探放130406工作面异常区安全技术措施.docx

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探放130406工作面异常区安全技术措施

探放130406工作面井上下物探异常区域

安全技术措施

一、概况

我矿现采4#煤层130406工作面位于井田东北方向，根据周边相邻调查图纸资料显示，130406工作面北面为山西柳林联盛郭家山煤业有限公司，该工作面距相邻矿界处240米内为冲刷带，西面为130407掘进工作面，南面为13盘区西翼回风大巷、13盘区西翼轨道大巷、13盘区西翼皮带大巷，东面为130405采空区，该工作面对应上部为3#煤层3111、3109、3107、3105、3103采空区。

根据地面物探报告显示3#采空区2号相对低阻异常区位于130406工作面584m—664m范围内，具体位置在130406皮带巷621m—701m范围内上部左侧，该相对低阻异常区积水面积为9650㎡，积水量为3860m³；根据130406工作面物探全覆盖图纸资料显示，本煤层存在4处相对低阻异常区，邻近层存在1处相对低阻异常区。

上述六处相对低阻异常区对130406工作面正常回采造成威胁，属重大隐患，为防止发生水害事故，本着按照“预测预报、有采必探、先探后采、先治后采”探放水原则，使用ZYW-1200型煤矿用液压钻机对130406工作面内六处异常区附近进行探放。

为确保探放水过程中的安全和施工技术指导，特制定本措施。

附图1：

:

130406工作面巷道布置示意图

二、地质情况

（一）、地层

测区内地表大部分被第三系上新统（N2）、第四系上更新统（Q3）及全新统（Q4）所覆盖，基岩仅在沟谷中出露。

测区内发育的地层由下至上有：

奥陶系中统峰峰组；石炭系中统本溪组、上统太原组；二叠系下统山西组、下石盒子组，上统上石盒子组；上第三系上新统；第四系上更新统、全新统的地层。

现将赋存地层由老到新分述如下：

1、奥陶系中统峰峰组（O2f）

与下伏上马家沟组地层整合接触。

本组厚103.54～147.41m，平均124.16m。

下、中部多为浅灰、灰白色角砾状泥灰岩、砾屑灰岩，夹薄层白云质灰岩及铝土质泥岩，含不稳定的近似层状、透镜状细晶石膏2-3层，石膏层厚1～7m，或为巨厚层状的泥灰岩、白云质灰岩与石膏层混生，并有纤维状石膏脉充填于不规则的裂隙中，石膏脉宽0.5～5m；上部为中厚～巨厚层状灰白、深灰色微晶石灰岩、薄层状黑灰色泥灰岩、白云质灰岩、角砾状砾屑泥灰岩。

2、石炭系中统本溪组（C2b）

与下伏奥陶系中统峰峰组呈平行不整合接触。

本组厚16.29～39.00m，平均27.37m。

下部为铁铝岩段，厚0～16.29m，平均4.29m，其底部为山西式铁矿，呈透镜状、鸡窝状，厚0～4.90m，一般为1m；上部为灰黑色泥岩、砂质泥岩、深灰色铝质泥岩、粉砂岩夹灰色中至细粒石英砂岩、灰岩及煤层，灰岩0～3层，本段厚8.81～32.17m，平均厚21.70m。

3、石炭系上统太原组（C3t）

本组以Ｋ１砂岩与下伏本溪组整合接触，为本区主要含煤地层之一。

厚81.02～116.76m，平均96.22m。

本组可明显分为三段。

（1）下段（C3t１）：

由K1砂岩底至8-1号煤层顶，厚37.33～70.55m,平均52.70m。

为一套灰至灰黑色细砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩组成的碎屑岩段，夹0～2层不稳定的生物碎屑灰岩及薄层铝质泥岩，含煤3～5层，其中8-1、8-2、9号煤层为全区稳定可采的主要煤层。

（2）中段（C3t2）：

由L1灰岩底至L5灰岩顶，厚25.66～57.76m,平均36.21m。

岩性由3～5层灰色泥晶（微晶）石灰岩夹深灰至灰黑色泥岩、砂质泥岩和少量薄层粉砂至细砂岩和煤层组成。

本段所含的煤层均为零星可采或不可采煤层。

（3）上段（C3t3）：

由L5灰岩顶界至K3砂岩底，厚0-13.93m,平均6.62m，为深灰至黑灰色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩，夹薄层铝质泥岩和不稳定的6-1薄煤层。

