压基本稳定后,按正常观测要求进行。
疏放老空水应每天进行观测。
4、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。
（五）、探放水的安全措施:
1、突水预兆
（1）、一般突水预兆
主要表现为煤层变潮湿、松软;
煤帮出现滴水、淋水现象,且淋水由小变大;
有时煤帮出现铁锈色水迹;
工作面气温降低,出现雾气或硫化氢气味;
有时可听到水的”嘶嘶”声;
矿压增大,发生冒顶片帮及底鼓。
（2）、工作面底板灰岩含水层突水预兆
主要表现为工作面压力增大,底板鼓起;
工作面底板产生裂隙,并逐渐增大;
沿裂隙或煤帮向外渗水,裂隙会逐渐增大,水量会增加。
当底板渗水量增大到一定程度时,煤帮渗水可能停止,此时水色时清时浊,底板活动
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