副斜井井底轨道大巷探水设计410Word下载.docx

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（四）上第三系、第四系松散岩类孔隙含水层

第四系中上更新统广泛出露于井田内的梁峁上，其含水层主要为黄土底部的砾石层。

另外还有上第三系底部的砾石层。

其富水性随季节变化大，主要接受大气降水补给，局部地段含水量丰富。

三、井田地下水的补、径、排条件

井田内奥陶系石灰岩溶水属区域岩溶水的径流区，岩溶水井田内自东南向西北方向流，最终排向柳林泉。

石炭系砂岩裂隙、灰岩岩溶裂隙含水层在区域出露区接受大气降水补给，其水流顺岩层倾向向西南方向运移，矿井排水是其主要排泄途径。

第四系及上第三系孔隙含水层，主要接受大气降水的补给，径流途径短，其水流方向随地形而异，人工开采及矿井排水是其主要排泄途径。

第三节隔水层

井田内隔水层主要有：

（一）本溪组及9号煤层至本溪组顶面隔水层

本组厚28.25m，岩性主要为泥岩、砂质泥岩、粘土岩、泥质胶结的砾岩，隔水性能好。

该组地层和9号煤层到该组顶面之间的泥岩、粉细砂岩等组成奥灰水与煤层之间隔水层。

（二）石炭、二叠系各含水层之间的泥岩和砂质泥岩，致密细腻，隔断了各含水层之间的水力联系。

（三）上第三系上新统隔水层

井田内沟谷中出露，主要为棕红色粉砂粘土、亚粘土夹钙质结核，次为砂砾石，杂色粘土及泥灰岩、灰岩。

其上部粘土层成为地表水下渗的良好隔水层。

第四节矿井充水条件

一、充水水源

矿井充水水源主要有大气降水、地表水和地下水。

（一）大气降水和地表水

年降水量为349.0-539.0mm，降水量主要集中在7、8、9月份。

年平均蒸发量为1711mm，蒸发量远大于降水量。

属干旱地区。

井田地表无常年性水流，西部及西部边界外有两条沟谷，雨季汇聚地表水，洪水季时形成短暂洪流，由于地表被黄土覆盖，且煤层埋藏较深，不利于地表水渗漏，对煤层开采影响较小。

东部煤层有露头，虽被黄土覆盖，但由于埋藏浅，地表水在雨季对煤层开采有一定影响。

特别是采空区上方煤层导水裂隙带延伸至地表，雨季地表水会涌入井下工作面。

煤矿生产时必须加强注意。

（二）地下水

井田内可采煤层为太原组9号煤层，其直接充水含水层为煤层上部的砂岩裂隙含水，其次为灰岩含水层，其直接充水含水层富水性弱。

据矿井资料，矿井水的主要来源是上第三系砾石层、石炭系砂岩裂隙、灰岩岩溶裂隙含水层和二叠系砂岩裂隙含水层，出水部位为井筒壁的渗滴水和巷道、煤层顶板渗水，出水量较小。