4、二叠系下统山西组（P1s）

底部以K3砂岩与下伏地层呈整合接触。

为井田内另一主要含煤地层。

全组厚42.89～79.92m，平均厚60.80m。

岩性为深灰、灰黑色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、中至细粒砂岩，含煤3～5层，其中3、4号煤层为稳定可采的主要煤层。

6、二叠系下统下石盒子组（P1x）

与下伏地层呈整合接触。

本组厚度66.12～102.18m，平均81.93m。

底部以K4砂岩连续沉积于山西组之上。

本组岩性为灰色、灰绿色、石英砂岩、长石石英砂岩及灰色砂质泥岩、粉砂岩，偶夹薄煤线。

K4砂岩厚度为0.55～21.70m，平均5.41m，岩性以中～粗粒长石石英砂岩为主，交错层理发育。

7、二叠系上统上石盒子组（P2s）

以K6砂岩与下伏地层呈整合接触，本组地层残存不全。

主要由灰色、灰绿色、紫红色、紫色砂岩、砂质泥岩、泥岩组成，由下向上紫色色调渐浓。

本井田仅残存下段、中段。

（1）下段（P2s1）：

主要为灰绿色、灰白色砂岩、粉砂岩与杂色、深灰色及紫红色泥岩、砂质泥岩互层，厚121.00～156.90m，平均137.13m。

下部K6砂岩厚1.25～23.57m，平均10.06m，为灰至灰白色厚层状中粗粒长石石英砂岩。

（2）中段（P2s2）：

厚73.67～116.23m，平均91.40m。

主要为紫红色砂质泥岩夹灰色、绿灰色砂岩及灰黑色泥岩。

砂质泥岩多呈团块状，水平层理发育，夹泥岩条带，层面上有云母片。

7、上第三系上新统保德组（N2b）

广泛分布于勘探区内的山梁之上，岩性主要为棕红色至浅棕红色粉砂粘土、亚粘土夹钙质结核，其次为砂砾石，杂色粘土及泥灰岩、灰岩。

底部为砂砾石层。

其厚度为4.00～94.50m。

与下伏各组地层呈角度不整合接触。

8、第四系上更新统（Q3）

厚0～162.8m，广泛分布于井田内的梁、垣、峁和半坡上。

由浅红、黄红色砂质亚粘土及亚砂土组成。

垂直节理发育，地貌上易形成陡壁、黄土柱及天生桥。

与下伏地层呈角度不整合接触。

9、第四系全新统（Q4）

为现代冲积、洪积物，系砾石、卵石和砂及砂土的层状或混合堆积物，分布于勘探区的冲沟内，厚度0～10m。

（二）、构造

井田位于离柳矿区西部，三交～柳林单斜含煤区中南部，井田地层总体上为一单斜构造，走向为北西--南东向，倾向南西，地层倾角平缓，一般为3～7°，井田内未发现有断层及陷落柱等构造，井田构造属简单类。

根据南沟煤矿、曹家山村煤矿及狮尾沟煤业有限公司煤矿井下巷道控制，本次工作圈定了冲刷带，其边界以井下巷道揭露确定。

（三）、岩浆岩

本区未见岩浆岩侵入。

附图2：

综合钻孔柱状图

三、水文地质情况

井田内沟壑纵横，切割强烈，具典型的黄土地貌特征。

在梁峁地带多被第四系中上更新统黄土所覆盖，沟谷中广泛出露第三系上新统红土。

基岩在井田沟谷中有上、下石盒子组地层出露，其它均未见基岩裸露。

井田内地势高低起伏，最高点位于井田北部贺家社村北山梁上的中部，海拔为1123.2m，最低点位于井田北部石盘沟沟谷中，海拔为895.0m，最大相对高差228.2m。

（一）、地表水与气象

井田内无常年性河流，有金家庄沟等数条季节性沟谷，沟中水量很小，多为间歇性小水流，只有在洪水期才有大的洪流通过。

井田内为大陆性半干旱气候。

春季干旱无雨，夏季炎热多雨，秋季温度适中，冬季寒冷干燥。

多年日平均最高气温32.5℃，最低气温-20.1℃，多年平均气温12.5℃。

全年无霜期175天，每年11月底冻结，翌年３月初解冻。

最大冻土深度0.91m，降水量为374.4～577.7mm，大多集中在7～8月份，年平均蒸发量1711mm，蒸发量大于降雨量。

（二）、主要含水层

1、奥陶系岩溶裂隙含水层

奥陶系灰岩在井田内属深埋型，据钻孔资料，勘探区南西部埋藏最深，北东部埋藏最浅，从区域资料总体分析，在垂直方向上峰峰组灰岩由白云质灰岩、泥灰岩及少量角砾状灰岩所组成，岩溶裂隙不甚发育，据相邻的陈家湾井田ZK6-0水文孔资料，由于井田距排泄区距离较近，峰峰组地层中就有较好的含水层。

