掘进工作面一面一策.docx

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掘进工作面一面一策

×××公司

×××矿井三采区轨道大巷（西翼）

防治水“一面一策”

编制：

审核：

机电矿长：

安全矿长：

生产矿长：

总工程师：

矿长：

二O二O年七月

一、工作面概况...............................3

二、工作面地质及煤层赋存情况.................3

三、水文地质情况.............................6

四、工作面排水情况...........................9

五、工作面探防策略...........................10

六、防治水安全措施...........................12

（一）矿井水害防治措施........................12

（二）突水事故的应急预防措施及安全注意事项....13

（三）安全技术措施............................16

（四）现场管理措施............................17

×××矿井三采区轨道大巷（西翼）

防治水“一面一策”

一、工作面概况

1、三采区轨道大巷（西翼）基本情况

三采区轨道大巷（西翼）位于井田的西南部，沿14号煤层层位掘进。

该掘进工作面设计长度582.7m，巷道平均煤厚1.60米，煤层倾角在2-5°之间。

该工作面由东向西掘进，掘进方位224°，采用综掘工艺，锚网支护。

2、地面相对位置

工作面对应地面位置在井田南部鲁家屋基与偏坡寨之间，地表地形地貌简单，地形为中间高两边低的山坡，在该范围内无河流、村庄及其它建筑物，只有一条季节性小冲沟自西向东从边缘擦过。

3、井下相对位置

该巷南侧为规划的三采区运输大巷西翼，北侧为14号实体煤层，西侧为矿井边界，东侧为三采区措施巷。

该设计长度582.7m，在三采区轨道大巷与措施巷交叉点处开口，按224°方向顺14号煤层掘进。

巷道开口坐标为X=3026851.65，Y=35613235.18。

二、工作面地质及煤层赋存情况

三采区轨道大巷（西翼）沿14号煤层顶板掘进，掘进层位位于龙潭组中下部，上距9#煤层平均间距为48.7m，上距长兴组底界平均约80m，下距茅口组顶界平均约20m。

煤层厚度平均1.6m。

层位和厚度较稳定，结构简单，矿井内大部可采。

顶板岩性：

灰色、浅灰色泥岩；底板岩性：

灰色、浅灰色泥岩。

其上部9号煤层位于龙潭组中下部，上距6#煤层平均约10m，上距长兴组底界平均约40m，下距茅口组顶界平均约60m。

煤层厚度平均1.1m。

层位和厚度较稳定，结构简单，矿井内大部可采,顶、底板岩性为泥质粉砂岩、粉砂岩。

1、煤层赋存情况

×××矿井从上至下可采煤层共6层煤，即4号、5号、6号、9号、14号、15号。

见14号煤层综合柱状图：

14煤层位于龙潭组（P3l）中下部，煤层全层真厚0.60（ZK4-4）～2.00m（JZK1-4），实际揭露平均厚度1.6m左右。

该煤层一般含一层矸，局部含两层矸，结构中等，层位稳定。

煤层夹矸岩性为泥岩、炭质泥岩组成，厚度0.06～0.57m，平均0.23m。

14号煤呈黑色，块状，半亮型煤，层状构造；煤层破坏类型为Ⅲ类，以块煤为主，煤层结构中等，含1～2层夹矸，多含方解石脉及黄铁矿结核。

该煤层属中高热稳定性煤。

2、煤层顶底板情况

14号煤层顶板为粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩，顶板较稳定；煤层底板为泥岩、粉砂质泥岩，属软弱岩石，遇水易软化，有发生底鼓的可能性，不过从前期开采情况来看，其稳定性较好。

在回采过程中必须加强支护并加强瓦斯治理工作。

3、地质构造变化情况

该区域为一单斜构造，未见断层、褶曲等，仅在矿区中部鲁家屋基以北机耕道一带见地层有轻微起伏，地层总体走向北东—南西，倾向南东，倾角为2～5°。

煤层平均厚度为1.4-2.1m，煤层走向223°～226°；从已掘的21402运输巷、21402回风巷巷及《龙宫一号井生产地质报告》推断，该采煤工作面没有大的地质构造变化。

4、其它地质因素

（1）根据贵州新思维矿业工程设计评估有限公司2018年6月提交的贵州省朗月矿业投资有限公司×××矿井《矿井瓦斯等级鉴定报告》，本矿绝对瓦斯涌出量为11.52m³/min，相对瓦斯涌出量为6.97m³/t，为低瓦斯矿井。

