1151回风巷掘进工作面探放水设计全巷道Word格式文档下载.docx
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第三节排水泵16
第四节排水管路16
第六章施工技术要求及安全技术措施16
第一节探水技术措施16
第二节放水技术措施17
第三节遇老空、采空安全技术措施18
第四节遇有毒有害气体安全技术措施18
第五节其他技术措施19
第七章压风自救系统及安全避灾路线20
第一节压风自救20
第二节避灾路线20
第一章设计编制依据
本探放水设计编制依据（黔安监煤矿〔2014〕17号文件）、《煤矿安全规程》、《煤矿防治水规定》、《朝阳煤矿水文地质调查报告》及贵州煤田地球物理勘探有限责任公司二0一三年十月编制的《水城县化乐乡朝阳煤矿水文地质补充勘查（勘探）报告》。
第二章工程概况
第一节掘进工程概况
一、巷道布置
1151回风巷在112回风联络巷内开口，距K1#导线点前43.5m处开口，按170°
方位，沿煤层顶板施工78m，调向按189°
方位掘进，巷道工程量527m，现在1151回风巷已掘进360m（剩余167m未掘进）。
距离原兴化煤矿采空区平面水平距离剩余31m，与M2#煤层采空区高差相距46.83m。
2、原兴化煤矿采空区情况
1、根据原兴化煤矿的老资料，及朝阳煤矿开采设计及安全专篇，整合改造前兴化煤矿矿井仅开采M2#煤层，开采走向长度平均260m，倾斜长度平均184m，采空区面积26767.1平方，积水4.28万立方米积水。
根据原兴化采空区老图纸，原兴化煤矿建井时沿着M2#煤层掘进，为两翼式开采，经走访及图纸资料得知原兴化煤矿开采未布置得有石门，依据现在揭露情况分析，M2#煤层到M5#煤层其层间距平均为45m，从M2#煤层开掘石门到M5#煤层需要130m的穿层岩巷，其图纸显示没有超过80m的穿层巷道，故判断其未开采过M5#煤层，但是还需加强1151回风巷掘进期间的探放水管理，发现异常立即采取措施进行复探。
2、根据原兴化煤矿开采情况，原兴化煤矿开采井口标高为1438.2m，井底最低标高1375.793m。
积水高度为62.44m，积水面积26767.1㎡，积水4.28万m³
。
3、于2010年11月我矿当时布置的有1121采煤工作面，在1121补切眼处探水时探放到原兴化煤矿采空区，当时由于钻孔是布置在煤层中，且煤柱较薄，导致水量无法控制，造成淹井事故，据了解当时排除水量约5万方左右。
且目前原兴化煤矿仍然有水经密闭反水池流经1121采空区→1123回风巷→1123行人下山→1240放水孔→1240回风石门→经水沟流至水仓。
涌水常年不息，涌水量6m³
/h。
原兴化煤矿采空区补给水源来自于大气降水及导水裂隙等途径补充。
三、巷道设计
1151回风巷设计断面为梯形，掘进规格：
宽×
中高=4m×
2.4m，掘进断面9.6㎡。
水沟位于巷道前进方向的左帮，断面规格为：
深=300×
300mm。
巷道支护方式采用锚网支护。
第二节周边关系
1151回风巷位于风井南侧，1151回风巷位于1121原采面下部垂高38m，1123采空区主采M2煤层。
均不影响该巷道的掘进工作。
K0至K360m段该区域在M5煤层内无采空区和老巷，K360m至K710m段需在原兴化煤矿M2#煤层采空区下部穿过，其层间距平均45m（附：
1151回风巷与原兴化煤矿M2#煤层采空区关系图）。
地面相对应的位置为陡坡荒山地形，无重要建筑物和保护物。
第三章水文地质特征
第一节矿井水文地质
一、地质构造
朝阳煤矿位于比德向斜南西翼。
矿区北部地层倾向南东，倾角8～51°
，一般为15°
矿区东南部地层受断层影响倾向北东，倾角28～51°