但也属中等富水含水层。

上、下马家沟组地层岩溶裂隙发育，是奥灰岩的主要含水层，一般为强富水含水层；在水平方向上，在构造发育部位和浅埋区一般富水性较强，否则较差。

2、石炭系上统太原组碎屑岩夹碳酸盐岩类岩溶裂隙含水层

勘探区内没有出露，根据ZK3-2水文孔资料，其主要含水层为灰岩和中粗粒砂岩，含水层总厚度16.2m，钻孔单位涌水量为0.00083L/s·m。

属弱富水含水层。

但其含水层的富水性与奥灰水一样也有其不均一性，一般浅埋区、裂隙发育，补给条件较好富水性相对较强，否则，富水性相对较差。

3、二叠系山西组以及山西组以上碎屑岩裂隙含水层

该组含水层以中粗砂岩为主。

据1995年井田东部的军山煤矿建立井时，揭露4号煤后，井筒内涌水绝大部分来自山西组含水层，涌水量为60m3/d，属矿坑涌水量小的矿井，水质类型为HCO3-·SO42-—Mg2+·Na+·Ca2+型。

据ZK3-2水文孔资料，该含水层厚10.9m，钻孔单位涌水量为0.00034L/s·m，属弱富水含水层，水质类型为HCO3-·SO42—Na+型，矿化度0.62g/L。

4、新生界松散岩类孔隙含水层

该含水层包括上第三系上新统和第四系中、上更新统以及全新统地层。

上第三系上新统地层广泛出露于勘探区内沟谷两侧，含水层为底部的半胶结状砾石层，由于其不整合于基岩面之上，与基岩风化裂隙构成较好的含水层，但由于其连续性较差，补给条件差，且厚度不稳定，故富水性差异较大，一般单井出水量10m3/d，属弱富水含水层，水质类型为HCO3-—Na+型。

第四系中、上更新统地层多分布在梁峁之上，但由于沟谷坡度大，降水多形成地表径流，对地下水补给有限，因此该含水层多为透水而不含水岩层，局部含上层滞水，水量微弱。

第四系全新统地层分布在沟谷之中，含水层主要为砂砾石层，但由于含水层厚度小，单井出水量也不大，可供生活和灌溉用水，属弱富水含水层，水质类型为HCO3-·SO42-—Na+·Mg2+型，矿化度0.84g/L，水质较好。

（三）、主要隔水层

1、石炭系中统本溪组泥岩隔水层

据井田ZK3-2孔钻孔资料，本溪组地层平均厚15.75m，岩性以泥岩、粘土岩、铁铝岩为主，夹薄层石灰岩，隔水性能较好，区域稳定连续，加之9号煤下无煤段平均厚度达37.92m，合计53.67m，是主采9号煤与奥陶系岩溶水间重要的隔水层。

2、二叠系中统上、下石盒子组泥岩隔水层

本组隔水层厚度较大，由数层泥岩和砂质泥岩组成，垂直分布呈平行复合式结构，裂隙不发育，为山西组顶部的隔水层，对松散岩类孔隙水与风化裂隙水的下渗起着良好的隔水作用。

四、探放水钻探设计及参数

（一）、探放水目的

防止该工作面内六处低阻异常区有积水的存在，在回采过程中发生透水、突水等事故，对我矿造成人员伤亡和财产的损失，影响我矿的安全生产。

（二）、钻机参数

本工作面采用ZYW-1200型钻机进行钻探，有效探测距离为200m，钻机相关参数如下表-1。

表-1ZYW-1200型钻机参数表

ZYW-1200钻机技术参数

钻杆直径mm

50

钻头直径mm

75

扩孔钻头直径mm

120

工作介质

46﹟抗磨液压油

电动机型号

YBK2-2180L-4

电动机功率KW

22

电动机转速r/min

1470

高压泵型号

L2F28+L2F10

（三）、钻探设计

1、探放地面物探2号相对低阻异常区钻探设计

根据地面物探报告2#相对低阻异常区分析，该区域位于130406皮带巷621m—701m范围内上部左侧3#采空区，在130406皮带巷该范围内每隔10m按方位128°（垂直于顺槽）分别布置3个钻孔，竖直角分别为26°、16°、11°，深度45m、73m、102m，钻孔距底板高度分别为1.4m、1.6m、1.8m。

