肖家洼煤矿探放水方案完整版最终版.docx

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肖家洼煤矿探放水方案完整版最终版

肖家洼煤矿

工作面探放水方案

肖家洼煤矿

二〇一二年十一月

会审人员签字

矿建部：

年月日

机电设备部：

年月日

安全监察部：

年月日

副总工程师：

年月日

机电矿长：

年月日

生产矿长：

年月日

总工程师：

年月日

矿长：

年月日

审批意见

目录

一、探放水位置及其巷道概况1

二、水文地质情况1

三、探放水施工方案5

1、探放水领导小组5

2、探放水钻孔设计5

3、探放水设备型号及数量6

四、孔口施工技术要求6

五、钻机操作注意事项7

六、探放水要求8

七、探放水安全技术措施8

八、排放水安全技术措施9

九、发生水灾事故应采取的安全措施10

十、避灾线路11

十一、其他11

十二、附件11

1、钻孔综合柱状图11

2、探水孔孔口管注浆固结示意图11

3、探水钻孔孔口安全装置示意图11

4、工作面探放水钻孔平面图11

5、工作面探放水钻孔剖面图11

首采工作面探放水排水系统方案12

（1）概述12

（2）水泵的选型12

②预估涌水量期间一昼夜内水泵工作时间12

（2）水仓的选择12

工作面探放水方案

为了探清楚工作面生产期间的涌水量，确保工作面生产顺利进行，杜绝水害事故的发生，特制定此探放水方案。

一、探放水位置及其巷道概况

探放水点位于工作面10联巷内，仅做探13煤顶板含水层含水所用，其支护工艺为：

顶部树脂锚杆、侧帮玻璃钢锚杆、W形钢带、锚索联合支护。

10联络巷断面尺寸为：

4.5m×3.8m（宽×高），长度为21.3m。

二、水文地质情况

1、井田主要含水层

现根据收集有关资料对矿区各含水层做一简单评述。

（1）奥陶系岩溶水含水层

奥陶系石灰岩从本井田东边开始全部倾没于石炭二叠系地层之下。

本次施工的三个水文孔由于水位过深，对上马家沟组主要含水层均未做抽水试验，只观测了水位，峰峰组和上马家沟组岩溶水水位标高ZK7-4为876.368m，ZK12-2为888.511m，收集的兴县2号供水井水位标高为863.075m，县城北部黄辉头铝土矿区ZK80-30水文孔水位标高857.90m，据以上四孔水位资料画出了区域岩溶水等水压线，区内岩溶水水位标高在862～900m之间。

本次施工的ZK10-5水文孔，对峰峰组含水层做了抽水试验，该孔揭露奥陶系灰岩107.36m，底部为上马家沟组顶部泥灰岩，该段含水层厚8.49m，水位埋深220.40m，水位标高+940.105m，经抽水试验，降深0.62m，钻孔单位涌水量0.91l/s.m，属中等富水含水层。

该段含水层虽富水性较弱，但水头高出上马家沟组含水层50m左右，对开采煤层的影响还值得进一步研究。

据本井田北部斜沟井田0204孔抽水资料：

孔深357.00m到峰峰组底部时，已有22m且富水性较好的含水层，水位埋深111.28m，水位标高847.918m。

经抽水试验，降深0.56m，出水量485.57m3/d，单位涌水量10.04L/d·m，水质类型为HCO3·Cl～Ca·Na型，矿化度0.64g/L。

0204孔最终孔深585.18m，揭穿奥陶系灰岩310.06m，进入上马家沟地层225.75m，含水层厚46m，水位标高847.098m，钻孔单位涌水量可达24.79L/s·m。

属极强富水含水层，水质类型为HCO3·SO4—Ga·Mg型，矿化度0.38g/L。

（2）石炭系太原组碎屑岩夹碳酸岩类裂隙含水层

本组地层在区内全为埋藏型，含水层主要是砂岩裂隙。

根据三个水文孔揭露，太原组地层仅有一层薄层灰岩，且岩溶裂隙极不发育，含水层以中、细砂岩为主，含水层ZK12-2孔最厚为22.25m，其他孔均在18m左右。

ZK7-4孔抽水结果钻孔单位涌水量为0.0045L/s·m，水位标高+1099.978m，ZK10-5孔抽水结果钻孔单位涌水量为0.0042L/s·m，水位标高+1072.085m，属弱富水含水层，ZK12-2孔单位涌水量为0.00293L/s·m，水位标高+1100.411m，均属弱富水含水层。

