矿总体探放水方案设计Word文件下载.docx
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断层导水性：
矿区内断层发育，发现断层F28、F11、F3、F2、F8、F1、F13、F68等8条断层，井田边界有F28、F3、F11等三条断层。
根据邻区及整个盘县煤田水文地质测量及水文资料分析，井田内断层带多被充填，并挤压紧密，断层带的富水性及导水性均弱，一般不含水、不导水。
3、水文地质类型
井田内含风化裂隙水，随着垂深增加，风化程度减弱，含水性减小，深部含水甚微，甚至无水。
风化裂隙水以渗流为主，水力联系较差。
本井田水文地质条件属第二类第一型，即以大气降水为主要补给来源的裂隙充水矿床，水文地质条件属简单至中等偏复杂型。
4、矿井充水因素分析
1）、地表冲沟水：
冲沟水沿途接受泉水及小窑水补给，雨季还有较大面积大气降水汇入，水量较大，这些冲沟多位于含煤地层露头地带，冲沟与煤层风化、氧化带直接接触，在溪沟一带开采煤层时，冲沟水可能沿风化裂隙或采矿裂隙渗入或突入矿井，是我矿浅部开采的直接充水水源。
2）、井田内小窑开采历史悠久，分布较广，小窑积水是我矿最大隐患，在采掘施工中必需加强探（放）水工作，新开巷道开拓到老窑下方或侧下方附近时，老窑积水可能会突入矿井，造成矿井大量充水，开采过程中应特别重视。
3）、大气降水，老窑积水，第四系潜水及滑坡水是矿井充水主要因素。
由于矿区内断层较多，一般沿断层及风化裂隙渗入矿井，裂隙发育地段矿井充水有所增加，矿井开采时应加强防治水工作，以防意外淹井事故发生。
4）、老窑采空区积水：
区内老窑和小煤矿分布广泛，且开采历史悠久，目前已全部封闭。
只能找到部份老窑井口的具体位置，更无法了解井下开采的情况，但老窑大多有积水，是浅部矿井开采的重要充水因素，在开采浅部煤层时，采空区积水易渗入矿井而成为矿井直接充水水源。
5、水患类型及威胁程度
本矿井水文地质条件是以大气降水为主要补给来源的裂隙充水矿床，水文地质条件简单至中等偏复杂型。
本矿井的井下水害主要是来源于地层含少量的水、风化裂隙水、裂隙水、小煤窑积水和雨季渗水，这些水害对矿井安全生产存在着一定有威胁。
井田附近有九村小溪及井泉水，井泉点流量一般为0.05m3/s。
小冲沟发育，并呈树枝状，井田内有两条较大的冲沟，水流量主要受大气降水控制，北东部的九村小河，属珠江水系北盘江上游支流，流向自西向东，井田内的冲沟水均汇入该小河，河水流量变化幅度较大，雨季暴涨，枯季无水，因此，雨季时水患对矿井的威胁程度较大，枯季时水患对矿井的威胁程度较小。
二、矿井水文安全条件评价
1、对水文地质基础资料来源及可靠性评价
水文地质基础资料来源于贵州省煤田地质勘探公司一二九队1969年提交的《盘县煤田九村井田普查最终报告》和贵州省煤田地质局一五九队2002年5月提交的《贵州省盘县九村井田松杨煤矿勘查地质报告》，该“地质报告”水文勘查工作程度较低。
在以后的补充报告中加以完善。
2、水文勘探程度及存在问题
由于水文勘探程度低，对矿区存在的潜在水患，在开采过程中不能作出准确预测。
在建设和开采过程中，必须加强水文地质工作,严格按照“黔煤办字[2007]37”号文“关于加强小煤矿水害防治工作的通知要求”按“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则,采取探（放）水措施,本矿必须高度重视防治水的工作，防止发生井巷（顶板）透水、老窑突水的安全事故，认真作好矿井防治水工作。
在建设中注意收集有关水文地质资料，对矿井的充水因素，补给条件、涌水量进行分析和测定，以便为矿井的建设提供指导，达到安全生产的目的。
3、矿井涌水状况
根据我矿现在实际情况：
矿井正常涌水量：
3m3/h，最大涌水量为10m3/h，因目前我矿无采空区，与地质资料提供的正常涌水量：
33m3/h，最大涌水量为90m3/h不相符。
第二节矿井防治水措施
一、矿井开拓、开采所采取的安全保证措施
1、矿井开拓工程位置及层位选择
矿井采用斜井开拓：