，一般为35°
煤层产状与地层产状基本一致，地层沿倾向有一定的波状起伏。
在矿区内东南部地表发现断层F10、F11、F11-1。
F10断层：
位于陈家寨，走向NE～SW，长约1km，倾向NW，正断层，断距40m左右，倾角65～70°
，在鱼跳笼交于F11断层。
F11断层：
位于上陈家寨→新寨，横穿矿区东南部右下角，走向NE～SW，区内长约500m，倾向NW，正断层，断距80m左右，倾角80°
F11-1断层：
为F11派生断层，位于箐脚→鹦鸽咀，走向NE～SW，长约1.5km，倾向SE，正断层，断距35m左右，倾角60～80°
综上，矿区整体构造复杂程度为中等。
二、煤层
矿区含煤地层为上统二叠龙潭组,由一套海陆交互相沉积岩系组成。
岩性主要由浅灰色、灰色及深灰色，薄至中厚层状细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩及煤组成。
含煤地层厚度286.88～412.97m，一般为370m。
共含煤30-50层，矿区内揭露的可采煤层5层，即为M2、M31、M5、M61、M32煤层。
该地层与下伏峨眉山玄武岩组呈假整合接触。
各岩石类型在垂向上分布具较强规律性：
煤层主要分布于煤系地层的中部、上部。
其中矿区内已巷道揭露可采煤层5层，现分别叙述如下：
1.M2煤层
位于龙潭组上部，上距长兴组约10m，煤层厚度为0.60-1.91m，一般含0-1层夹矸，夹矸厚约0.10m，顶板为泥质粉砂岩，底板为细砂岩，厚度变化不大，属较稳定煤层，全区可采。
2.M3-1煤层
位于龙潭组上部，上距M2煤层约15m，为黑色，粒状，半亮型煤。
煤层厚度为0.53-2.03m，一般含0-1层夹矸，夹矸厚约0.10m结构较简单，顶板为泥质粉砂岩，底板为泥岩，厚度变化不大，属较稳定煤层，全区可采。
3.M5煤层
位于龙潭组上部，上距M3-1煤层约30m，为黑色，块状、粒状，亮煤。
煤层厚度为1.18-1.95m，结构简单，顶板为泥质粉砂岩，底板为泥岩，厚度变化不大，属较稳定煤层，全区可采。
4.M6-1煤层
位于龙潭组上部，上距M5煤层约20m，为黑色，块状、粒状，半暗～半亮型煤。
一般含0-1层夹矸,煤层厚度为1.60-3.56m，结构简单，顶板为泥质粉砂岩，底板为泥岩，厚度变化不大，属较稳定煤层，全区可采。
5.M32煤层
位于龙潭组下部，上距M6-1煤层约240m，为黑色，块状、粒状，半暗～半亮型煤。
煤层厚度为1.40-3.95m，结构较复杂，一般含1-3层夹矸，夹矸厚约0.20m，顶板为泥质粉砂岩，底板为泥岩，厚度变化不大，属较稳定煤层，全区可采。
可采煤层特征表
煤层编号
煤层厚度
（m）
煤层倾角（°
）
煤层平
均间距（m）
煤层
结构
稳定性
顶底板岩性
顶板
底板
M2
0.60-1.91
1.4
9-18
15
简单
较稳定
泥质粉砂岩
细砂岩
M31
0.53-2.03
1.31
8-20
泥岩
30
M5
1.18-1.95
1.42
10-25
20
M61
1.60-3.56
2.75
8-28
240
M32
1.40-3.95
2.84
12-36
较复杂
煤层顶底板及夹矸情况如下：
M2煤层顶板为泥质粉砂岩，底板为细砂岩，一般含0-1层夹矸，夹矸厚约0.10m。
M3-1煤层顶板为泥质粉砂岩，底板为泥岩，一般含0-1层夹矸，夹矸厚约0.10m结构较简单。
M5煤层顶板为泥质粉砂岩，底板为泥岩。
M6-1煤层顶板为泥质粉砂岩，底板为泥岩。
M32煤层顶板为泥质粉砂岩，底板为泥岩，局部含1-3层夹矸，夹矸厚约0.20m。
三、水文地质特征
1、地表水
