1153回风巷探放水方案设计Word文件下载.docx

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含煤地层上覆地层飞仙关组下段粉砂岩、细砂岩为主，底部为粉砂质泥岩，细砂岩及泥岩，含风化裂隙水，深部含水弱或不含水。

第四系残坡积物分布范围有限，厚度不大，降大雨时多处出露泉点，雨后干涸。

第四系含水层、补给来源和与地表水的联系：

第四系残坡积物分布范围有限，厚度不大，降大雨时多处出露泉点，雨后有些泉点随之干枯，井田内的小溪水流量主要受大气降水控制，雨季暴涨，枯季流量较小。

大气降水，老窑积水，第四系潜水是矿井充水主要因素，一般沿风化裂隙渗入矿井，裂隙发育地段矿井充水有所增加，随开采深度增加，水量愈来愈小。

矿井主要隔水层：

主要是含煤岩组及上覆地层中的泥岩和粘土岩。

2、断层导水性

断层导水性：

矿区内断层发育，发现断层F28、F11、F3、F2、F8、F1、F13、F68等8条断层，井田边界有F28、F3、F11等三条断层。

根据邻区及整个盘县煤田水文地质测量及水文资料分析，井田内断层带多被充填，并挤压紧密，断层带的富水性及导水性均弱，一般不含水、不导水。

3、水文地质类型

井田内含风化裂隙水，随着垂深增加，风化程度减弱，含水性减小，深部含水甚微，甚至无水。

风化裂隙水以渗流为主，水力联系较差。

本井田水文地质条件属第二类第一型，即以大气降水为主要补给来源的裂隙充水矿床，水文地质条件属简单型。

4、矿井充水因素分析

1）、地表冲沟水：

冲沟水沿途接受泉水及小窑水补给，雨季还有较大面积大气降水汇入，水量较大，这些冲沟多位于含煤地层露头地带，冲沟与煤层风化、氧化带直接接触，在溪沟一带开采煤层时，冲沟水可能沿风化裂隙或采矿裂隙渗入或突入矿井，是我矿浅部开采的直接充水水源。

2）、井田内小窑开采历史悠久，分布较广，小窑积水是我矿最大隐患，在采掘施工中必需加强探（放）水工作，新开巷道开拓到老窑下方或侧下方附近时，老窑积水可能会突入矿井，造成矿井大量充水，采掘过程中应特别重视。

3）、大气降水，老窑积水，第四系潜水及滑坡水是矿井充水主要因素。

由于矿区内断层较多，一般沿断层及风化裂隙渗入矿井，裂隙发育地段矿井充水有所增加，采掘作业时应加强防治水工作，以防意外淹井事故发生。

4）、老窑采空区积水：

区内老窑和小煤矿分布广泛，且开采历史悠久，目前已全部封闭。

只能找到部份老窑井口的具体位置，更无法了解井下开采的情况，但老窑大多有积水，是浅部矿井开采的重要充水因素，在浅部煤层采掘作业时，采空区积水易渗入矿井而成为矿井直接充水水源。

5、水患类型及威胁程度

本矿井水文地质条件是以大气降水为主要补给来源的裂隙充水矿床，水文地质条件简单至中等型。

本矿井的井下水害主要是来源于地层含少量的水、风化裂隙水、裂隙水、小煤窑积水和雨季渗水，这些水害对矿井安全生产存在着一定有威胁。

井田附近有九村小溪及井泉水，井泉点流量一般为0.05m3/s。

小冲沟发育，并呈树枝状，井田内有两条较大的冲沟，水流量主要受大气降水控制，北东部的九村小河，属珠江水系北盘江上游支流，流向自西向东，井田内的冲沟水均汇入该小河，河水流量变化幅度较大，雨季暴涨，枯季无水，因此，雨季时水患对矿井的威胁程度较大，枯季时水患对矿井的威胁程度较小。

二、矿井水文安全条件评价

1、对水文地质基础资料来源及可靠性评价

水文地质基础资料来源于贵州省煤田地质勘探公司一二九队1969年提交的《盘县煤田九村井田详查最终报告》和贵州省煤田地质局一五九队2002年5月提交的《贵州省盘县九村井田松杨煤矿勘查地质报告》，该《地质报告》水文勘查工作程度较低。

在以后的补充报告中加以完善。

2、水文勘探程度及存在问题

由于水文勘探程度低，矿区存在的潜在水患，在掘进过程中不能作出准确预测。

必须加强水文地质工作,严格按照水害防治工作的相关要求，严格执行“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的探放水原则,采取探（放）水措施,高度重视防治水的工作，防止发生井巷（顶板）透水、老窑突水的安全事故。