主斜井标高+1483米，平行于煤层倾向，18度倾角掘至+1350米标高后落平，施工二水平井底车场及水泵房、水仓，回风斜井标高+1492米沿倾角18度施工至+1350米标高后，与井底车场贯通形成系统。
2、采掘工程所采取的防治水措施
（1）收集、调查和核对相邻煤矿和废弃的老窑情况，并在井上、下对照图上标出井田位置、开采范围、开采年限、积水情况等。
（2）针对主要含水层（段）建立地下水动态观测系统，进行地下水动态观测、水害预报，并制定相应的“探、防、堵、截、排”综合防治水措施。
（3）井巷在掘进过程中必须先探后掘，掌握前方水文情况，若发现有水患时，应及时采取措施，待确认安全后才向前掘进，并将出水点位置标于井上下对照图或采掘工程图上。
井巷揭露的主要出水点或地段，必须进行水温、水量、水质等地下水动态和松散含水层涌水含砂量综合观测和分析，防止滞后突水。
（4）采掘工作面或其它作业地点发现有挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板淋水加大、顶板来压、底版鼓起或产生裂隙出现渗水、水色发浑、有臭味等突出预兆时，必须停止作业，采取措施，立即报告调度室，发出警报，撤出所有受水威胁地点的人员。
（5）井下和地面排水设施保证完好，所设沉淀池、水沟要及时清理，每年雨季前必须清理一次。
每年雨季前对矿井防治水工作进行一次全面检查，成立防洪抢险队伍，并储备足够的防洪抢险物资。
（6）在矿井采掘过程中坚持“有掘必探、先探后掘”的原则。
（7）查明矿区和矿井的水文地质条件，编制中长期防治水规划和年度防治水计划，并组织实施。
做到水文地质条件可靠。
3、地面防治水措施
查清矿区及其附近地面水流系统的汇水、渗漏情况，与水力有关的水利工程，掌握当地历年降水量和最高洪水水位资料，建立疏水、防水和排水系统。
二、防水安全煤柱留设
1、防水煤（岩）柱的留设原则
①在有突水威胁但又不宜疏放的地区采掘时，必须留设防水煤（岩）柱。
②防水煤柱一般不能再利用，一般要在安全可靠的基础上把煤柱的宽度或高度降低到最低限度，以提高资源利用率。
③留设防水煤（岩）柱必须与当地的地质构造、水文地质条件、煤层赋存条件、围岩的物理力学性质、煤层的组合结构方式等自然因素密切结合，与采煤方法、开采强度、支护形式等人为因素相适应。
④一个井田或一个水文地质单元的防水煤（岩）柱应该在它的总体设计中确定，即开采方式和井巷布局必须与各种煤柱的留设相适应，否则会给以后煤柱的留设造成极大的困难，甚至无法留设。
⑤在多煤层地区，各煤层的防水煤（岩）柱必须统一考虑确定，以免某一煤层的开采破坏另一煤（岩）柱致使整个防水煤柱失效。
⑥在同一地点有两种或两种以上留设煤（岩）柱的条件时，所留设的煤（岩）柱必须满足各个留设煤（岩）柱的条件。
⑦对防水留设煤（岩）柱的维护条件要特别严格，因为煤（岩）的任何一处被破坏，必将造成整个煤（岩）柱无效。
防水煤（岩）柱一经留设即不得破坏，巷道必须穿过煤层时，必须采取加固巷道、修建防水闸门和其它防水设施，保护煤（岩）柱的完整性。
⑧留设防水煤（岩（柱）所需的数据必须在本区取得。
邻区或外地的数据只能参考，如果需要采用，应当加大安全系数。
⑨防水煤（岩）柱中必须有一定厚度的粘土质隔水岩层或裂隙不发育、含水性弱的岩层，否则防水岩柱将无隔水作用。
2、防水煤（岩）柱的种类
根据防水煤（岩）柱所处的位置，可以分成不同的种类。
根据本矿的实际情况，需要留设以下防水煤（岩）柱。
①断层防水煤（岩）柱
在导水或含水断层两侧，为防止断层水溃入井下而留设的防水煤（岩）柱；
当断层使煤层与含水层接近时，为防止含水层溃入井下而留设的防水煤（岩）柱。
②主要巷道防水煤（岩）柱。
3、防水煤（岩）柱的留设
①断层防水煤（岩）柱的留设
断层破坏了岩层的完整性，常常成为含水层间的联系通道。
断层的某一区段是否导水，导水强弱等情况取决于两侧岩层的接触关系、含水层的水压以及采矿活动对断层的重复破坏作用。
因此在没有掌握断层各区段的导水性时，应把整个断层作为导水断层对待。
煤层直接和富含水层、导水断层接触，顶底板无突水可能，即煤柱主要是顺层受压时，常以下叙公式计算煤柱宽度：
L=0.5kM
式中：
L－顺层防水煤柱宽度（m）
