1805回风巷进工作面探放水设计Word下载.docx
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第四节瓦斯等级、发火期、煤尘爆炸、地温6
第三章矿井防治水措施的确定7
第一节矿井开拓开采所采取的安全保证措施7
第二节区域、局部探放水措施及设备8
第四章探水安全技术措施15
第一章概述
第一节设计的目的
朱家沟煤矿属整合矿井，开拓方式为斜井开拓，其上部受朱雄煤矿、临江煤矿、原朱家沟、林坪煤矿开采小窑的影响，老空水和地表裂隙水对矿井安全生产影响较大，为加强朱家沟煤矿的防治水工作，防止和减少水害事故，保障煤矿职工生命安全及矿井安全顺利生产，坚持预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采的原则，采取防、堵、疏、排、截的综合治理措施，结合朱家沟煤矿实际和《朱家沟煤矿矿井探放水设计》，特编制《1805采面运输巷掘进探放水专项设计》指导1805运输巷掘进探放水工作，防治水害事故发生。
第二节设计的依据
1、习水县朱家沟煤矿《开采方案设计说明书》。
2、习水县朱家沟煤矿《安全专篇》。
3、《煤矿安全规程》、《煤矿防治水规定》、《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》等。
4、本矿现场实测的数据。
6、朱家沟煤矿水文地质调查报告；
第三节设计的指导思想与原则
1、严格遵循《煤矿防治水规定》、《煤矿安全规程》及行业主管部门关于煤矿放治水的有关规定。
2、坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的防治水原则，采取“防、堵、疏、排、截”的综合治理措施。
3、坚持“科学、经济、合理”，编制既符合行业技术安全政策，又符合煤矿开采实际的切实可行的巷道掘进防治水方案。
第四节巷道基本情况
1805采面为矿井一采区北翼最后一块工作面，其回风巷上部紧邻原朱家沟煤矿C8老空区，下部紧邻二采区（未布置），南邻回风斜井，北邻矿界与原林坪煤矿老空区。
附表1巷道基本情况表
工程名称
1805回风巷
工程量
900m
用途
用于1805采面回风及材料运输
煤岩类别
半煤巷
方位角
350°
施 工
掌握中线
左
1.2
右
坡度
沿煤层
掌握腰线
上
下
起点实测标高
+816.4m
终点设计
标 高
+818.7m
具 体
1805回风巷为我矿接替工作面1805采面回风巷，布置于C8煤层中，在1805回风石门揭穿C8煤层位置开口，顺煤层向北掘进，方位约为350°
，施工约900m接近井田边界停头（与井田边界留设20m保安煤柱），即工程结束。
装运方式
人工装矸。
支护方式
架金属棚支护，服务年限1.0年。
施工期约7.5个月。
所需设备
YT28凿岩机2台（1台备用）、21m³
空压机1台、、2×
11KW局扇2台，ZDY-650型钻机2台（1台备用）、电煤钻2台
预计开竣工日期
预计自2012年10月份开工，预计2013年6月份竣工。
第二章巷道区域水文地质情况简述
第一节围岩特征
根据地质报告，该巷道的施工煤（岩）层结构较简单；
1805回风巷布置于C8煤层中，沿煤层走向（350°
）掘进，该巷道掘进煤层产状基本上在350°
∠14°
左右。
煤层产状变化不大，煤层掘进过程中需加强围岩观测和顶板的支护与管理工作。
C8煤层：
位于龙潭组（P3l）中部，上距C5煤层35m左右，较稳定，厚度1.90～2.41m，平均2.16m，全区可采，煤层中局部偶夹1—2层,厚0.02－0.05m的泥岩夹层，结构简单，为半光亮型块状烟煤。
煤层顶板为泥岩或含炭质泥岩，底板为泥岩及粉砂质泥岩。
第二节掘进区地质构造