在掘进中注意收集有关水文地质资料，对矿井的充水因素，补给条件、涌水量进行分析和测定，以便为矿井的建设提供指导，达到安全生产的目的。

3、矿井涌水状况

根据我矿现在实际情况：

矿井正常涌水量：

5m3/h，最大涌水量为12m3/h，因目前我矿为新建矿井，尚无采空区，与地质资料提供的正常涌水量：

30m3/h，最大涌水量为90m3/h不相符。

三、1153回风巷掘进工作面涌水分析

1153回风巷用途是专用回风，设计长度320米，区域内有1151采空区，0.

可能有小断层，过断层时可能有断层裂隙水和采空水经断层裂隙渗入工作面，在掘进中，严格执行预测预报、有掘必探，先探后掘、先治后采探放水的规定。

第二节1153回风巷掘进工作面防治水措施

一、1153回风巷掘进工作面采取的防治水安全保证措施

1、工作面位置及层位

巷道相应的地面位置在羊桃箐村后四百米的大山底下，地面标高+1578—+1596米，区域内无水体和建、构筑物等。

巷道标高+1465米－+1467米，起点在1151运输下山侧5米处（留设3米煤柱），开口标高为+1465米。

全段均在15号煤层中，巷道设计方位角为330°

，巷道设计长320米，设计坡度3‰-5‰（说明：

煤层发生起伏变化时调整施工坡度，跟煤层顶板走）。

2、掘进时所采取的防治水措施

（1）、收集、调查和核巷与相邻煤矿和本矿区域废弃的老窑情况，并在井上、下对照图和采掘工程平面图上标出该巷和老窖开采范围、开采年限、积水情况等。

（2）、针对本煤层建立地下水动态观测系统，进行地下水动态观测、水害预报，并制定相应的“疏、防、堵、截、排”综合防治水措施。

（3）、在掘进过程中必须先探后掘，掌握前方与上方水文情况，若发现有透水预兆时，应及时采取防护措施，待确认安全后方可向前掘进，并将出水点位置标于井上下对照图或采掘工程图上。

井巷揭露的主要出水点或地段，必须进行水温、水量、水质等地下水动态和松散含水层涌水含砂量综合观测和分析，防止滞后突水。

（4）、作业地点发现有挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板淋水加大、顶板来压、底版鼓起或产生裂隙出现渗水、水色发浑、有臭味等突出预兆时，必须停止作业，采取措施，立即报告调度室，发出警报，撤出所有受水害威胁地点的人员。

（5）、井下和地面排水设施保证完好，所设沉淀池、水沟要及时清理，每星期必须清理一次。

并储备足够的防洪抢险物资。

（6）、在掘进过程中坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则。

（7）、查明矿区和矿井的水文地质条件，把该巷的防治水工作纳入中长期防治水规划和年度防治水计划，并组织实施。

做到水文地质条件可靠。

3、地面防治水措施

查清矿区及其附近地面水流系统的汇水、渗漏情况，与水力有关的水利工程，掌握当地历年降水量和最高洪水水位资料，建立疏水、防水和排水系统，杜绝其它水源无计划进入该工作面。

二、1153回风巷掘进工作面防水安全煤（岩）柱留设

1、防水煤（岩）柱的留设原则

（1）、如有突水威胁但又不宜疏放的地段掘进时，必须留设防水煤（岩）柱。

（2）、防水煤柱一般不能再利用，要在安全可靠的基础上把煤柱的宽度或高度降低到最低限度，以提高资源利用率。

（3）、留设防水煤（岩）柱必须与该地段的地质构造、水文地质条件、煤层赋存条件、围岩的物理力学性质、煤层的组合结构方式等自然因素密切结合，与采煤方法、开采强度、支护形式等人为因素相适应。