煤层上覆含水层对煤层开采影响不大。

井田奥灰水水位标高为810-811m。

井田内9号煤层底板最低标高为830m。

9号煤层在奥灰水位之上，因而奥灰水对井田内9号煤层的开采无影响。

（三）采（古）空区积水

（1）采（古）空区积水

井田内没有古空区。

井田南部有9处采空区，积水区位于井田南部边缘处的1997年-2000年的采空区，积水面积56500m2。

根据《煤矿安全手册》第五篇矿井防治水的采空区积水公式：

V=（K·

M·

S）/cosα（m3）；

V—相互连通的各积水区总积水量（m3）；

K—采空区的充水系数，本次采用0.3；

M—开采厚度（m）；

S—采空区积水的投影面积（m2）；

α—煤层倾角。

该采空区积水量约25487m3。

从该采空区积水相对位置和水位标高来看，由于其位于井田范围最低区域，对以后煤层开采无影响。

二、充水通道

（一）构造

井田为一较平缓的单斜构造，倾向SW，倾角3°

-6°

，未发现断层和陷落柱，井田东北部有煤层露头，黄土覆盖，埋藏浅地表水与煤层之间形成通道，因此必须按要求留设保安煤柱，保证地表水不进入井下。

（二）煤层导水裂隙带高度

该矿批采4-9号煤层，但井田内山西组4号煤层、太原组6、7、8上、8下号煤层均不可采。

可采煤层仅为太原组9号煤层，位于太原组中部，煤层顶板为泥岩，底板为泥岩。

煤层厚度4.55-5.60m，平均5.02m，含1-3层夹矸，结构简单，煤层稳定，根据补1孔和井下巷道揭露，井田东北部被剥蚀，赋煤区可采。

根据国家煤矿安全监察局编制《煤矿防治水规定释义》坚硬覆岩煤层导水裂隙带最大高度计算公式：

式中：

∑M-累计采厚

9号煤层导水裂隙带高度为：

73.99-80.99m。

根据钻孔揭露，井田东部9号煤层顶底板距离小于导水裂隙带高度值。

煤层导水裂隙带高度达到地表，雨季大气降水会沿裂隙渗漏到井下工作面。

因此，必须经常对地表进行踏勘，及时填埋地表裂隙，防止地表水灌井。

（三）钻孔

井田内施3个钻孔，钻孔如果封堵不良或未封堵也是矿井充水重要通道。

未来生产时，要严加注意。

第二章工作面四邻情况

1、副斜井井底轨道大巷位于我矿材料副斜井底井底车场以东北71.5m处，其南部为原总回风大巷（保安距离为30m），以西北方向为集中皮带巷（保安距离为30m），副斜井井底轨道大巷以上地表为赵家庄村耕地，没有建筑物。

第三章工作面受水害影响情况

1、根据我矿《水文地质类型划分报告》、《90万吨/年兼并重组地质报告》以及我矿实际开拓揭露四邻情况可知，我矿副斜井井底轨道大巷工作面不受水害威胁，为跟好的贯彻落实“有掘必探，先探后掘”的探放水方针，坚持“物探先行、钻探验证”的综合探放水手段，并确保我矿的基建安全，特制定以下探放水验证孔设计。

第四章探放水设计

针对本工作面的实际情况，我矿采取“物探先行、钻探验证，”的探水方式交替完成探放水作业，现分述如下：

（一）、物探设计

工作面在开拓、掘进过程中计划每掘70m对工作面的顶、底板及顺层方向进行探测，用以探明工作面内部隐伏构造的位置、导水情况、积水范围以及积水量，做出分析成果（具体措施见《副斜井物探设计》）

1、副斜井井底轨道大巷探放水技术要求：

磁方位角为63°

56＇0＂，真方位角为59°

26＇0＂,掘进平距为102m。

2、施工顺序：

物探→钻探→掘进→物探→钻探→掘进，以此循环作业。

3、巷道规格：

巷道为宽4.7m，高4m的圆弧拱形。

4、支护方式：

采用砌碹支护，深入稳定基岩中采用锚喷支护。

5、钻探方案：

副斜井井底轨道大巷在探放水时，严格按照“物探先行，钻探验证”的探放水原则进行，经物探探测无水后采用以下钻探方案予以验证，验证钻孔布置方案如下：

①号钻孔方位47°

20＇19＂，倾角为90°

，孔间夹角为12°

5＇41＂，钻孔深度为70m;

②号钻孔（中孔）方位59°

26＇0＂，倾角为90°

③号钻孔方位71°

31＇41＂，倾角为90°

④号钻孔方位59°

26＇00＂＂，倾角为91°

13＇39＂，钻孔深度为70m;

⑤号钻孔方位59°

26＇00＂，倾角为92°

27＇18＂，钻孔深度为70m;

我矿根据《防治水规定》决定我矿副斜井井底轨道大巷探水作业超前距为30m，允许掘进距离40m。

7、探水设备：

钻机型号：

ZLJ—400

钻探深度：

150—200m

电机功率：

5.5kw

钻头直径：

φ60mm

实需钻杆数量：

直径42mm、长1.5m的钻杆54根。

孔口管直径为3寸的钢管。

8、孔口安全装置：

孔口安全装置由机修车间加工，孔口管为长度10m的3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，便于固定孔口安全装置。

安装孔口安全装置

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适当间隙。

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做下扶正助骨片周边的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聚氨酯，并将聚氨酯扎实，以保证聚氨酯充分凝固。