通过上述资料可以看出该含水层在矿区东部浅埋区，补给条件好的部位富水性较好，否则富水性相对较弱。

该含水层水质类型为HCO3·Cl～Na型或SO4·HCO3—Na·Mg·Ga型。

矿化度0.68～0.77g/l。

（3）二叠系下统下石盒子组与山西组砂岩裂隙含水层

山西组地层在区内未见有出露，含水层以中、粗粒砂岩为主，下石盒子组地层在黄家沟沟中见有出露，含水层主要为中、粗粒砂岩，根据ZK7-4水文孔抽水试验资料，该组含水层厚18.85m，钻孔单位涌水量0.L/s·m，属弱富水含水层，水位标高1117.718m，渗透系数0.01046m/d，影响半径43.71m，水质类型为SO4·HCO3—Na·Ga型，矿化度0.66g/L。

（4）二叠系上统上石盒子组、石千峰组砂岩裂隙含水层。

该三组地层在本井田中东部多被剥蚀，仅在该区中西部沟谷中见有出露。

该组含水层以砂岩裂隙含水层为主，3个水文孔均未揭露该地层，无抽水试验资料，据区域泉井调查分析，单泉流量均小于1L/s，最大的单泉流量为0.23L/s，属弱富水含水层，水质类型多为HCO3·SO4-Na·Ga·Mg型，矿化度0.58g/l。

（5）上第三系、第四系孔隙含水层

上第三系上新统分布在沟谷两侧和沟顶的基岩顶面上，含水层以砾石为主，厚度不稳定，泉流量＜0.1L/s，属弱富水含水层。

水质类型为HCO3-Na型，矿化度0.47g/l，水质较好，局部砾石层较厚，当钻孔钻至这一层位时，泥浆漏失严重，富水性较好。

第四系全新统分布在马尾沟和郭家圪台沟两条沟谷中，含水层为现代冲洪积砂砾石层，单井出水量可达5～40m3/d，属中等富水含水层。

水质类型为HCO3—Ga·Mg型，矿化度0.39g/l，水质较好。

2、井田主要隔水层

（1）山西组以上泥岩隔水层

太原组13号煤层以上到8号煤层之间有一套以泥岩为主的地层，厚25.56～45.63m，平均厚33.60m，区内沉积连续稳定，是山西组8号煤与太原组13号煤层之间较好的隔水层。

（2）石炭系本溪组泥岩和太原组13号煤下至本溪组间的泥岩隔水层。

本溪组地层为一套泥岩、粘土岩、铁铝岩为主的地层，夹薄层灰岩和砂岩，砂岩一般为泥质胶结，隔水性很好。

根据区内3个水文钻孔统计，本溪组地层平均厚33.81m，太原组13号煤下至本溪组顶面也是一套以炭质泥岩为主的地层，平均厚37.04m，从13号煤底板至奥灰岩顶面平均厚70.85m，该段地层隔水性很好，是13号煤层和奥陶系地层之间重要的隔水层。

3、井田地下水的补给、迳流、排泄条件

奥陶系岩溶水的补给主要是基岩裸露区大气降水和地表水的入渗补给，井田属区域岩溶水迳流区，岩溶水由南东向北西运移，最终排向保德县天桥黄河峡谷中，根据本次施工的ZK7-4和ZK12-2两个水文孔和本次收集的兴县城2号供水井资料，画出的岩溶水等水压线图可以看出矿区内岩溶水水位标高在862～910m之间。

石炭系和二叠系砂岩裂隙水，在裸露区接受大气降水和季节性河流补给后，顺岩层倾斜方向运移。

上部含水层在沟谷中以侵蚀下降泉的形式排泄；下部含水层顺层向西排出井田外，现采煤矿的矿坑排水和民井开采是其主要的排泄方式。

第三系和第四系孔隙水的补给除大气降水的垂直入渗补给外，有地表水的入渗补给和较高基岩裂隙水的侧向补给。

地下水的流向大致与地表水一致，排泄方式除蒸发和以泉的形式排泄外主要是人工开采。

4、构造对井田水文地质条件的影响

本井田受区域构造的控制，呈单斜构造，未发现其它构造形迹，但是随着地下煤层的开采，对地应力的进一步破坏，有利于促使断层以及其它构造的发生与发展，区内大部分煤层属岩溶水带压开采煤层，一旦有导水断层沟通，岩溶水就会侵入含煤地层和矿井，造成淹井事故。