矿区内地表水水系发育，地表水和大气降水是矿床充水的主要因素。
矿区内有赵家河穿过，从南西流向北东，S1点流量约300L/s；
其余地表水大多受季节性影响较大，旱季时干涸。
2、地下水类型
区内地下水类型为主要为基岩裂隙水,其次为孔隙水。
基岩裂隙水：
上二叠统峨眉山玄武岩组（P3β）、上二叠统龙潭组（P3L）、上二叠统长兴组（P3c）、飞仙关组一、二段（T1f1+2）、飞仙关组三段（T1f3）。
其岩性主要为砂、泥岩、粉砂岩组成，中夹薄层灰岩，凝灰质泥岩或凝灰岩。
为基岩裂隙水，富水性弱。
孔隙水：
含水层位为第四系Q，主要为残坡积、冲洪积层为主，岩性以砂砾、碎石土、砂质土、粉质土组成，为孔隙水。
该带透水性好，地下水易于排泄，动态变化大，大部分是季节性泉水，富水性弱。
3、含水岩组及其含水特征
按区内出露地层由新至老叙述如下：
①第四系（Q）：
主要为残坡积、冲洪积层为主，岩性以砂砾、碎石土、砂质土、粉质土组成，为孔隙水。
②飞仙关组三段（T1f3）：
岩性为砂、泥岩、粉砂岩组成，中夹薄层灰岩，矿区内出露不全，厚度不详。
含基岩裂隙水，富水性弱。
单位涌水量为0.054L/s·
m。
③飞仙关组一、二段（T1f1+2）：
飞仙关组二段以石灰岩为主，厚度30m左右。
含岩溶裂隙水。
一段岩性以粉砂岩为主，夹泥岩和薄层灰岩，厚度210m左右，地表呈宽条带状沿煤系出露，含风化裂隙水。
单位涌水量为0.0086L/s·
m，该层是区内较理想的一段相对隔水岩层。
对上覆中～强含水层和下伏中等含水层取到最佳的阻隔作用。
④上二叠统长兴组（P3c）：
岩性上部含钙质粉砂岩夹薄层灰岩；
下部为粉砂岩，厚度30.97～63.13m。
该层含基岩裂隙水，为弱含水层。
单位涌水量为0.0075L/s·
m，
⑤上二叠统龙潭组（P3L）：
岩性为细砂岩、粉砂岩、泥岩及煤层夹泥质灰岩组成。
厚度286.88～412.97m，地表呈缓坡出露。
含基岩裂隙水，为相对隔水层，富水性弱。
单位涌水量为0.0094L/s·
m，浅部含风化裂隙水，深部含水微弱而不均匀。
⑥上二叠统峨眉山玄武岩组（P3β）：
岩性为灰绿色玄武岩，似层状、气孔状、杏仁状，其顶部5m左右为浅灰～灰色凝灰质泥岩或凝灰岩。
单位涌水量为0.0059L/s·
4、水力联系情况
由于沟谷切割较深，有利于大气降水的排泄，河流、溪沟上段与下段的流量的不同，明显地反映了地下水补给地表水。
飞仙关组一段粉砂岩夹薄层泥岩厚200m左右，可视为上覆地层含水段和下伏长兴组含水段的相对隔水层。
长兴组钙质粉砂岩夹薄层灰岩及粉砂岩，厚度30.97～63.13m。
含煤地层下伏玄武岩组，厚度不详，其顶部5m左右凝灰质泥岩或凝灰岩，该段也是相对隔水层。
含煤地层中，含水层厚度286.88～412.97m，为细砂岩、粉砂岩、泥岩及煤层夹泥质灰岩组成，各含水层之间水力联系不明显。
综上所述，以本矿区地形高差较大，基岩裸露，面积较大，含水带与相对隔水带相间分布。
大气降水是地下水的主要补给来源，地下水的排泄条件比补给好。
煤层大部分赋存在当地侵蚀基准面（1350m）以下，矿井直接充水含水段是龙潭煤组中的碎屑岩夹煤层及薄层碳酸盐岩地层，含水性质属层间裂隙水，富水性弱。
断层带水文地质特征为上二叠统地层表现为富水性较弱，导水性差。
第三节矿井充水因素分析
一、充水水源及其影响程度
矿井充水类型为裂隙充水矿床,其充水因素既决定于水文地质条件，又决定于开拓方式。
充水强度受充水水源和通道的影响。
（1）、大气降水对矿井充水的影响
矿井内龙潭组裸露，风氧化带沿倾向深度普遍达50m左右，地形起伏较大，补给面积大，植被发育较差。