据临近的21401采面回风巷瓦斯情况，本掘进区域瓦斯涌出量为1.01m³/min左右。

2016年12月中煤科工集团重庆研究院有限公司出具了《金沙县新化乡×××矿井14号煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告》，鉴定结果为×××矿井14号煤层在三、四采区（现采区划分变更为二、三采区）范围内+1198m以浅范围不具有煤与瓦斯突出危险性。

（2）根据贵州省煤田地质局实验2016年9月出具的煤尘爆炸性鉴定报告：

14号煤层无爆炸危险性，14号煤层自燃倾向等级为Ⅲ类（不易自燃煤层）。

根据中煤科工集团重庆研究院2016年十二月提交的《金沙县新化乡×××矿井14号煤层与瓦斯突出危险性鉴定报告》，×××矿井14号煤层在井田二、三、四采区范围+1198m标高以浅范围内不具有突出危险性。

（3）无冲击地压。

地温带6℃~12℃。

煤层属低灰，低硫、高发热量优质无烟煤。

三、水文地质情况

本矿位于金沙—黔西向斜的北西翼，总体呈单一倾斜构造，矿区内地表大部分出露地层为玉龙山段（T1y2）。

一般标高1500m，最高点位于鲁家屋基西侧，标高1709m，最低点位于石梯子北侧，标高1333m，相对高差376m，属低中山岩溶地貌。

⑴地表水：

主要为矿区西南部的干沟河，鲁家屋基至獭猫洞的溪沟为季节性河沟，处于夜郎组第二段（T1y2）。

干河沟在枯季流量为100L/S；鲁家屋基至獭猫洞的季节性河沟枯季基本断流，雨季在不同的时期流量不同。

矿区最低侵蚀基准面分别为1107m和1167m,各井口及工业场地均高于矿区最低侵蚀基准面，这几条溪流在自然状态下对三采区轨道大巷（西翼）回采无影响。

⑵含水层裂隙水：

从矿井含、隔水层关系表中可看出，煤系上部除三叠系下统沙堡湾段（T1y1）为隔水层外，与煤系直接相连的顶底板地层均为含水层，与矿床充水有联系的各含水岩组，其地下水可通过采空塌陷带、导水裂隙带间接或直接进入矿井，对上部煤层开采形成威胁。

三采区轨道大巷（西翼）掘进工作面水文地质条件简单，含水层主要是其老顶部龙潭系煤系地层含水层，为含水极弱的砂岩含水层，通过临近开采的21401运输巷及回风巷掘进施工观察及资料收集，一般情况下，基本干燥无水。

局部顶板间断出现少量滴水，水量少于0.05m3/h,弱含水层与其它含水层无直接补充关系，对掘进影响较小。

底部含水层距掘进工作面距离较大，通过该煤层已施工的巷道来看，也没有影响。

矿区内各主要含、隔水层特征表

地层代号

厚度

（m）

岩性

水文地质特征简述

Q

0-10

粘土、亚粘土

富水性及透水性弱，属孔隙含水层。

T1y3

175

泥岩、钙质泥岩、粉砂质泥岩

富水性弱，属裂隙含水层。

T1y2

218

泥质灰岩、灰岩

地表出露面积广，多形成溶丘、槽谷，岩溶发育中等，富水性中等～强，属裂隙岩溶含水层。

T1y1

14

泥岩、泥质灰岩

地貌上多成凹槽，富水性弱，属岩溶裂隙含水层。

P3c

40

燧石灰岩、泥岩

地表零星出露，地貌上多成垂直陡壁，沟谷，岩溶发育微弱，岩溶发育微弱，富水性中等～强，属裂隙岩溶含水层。

P3l

110

泥岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、夹铝土岩、灰岩等

地貌上多成小平台、缓丘，富水性弱，属裂隙含水层。

P1m

57-151

生物碎屑灰岩

地表未出露，岩溶微弱，富水性中等~强，属裂隙岩溶含水层。

矿区分为南、北两个大的水文地质单元，北侧水文地质单元的拦河坝标高约1167m，南侧水文地质单元的水龙眼-加旦湾一带沟槽标高约1067m，分别成为本矿区北、南两个水文地质单元的侵蚀基准面。