因此，特别要重视对断层、陷落柱以及其它构造的发现和研究，防止淹矿事故的发生。

井田水文地质类型

本井田水文地质类型为二类一型，即以孔隙、裂隙砂岩含水层为主的水文地质条件中等的矿床,矿井涌水量：

矿井涌水量一般都小于500m3/d，属涌水量小的矿井。

（不含灌浆和井下消防洒水）。

2012年5月15日工作面开切眼临时水仓进行巷道出水量实测，出水量为40立方米每小时。

2012年7月4日工作面切眼临时水仓，进行巷道涌水量实测，涌水量为28立方米每小时，胶运顺槽临时水仓每月记录，平均为50立方米每小时。

2011年11月21日工作面胶运顺槽1552处，安装锚索时顶板出水，对比以往的资料，得平均值为49立方米每小时。

因对首采区顶部含水层的资料不清楚，故设计探13煤顶含水层情况。

三、探放水施工方案

1、探放水领导小组

负责人：

成员：

探放水施工单位：

通风队：

通风队瓦检员

2、探放水钻孔设计

（1）钻孔终孔位置的确定

附图ZK9-6钻孔（离探水位置距离最近钻孔）数据

钻孔布置位置、方式的确定

设计探放水钻孔三个，一号钻孔垂直于胶运顺槽，方位角为北偏东74°，距10联巷口4.5m处，距10联巷左右帮各2.5m，距巷道底板1.2m左右，于水平面夹角为45°；二号钻孔位置在一号钻孔偏左15°处；三号钻孔位置在一号钻孔偏右15°处。

孔深均不小于100米。

3、探放水设备型号及数量

（1）钻机、钻头及钻杆型号

根据水文地质条件，结合其他矿探放水经验以及设备情况，使用现有的2台ZDY800型钻机，开孔直径为87mm,终孔直径为65mm。

钻头直径：

中心钻为65mm,二级钻头87mm，中心钻可与二级配合使用，也可单独使用。

钻杆型号:

直径为50mm。

（2）钻孔孔口安全装置

孔口安全装置由孔口管、泄水短管、三通、水压表、泄水阀、孔口水门和钻杆逆止阀（必要时安装）等装置组成。

（后附孔口安全装置示意图）

孔口管的长度、直径（外径）、材质

孔口管的长度不小于5m、直径（外径）为76mm、材质为无缝钢管。

4.根据现有的条件，在施工地点向下18米处，有一个现有水仓，施工前请挖好排水沟，利用水仓3进行排水作业。

5.在施工地点安装一部专用电话，方便汇报打钻情况和汇报调度使用。

四、孔口施工技术要求

1、钻孔开孔方位及仰角误差≤1°；

2、孔口管必须固壁牢靠，使用42.5R水泥浆固结。

固管时必须由孔底返出管外（后附水孔孔口管注浆固结示意图）；

3、水泥浆固结后扫孔，其深度超过孔口管长度0.5m后，向孔内压水，如试验压力孔内压力能达到4MPa以上，且持续时间不少于30min时，则说明孔口管固结合格，否则需重新注浆加固；

4、若节理裂隙发育，岩石松软或破碎，无条件另选放水地点时，应注浆加固后，再安设孔口管；

5、所有探水钻孔孔口必须带安全装置方可钻进；

6、需要收集放水时的水量、水压等资料时，应在孔口管上安装水压表、闸门和汇水短管等；

7、若水压高于1MPa且水量较大的积水时，孔口要安设防喷逆止阀；

8、在高压水喷出条件下继续钻进时，应使用孔口防喷逆止阀，钻具可使用“防喷接头”，上下钻可用“孔口反压装置”；

9、若探得水压高于2MPa、水量大于60m3/h，需长期保留；

五、钻机操作注意事项

1、要经常认真检查钻具，钻头使用情况，发现碰坏、磨损严重的钻头，立即更换，不准继续使用，仔细检查钻杆内有无铁屑，清除干净后才能加接钻杆。

2、每班的原始记录必须认真填写，下班后关闭闸门。

3、操作钻机者，必须认真学习操作技术知识，发现异常情况，查明原因，处理完毕后，方可继续钻进，严防孔内事故发生。

4、钻进中遇到煤层、软岩构造时，应记录好孔深、岩性并及时向矿建部汇报钻进情况。

5、搞好现场文明卫生，保证设备完好，做好预防钻孔出水的一切准备工作。

六、探放水要求

1、探放水工作每班必须安排一名项目部负责人跟班。

2、在钻眼过程中，工作人员必须精力集中，注意观察钻眼钻进情况。

3、探放水记录必须严格填写。

七、探放水安全技术措施

1、探放水组织机构组长、副组长对探放水工作负全面领导责任。

2、机构成员对探放水日常工作负领导、协调、监督责任。

3、由专职人员经专业培训，并考核合格、取得操作资格证后，组成专业探放水队,持证上岗。

4、打钻前必须加强钻孔附近的巷道支护，背好顶部，并打好坚固的立柱和栏板；清理巷道浮煤，挖好排水沟。

5、打钻地点或附近必须安设专用电话。

6、地测和探放水人员必须亲临现场，依据设计，确定主要探水孔位置、方位、角度、深度及数目。

杜绝无目的、随意性施工。

7、打钻时，发现煤岩松软、片帮、来压或在钻眼中水量突然增大时，以及有顶钻等异状时，必须停止作业，但不得拔出钻杆，现场负责人应立即向调度室汇报，如果发现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。