然后用一次性圆钢锚杆将孔口管固定，使其紧贴煤壁。

④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或则必须重新加固。

第五章探放水施工中的技术要求

一、操作钻机的注意事项。

1、探放水工必须经过学习培训（持证上岗）、了解设备的性能。

开机前要检查钻机是否平稳牢靠（用液压单体柱压稳钻机），各部紧固件有无松动情况，检查变速箱内、油箱内的油面高低，不足时应予以补充。

检查抱闸的松紧程度是不是合适，送水器转动是否灵活，输水胶管是否固定，以防止转动。

2、检查进、排水管路是否畅通，探水附近的巷道支护与顶板等情况是否良好。

3、每次变速、接通绞车或断开绞车时，必须首先关闭电动机。

4、卡紧钻杆后，要检查齿瓦螺栓两边露出的是否均匀，以免齿瓦螺栓与给进油缸相碰。

5、绞车的两个抱闸不能同时制动。

6、绞车不能超负吊垂。

7、启动电机后，先空载运行五分钟后再开始，进钻速度根据煤质与地形适当掌握，速度不能过快而使钻杆变形扭曲。

8、上、下钻杆时，人员要站在侧面不准正对钻杆，以免钻杆跑溜伤人。

9、在运转过程中有不正常的声音、震动、发热及漏油情况，应立即停车检查。

10、弹簧卡盘在松开状态时，不允许使立轴回转。

11、钻机因故停钻时，可根据钻孔情况，将钻杆撤出或不撤出。

12、钻入老空积水区的一般特征：

①孔底的压力突然下降。

②孔内返回的冲洗液增加或减少。

③水泵停止供水后，孔内继续流水。

④流出的水有臭味。

13、钻入老空区后，不许继续钻进或撤出钻杆，在加强通风与支护同时，要立即汇报领导和通知附近的工作面作业人员撤到安全地点。

14、钻入老空区，全体人员撤至进风巷道内等瓦斯员检查安全后，方可进行作业。

如遇有毒有害气体喷出时，应立即停止钻进并切断电源，工作人员全部撤至大巷内，并及时报告矿调度室，采取防范措施。

15、探钻过程中工作人员必须在现场进行交接班，交接班时不能停钻。

二、钻探技术要求。

1、钻探施工队组必须严格按照本探放水设计方案要求施工，每施工完一组钻孔由安监、地测、掘进等部门联合验收，并挂牌管理记录在册，如发现不合格钻孔，则需重新补探。

2、采用ZLJ-400型钻机，释放水孔口管有效长度不少于10米,钻孔时需安装孔口管和阀门,并进行注水耐压试验,若能经受2Mpa以上压力方可开始钻进。

3、钻孔施工过程中，遇到地质变化如断层、无炭柱、裂隙带、无负荷空钻等情况应立即汇报矿技术副矿长，经技术副矿长研究批准，方可改变原钻探方案，重新制定新方案。

4、每次钻探施工完毕，矿安监、调度应严格控制组队的允许掘进距离，不得超掘。

5、工作面掘至探水线时，地测科应下发停掘通知单，钻探施工完毕，验收合格后下发开工通知单，并报技术副矿长师批准，及时下发。

6、每班必须由安全员、技术员跟班作业，并做好现场记录。

记录中应真实反映煤岩层的变化及换层深度，并记录探水孔的方位、角度、位置、孔深、返水的水质变化等情况。

7、钻探过程中，若遇顶钻、煤壁片邦来压、水量突然增大等现象必须停钻，并及时向调度室汇报情况，制定相应防范措施。

三、打钻施工安全技术措施。

1、钻机操作安全技术措施

⑴安装钻机和液压系统必须稳固、水平、固正、传动位置要设防护栏杆，钻机和液压管结合要紧密，防止钻进过程钻机发生晃动现象。

⑵电源接好后，先用手盘车试运转，再送电试运转，转扳动各操作手柄，检查各旋转件转动、各油管接头、压力表的技术。

⑶操作钻机和停送电必须由一人操作，先停后上卸钻杆和加水龙头。

⑷升降钻具时必须站着操作升降机，双手不准离开升降机手柄，严防跑钻。

⑸安装钻杆时，钻杆应不堵塞、不弯曲、丝扣未磨损，接钻杆时对准丝口，避免外斜和漏水。

卸钻杆时，应严防管钳夹伤硬质合金片、夹扁钻头；

装钻杆时，必须一根接一根依次安装。