M－煤层厚度或宽度（m）取最大采高M=2m；
Kp－煤层的抗张强度（kgf／cm2）Kp取10kgf／cm2；
P－水力压头（kgf/cm2）,P=120Kg/cm2；
K－安全系数，一般取2－5，本次设计取5
则：
L=0.5×
5×
2
=30
根据上式计算，故断层两侧各留30m防水煤柱。
②主要巷道防水煤（岩）柱留设
L—顺层防水煤柱宽（m）
M—煤层厚度或采高（m）取最大采高M=1.62m
kp—煤层的抗张强度（kg/cm2）kp取10kp/cm2;
P—水头压力（kg/cm2）,P=50kgf/cm2;
K—安全系数，一般取2－5，本次设计取4
则：
4×
=15m
根据上述计算，并结合实际情况，故主要巷道两侧各留设15m防水煤柱。
见表。
防水煤柱留设表
名称
煤柱尺寸（m）
井田一侧边界煤柱
20
大巷一侧
上山一侧/两侧之间
15
区段煤柱
10
落差10～20m的断层
30
落差小于10m的断层
采空区边界煤柱
小窑、老硐防水保护
公路保护煤柱
60
三、降压措施
本矿未发现承压含水层。
四、井下探放水措施
（一）、探放水原则
必须按“有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则进行。
（二）、探放水设备选择
探放水设备型号：
采用ZDY1200S（MK—4）22KW钻机。
配备台数二台，使用一台，备用一台。
ZDY－750钻机两台，使用一台，备用一台。
（三）、井下钻工上岗条件
1、井下钻探需要熟悉以下知识：
2、必须熟悉《煤矿安全规程》和井下工作的一般安全知识，经专门技术培训，考核合格后，方可上岗。
3、熟悉钻机的工作原理。
掌握各种钻机的操作要领，维护保养及排除故障的技术知识。
4、掌握瓦斯抽放、煤层注水、注浆、防灭火、防突等各种钻孔的封孔和施工方式。
5、掌握《煤矿安全规程》对瓦斯抽放、煤层注水、注浆、防突等的有关规定。
6、了解有关煤矿瓦斯、煤尘爆炸的知识。
7、熟悉预防灾害的措施和矿井避灾路线。
8、掌握井下打钻、注浆、封孔、煤层注水、防灭火、瓦斯抽放、防突等各种钻孔的施工方法。
（四）、安全技术规定
1、安装钻机前，必须遵守下列规定：
⑴、加强钻场附近的巷道支护，并在工作面迎头打好坚固的立柱和挡板。
⑵、清理巷道，挖好排水沟。
⑶、在打钻地点或附近安设专用电话。
⑷、测量和防探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、深度及钻孔数目。
2、钻机运往作业地点后，应仔细检查：
⑴、检查所有紧固件是否牢固，检查操作手轮柄是否灵活可靠，检查齿轮咬合情况。
主轴转动是否灵活，皮带松紧是否适宜。
皮带可通过调整螺丝进行调整，电机的接线一定要专职电工操作，并检查电机及防爆开关是否符合要求，并注意电机的旋转方向（钻机主轴应顺时针方向旋转），一定按箭头的方向旋转。
先空机运转，待正常后，再正式钻机。
⑵、检查机油、液压油油量并加足。
3、钻机固定安装
在井下可借机座用木头支柱与巷道顶板或梁撑紧。
同时对底座的左、右、前、后部也应支撑，防止机体左右摆动和钻机受力后前后移动，钻机安装必须平稳、牢固。
4、钻探操作
1）钻进规定
（1）、打钻人员必须对钻机的结构原理了解清楚，详细看懂说明书，严禁盲目开钻。
（2）、开钻前不要锁紧钻杆，先试旋转方向（主轴应顺时针方向），待方向正确后，才能锁紧钻杆。
严禁开反车！
以防钻杆、岩芯管、钻
头在钻孔中脱扣（落），造成事故和损失。
（3）、钻机工作时，通过给进装置驱动，实现主轴和钻杆一体前进。
在钻机钻进一个行程后，松开主轴卡环将给进手柄扳至回程，主轴后退，退回主轴后。
再用卡瓦夹紧钻杆，进行二次给进。
如此往复实现钻进，在需添加钻杆时，须先关掉电源、水源，将前一根钻杆后的给水器取下，所加钻杆接在前钻杆末端，并用两把600㎜管子钳夹住钻杆将其拧紧，然后再接上给水器，便可继续钻进。
钻进结束后，将钻杆从钻孔拖出，拖出的每根钻杆应及时松下，避免由于取出的钻杆过长而对钻杆部分的螺纹造成损坏。
（4）、按地测技术人员所标定的孔位及施工措施中规定的方位、角度施工，不经地质技术人员同意，不得擅自改动。