（4）、防水煤（岩）柱应该应与开采方式和井巷布局，必须与各种煤柱的留设相适应，否则会给以后煤柱的留设造成极大的困难，甚至无法留设。

（5）、煤柱的设留必须与上下煤层的防水煤（岩）柱统一考虑确定，以免某一煤层的开采破坏另一煤（岩）柱致使整个防水煤柱失效。

（6）、在同一地点有两种或两种以上留设煤（岩）柱的条件时，所留设的煤（岩）柱必须满足各个留设煤（岩）柱的条件。

（7）、对防水留设煤（岩）柱的维护条件要特别严格，因为煤（岩）的任何一处被破坏，必将造成整个煤（岩）柱无效。

防水煤（岩）柱一经留设即不得破坏，巷道必须穿过煤（岩）柱时，必须采取加固巷道、修建防水闸门和其它防水设施，保护煤（岩）柱的完整性。

（8）、留设防水煤（岩（柱）所需的数据必须在本区取得。

邻区或外地的数据只能参考。

（9）、防水煤（岩）柱中必须有一定厚度的粘土质隔水岩层或裂隙不发育、含水性弱的岩层，否则防水岩柱将无隔水作用。

2、防水煤（岩）柱的种类

根据防水煤（岩）柱所处的位置，可以分成不同的种类。

根据本工作面的实际情况，如需要留设留防水煤（岩）柱，可设为以下两种。

（1）、断层防水煤（岩）柱

在导水或含水断层两侧，为防止断层水溃入工作面而留设的防水煤柱；

当断层使煤层与含水层接近时，为防止含水层溃入工作面而留设的防水煤柱。

（2）、巷道防采空区水煤柱。

3、防水煤柱的留设

（1）、断层防水煤（岩）柱的留设

断层破坏了岩层的完整性，常常成为含水层间的联系通道。

断层的某一区段是否导水，导水强弱等情况取决于两侧岩层的接触关系、含水层的水压以及掘进对断层的重复破坏作用。

因此在没有掌握断层各区段的导水性时，应把整个断层作为导水断层对待。

煤层直接和富含水层、导水断层接触，顶底板无突水可能，即煤柱主要是顺层受压时，以下叙公式计算煤柱宽度：

L=0.5kM

式中：

L－顺层防水煤柱宽度（m）

M－煤层厚度或宽度（m）取最大高度取2m；

Kp－煤层的抗张强度（kgf／cm2）Kp取10kgf／cm2；

P－水力压头（kgf/cm2）,P=120Kg/cm2；

K－安全系数，一般取2－5，本次设计取5

则：

L=0.5×

5×

2

=30

根据上式计算，故断层两侧各留30m防水煤柱。

（2）、如遇水时1102回风巷防水煤柱留设

L—顺层防水煤柱宽（m）

M—煤层厚度（m）取最大高度M=2m

kp—煤层的抗张强度（kg/cm2）kp取10kp/cm2;

P—水头压力（kg/cm2）,P=50kgf/cm2;

K—安全系数，一般取2－5，本次设计取4

则：

4×

=15m

根据上述计算，并结合实际情况，故该巷两侧各留设不小于15m防水煤柱。

该巷规定为20米。

三、降压措施

　该巷如发现承压含水层，要采取以下降压措施。

　　通过对顶底板岩性特征及底板沙岩的含水性分析，结合以往治水的工作经验，可对煤层顶底板承压水采取“超前预测、以疏为主、探放结合、综合治理的治理措施”。

　　1、分析地质勘探资料，计算安全水头值，编制疏水压降工程设计。

　　顶底板承压水的突出是由于隔水层的天然强度（岩性的性质、结构、厚度等）所体现出的“抗破坏能力”与含水层的静水压力（承压水头值）和矿山压力所组成的“破坏力”之间相互作用的结果。

当“破坏力”大于“抗破坏力”时，即发生突水。

　　为了保证1153回风巷工作面在掘进过程中不发生突水事故，在掘进时要认真搜集、分析区域水文地质资料，计算掘进过程中隔水层所能承受的最大静水压力，通过分析计算，如发现实际水压超过计算水头压力，则需要编制专门的疏水压降压工程设计，进行疏水降压。

　　2、利用疏水钻孔降低水头压力。

　　根据疏水降压工程设计，在工作面巷道掘进期间，在适当的位置施工疏水降压钻孔，钻孔一般施工在设计疏放安全水压线与设计疏水巷道中间部位，从煤层开孔钻进至顶底板以下10米的沙岩终孔，贯串整个含水层，钻孔施工完毕后，即可对承压水层进行疏水降压，同时定期进行涌水量、水压观测，检查验证疏水降压效果，大部份工作面经过钻孔疏水降压，即可把含水层水位降到安全水头值以下。

　　3、施工专门的疏水巷道

　　对于水压大，含水丰富的含水层，只通过疏水降压钻孔难以达到疏水降压效果，为保证疏水降压的目的，需要在工作面前下方施工专门的疏水巷道，在疏水巷安装排水设施，对沙岩水进行疏排降压，同时要在疏水钻孔是进行水压观测，验证疏水降压效果。