8、施工期间，可能有瓦斯或其它有害气体涌出，瓦检人员必须跟班在现场，随时测量瓦斯及有害气体情况。

9、打钻结束后必须现场将整个探放情况、结果填表记录并上报矿调度室。

探放点设置标志，进行挂牌管理。

10、加强通风管理，风量充足，风筒无漏风现象。

11、严格执行《煤矿安全规程》中瓦斯管理的有关规定。

如果风流中瓦斯浓度达到1%时，立即停止作业，进行处理；达到1.5%时必须停止作业，撤出人员查明原因，经矿探放水领导组研究后进行处理。

八、排放水安全技术措施

本着“安全第一，预防为主”的原则，结合工作面实际情况，根据“防、排、疏、截、堵”五字方针，按矿防治水工作小组研究决定对顶板水进行有计划排放。

具体措施如下。

1、加强钻孔附近巷道支护，并在排水处打好坚固立柱和栏板。

铺设排水管路、线路，水泵等设备和备用设备。

涉及到的队、班、组必须全力配合，任何单位或个人不得推诿、扯皮。

2、项目部技术员及排放水人员必须亲临现场。

3、严格控制钻口放水量，放水时必须撤出放水下部位受水害威胁区域内所有人员。

4、在无法控制排水量时，必须设置堵水墙，并按设排水阀对排水量控制，必须控制排放水量，（根据我矿排水能力和水仓容量）来确定排水流量。

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。

5、在排放水时，预计可能有瓦斯或其他有害气体时必须有瓦斯检查员坚守跟班在现场，随时测量瓦斯及有害气体情况。

6、加强通风管理、风量充足、风筒无漏风现象。

7、严格执行《煤矿安全规程》中瓦斯管理有关规定，如风流中瓦斯浓度达到1.0%时，立即停止工作，进行处理；达到1.5%必须停止作业，撤出人员，查明原因，经矿领导组研究后进行处理。

8、排放水人员，必须严格按照本方案执行。

九、发生水灾事故应采取的安全措施

井下发生水灾事故，现场无法抢救或危及人员安全时，井下人员应组织起来，沿着规定的安全避灾路线撤退到安全地点，在行动中应注意以下事项：

1、撤离时，应设法将撤退的行动路线和目的地行程告知矿井值班领导。

2、在条件允许的情况下迅速撤离发生水灾的地点，不得进入突水点的附近及独头巷道。

3、行进中，应靠近巷道一侧，抓牢支架或其它固定物体，尽量避开压力水头和泄水主流，并注意防止被水中流动的矿石和物料等物体撞伤。

4、如因水害发生后破坏了巷道中的指路牌，迷失了行进的方向，遇险人员应朝着有风流通过的巷道方向撤退。

5、在撤退沿途和所经过的巷道交叉口，应留设指示，行进的明显标志，以提示救护人员的注意。

6、撤退中，如因冒顶或积水造成巷道堵塞，可寻其它安全通道撤出，在唯一的出口封堵无法撤退时，应组织好灾区避灾，等待救护人员的营救，严禁盲目潜水等冒险行为。

十、避灾线路

2、探放水地点——工作面切眼——工作面回风顺槽----风井----地面

十一、其他

探放水人员，必须严格按照本方案实施，如有特殊情况，待探放水领导组研究决定。

有情况应该第一时间向矿调度室汇报，有调度室研究解决方案。

十二、附件

1、钻孔综合柱状图

2、探水孔孔口管注浆固结示意图

3、探水钻孔孔口安全装置示意图

4、工作面探放水钻孔平面图

5、工作面探放水钻孔剖面图

首采工作面探放水排水系统方案

（1）概述

现阶段13煤切眼已贯通，现对采面探放水排水方案进行设计，预计最大涌水量为100m³/h。

（2）水泵的选型

按预估最大涌水量确定排水设备

根据现场情况和泥沙含量，选择能满足排水要求的、工作可靠、性能良好且符合稳定工作条件所需的泵。

因井下水质条件差，含有大量泥沙、煤泥和弱腐蚀性液体的存在，因此选择BQS150-60-55/N隔爆型潜水排沙电泵。

根据计算及规范设计要求，确定选用上述水泵3台，其中，一台工作，一台备用，一台检修。

（2）水仓的选择

在保证排水的同时，充分利用现有条件，在10联巷下方18米处有一个临时水仓，水仓容积大约为90m3，水仓出水能力30到40方每小时。

当出水量大的时候，请调小出水口径再排水，为防止煤泥堵塞吸水口，设置铁篦子包裹水泵吸水口。