1805回风巷布置在C8煤层底中，从C12煤层顶板施工穿层巷道揭穿C8煤层，C8煤层，C8煤层顶板岩性为泥岩或炭质泥岩，根据下部习隆煤矿已揭露主斜井及其相关巷道情况看，掘进区地质构造简单。
地层产状变化不大，煤层较稳定，节理不发育。
第三节掘进区小窑分布和水文地质情况
朱家沟煤矿1805采面紧邻原朱家沟和林坪煤矿老空区，1805回风（标高+818m）巷沿原朱家沟805运输平巷（标高+823m，走向长度800m）掘进850m后到达矿井边界与原林坪煤矿边界老空区相邻。
⑴2012年2月1日—5日，在水仓沉淀池（C12煤层，标高+800m）对应顶板开孔，向原朱家沟老井805运输巷（老空巷，标高+823m）施工穿层探放水钻孔2个（1#放水孔倾角78°
、方位角228°
，孔深20.4m；
2#放水孔倾角82°
孔深19.8m、方位角232°
），2个探放水孔均终孔原朱家沟老井805运输巷（老空巷，标高+823m）；
从2012年3月5日中班—2012年8月14日中班2个放水孔平均流量约15m3/h，排水193天，累计排老空水69480m3。
⑵2012年8月14日在1805回风石门距离揭C8煤层15m处巷道北帮距底板1m处施工探放水孔揭露原朱家沟老井805运输巷（老空巷，标高+823m），放水孔流量12m3/h，期间水仓沉淀池处2个放水孔基本没有流水；
2012年8月14日—9月30日1805回风石门C8煤层放水孔流量平均为12m3/h；
排水47天，累计排老空水13536m3。
⑶2012年10月11日，1805回风巷掘进至25m左右时，在巷道揭露原朱家沟老井（，标高+818m）临时水仓（此时观察805老空巷已没有积水，只有少量老空区沿巷道底板流入临时水仓），老空水巷道从下帮底板处冒出（随即805回风石门C8煤层放水孔干涸），平均涌水量仅为9m3/h，此涌水点10月份涌水量为6696m3。
⑷2012年11月,1805回风巷涌水点平均涌水量为7m3/h,左右，流量比较稳定，从观察和寻访得知原朱家沟老空水已排干涸，现此处涌水为原林坪煤矿老空水；
此涌水点11月份涌水量为5670m3。
⑸截止2012年11月份，矿井排泄原朱家沟煤矿和林坪煤矿老空水95382m3，从观察和寻访得知原朱家沟老空水已排干涸，现此处涌水为原林坪煤矿老空水，目前原朱家沟煤矿老空区水害对1805运输巷和回风巷采掘活动安全威胁已基本排除。
⑹由于原林坪煤矿（已关闭）C8煤层老空区分布情况不详，通过寻访原林坪煤矿开采标高已达+750m左右，可能存在越界开采，在现朱家沟矿界附近形成采空区，所以1805运输巷、回风巷掘进至600m左右时除了加强化落实探放水措施外，还必须辅助物探仪探明前方老空水分布情况。
⑺现该区域平均涌水量仅为10m3/h左右，比较稳定，预计为原林坪煤矿老空区积水。
第四节瓦斯等级、发火期、煤尘爆炸、地温
根据重庆市煤炭质量监督检验站重庆地质矿产研究院于2011年11月提交的C8煤层煤尘爆炸性鉴定报告：
C8煤层无煤尘爆炸性。
根据重庆市煤炭质量监督检验站重庆地质矿产研究院于2011年11月提交的C5、C8、C12煤层煤炭自燃倾向性等级鉴定报告：
C5煤层倾向性分类为Ⅲ类，即不易自燃煤层。
煤与瓦斯突出：
根据贵州省安全生产监督管理局、贵州煤矿安全监察局、贵州省煤炭管理局文件－黔安监管办字[2007]345号－《关于加强煤矿建设项目煤与瓦斯突出防治工作的意见》，该地区为突出危险区域。
因此本矿暂按煤与瓦斯突出矿井进行设计；
根据贵州省能源局黔能源发[2011]634号文件，习水县朱家沟煤矿煤与瓦斯突出危险性鉴定报告的批复：
朱家沟煤矿C5煤层在鉴定范围内（标高+786m～1000m之内）无突出危险性。
。