（5）、钻探工人穿戴要整齐、利落，衣襟、袖口、裤脚必须束紧。
（6）、启闭开关时，注意力要集中，做到手不离按钮，眼不离钻机，随时观察和听从司机命令，准确、及时、迅速地启动和关闭开关。
（7）、禁止用手、脚直接制动机械运转部分；
禁止将工具和其他物品放在钻机、电机保护罩上。
（8）、司机要站在钻机后侧，不得紧靠钻机；
钻机后面和前面的给进范围内，不准站人，给压要均匀，根据孔内情况及时调整钻法及压力。
（9）、尽量采用清水钻进，要保证有足够的水量，不准打干钻。
（10）、钻进过程中，一旦发现煤岩松软、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，但不得拔除钻杆，现场负责人员应立即向矿调度室报告，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地区的人员，然后采取措施，进行处理。
（11）、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，老空积水区高于探放水地点位置时，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。
钻空接近老空，预计可能有瓦斯或其他有害气体涌出时，必须有瓦斯检测工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浓度超过规定时，必须立即停止钻进，切断电源，撤出人员，并报告调度室，及时处理。
（12）、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，控制排放水流量，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。
（13）、透老空后，需经瓦检员检查有无有害气体溢出，并严格按作业规程要求对钻孔进行处理。
2）、探水钻孔必须保持一定的超前距、帮距和密度，见附图，探水工作采用“探水～掘进～探水”方式进行，探水孔为掘进巷道掘进探明一段安全距离后，巷道允许掘进一段距离，然后再探再掘，确保掘进安全。
（1）、超前距：
为探水钻孔终孔位置应始终超前掘进工作面的一段距离，取20米。
（2）、允许掘进距离：
为经探水证实无水害威胁，可安全掘进的长度，取20米。
（3）、帮距：
为使巷道的两帮与可能存在的水体之间保持一定的安全距离，即成扇形布置的最外则探水孔所控制的范围与巷道帮的距离，其值与超前距相同，取20米。
（4）、钻孔密度（孔间距）：
指允许掘进距离终点横剖面上，探水钻孔之间的距离，一般不超过3米，以免漏掉积水区。
（5）、煤层平巷钻孔布置：
主要是探巷道上帮小窑老空水，钻孔成扇形布置在巷道上帮，薄煤层一般布置三组，每组1～2个孔，钻孔之间的夹角为8.50。
4、遇到水灾时避灾路线：
视工作面所处位置而定，以下避灾线路图仅供目前使用，一但条件变化，各作业点应按各作业点作业规程的避水灾线路撤退。
五、地表防治水措施
1）防洪标准及防洪坝墙设计要求
由于工业广场布置在缓斜坡处，故无内涝之患。
为满足工业场地防洪要求，设计在场内排水沟沿公路、边坡角、挡土墙下布置，排水沟端面为0.5m×
0.5m矩形端面，穿公路时加盖水泥钢筋盖版。
2）地形、水系和汇水面积
本矿区位于九村井田，为一北东向，向南东倾斜的开阔向斜构造，矿区位于向斜西翼中部，主要为侵蚀～剥蚀及岩溶峰丛中高山地貌，地形陡峭，矿区最高海拔+1784.4m，最低海拔+1485m，相对高差299.4m左右。
3）开采塌陷、裂隙对地表水系和降雨渗漏的影响
由于前期小窖地下煤层的开采，使得采空区上方的地表有不同程度的移动和变形。
其影响范围将略大于采空区范围。
而当将来开采深度越大时，地表水的影响将越小。
本矿区处于山区，地形高差较大，采空区引起的地表塌陷，可能会引起陡峭的地形发生崩裂、滑坡。
因此对地表沉陷影响的重要建筑设施按规定留设保安煤柱，对于地表沉陷形成的塌陷坑，要尽量整平，回填造地，易产生滑坡的地方应提前修筑挡土墙，打抗滑桩或削坡减载等，另外，经常有巡视人员，发现问题及时处理。