尽管岩层富水性弱，由于大气降水的直接补给，可沿节理、裂隙等渗入矿井。
当矿井煤层开采后，易对顶部岩层造成破坏，产生“冒落带”、导水裂隙带，增大地表水对矿井的渗入。
（2）、地表水体对矿井充水的影响
本矿井筒均位于高处，不受洪水和内涝威胁，建筑物均位于冲沟两侧，布置在地势比较高处，矿井工业场地的雨水均由道路水沟流到排洪沟中。
矿井内充水，主要是以大气降水为主要补给源。
（3）采空区积水
矿区内老窑和整合前的二个小矿井窑以斜井开拓为主，老空区内存在着一定的积水，是矿井浅部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，对矿井的安全构成了一定的威胁。
（4）断层裂隙充水
在矿区内东南部地表发现断层F10、F11、F11-1，构造节理裂隙发育，富水性及导水性强。
断层破碎带在上覆地层岩芯普遍较破碎，可能将上覆含水层中地下水导入矿井，而延伸到下伏地层中的断层也有一定的导水性，为矿井充水的直接或间接通道。
（5）老窑积水对矿井充水的影响
矿井自建井以来，炸封的生产井及老窑积水是矿井的主要水害。
老窑多沿主采煤层露头开采，开采深度0-50m，沿倾向开挖。
开采煤层时，老窑长期废弃且积水情况不明。
当矿井巷道或采空区与之连通时即溃入矿井，造成突水灾害。
对低洼处或河沟边的小窑，在洪水期要加强监测，严防其变为地表水灌入矿井的通道，造成水患。
（6）、含水岩层对矿井充水的影响
当井筒和巷道揭露含水层时，便成为矿井充水水源。
龙潭组的砂岩为直接充水含水段。
（7）断层破碎带对矿井充水的影响
断层破碎带既可储水，也可以导水，当断层破碎带连通了地表水体或强含水层时，大量的水会进入矿井巷道，增大矿井涌水量，甚至形成突水，造成危害。
在矿区内东南部地表发现断层F10、F11、F11-1，受采煤活动的影响存在导水，断层水对矿井的充水影响较大。
在以后的开采中，当巷道接近断层时须留设足够的保安煤柱。
二、矿井充水通道
（1）岩石天然节理裂隙
井田内的龙潭组含煤地层在接近地表附近，岩石风化节理、裂隙很发育，而深部则发育成构造节理、裂隙，它们是地下水活动的良好通道。
（2）采煤冒落裂隙
井田内含煤煤层较多，煤层间距小，煤层顶底板力学性质不好，未来的采煤活动将产生大量的采矿裂隙，这些人为裂隙也会沟通上覆含水层与含煤地层的水力联系，在雨季会成为地下水活动的良好通道。
矿方在雨季时要重点调查地裂缝，防止暴雨时，雨水倒灌。
三、地面瞬变电磁勘探
聘请贵州煤田地球物理勘探有限责任公司于2013年9月对我矿井田范围做地面瞬变电磁勘探，已于10月末做出结果，查明矿区拐点坐标范围内400m以浅采空区三带富水带分布情况。
对我矿今后的地质预报及防治水预测预报工作，提供了有利的分析依据，我矿还采取了局部物探来控制巷道掘进周边机前方100m范围内的水害情况（附：
第四循环《1151回风巷K330m段至K400m段的物探报告》），并结合物探报告进行巷道掘进前方的探放水钻孔设计。
第四章探放水钻孔设计
第一节探放水钻孔设计依据
严格按照《煤矿安全规程》及《煤矿防治水规定》的相关规定和物探报告揭露的异常区，进行探放水钻孔设计；
坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的煤矿防治水方针。
第二节探放水管理机构设置
组长：
李晓东
副组长：
彭佳福胡雍平
成员：
张为黄勇胡纯礼阴法斌赵波
唐凌斌谭龙波
职责：
组长李晓东，全面负责矿井的探放水工作，协调各部门之间配合工作。
副组长彭佳福，全面负责矿井的探放水技术管理工作，负责探放水技术业务管理及探放水工作的安排落实。
副组长胡雍平，协助组长工作，负责探放水工程安全质量监督工作、探放水工程质量验收管理工作。