根据中国矿业大学矿山开采与教育部重点实验室2011年1月13日提供的《习水县隆兴镇朱家沟煤矿C5、C8、C12煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告》，朱家沟煤矿C5、C8、C12煤层在井田范围内+786m标高以上不具有煤与瓦斯突出危险性。
故本矿井暂按煤与瓦斯突出矿井进行设计和管理，C5、C8、C12煤层在井田范围内+786m以上按无煤与瓦斯突出危险区域进行设计和管理。
第三章矿井防治水措施的确定
第一节矿井开拓开采所采取的安全保证措施
1、相邻矿井的分界处，应当留防隔水煤（岩）柱。
矿井以断层分界的，应当在断层两侧留有防隔水煤（岩）柱。
防隔水煤（岩）柱的尺寸，应当根据相邻矿井的地质构造、水文地质条件、煤层赋存条件、围岩性质、开采方法以及岩层移动规律等因素，在矿井设计中确定。
矿井防隔水煤（岩）柱一经确定，不得随意变动，并通报相邻矿井。
严禁在各类防隔水煤（岩）柱中进行采掘活动。
2、在采掘工程平面图和矿井充水性图上必须标绘出井巷出水点的位置及其涌水量、积水的井巷及采空区的积水范围、底板标高和积水量等。
在水淹区域应当标出探水线的位置。
3、每次降大到暴雨时和降雨后，应当有专业人员分工观测井上积水情况、洪水情况、井下涌水量等有关水文变化情况以及矿区附近地面有无裂缝、老窑陷落和岩溶塌陷等现象，并及时向矿调度室及有关负责人报告，并将上述情况记录在案、存档备查。
情况危急时，矿调度室及有关负责人应当立即组织井下撤人，确保人员安全。
4、受水淹区积水威胁的区域，必须在排除积水、消除威胁后方可进行采掘作业；
如果无法排除积水，开采倾斜、缓倾斜煤层的，必须按照《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》中有关水体下开采的规定，编制专项开采设计，由煤矿企业主要负责人审批后，方可进行。
一、防治老窑积水的措施
1、探放老空水前，应当首先分析查明老空水体的空间位置、积水量和水压。
2、钻孔放水前，应当估计积水量，并根据矿井排水能力和水仓容量，控制放水流量，防止淹井；
放水时，应当设有专人监测钻孔出水情况，测定水量和水压，做好记录。
如果水量突然变化，应当及时处理，并立即报告矿调度室。
3、当钻孔接近老空时，预计可能发生瓦斯或者其他有害气体涌出的，应当设有瓦斯检查员或者矿山救护队员在现场值班，随时检查空气成分。
如果瓦斯或者其他有害气体浓度超过有关规定，应当立即停止钻进，切断电源，撤出人员，并报告矿井调度室，及时处理。
4、探放水孔应当钻入老空水体，并监视放水全过程，核对放水量，直到老空水放完为止。
二、防探断层水措施
1、应核准（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于20米，水压大于20kgf/cm2时应按比例增大。
3、当井巷通过（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，必须按规定留设隔水防煤柱。
采掘工作面接近断层煤柱前，要复查煤柱的可靠性。
三、防探底板水措施
1、探放底板水前，应当首先分析查明水体的空间位置、积水量和水压。
2、钻孔放水前，应当估计积水量，并根据矿井排水能力和水仓容量，控制抽放水流量，防止淹井；
3、当钻孔接近底板水时，预计可能发生瓦斯或者其他有害气体涌出的，应当设有瓦斯检查员或者矿山救护队员在现场值班，随时检查空气成分。
4、探放水孔应当钻入底板水体，并监视抽放水全过程，核对放水量，直到矿井不受底板水威胁为止。
5、在施工过程中必须注意探测巷道与茅口灰岩的法距，并注意探放水和疏水工作，可采取防水闸门、注浆加固底板、留防水煤柱、增强排水能力等技术措施，确保安全。
第二节区域、局部探放水措施及设备
