二采区西翼轨道大巷探水设计

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1、二采区西翼轨道大巷探水设计山西忻州神达晋保煤业有限公司 2013年7月25职务签字日期矿 长总 工安全副矿长生产副矿长机电副矿长通风区长兼矿长助理调度室主任安全科科长技术科科长通风科科长机电科科长地测科科长矿建队队长会 审 表会审意见：目 录第一章 设计基础资料1第一节 矿井水文地质条件1第二节 二采区西翼轨道大巷简介4第三节 防排水设施5第四节 巷道掘进水患分析5第二章 探水工程设计 7第一节 本矿水文地质概况7第二节 全方位探测仪超前探测8第三节 探水钻孔的布置9第三章 探水有关制度和安全技术要求 12 第一节 探水施工与掘进工作面的安全规定12第二节 通风措施及瓦斯检查制度 13第三节

2、水情避灾联系汇报制度和灾害处理措施 13第四节 安钻探水前的技术要求 14第五节 探放水施工中的技术要求 15第六节 探放水安全措施 18 第一章 设计基础资料第一节 矿井水文地质条件一、矿井地质条件山西忻州神达晋保煤业有限公司位于南沟乡扒楼沟村，距保德县城50km，桥西公路紧靠我公司工业广场北部通过。根据山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室文件晋煤重组办发200926号文关于忻州市保德县煤矿企业兼并重组整合方案的批复，山西忻州神达晋保煤业有限公司为由原山西晋保煤业有限公司及新增区兼并重组而成。整个井田呈一简单的单斜构造，倾向以东西为主，部分为南偏东，井田内未发现断层和陷落柱等。煤层走向

3、178倾向88，倾角611。伪顶为泥页岩，其厚度约0.5m；直接顶为层状的砂质泥岩，其厚度约15米，直接顶上部有一层1.5米厚的煤层；老顶为中细砂岩，坚硬，其厚度为6070米。底板为砂质泥岩，含水，工作面水文地质条件简单，矿井水文地质条件为中等。本矿经历年瓦斯等级鉴定为低瓦斯矿井。二、矿井水文条件1、地表水流井田内无地表水体及常年性河流，在井田西部13km处有黄河流过，其支流南河沟河在井田北部由东向西流过并汇入黄河。2、主要含水层（1）、奥陶系碳酸盐岩岩溶水含水层该含水层含水丰富，据 2009年6月由保德县钻井勘探股份公司在副井工业广场内施工一深水井（X：4291429 ，Y：19510569

4、，H：1006），井深442.40m，出水量为32m3/h，降深17.5m，揭露奥灰247.40m，水位标高838.70m，埋深167.30m，水样化验结果PH值7.8，总硬度40，单位涌水量3.704L/s m，水质类型为HCO3-CaMg型，富水性强。由此推测本井田内奥灰水位标高为837840m。（2）、石炭系太原组裂隙水含水层：据邻近桥头煤矿详查勘探时进行的混合抽水试验，单位涌水量为0.009L/s.m，渗透系数为0.0264m/d，水质类型为重碳酸钙钠型水，碱度为7.3509mg/l，硬度为22.6849德国度，PH值为7.31，该组为弱富水性含水层。（3）、二叠系山西组砂岩裂隙水含水

5、层：据邻近桥头煤矿详查勘探时进行的混合抽水试验，单位涌水量为0.552l/s.m，泉水水质较好，矿化度0.228g/l，该组为中等富水性含水层。（4）、二叠系下石盒子组砂岩裂隙水含水层组该含水层富水性弱，泉水流量0.011L/s，水化学类型为HCO3-Ca.Mg型，矿化度0.230.48g/L，PH值7.38，总硬度617.8德国度。（5）、新生界松散岩类孔隙水含水层：第四系黄土广泛分布于本区，在与基岩接触处有泉水出露，流量不大，河流相堆积物零星分布于沟谷中，透水性强；该含水层富水性受大气降水影响，局部富水性好，泉水流量可达1L/s，矿化度0.268g/L。3、井田内主要隔水层（1）石炭系上统

6、太原组底部及石炭系中统本溪组隔水层主要由塑性的泥岩、铝质泥岩或粉砂质泥岩组成，一般厚度变化较大。区域范围内阻隔其下伏含水层对上覆煤层开采的影响。（2）二叠系砂岩含水层层间隔水层主要由具塑性的泥岩、铝质泥岩组成，单层厚度一般大于2m，呈层状分布于各含水层之间，阻隔其上、下含水层之间的水力联系。4、主要含水层的补、径、排条件地下水的补给主要靠大气降水的补给，其次为地表水。第四系黄土和上第三系卵砾石孔隙水靠当地降水渗透补给，并就地排泄于河道与沟谷。石炭二叠系地层出露在井田东部河谷中，砂岩层间裂隙水除在其裸露区接受大气降雨补给外，还接受地下水补给，其排泄以泉和人工开采排泄外，同时由东向西运移，经本区排