2、钻机操作人员安全技术措施

⑴钻探工人要穿戴整齐、利落，衣襟、袖口、裤脚必须束紧。

⑵启闭开关，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。

⑶禁止用手、脚直接制动机械运转部分；

严禁将工具的其他物品放在钻机、水泵、电机保护罩上。

第六章探放水施工与开拓工作的安全规定

为保障矿井的安全及工人不受水害的危胁，必须坚决贯彻执行“有掘必探，有水必放”的原则。

1、副斜井井底轨道大巷开工前必须执行探放水制度。

2、探水结束后，要明确允许开拓距离。

3、开拓进尺完成后，进行下一步探放水。

4、探水过程中严格执行探放水方案。

5、发现水害预兆时，必须通知调度室。

6、避灾路线为：

副斜井井底轨道大巷→副斜井→地面污水处理站。

第七章排水设施的能力、系统

1、排水能力

探水工作面安装功率为7.5kw潜水泵一台，安设直径为3寸的排水管路完成副斜井井底轨道大巷的排水任务。

2、排水系统

第八章水情及避灾联系汇报制度

和灾害处理措施

1、为便于探水工作面及时与地面调度室及有关领导取得联系，在进行探放水作业前必须将电话移至探水工作面。

并及时进行探水工作汇报。

2、如遇透水时，由带班长或瓦检员指挥工作面人员有秩序地讯速退出工作面，并视水害情况用工作面或其它地点电话及时通知矿调度室。

并利用语音报警装置通知其它作业地点人员撤退。

3、矿调度室接到报告后讯速通知矿领导，并及时通知井下各地点人员撤退。

第九章放水的技术要求

工作面钻孔探到水后视水压、水质等情况估计采空区积水量及补给量，在矿井排水能力允许的情况下决定是否进行放水。

如果要进行释放采空区积水时，必须按以下技术要求执行。

1、放水前必须调整工作面小水仓的排水能力，对水泵、管路进行维修。

2、放水时应在工作面打戗柱，在拦板外加设顶柱或木垛，必要时应在顶底板坚固地点砌筑防水墙之后方可放水。

3、放水时要专人观察出水情况，注意水流的变化，未经批准严禁拔出钻杆。

4、放水时，若遇钻孔不出水或水流大小不均时，要小心谨慎地用钻杆捅透堵眼杂物。

第十章探放水安全技术措施

1、加强靠近探水地点的支护，打好坚固的立柱和拦板，以防高压水冲垮煤壁和支柱，钻机固定牢固

2、认真检查排水系统，保持状态完好，准备好适当坡度和断面的排水沟及相当体积的缓冲水仓，加大排水能力。

确定专职排水人员，并严格交接班。

3、探水地点安设专用电话，使其能够及时与调度室联系，如有异常应及时汇报

4、确定主要探水的位置，由专业技术人员进行标定，每班必须有探放水值班领导跟班作业。

5、探水地点要经常检查有无有害气体，发现有害气体逸出时，要及时采取通风措施。

6、在探水时，指定安全出口并使其畅通无阻；

同时要与相邻工作地点保持信号联系，以便万一出水，好马上通知受水害威胁地点的人员安全撤离。

7、严格钻探交接班制度，每次钻探完，应将结果及时汇报矿调度，包括钻孔参数及钻孔出水量情况。

8、钻探施工人员应站在安全地点施工，防止钻杆顶人或钻机伤人等严重事故。

9、钻探过程中如有异常，应立即固定钻杆，切忌旋动起拔。

10、打钻时，要时刻注意观察钻孔情况，发现钻孔中水量，水压突然增大，以及出现顶钻等异常现象，应立即停钻检查，如钻孔内水的压力很大，以免高压水将钻杆固定，切勿移动或拔转，钻机后面不要站人，以免高压水将钻杆顶出伤人或造成透水事故。

11、钻探施工完毕，应将钻机挪至安全地点，防止掘进时损坏。

12、压风管道必须紧跟工作面，且按规定留设三通，以防透水后保证各段堵塞人员有充足的氧气补给。

附图：

1、组织机构示意图

2、钻孔布置平面示意图

3、钻孔布置剖面示意图

4、单孔设计图

5、钢管、挡板示意图

6、避灾路线示意图

7、排水路线示意图