一、区域、局部探放水措施及设备
1、探放水原则
（1）探水的目的
探水系指采矿过程中用超前勘探方法、查明采掘工作面顶底板、侧邦和前方的含水构造（包括陷落柱）、含水层、积水老窑等水体的具体位置、产状等，其目的是为有效的防治水害作好必要的准备。
（2）探放水的原则
矿井必须作好水害分析预报，坚持“预测预报、有掘必探，先探后掘、先治后采”及“有疑必停“的探放水原则。
在探水前，煤矿必须编制有针对性的探放水设计和安全措施，确保探水警戒线，并采取防止瓦斯和其他有毒有害气体危害等安全措施。
必须严格坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的探放水原则，并做到“有疑必停”，防止采空区积水和老窑积水的突然涌出。
（3）水害预测要求
对于采掘工作面受水害影响的矿井，应当坚持预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采的原则，进行充水条件分析，并遵守下列规定：
①每年年初，根据每年的采掘接续计划，结合矿井水文地质资料，全面分析水害隐患，提出水害分析预测表及水害预测图；
②在采掘过程中，对预测图、表逐月进行检查，不断补充和修正。
发现水患险情，及时发出水害通知单，并报告矿调度室，通知可能受水害威胁地点的人员撤到安全地点；
③采掘工作面年度和月度水害预测资料及时报送矿井总工程师及生产安全部门。
二、探放水注意事项
1、安装钻机探水前，要遵守下列规定：
（1）加强钻场附近的支护，并在工作面迎头打好坚固的立柱和拦板。
（2）清理巷道、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。
（3）在打钻孔地点或附近安设专用电话。
（4）测量和探放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，方可继续钻进。
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）避突然鼓出的措施。
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，以及有顶钻等异常状况时，必须停止钻进，但不得拔出钻杆，现场负责人应立即向调度室报告，并派人监测水情。
如果发现情况危急时，必须立即撤出所有受水威胁的人员，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。
同时，必须提前撒出可能受探水作业点突水威胁的其它采掘工作面和其它工作地点的所有人员。
老空积水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、排除井筒和下山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，有害气体有突然涌出的可能，必须制定安全措施。
8、进行探放水施工作业前,矿技术负责人必须结合探放水巷道的实际,另行编制安全技术措施,明确探放水作业人员一旦面临突水威胁时的避灾路线。
9、进行探放水施工作业前,必须提前撒出可能受探水作业点突水威胁的其它采掘工作面和其它工作地点的所有人员。
三探放水设备选择
1、探放水设备选择依据
矿井用一个采煤工作面，配备两个掘进工作面保证矿井年生产能力。
矿井所配备的探放水设备必须能用于井下探水、放水，必须有防爆及获得煤安标志。
其选择的主要依据是钻孔直径及深度，所需钻机适应的围岩力学性质等。
2、探放水设备及数量
本设计选择的井下钻探设备为ZDY-750型钻机3台，电压660V/380V，一台备用。
其钻进深度可达100m，开孔直径为65mm，终孔直径为65mm.