三采区轨道大巷（西翼）掘进工作面对应的地表呈西高东低，径流条件好，无大型地表水体存在。

其上部对应9号煤层薄化带，只有局部开采。

该采面回采时预计无水患影响，但是地质变化带局部可能会有少量的淋水、滴水。

⑶茅口组灰岩水：

该组地层露头灰岩遭受风化作用和岩溶作用较强烈，岩溶裂隙发育，矿区内此含水层具有一定的动、静水储量，富水性弱至中等。

距14号煤层平均垂深21m，对三采区轨道大巷（西翼）的掘进影响不大。

14号煤层底板茅口灰岩弱至中等含水层。

14号煤层位于龙潭组底部，直接底板为粉砂岩，位于煤系地层之下的茅口组（Pm）灰岩，以燧石灰岩、灰岩为主，局部为泥灰岩，露头灰岩遭受风化作用和岩溶作用较强烈，岩溶裂隙发育，含较丰富的岩溶裂隙水。

根据《煤矿防治水规定》附录四中（42）公式计算回采工作面突水系数为：

Ts=P/M=0.7595/（18.37～23.46）=0.0413～0.0323MPa/s

式中：

Ts—突水系数，MPa；

P—底板隔水层承受水头压力；

根据当地最低侵蚀基准面标高及工作面回采范围最低标高（+1254.5m），计算茅口灰岩作用于14号煤底板的水压为：

（1332-1254.5）×0.0098=0.7595Mpa

M—14号煤层底板至茅口灰岩顶界的距离为18.37～23.46m，平均厚度21.21m。

计算结果说明煤层底板茅口灰岩水的突水系数小于安全开采临界值0.06MPa/s，无突水危险。

（4）老窑及上部采空区情况

通过查阅地质地形图及走访在该区域工作较久的职工，本工作面施工区域无老窑，因此，不存在老窑水。

根据《金沙县新化乡×××矿井采空区水及老窑水论证报告》,三采区轨道大巷（西翼）掘进工作面顶部无采空区，因此，不存在上部采空区积水。

四、工作面排水情况

（1）矿井采掘工作面一般无涌水，在施工中如出现有积水，采用在掘进工作面低洼处掘5-10m3的水窝，通过小潜水泵的方法排到轨道大巷水沟然后自流到井底水仓。

因巷道跟随煤层施工，巷道有起伏，施工过程中必须备齐排水设备，保证能够及时排除迎头积水。

（2）井底水泵房安设MD155-30×4型矿用节能型离心式水泵三台。

排水管路三趟，DN150无缝钢管两趟，从水泵房→管子道→主暗斜井→主平硐→地面→污水处理站；DN200无缝钢管一趟，从水泵房→副斜井→地面。

正常涌水量时，一台泵一趟管路工作，一台水泵一趟管路备用，一台水泵检修；最大涌水量时，二台泵二趟管路工作工作，一台泵检修；采用无底阀排水。

水仓有效容量3000m3。

（3）排水路线：

三采区轨道大巷（西翼）→三采区轨道大巷→三采区运输下山临时水仓→井底水仓→地面

（4）杂工队必须及时清理淤煤、杂物，确保流水槽水沟畅通。

五、工作面探防策略

（1）根据已掌握的水文地质资料，编制工作面掘进地质说明书和水文地质预报。

（2）严格执行“有疑必探、先探后掘”的探放水原则，加强现场探放水工作的管理，确保探放水效果。

水害物探方法：

YDZ（A）直流电法仪超前探测,采用点电源三极装置进行井下数据采集工作，即固定供电电极而移动测量电极MN的三极装置形式。

超前探测井下施工装置示意图如下图所示：

超前探测井下施工，无穷远电极固定在距离掘进头（3—5）倍的勘探距离外，在巷道掘进头附近以一定间距布置供电电极A1、A2、A3，各供电电极间距为1.5m，测量电极MN在巷道内按键头所示的方向以一定的间隔20m移动，每移动一次测量电极MN，测量一次A1、A2、A3所对应的视电阻率值。

依次移动MN电极直到测量完所有测点。

通过物探方法的探测，如发现工作面上方或者顶部出现低阻异常区域，必须进行钻探验证；如有水患，必须制定专门的探放水措施进行探放水。

掘进探放水

三采区轨道大巷（西翼）设计长度582.7m，设计共施工六个循环的探放水作业；每循环在掘进工作面迎头实施探水钻孔5个，控制巷道前方120m、巷道两帮30m、顶板20m、底板20m范围；允许掘进90m，超前安全保护距离30m。