2、地表水防治
1）、必须及时查清矿区及附近地面水渗漏情况，掌握当地历年降水量和最高洪水位资料，建立疏水、防水、排水系统。
2）、井口附近或塌陷区内外的地表水体可能溃入井下必须采取措施：
容易积水的地点应修筑沟渠，排泄积水，对较低洼地点、塌陷区及地面裂隙应及时进行充填压实：
排到地面的矿井水，必须妥善处理，避免再渗入井下；
每次降大到暴雨时和降雨后，必须派专人检查矿区及附近地面有无裂缝、老窑陷落及岩溶塌陷等现象，发现漏水情况，必须及时处理。
3）、为了防止雨水渗入井下，在矿区内采取充填、补凹、平整地表、修筑排洪沟等措施。
另外为防止山洪爆发及地表水不至冲跨地面建造物，应及时清理河床。
4）、井口上方，地面工业广场建造物周围等修筑排截水沟，进行防排水。
5）、严禁将矸石、炉灰、垃圾等杂物堆放在山洪、河流可能冲刷到的地段。
3、地表防治工程及设备
1）、防洪堤坝工程：
在井口上边缘砌高1m，厚0.6m的防洪挡水墙。
2）、排涝工程：
井口及工业场地排水沟汇集后排入小河沟。
3）、地表水体必须留设的安全煤柱：
地表无大的水体，但在雨季有一定影响，所以无需留设地表水体煤柱。
第三节井下防治水安全设施
一、排水设施
1、排水设施设计依据
本设计只考虑+1350m标高的排水需要，后期延申后重新选择水泵进行排水。
排水垂高155m，前期我矿矿涌水量很小，最大涌水量小于3ｍ3/min，不到开采设计方案预计的十分之一，考虑到将来有采空区后水量会加大，本矿涌水量按开采设计方案和地质资料计算，参照周边矿井的涌水量，本设计按开采设计方案和安全专篇的参数考虑：
1）、矿井正常涌水量：
QB=30m3/h
2）、矿井最大涌水量：
QB=90m3/h
3）、排水垂高：
HP=150m
2、水泵选型
1）、水泵参数计算
①、所需水泵最小流量
QB=24×
QB/20=24×
30/20=36（m3/h）
②、所需水泵最大流量
QBm=24×
Qmax/20=24×
90/20=108（m3/h）
③水泵扬程
HP=（HP+HZ）/η=（150+6）/0.77=202（m）
2）水泵型号及台数的确定
根据上述计算的QB和HP值，选用三台MD85－45×
4型多级矿用离心泵，一台工作，一台备用，一台检修，其流量为Q=55m3/h，扬程为H=205m，电机功率：
N=75kw，电压380V/660V。
一但有水量增大三台水泵可同时起用。
3、排水管选择
D排=
=
=0.098m=98mm
Q额：
所选水泵的额定流量，m3/h；
V排：
最有利管径的流速，取2.0m/s；
经查表选择管径为100mm，壁厚4mm的无缝钢管。
根据《煤矿安全规程》规定，必须有工作水泵、备用和检修水泵，备用和检修水泵的能力不小于工作水泵能力的70%，并且工作和备用水泵的总能力应能在20h内排完矿井24h的最大涌水量。
检修水泵的能力不小于工作水泵能力的25%。
这里我矿选三台和主水泵一样水泵。
因此，选用MD85－45×
4型多级离心泵一台作为备用水泵，工作和备用水泵的总能力（110m3/h）大于最大涌水时的排水能力90m3/h。
另选一台MD85－45×
4型多级排水泵作为检修水泵，其流量为55m3/h扬程为205m电机功率75KW。
从副井铺设两路排水管路至井底水仓，水泵的吸、排水管道管径φ=100mm。
矿井阶段水仓布置在+1350m标高。
根据计算，矿井主水仓容量为547m3，副水仓容量为418m3，合计水仓容量为965m3，满足矿井排水要求。
4、防水设施
1）、在采空区、断层破碎带周围，开采水平和采区之间留设防水安全煤柱；
巷道掘进时，必须探水前进。
2）、在采空区等有突水危险的地区设置防水闸门。
防水闸门要设在巷道穿过有足够强度隔水层的地段上。
3）、采掘工作面或其他地点发现有挂红、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渗水、水色发浑、有臭味等突水预兆时，必须停止作业，发出警报，撤出所有受水威
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