1131回风措施巷掘进工作面探放水设计Word格式.docx
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第一节矿井水文地质5
第三节矿井充水因素分析10
第四章探放水钻孔设计13
第一节探放水钻孔设计依据13
第二节探放水管理机构设置13
第三节探放水钻孔设计14
第五章排水设备及管路选择计算18
第一节涌水量18
第二节主、副水仓容量18
第三节排水泵18
第四节排水管路18
第六章施工技术要求及安全技术措施19
第一节探水技术措施19
第二节放水技术措施20
第三节遇老空、采空安全技术措施21
第四节遇有毒有害气体安全技术措施21
第五节其他技术措施22
第七章压风自救系统及安全避灾路线23
第一节压风自救23
第二节避灾路线23
第一章设计编制依据
本探放水设计编制依据《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回风措施巷在112回风石门内的回风联络巷中开口，开口点距112回风石门K号导线点44.5m，巷道开口方位170°
，巷道工程量60m。
回风措施巷掘进均为全岩巷。
该巷施工在M5煤层的顶板岩层中，从M5煤层顶板揭露M5煤层呈伪倾斜下山布置。
倾角8°
。
巷道将经过111回风石门的下方和回风斜井的上方，施工到设计位置后进入M5煤层。
然后再以189°
的方位掘进1151回风巷。
二、巷道设计
1151回风措施巷设计断面为半圆拱形，掘进规格：
宽×
高=3200×
2800mm，拱高1600mm，墙高1200mm，掘进断面7.86㎡。
巷道净宽3000mm，净高2700mm，净断面7.13㎡。
水沟位于巷道前进左帮，断面规格为：
深=300×
300mm。
巷道支护方式采用锚网喷支护。
第二节周边关系
1151回风措施巷位于主、回风斜井之间，在112回风联络巷开口，巷道开口后将从111回风石门下方和回风井的上方经过。
不与其它巷道连接。
掘进范围内无老巷和采空区。
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M3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。
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：
鲍忠合
副组长：
周军刘德财
成员：
郑向康谢正均胡纯礼李小波肖明
张明勇肖银朱平昌孙乾斌付庆举
职责：
组长鲍忠合，全面负责矿井的探放水工作，协调各部门之间配合工作。
副组长周军，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。
副组长刘德财，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。
付庆举负责设备器材、物料的运送，以及钻眼的封孔和密闭工作。
谢正均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。
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“探八进五”的规定（即探80m，掘50m），自巷道开口处开始，每掘进50m，设置一处探水线。
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。
二、钻孔布置方法及钻孔参数
1151回风措施巷工作面巷道掘进方向上存在揭M5煤层，并从煤层顶板进入煤层，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：
1151回风措施巷
标高：
根据112回风联络巷位置资料，巷道标高+1318m。
层位：
穿层（在顶板岩层开口进入煤层）。
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：
ZY750—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≥70mm。
钻杆、钻头准备：
150根φ50-80钻杆、20个φ70-108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112回风联络巷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50m在巷道掘进前方布置一组水平扇形钻孔，共9个钻孔。
角度根据1151回风措施巷的掘进方位、坡度决定，大于底板坡度2～3°
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：
50m
邦距：
20m
钻孔终孔距：
≤10m
附图：
探水钻孔的超前距、邦距、密度和允许掘进距离示意图。
②钻孔竖直角方位以巷道掘进方位打设，眼口距底板1m。
3、钻孔参数：
1151回风措施巷钻孔参数：
①号孔：
靠巷道中部距底板1米处施工,方位170°
，孔深80米。
②号孔：
与①号孔开孔间距0.5米，靠巷道右帮距底板1米处施工，方位178°
，孔深80.73米。
③号孔：
与②号孔开孔间距0.5米，靠巷道右帮距底板1米处施工，方位185°
，孔深82.94米。
④号孔：
与①号孔开孔间距0.5米，靠巷道左帮距底板1米处施工,方位162°
⑤号孔：
与④号孔开孔间距0.5米，靠巷道左帮距底板1米处施工，方位155°
⑥号孔：
与②号孔开孔间距0.5米，靠巷道右上帮距底板1.5米处施工，方位178.5°
，倾角+15°
，孔深82.84米。
⑦号孔：
与④号孔开孔间距0.5米，靠巷道左上帮距底板1.5米处施工，方位161.5°
⑧号孔：
与②号孔开孔间距0.5米，靠巷道右下帮距底板0.5米处施工，方位178.5°
，倾角-15°
⑨号孔：
与④号孔开孔间距0.5米，靠巷道左下帮距底板0.5米处施工，方位161.5°
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
/h。
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1080m3。
其中主水仓的有效容量为540M3，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回风措施巷排水通过水沟直接流入井底水仓。
排水路线：
1151回风措施巷——112回风联络巷——112材料石门——副斜井——井底水仓——回风斜井——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，控制放水孔的流量或调整排水能力，清理水仓、水沟，并在巷道内低洼处增设一个临时水仓，容积不小于10m3。
7、必须配备与探放水量相适应的排水设备。
并且配备足够的备用水泵。
8、放水时必须有瓦检员对现场的空气成份进行检测，若有害气体超标，必须立即停止打钻，切断电源，撤出人员，并报告调度室，采取措施，进行处理。
9、若遇有突水情况或水量较大时，应首先组织人员撤出作业地点，并报告矿调度室。
第三节遇老空、采空安全技术措施
1、采用探水钻及时的探测水量情况，做好应急措施。
2、当预计水压大于0.1MPa时，应进行安设止水套管进行放水。
3、派专职瓦斯检测人员及时进行检测，了解老空、采空区有毒有害气体的变化情况。
4、确定揭露的老空、采空的范围和钻孔中的情况。
5、加强工作面的通风管理，局部通风机必须有专职人员留名挂牌管理，保证局部通风机正常运转。
6、及时制定补充安全技术措施，根据实际调整钻探方式。
第四节遇有毒有害气体安全技术措施
1、当遇到有毒
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