由水害防治中心及时组织探水队进行探放水作业，经钻探验证确认有水体涌出时，将水体排放完后队组方可组织生产。

附图3：

130406皮带巷探放2号低阻异常区钻孔布置三视图

2、130406工作面物探全覆盖本煤层、邻近层异常区钻探设计

由130406工作面物探全覆盖成果分析报告可知，130406工作面本煤层、邻近层物探全覆盖异常区域有较好的反映，共圈定5处较为分散的异常区，分别编号为：

本煤层1～4号异常区，邻近层1号异常区。

如130406工作面本煤层、邻近层物探全覆盖图所示，异常区域主要以蓝色为主。

附图4：

130406工作面物探本煤层全覆盖图

附图5：

130406工作面物探邻近层全覆盖图

（1）、本煤层一号异常区位于130406工作面15～45m之间，该异常区域衰减相对较大，推断为由于ZK5-4地质钻孔的存在，而该工作面停采线位于266m处，该区域不在回采范围内，故对其不进行探放，其范围详见附图4。

（2）、本煤层二号异常区位于130406工作面80～165m之间，该异常区域相对分散，衰减相对较弱，推断为由于L31水文钻孔的存在，而该工作面停采线位于266m处，该区域不在回采范围内且L31水文钻孔用于监测我矿地下水位动态，故对其不进行探放，其范围详见附图4。

（3）、本煤层三号异常区位于130406工作面270～320m之间，经与井下现场记录校对，该异常区域为对应130406回风巷270～320m之间低洼处内存在的积水导致，也不排除该处有未探明的的古巷，故对此处异常区进行探放水验证，其范围详见附图4。

在130406回风巷270～320m范围内每隔5m按方位308°（垂直于顺槽）分别布置1个钻孔，深度80m，钻孔距底板高度分别为1.4m。

由水害防治中心及时组织探水队进行探放水作业，经钻探验证确认有水体涌出时，将水体排放完后队组方可组织生产。

附图6：

130406回风巷探放本煤层三号低阻异常区钻孔布置三视图

（4）、本煤层四号异常区位于130406工作面370～405m之间，经与井下现场记录校对，该异常区域为对应130406轨道巷内存在的铁器导致，但也不排除存在积水区域，故对此处异常区进行探放水验证，其范围详见附图4。

在130406回风巷370～405m范围内每隔5m按方位308°（垂直于顺槽）分别布置1个钻孔，深度80m，钻孔距底板高度分别为1.4m。

由水害防治中心及时组织探水队进行探放水作业，经钻探验证确认有水体涌出时，将水体排放完后队组方可组织生产。

附图7：

130406回风巷探放本煤层四号低阻异常区钻孔布置三视图

（5）、邻近层一号异常区位于130406工作面85～95m之间，该异常区域衰减相对较弱，推断为由于L31水文钻孔的存在导致，而该工作面停采线位于266m处，该区域不在回采范围内且L31水文钻孔用于监测我矿地下水位动态，故对其不进行探放，其范围详见附图5。