赵波负责设备器材、物料的运送，以及钻眼的封孔和密闭工作。
黄勇负责供电及矿井主排水系统正常运转。
胡纯礼协助组长工作，负责探放水工程的技术指导工作、探放水工作面通风及瓦斯管理工作、探放水方案及《探放水设计及安全技术措施》的编制及探放水记录和其它资料的收集、分析；
现场标定位置。
其他成员配合组长、副组长完成领导交代的各项工作。
第三节探放水钻孔设计
一、“三线”确定：
为了保证采掘工作和人身安全，防止误穿积水区，在距积水区一定距离划定一条线作为探水点的起点，此线即为探水线。
通常将积水及附近区域划分为三条线，即积水线、警戒线、探水线。
积水线：
按积水区范围划定积水线。
探水线：
积水线外推60-150米为探水线。
无积水区的严格执行
警戒线：
探水线外推50m-150m为警戒线。
进入警戒线后必须进行超前探水，先探后掘。
目前我矿1151回风巷已掘进至原兴化煤矿采空区探水线范围，但由于1151回风巷上距原兴化煤矿M2#煤层采空区层间距45m，且1151回风巷为综掘，对1151回风巷掘进无影响，当我矿1151采煤工作面沟通后，编制专项放水设计后，选择最近点进行集中探放原兴化煤矿M2#煤层采空区积水，并编制1151采煤工作面回采水患消除报告（附：
1151回风巷与原兴化煤矿采空区平面关系图）。
二、钻孔布置方法及钻孔参数
1151回风巷工作面巷道掘进方沿着煤层掘进，因此必须在巷道正前方布置水平及垂直扇型钻孔进行探放水。
1、探放水巷道说明
巷道名称：
标高：
根据资料，巷道标高+1318m。
层位：
顺层（沿着M5号煤层掘进）。
2、探放水工程的设计内容
⑴探水设备的选择及主要性能参数
规格型号：
ZY1250→D
钻探深度：
80-150m
电动机功率：
16.8kw
钻水孔直径：
开孔直径108mm，终孔直径≥75mm。
钻杆、钻头准备：
150根φ50-80钻杆、20个φ65-108钻头
⑵探水起点的确定
根据防治水规定“有掘必探、物探先行、钻探验证”的原则，在1151回风巷工作面掘进开口处即按此设计进行探放水。
⑶探水钻孔的布置
①巷道每掘进70m在巷道掘进前方布置一组水平扇形钻孔，共7个钻孔。
角度根据1151回风巷的掘进方位、坡度决定，大于底板坡度2～3°
，结合物探成果遇异常区域时可适当增加钻孔。
深度见平面图与断面图。
超前距、允许掘进距离、邦距、水平角度的确定根据采矿设计手册与实际情况确定。
超前距：
30m
允许掘进距离：
70m
邦距：
钻孔终孔距：
≤15m
附图：
探水钻孔的超前距、邦距、密度和允许掘进距离设计图。
②钻孔竖直角方位以巷道掘进方位打设，眼口距巷道底板1m。
3、钻孔参数（附：
1151回风巷掘进工作面探放水设计图）
①、钻孔设计说明
1#、2#、3#、5#、6#钻孔分别布置在1151回风巷正迎头掘进前方M5#煤层中，目的是探明巷道掘进前方顺层水害情况。
4#钻孔布置在1151回风巷掘进迎头正前方控制巷道顶部30m范围，目的是探明巷道掘进前方顶板上穿层30m范围及M3#煤层水害情况。
7#钻孔布置在1151回风巷掘进迎头正前方控制巷道底部10m范围，目的是探明巷道掘进前方底板往下穿层10m范围内水害情况。
三、单孔设计
当探放强含水层水、采空区积水以及预计水压大于0.1MPa时，需进行单孔设计，设置止水套管（孔口管）。
1、孔口管规格
孔口管由机电队加工，孔口管长度为5m的1.5寸钢管，距离管口30cm处焊接扶正助骨片，规格为厚16mm，40cm×
40cm的钢板，扶正助骨片四周打设4个中孔18mm的小孔，便于固定孔口管。
2、安装孔口管