7、向下游。寒武奥陶系灰岩岩溶水在其裸露区接受大气降雨和地表水的渗透补给，本区位于天桥泉域的东南径流区，由东南经本区向西北方向运移，排向黄河。5、周边矿井及小窑采空区积水对煤层开采的影响根据山西忻州神达晋保煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告，本井田北邻金山煤业有限公司，其采空区位于井田北部，距离本井田约800m左右，与本井田无越界开采现象；由于历史原因，原山西晋保煤业有限公司井田内曾有保德县扒楼沟村办矿及保德县桑塔则乡办矿开采过，但其位置距本掘进工作面约2000m，且有已掘巷道与之相隔。采空区积水对本工作面掘进无影响。三、水文地质类型根据山西忻州神达晋保煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告，本井

8、田8、12、13号煤层水文地质条件为中等。第二节 二采区西翼轨道大巷简介设计二采区西翼轨道大巷位于井田中部，开口底板标高883.27m，由南向北沿煤层走向掘进，全长2048m。工作面东为08201运输顺槽，西侧为二采区西翼胶带大巷，南为回风下山、运输下山，北邻金山煤业井田（见二采区西翼轨道大巷四邻关系示意图）。第三节 防排水设施二采区西翼轨道大巷工作面在掘进过程中同时施工水沟，水沟断面为宽300mm深200mm。并在巷道低洼处掘进小水窝，安装型号为D25305，额定流量为25m3h的水泵和配套水管，随时准备排水。排水路线：工作面小水窝采区水仓中央水仓地面。第四节 巷道掘进水患分析分析矿井突水水

9、源的方法有多种，下面用水文地质条件分析法来分析本工作面掘进中水患的可能性。1、煤层底板接近强含水层，致使水突破含水层。本掘进工作面底板距含水丰富的奥陶系碳酸盐岩岩溶水约200m，并有石炭系上统太原组底部及石炭系中统本溪组隔水层相隔（见本章第一节的矿井水文条件），故本工作面掘进中不可能出现本条所述的突水情况。2、底板有断层、裂隙、隐伏的陷落柱，发生地下水垂向补给。本矿井的地质调查中，从来没有大的断层和隐伏的陷落柱的记载，在本矿历年的开采中也没有发现，只可能有少量的裂隙水。所以在本工作面的掘进中不可能出现本条所述的突水情况。3、采掘工作面接近或揭露含水陷落柱。（同第二条）4、断层使强含水层与煤层中

10、的薄煤层灰岩含水层接触，地下水发生侧向补给。无断层不涉及（见第二条）。5、工作面接近或揭露与强含水层串通的钻孔。本工作面设计位置上没有任何钻孔，本条的突水也不会出现。6、浅部露头补给。根据地质资料，浅部露头不在低洼处，且本地区十年久旱，所以浅部露头补给不会造成突水。7、地表水和冲击层水补给。由于本地区十年九旱，地面不平坦，且为黄土覆盖，故由此条原因不会引起突水。8、断层带含水，并与地表水或强含水层沟通。由第二条和第七条可知，本条的情况在我矿也不涉及。9、采掘工作面揭露含水层或含水溶洞。由本章的矿井水文条件可知在本工作面的掘进中也不涉及此条所述情况。10、上下采空区被导水裂隙带连通。本井田8#煤

11、层有两处采空区，一是井田南部采空区，二是井田东部的原桑塔则煤矿采空区（已于2010年7月24日至2010年8月17日将桑塔则煤矿采空区积水排完），两处采空区与本掘进工作面间均有已掘巷道相隔；本巷道上下没有采空区。所以本工作面掘进时不会出现本条所述原因的透水现象。综上所述，本工作面掘进中不会有突水的危险。但为了做到安全的万无一失和坚持“预测预报，有掘必探，先探后掘，先治后采”的原则，必须在掘进中做好探水工作，防止发生透水事故。第二章 探水工程设计第一节 本矿水文地质概况根据我矿水文地质相关资料可知，我矿属于低水害矿井，井田水文地质结构稳定，无重大水害事故威胁，但是为了确保万无一失，并响应上级“有