完成一个循环掘进后，再进行下一循环探放水钻孔施工。

见三采区轨道大巷（西翼）探放水钻孔设计图：

探放水钻孔施工结束，防治水专业技术人员现场确认无水害威胁后，由地测防治水机构编制允许掘进通知单，经矿井总工程师组织生产、安监和地测等有关部门审查批准后，下发到施工区队，方可进行施工。

探水设备主要技术参数表

钻机型号

ZDY—1250

开孔直径

75mm

钻机功率

45KW

最大钻进深度

200m

钻具

钻头

¢75三翼硬质合金三级组合钻头

钻杆

¢42×750mm螺纹钻杆

六、防治水安全措施

（一）矿井水害防治措施 

防治矿井水灾的方针是“预防为主，防治结合”。

应查明矿区和矿井的水文地质情况，地测防治水部门编制中长期防治水害规划和年度防治水害计划，并组织实施。

同时有准确的井上下对照图、地形地质图，标明井下采掘工作面与地面河流、沟渠等的位置关系。

1．防治地表水害的措施 

（1）留设防水煤柱。

矿井井田范围有季节性河流，对矿井有危害，有透水的可能，如果不可能排干，必须留设防水煤柱。

（2）积水排干。

对于塌陷区存在积水，只要有突水可能就必须将积水排干方能生产，且在生产过程中要定期查看地面积水。

2．防治井下水害的措施 

井下水害包括老窑水、采空区积水、老巷道水、钻孔水、断层水、陷落柱水、石灰岩溶洞水等。

（1）老窑水的防治 

①现经调查周围矿井及小窑开采采空区积水情况已查明，并有相关的资料。

②根据查清已有老窑的图纸和资料。

认真分析判断。

③在探放水时，如有透水征兆，不能起钻，要尽快汇报处理险情。

④在探放水时要安装水泵和排水管路，清理好水仓，以保证万一探出水之后不会影响生产或导致事故发生。

（2）矿井采空区积水和老巷道积水的防治 

地测科测量填图要及时准确，不能漏填，采煤工作面回采时，采空区积水和老巷道对生产有威胁，要打钻把水疏干。

（二）突水事故的应急预防措施及安全注意事项    

1、发现突水预兆时的应急措施 

当井下出现突水征兆时，必须停止作业，撤出受水威胁地点的人员，并立即报告调度室，发出警报。

2、水源的判断方法 

（1）老窑水的特点是积水时间长，水量补给较差，一般属于“死水”，鉴别时，有以下特征：

用手指搓动，有滑润的感觉；②用鼻闻有腐臭味，有时夹杂着臭鸡蛋气味；③用舌尝可感觉到水发腥，有臭味；④仔细观察，会发现水的透明度较低，水中有腐朽物悬浮或沉淀。

（2）断层水一般通道较远，补给较充分，多属“活水”。

水无涩味而发甜，如果在岩巷中遇到断层水，水呈黄色，有时在岩缝中可见到淤泥。

（3）含水层水一般都具有很高的压力，水量充足。

水中无涩臭味，水色发黄，有泥沙流出。

（4）如是石灰岩溶洞中的积水涌出，水呈黄鱼或灰色，有时带有臭味。

（5）地表水一旦涌入地下，其水量很大，破坏力极强。

水中混有大量的泥沙，有时还会夹带许多动植物或其他杂物。

在一般情况下，水中无其他异味。

3、发生突水事故时的应急措施    

（1）自身安全防护 

井下发生突水事故时，在现场及附近地点的工作人员应首先做好自身安全防护：

①在突水迅猛、水流急速的情况下，现场人员应立即避开出水口和泄水流，躲避到硐室内、拐弯巷道或其他安全地点。

如果情况紧急时，可抓牢顶梁、立柱或其他固定物体，防止被涌水扛倒或冲走。

②如是老空水涌出，使所在地点的有毒有害气体浓度增高时，现场职工应立即佩戴好隔离式自救器或压缩氧自救器在未确定所在地点的空气成分能否保证人员的生命安全时，禁止任何人随意摘掉自救器的口具和鼻夹。

（2）迅速汇报 

突水事故发生后，现场及附近地点工作的人员，在脱离危险后，应在可能的情况下迅速观察和判断突水的地点，涌水的程度，现场被困人员的情况等，并立即向矿井调度室报告，同时，应尽可能利用电话通知其他可能受到威胁区域的人员发出警报，及时通知撤离。