①按照钻孔布置图要求确定钻孔的位置、角度、方位后使用钻机打设孔口，孔径大于孔口管直径1～2级。
钻孔过程中应在钻杆上做好深度标志，钻至预定深度后停钻并将孔内煤尘冲洗干净。
②将孔口管插入孔内在煤壁上作好扶正助骨片周边的4个固定孔口管的眼位标记，然后将孔口管拨出用锚杆钻机打设此4个钻眼。
③安装孔口管，使孔口管与孔壁之间充满水泥浆，并将水泥浆扎实，以保证水泥浆充分凝固。
然后用锚杆将孔口管固定，使其紧贴煤壁。
④待水泥浆充分凝固后进行扫孔，扫孔深度为5.5m。
⑤扫孔后对孔口管进行耐压试验。
耐压试验使用探放水钻机向孔内注水，水压必须大于采空区积水的水头压力并稳定30min后，如孔口周围不漏水，则可以开始施工探水钻孔。
第五章排水设备及管路选择计算
第一节涌水量
1、按生产地质报告提供的矿井涌水量数据
矿井正常涌水量：
Qh=40.25m3/h，涌水天数为300天。
矿井最大涌水量：
Qh=120.74m3/h，涌水天数为65天。
2、实际的矿井涌水量
Qh=25m3/h。
Qh=45m3/h。
3、预计本工作面掘进时正常涌水量0.2m³
/h，最大涌水量4.0m³
涌水水源为生产用水及顶板裂隙水。
第二节主、副水仓容量
主、副水仓有效容量为1200m3。
其中主水仓的有效容量为660m3，副水仓的有效容量为540m3。
第三节排水泵
矿井水泵房安装有3台MD120→50×
5型水泵，配用电机功率为90kw。
一台工作、一台备用、一台检修。
第四节排水管路
矿井排水管选用6寸铁管2趟。
排水管沿回风斜井铺设至地面污水处理站，正常涌水时为1趟工作，1趟备用。
1151回风巷排水通过水沟直接流入井底水仓。
排水路线：
1151回风巷→112材料石门→副斜井→井底水仓→主斜井→地面污水站
第六章施工技术要求及安全技术措施
第一节探水技术措施
1、必须向受水威胁地区的施工人员贯彻、交待报警信号及避灾路线。
2、清理好巷道，保证安全撤离路线畅通无阻。
3、在探水点附近要安设电话和报警装置，遇到水情及时向调度室汇报；
并停止作业，撤出人员，根据实际情况按放水设计要求组织放水。
4、根据探放水情况，采空区水压较大时，探水钻进之前，必须安好孔口管和控制闸阀，保证承受足够的水压后，方可探进。
5、当钻探突然遇到淋水增大时，立即停止钻进，并报告矿调度室。
6、打探水钻时如发现煤体变松、片帮、来压或沿钻杆向外流水超过正常打钻供水量或冲击钻具时，必须立即停止打钻（不得移动或拔出钻杆）记录好孔深同时将钻杆固定，并报告调度，及时采取措施，进行处理。
7、瓦检员要做好有害气体的检测，发现钻孔内有有害气体喷出时，必须立即停止打钻，切断电源，并将人员撤到有新鲜风流的地点，并向调度报告，采取措施及时处理。
8、遇高压水顶钻时，可用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。
9、交接班时严禁停钻。
第二节放水技术措施
（一）放水方法：
根据上述探水钻孔情况，按探放水单孔布置进行放水。
（二）放水措施：
1、放水必须先放上部水，从上向下依次放完。
2、发现放水效果不好时，可另打钻孔放水或使钻杆继续往里打1-2米。
3、放水过程中要随时注意水量的变化，出水的清浊和所含杂质情况，以及有无有害气体涌出和声响等。
发现异常应及时采取措施，并向调度室汇报。
4、应事先规定人员撤退路线，撤退路线要保证畅通。
5、探放水时，必须撤出探放水点以下部位受水害威胁的所有人员，钻孔必须打中老空水体，并监视放水全过程。
6、放水前必须估计积水量，根据矿井排水能力及水仓容量，控制放水孔的
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