12、掘必探，先探后掘”的号召，特做出此探放水设计，先进行全方位探测仪超前探测，而后钻孔探水以作验证，确保万无一失。本矿二采区西翼轨道大巷掘进工作面探放水超前距为30m，帮距为20m，终孔距为20m，探水线确定：本巷道开始掘进前就在开口处进行探水，以后均按超前距30m确定探水线。第二节 全方位探测仪超前探测采用矿井全方位探测仪探查二采区西翼轨道大巷含水异常地质体。一、物理探测设备及地点：设备型号：YTD400(A)全方位探测仪探测地点：二采区西翼轨道大巷二、探测方案、步骤： 设计步长为4m，探测深度为104m。第一步：以皮卷尺为测量工具，在巷道迎头14m处为起始点按4m为间距，依次标点为1、2、3、

13、26.第二步：在1、2和3号布置供电电极A1、A2和A3。第三步：在4号点以后均布设为记录点。 第四步：测量时将供电电极A和B（无穷远）固定，当A1供电时，测量电极M和N在4和5号点处，记录采集数值；然后M电极从4号点移到6号点，A1再次供电记录数据；依次这样交替移动M和N电极，由A1供电分别记录个点数据，知道26号点结束。第五步：当五步结束后，再以A2和A3分别为供电电极重复第五步操作，直到跑极结束，达到设计探测目的。三、采集数据计算结果，可知本次探测地段有无异常水体水害威胁。第三节 探水钻孔的布置为了保证工作面在掘进方向上无水害威胁，必须在巷道正前方布置水平扇型钻孔进行探水。1、探水巷道说

14、明巷道名称：二采区西翼轨道大巷 标 高：根据钻孔资料预计，标高在+880+900 m范围内。层 位：全部为8#煤层。2、探放水工程的设计内容探水设备的选择及主要性能参数规格型号：ZLJ350钻探深度：200m钻水孔直径：开孔直径50mm，终孔直径不得大于58mm。 钻杆、钻头准备：205m钻杆、25个钻头探水起点的确定根据上级主管部门 “有掘必探、先探后掘”的原则，在二采区西翼轨道大巷掘进开口时即按此设计进行探水。探水钻孔的布置（见表1、图2、图3）、布置原则探水的目的是揭露、导出煤层内未探明的构造水，钻孔布置原则是在确保掘进安全的前提下使探水工程量最小。、钻探站布置在巷道开口处布置第一个钻探

15、站进行探水，当探水完毕并确认安全后开始掘进；巷道掘进一定距离（根据上一组钻孔的实探距离减去30m计算）后布置第二个钻探站进行探水，依此类推。本巷道全长2048m，以每次钻探90m、超前距30m、允许掘进距离60m计算，共需布置34个钻探站。、钻孔布置每个钻探站布置一组5个扇形探水钻孔，倾角为推算的底板倾角加3钻杆挠度，因煤层走向（即巷道掘进方向）局部地段有起伏现象，钻孔倾角还要以实际情况来调整，钻孔深度在保证超前距的情况下可根据实际情况灵活掌握。超前距、允许掘进距离、帮距、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：L（上一组钻孔实探距离）减去30m超前距帮

16、 距：20m 第三章 探水有关制度和安全技术要求第一节 探水施工与掘进工作面的安全规定矿井生产开采以来，尚未发生水害事故。但为了把“安全第一”的方针落到实处，在防治水方面做到万无一失，一定要严格执行“有掘必探，先探后掘”的探放水方针，探放水工作与掘进工作交替作业。1、本掘进工作面开工前首先由地测科向探水队下发探放水通知单，探水队接到通知后严格按设计要求进行探水，探水完毕后由总工程师、地测科、安监科、探水队和掘进队组成的验收组进行验收，当确认探水钻孔达到设计要求并无水害隐患时，方可进行签字移交手续，由地测科下发允许掘进通知单，并说明允许掘进距离。2、掘进队组接到地测科下发的停掘通知单后必须立即停

17、止掘进工作，将工作面永久支护至迎头，并达到支护质量标准，并将工作面浮渣清理干净。3、工作面停止掘进后，地测科向探水队下发探水通知单，探水队接到通知后准备进行探水工作。在钻机的支设、安装过程中严禁非工作人员靠近，以免支柱、钻机伤人。钻机安设平稳后开始进行钻探作业。4、探放水工作必须严格按照设计进行，探放水结束后由总工程师、地测科、安监科、探水队和掘进队进行联合验收，确认安全后进行下一段工程的施工。第二节 通风措施及瓦斯检查制度工作面在探放水过程中必须保持正常通风，通风措施严格执行二采区西翼轨道大巷作业规程及煤矿安全规程的有关规定。1、工作面探放水过程中瓦斯员必须跟班作业，除例行每班三次检查外，瓦