四探放水设计
1、调查收集资料
（1）老窑、老空区积水，即老窑名称、编号、标高、开采时间、范围等；
（2）老采空区积水，即积水巷道名称、标高、积水量、水头等；
（3）未封闭或封闭不良的导水钻孔，即孔号、孔深、孔径经纬距及标高与各煤层新旧采空区的关系；
（4）已知含水断层，即实际巷道所见的断层走向、倾向、倾角、落差、破碎带宽度及其胶结情况、历史出水特征、涌水量、水压或水位标高等；
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。
（5）由于1805回风巷位置紧邻原朱家沟煤矿采空区，所以本设计主要是对老空水进行探查。
2、探放水设计内容：
老空积水水量的计算：
W=K·
m·
a·
h/sinα
式中：
W--老空区积水量，m3；
M--采厚，m；
a--老窑老空走向长度，m；
h--老窑老空垂高，m；
α--煤层倾角，（°
）；
K--老空的充水系数，一般采空区取0.3～0.5，煤巷取0.5～0.8，岩巷取0.8～1.0。
目前矿方无相关参数，因此在建井期间必须收集和测定其参数，确定老窑老空区的积水量，以便采取防治措施。
3、探放水钻孔布置方式：
A、超前距、允许掘进距离、帮距和密度的确定
（1）超前距：
a――超前距，m；
A――安全系数，一般取2～5；
L――巷道跨度（宽或高取其大者），本矿设计巷道最大跨度为4.0m；
P――水头压力，取35kgf/cm2（按＋1146m标高以上最大埋深计算，后期重新计算）
Kp――煤的抗张强度，10kgf/cm2。
计算结果如下:
α=0.5×
4×
4
＝25.92≈26（m）
故取超前距确定为30m.
（2）允许掘进距离
每次探放水钻孔完毕后，以最短的钻孔长度减去超前保护距离之后剩余的距离。
（3）帮距
最外侧探水孔所控制的范围取值20m。
（4）钻孔密度
指到允许掘进距离的终点处的探水钻孔之间的距离。
一般不得超过3m。
见下图。
探水钻孔的超前距、帮距、允许掘进距离示意图
根据计算，本设计探水钻孔长度50m，超前距30m，探水前允许掘进距离20m，帮距20m。
（5）探水钻孔布置方式
探水钻孔的布置方式、数量和夹角大小，一般分大夹角与小夹角两种，大夹角钻孔夹角为7～22°
，小夹角为1～3°
视老空规模而定，规模大的取大夹角，规模小的取小夹角，。
探放水采取深孔、中孔和浅孔相结合布置。
钻孔终孔孔径一般不超过67mm。
一般缓倾斜煤层平巷探水钻孔呈半扇形布置在巷道上帮；
由于1805回风巷上部为老空区，在允掘距离范围内每间隔5m在巷道上帮沿煤层施工21m探放水孔，确保万无一失。
钻机布置在迎头合适位置，布置5个孔，钻孔的具体方位、倾角、孔深如下：
钻孔参数表
孔号
孔径（mm）
孔深（m）
与巷中线夹角（°
）
倾角（°
1#
65
50.5
2#
53.9
左22
-3
3#
右22
3
4#
50.9
-11
5#
11
En#
21
右90
-14
E（n+1）#
E（n+2）#
E（n+3）#
五、探放水设备型号及数量
本次1805运输巷掘进工作面探水钻机采用ZYD-750型煤矿矿用钻机，配备数量两台。
六、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，要求施工人员对钻机附近20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。
6、保持钻场有足够的安全空间，便于施工。
7、将巷道内的淤泥及浮矸清理干净，完善排水系统。
8、将2寸的排水管随掘进向前延接，迎头20m范围使用软管。
9、备一定数量的园木、背板、木尖、黄泥（袋装）等加固堵水材
10、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。
11、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。
12、区队跟班干部和当班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0.9%或其他有害气体浓度超过《煤矿安全规程》第一百条规定时，必须立即停止钻进，切断电源，撤出人员，并报告公司调度室，及时处理。
七、施工探水钻的技术要求：
1、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，发现岩体松软、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：
如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。
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，安好防水门后再继续钻进。
6、钻进中发现以下透水征兆：
①巷道帮出现挂红、挂汗；
②空气变冷；
③出现雾气、水叫；
④顶板淋水加大；
⑤顶板来压、底板鼓起或产生裂隙；
⑥出现渗水、水发挥有异味等情况，必须停止作业，采取措施，查明出水原因，并报告矿调度室，若水量较大立即撤出工作面所有人员，然后由相关部门分析出水原因，进行处理。
7、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。
8、必须做到交接班时不停钻
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