（3）积极妥善的组织现场抢救 

①突永初期，在保证自身安全的前提下，应在现场领导和老工人的组织带领下，利用现有的人力和物力，迅速进行抢救工作。

如突水地点周围围岩坚硬、涌水量不大，可组织力量就地取材，加固工作面，尽快堵住出水点。

②在水源情况不明，涌水凶猛、顶帮松散的情况下，决不可强行封堵出水口，以免引起工作面大面积突水，造成人员伤亡，扩大灾情。

③对于受伤的矿工，应迅速抢救搬运到安全地点，立即进行急救处理。

④必须注意井下发生突水事故后，决不允许任何人以任何借口在不佩戴防护器具的情况下冒险进入灾区。

4、现场组织撤离 

如因涌水来势凶猛、现场无法抢救或者将危及人员安全时，应迅速组织起来，沿着规定的避灾路线和安全通道撤退道巷道制高点或地面。

在行动中，应注意下列事项：

①撤离前：

应设法将撤退的行动路线和目的地告知矿井领导人。

②在条件允许的情况下，应迅速撤往突水地点以上的巷道，尽量避免进入突水点附近及下方的独头巷道。

③行进中，应靠近巷道一侧，抓牢支架或其他固定物体，尽量避开压力水头和泄水主流，并注意防止被水中滚动的矸石和木料撞伤。

④如因突水后破坏了巷道中的照明和指路牌，迷失了行进的方向时，遇险人员朝着有风流通过的上山巷道方向撤退。

⑤在撤退沿途和所经过的巷道交岔口，应留设指示行进方向的明显标志，以提示救援人员的注意。

⑥撤退巷道如果是竖井，人员需要从梯子间上下时，应保持好秩序，不要慌乱和争抢。

行动中，手要抓牢，脚要蹬稳，切实注意自己和他人的安全。

⑦撤退中，如因冒顶或积水造成巷道堵塞，可寻找其他安全通道撤出。

在唯一的出口堵塞无法撤退时，应组织好灾区避灾，等待救援人员的营救，严禁盲目潜水等冒险行为。

5、避灾自救 

（1）应迅速进入预先构筑的避难硐室或快速建造的临时避难硐室。

必要时，可设置挡墙或防护板，防止涌水、煤矸和有害气体的侵入。

（2）进入避难硐室前，应在硐室外留设文字、衣物、矿灯等明显标志，以便于救援人员及时发现，进行营救。

  作业环境条件的变化，按照本矿和本作业区域制定的预警预防措施进行响应。

矿井水害发生前不能测出一个或几个物理量来预示即将出现突水事故，但《煤矿安全规程》规定了必须要立即报告的几种情况，要按照《煤矿安全规程》要求汇报并进行处置。

（三）安全技术措施

1、根据《煤矿防治水细则》第五条要求，矿井必须配备专门负责防治水工作的专业技术人员，（受过正规院校地质、水文地质专业教育的技术人员）。

配齐专用探放水设备，建立专门的探放水作业队伍。

2、建立健全水害防治岗位责任制、水害防治技术管理制度、水害预测预报制度和水害隐患排查治理制度。

3、防治水工作应当坚持预测预报、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。

“预测预报”是水害防治的基础。

对可能构成水害威胁的区域，采用物探和钻探等综合探测技术手段，查明水害。

根据查明的水害情况，采取有针对性的治理措施，排除水害隐患后再安排采掘工程，防止突水造成灾害。

4、广泛收集矿区和矿井资料，编制中长期防治水规划（5年）和年度计划，分析水情和水害特点，提出目标和保障措施，落实资金和工程项目等，分步组织实施。

（四）现场管理措施

1、三采区轨道大巷（西翼）在掘进前防排水工程及相关水沟和排水设施必须按本措施要求，具备完善的排水系统和要求，否则严禁掘进。

2、该工作面掘进前对沿途避水灾路线指示牌悬挂情况进行排查，对悬挂不规范，字迹不清的牌板进行整改。

3、地测科对三采区轨道大巷（西翼）掘进工作面进行水情监测，对防治水措施落实情况不定期进行检查，并根据现场实际情况制订针对性的防治措施。

4、三采区轨道大巷（西翼）所有人员必须熟知该地点的避水灾路线。

5、避水灾路线

三采区轨道大巷（西翼）→三采区轨道大巷→三采区运输下山→暗副井→主平硐→地面

6、排水路线

三采区轨道大巷（西翼）→巷道临时水窝→三采区轨道大巷→三采区运输下山临时水仓→井底水仓→副斜井→地面