18、斯员必须保证在工作面，以便随时检查有毒有害气体浓度，防止空气质量异常。2、工作面与瓦斯浓度增大或气体浓度异常时，瓦斯员必须现场指挥作业人员撤出工作面，并汇报矿调度室进行处理。第三节 水情及避灾联系汇报制度和灾害处理措施 1、水情及避灾联系制度如工作面透水后，由班长或瓦斯员指挥工作面人员有秩序地迅速退出工作面，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。并利用语音装置通知其它作业地点人员撤退。矿调度室接到报告后迅速通知矿领导，并及时通知井下各地点人员撤退，沿避灾路线出井。2、灾害处理措施工作面发生水灾后的处理措施严格执行2012年水灾应急预案中水灾事故处理措施的有关规定。第四节 安钻探水

19、前的技术要求一、探放水前的准备工作及主要措施1、检查排水设施在工作面附近准备型号为D25305，额定流量为25m3h的水泵和配套水管，并保持性能良好，随时准备排水。经常检查矿井排水设备设施保持良好状态。2、准备堵水材料在工作面附近准备一定数量的坑木、麻袋、木塞、木板、黄泥、棉线、大锤、锯、斧等及不小于10m长带阀门钢管与钢板挡板的释放水孔口管，挡板用锚杆固定，以便出水或来压时及时处理。3、检查瓦斯瓦斯员必须跟班作业，瓦斯浓度超限（1.5%）或钻探过程中有害气体浓度增大必须停止工作，切断电源，撤出人员并报告调度室及时处理。4、检查钻探附近的巷道支护与煤壁、顶板离层、裂缝、有无突水预兆等现象，并在

20、工作面迎头打设立柱和栏板；有与地面调度室或受水威胁地区的信号联系的通讯电话。5、检查安全退路避灾路线内不许有煤炭、木料、杂物等阻塞，要时刻保证畅通无阻。6、探放水人员的培训组织有关人员学习了解探水钻的结构及使用操作说明；学习本巷道掘进作业规程及探放水安全技术措施的规定。7、探水钻安装时必须垫平、放稳、打牢压柱。安装钻机接电时，要严格执行停送电制度。8、通风队要加强风筒管理，保证通风正常。二、采空区突水的一般预兆：1、煤层变潮湿、松软；煤邦出现滴水、淋水现象，且淋水由小变大；有时煤邦出现铁锈色水迹。2、工作面气温降低，或出现雾气或臭鸡蛋气味。3、有时可听到水的“嘶嘶”声。4、矿压增大，发生片邦、

21、冒顶及底臌。5、突水部位发潮、滴水、带有少量细砂或水量突增，水色时清时混等现象。其它按煤矿安全规程的有关规定执行。第五节 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、了解设备的性能。开机前要检查钻机是否平稳牢靠，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。检查送水器转动是否灵活，输水胶管是否固定。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、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。4、启动电机后，先空载运行五分钟后再开始，进钻速度根据岩石硬度与地形适当掌握，速度不能过快而

22、使钻杆变形扭曲。5、钻机扶把人应站在钻机的侧面，不能站在与钻杆成一直线上，以免手把伤人。6、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。7、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。8、弹簧卡盘在松开状态时，不允许使立轴回转。9、钻机因故停钻时， 可根据钻孔情况，将钻杆撤出或不撤出。10、钻入老空积水区的一般特征孔底的压力突然下降；孔内返回的冲洗液增加或减少；停止供水后，孔内继续流水；流出的水有臭味；11、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邻近能够涉及到的工作面人员撤到安全地点。12、钻入老空区，全体人员撤至

23、进风巷道内等瓦斯员检查安全后，再进行作业。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，立即报告矿调度室，以便采取措施。13、撤钻时要准备好木塞、麻袋等物，加固巷道支护，疏通好水沟，并通知有关水泵工作好准备工作。14、探钻工作人员必须在现场进行交接班。15、当发现有水患威胁需进行放水时要制定放水安全技术措施。二、钻探技术要求1、探水队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总工、安监科、地测科、探水队长和掘进队长联合验收，并记录在册，如发现不合格钻孔，则需重新补探。2、钻机采用ZLJ-350型钻机,孔径不得大于58mm。3、钻孔施工过程中，遇到地质变

24、化如断层、无炭柱应立即汇报矿总工程师，经总工程师研究批准，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、调度等部门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，应填写停止掘进通知单，钻探施工完毕，应填写允许掘进通知单，并报矿总工程师批准，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、俯仰角、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，并向调度室反映情况，制定相应措施处理。 第六节 探放水安全措施1、加强靠近探水地点的支护，打好

25、坚固的立柱和拦板，以防高压水冲垮巷壁和支柱，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和水泵房等联系，如有异常应及时汇报4、确定主要探水的位置，由地测科人员进行标定，每班必须有跟班领导跟班作业。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。山西忻州神达晋保煤业地测科2013年7月25日- 20 -