在钻探中，钻杆直径为50mm,钻头直径为75mm，孔口管长为10m，直径为108mm，孔口管用聚胺脂加固,并安装阀门。

五、施工安全技术措施

1、开工前对工人进行培训，必须熟悉钻机的性能及操作技术，钻机应安装在无积水、无淋水、顶底板支护良好的工作场所。

2、在安装钻机前必须对附近10米范围内的折壁用长柄工具进行处理，防止折壁煤伤人造成事故，要求探水队准备一把铁锤放在钻机前，对有较大煤块敲碎处理。

3、由采一队负责安置潜水泵一台、备用水泵一台及排水管路，且在工作面最低洼处挖设临时水窝以便用来排水，并保证水泵运行良好，及时把积水排出井外。

4、钻机固定要稳定可靠，固定夹板的顶丝、前后支撑杆、千斤顶固定螺栓、马达固定螺栓必须紧固，并用销子和防脱销锁紧。

5、安装前必须要用压力水对千斤顶及马达操作管路内部及过滤器进行冲洗，保证管路清洁。

6、开钻前必须进行正反试验，保证安全阀和过滤器安装在正转进液端。

7、打钻的各种工具要齐全，以便使用。

8、检查钻头喷头是否堵塞，出水效果是否正常。

9、严禁触摸旋转及伸缩活动部件表面。

钻机应匀速升降，并保证机架斜撑杆的支撑力。

10、换钻杆操作必须在马达完全停止状态下运行。

钻杆必须牢固联接，更换完钻杆后由换钻杆人员发出开机指令，方可开动钻机。

11、钻机操作人员一定要注意力集中，根据马达声音、转速判断负荷大小，及时调节油缸的推进速度。

12、开钻前要先开喷雾水，使其达到理想的雾化效果。

13、首先用防突钻头在煤壁打一个孔，以便固定孔的位置。

然后缩回油缸，接上钻杆；推进油缸，使钻头伸入孔中。

14、逐渐闭合马达操作手把，使其运转。

在被压的作用下使钻杆自动匀速进入煤壁。

15、钻杆全部打进去后，停止油缸推进，让马达转3～5秒后，停止马达，去掉钻杆与钻尾的固定销。

再用马达操作手把点动一次反车，同时收缩油缸，钻杆就从马达上自动脱开，把油缸缩完，安下一根钻杆。

16、打钻时两人换钻杆，一个人操作。

人员之间要操作娴熟，配合默契。

17、移动钻机前，先把钻杆全部卸掉，松掉机架锁紧螺栓，去掉锁紧杆的锁紧销，把锁紧杆扳离地面，由两个人推扶着钻机慢慢滑动到下一个打孔位置，再次固定打眼。

18、推移钻机时，力气要均匀，应使钻机底部受力下滑或上移，严禁对钻机上部受力，防止钻机推翻伤人。

19、把操作台随着钻机移动，保证距离合适。

20、打完钻后，将钻机解体，放在干燥位置，解体过程中要小心，

严禁磕碰马达。

退最后一根钻杆时，人员不应垂直面对钻孔，防止瓦斯喷孔伤人。

21、整个钻探工作由探水队队长张月兴负主要安全责任,必须按照本措施施工，由水害防治中心、安全管理中心、瓦斯防治中心各派一名人员全过程监督、跟班，探放水期间探水队队长、防治水科长必须在现场，确保钻探工作安全顺利完成。

22、检查主排水系统，清挖所有流经方向排水沟使其畅通，配备足够的排水设备。

排水路线为：

130406皮带巷、回风巷——13盘区轨道巷——13盘区采区水仓——1700m轨道巷——4#轨道下山——中央水仓——地面。

23、探水现场附近由机电队安设专用电话以利通讯联络。

24、确定探水孔位置时，应由水害防治中心技术员现场与探水人员交涉进行标定。

负责探放水工作的人员必须亲临现场，共同确定钻孔方位、倾角和钻孔布置数目及钻进的深度。

25、严格按照探水设计进行施工，不得擅自改动钻孔数目、方位、倾角，钻孔深度及其它设计要求，如果钻孔打偏，应按原孔位重新打钻。

26、探放水工作人员必须熟悉安全撤离路线，避灾路线为：

130406皮带巷、回风巷——1700m轨道巷——二号副立井——地面。

27、打钻时，必须安装固定安全孔口阀门，并用锚杆固定在煤帮上，确认安全牢固后方可进行钻探。

28、推进速度或推进力度要适度，防止卡钻。

29、检修油路时，钻机周围及轴线方向严禁站人。

30、钻机操作者应站在钻机两侧，开动钻机时远离1米。

操作台操作人员要服从钻机操作者的口令或手势。

31、加强通风管理，工作面配备足够的风量，杜绝无计划停风。

配备专职瓦斯员，每班至少检查三次。

探水作业附近20米内要经常检查瓦斯，发现附近或钻孔内瓦斯浓度超过1%时要立即停止打钻，切断电源，撤出人员，并报告矿调度室〔8000、8038〕及时处理，以便采取措施。

然后加强通风吹散有害气体。

32、在打钻时水害防治中心技术人员要经常观察钻孔情况，每班要有现场工作记录。

发现煤层疏松、片帮、来压或在钻孔中水压、水量突然增大，以及顶钻等异状时，立即停钻，固定好钻具，不得拔出，立即向信息调度中心及矿总工程师报告。

并派人监测水情，如果发现情况危急时，必须立即撤出所有受水威胁地区的工作人员，然后采取措施进行处理，经检查处理完毕确认无任何威胁后，方可继续作业。

33、建立现场交接班制度，探放施工现场的钻探人员必须明确带班负责人，交班时由带班负责人在施工地点进行交接，交接班主要内容：

钻孔深度，钻机运行情况以及瓦斯情况等。

34、认真填写探放水现场原始工作记录及时整理汇报。

35、此次探放水确认无水后，130406回采工作面方可组织人员生产。

36、以上未提事项严格按照《煤矿安全操作规程》及《煤矿防治水规定》和《探放水制度》执行。

山西柳林金家庄煤业有限公司

水害防治中心

二〇一四年九月二十六日