　　4、在掘进过程中，加强巷道支护质量，控制巷道变形，防止岩层蠕动，保持岩层的原始抗拉强度，

（1）、如底板水压效大时，可采用支护较高的全圆料石碹，其料石、沙浆、充填材料等材质，强度要符合设计要求，壁后充填要饱满填实，碹体无重隙，瞎隙、干隙，保证支护质量和支护强度，降低巷道变形量。

（2）、疏水巷的施工和设计，要合理选择层位，减少破底量，减低对巷道底板的破坏程度，保证其原始平衡状态只受到最不的影响。

　　（3）、如遇软岩，支护是关键，在掘进过程中，要加强工程用水和岩层裂隙水的排放管理，减小水对岩层底板的浸泡，减小巷道底鼓量。

四、1153回风巷掘进工作面探放水措施

（一）、探放水原则

必须按“有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则进行。

（二）、探放水设备选择

探放水设备型号：

采用750钻机，配备台数二台，使用一台，备用一台。

（三）、井下钻工上岗条件

1、井下钻探工需要熟悉以下知识：

2、必须熟悉《煤矿安全规程》和井下工作的一般安全知识，经专门技术培训，考核合格后，方可上岗。

3、熟悉钻机的工作原理。

掌握各种钻机的操作要领，维护保养及排除故障的技术知识。

4、掌握瓦斯抽放、煤层注水、注浆、防灭火、防突等各种钻孔的封孔和施工方式。

5、掌握《煤矿安全规程》对瓦斯抽放、煤层注水、注浆、防突等的有关规定。

6、了解有关煤矿瓦斯、煤尘爆炸的知识。

7、熟悉预防灾害的措施和矿井避灾路线。

8、掌握井下打钻、注浆、封孔、煤层注水、防灭火、瓦斯抽放、防突等各种钻孔的施工方法。

（四）、钻机安全技术操作规程

1、安装钻机前，必须遵守下列规定：

⑴、加强钻场附近的巷道支护，并在工作面迎头打好坚固的立柱和挡板。

⑵、清理巷道，挖好排水沟。

⑶、在打钻地点或附近安设专用电话。

⑷、测量和防探水人员必须亲临现场，依据设计，确定主要探水孔的位置、方位、角度、深度及钻孔数目。

2、钻机运往作业地点后，应仔细检查：

⑴、检查所有紧固件是否牢固，检查操作手轮柄是否灵活可靠，检查齿轮咬合情况。

主轴转动是否灵活，皮带松紧是否适宜。

皮带可通过调整螺丝进行调整，电机的接线一定要专职电工操作，并检查电机及防爆开关是否符合要求，并注意电机的旋转方向（钻机主轴应顺时针方向旋转），一定按箭头的方向旋转。

先空机运转，待正常后，再正式钻机。

⑵、检查机油、液压油油量并加足。

3、钻机固定安装

在井下可借机座用摩擦支柱与巷道顶板或梁撑紧。

同时对底座的左、右、前、后部也应支撑，防止机体左右摆动和钻机受力后前后移动，钻机安装必须平稳、牢固。

4、钻探操作

1）钻进规定

（1）、打钻人员必须对钻机的结构原理了解清楚，详细看懂说明书，严禁盲目开钻。

（2）、开钻前不要锁紧钻杆，先试旋转方向（主轴应顺时针方向），待方向正确后，才能锁紧钻杆。

严禁开反车！

以防钻杆、岩芯管、钻

头在钻孔中脱扣（落），造成事故和损失。

（3）、钻机工作时，通过给进装置驱动，实现主轴和钻杆一体前进。

在钻机钻进一个行程后，松开主轴卡环将给进手柄扳至回程，主轴后退，退回主轴后。

再用卡瓦夹紧钻杆，进行二次给进。

如此往复实现钻进，在需添加钻杆时，须先关掉电源、水源，将前一根钻杆后的给水器取下，所加钻杆接在前钻杆末端，并用两把600㎜管子钳夹住钻杆将其拧紧，然后再接上给水器，便可继续钻进。

钻进结束后，将钻杆从钻孔拖出，拖出的每根钻杆应及时松下，避免由于取出的钻杆过长而对钻杆部分的螺纹造成损坏。

（4）、按地测技术人员所标定的孔位及施工措施中规定的方位、角度施工，不经地质技术人员同意，不得擅自改动。

（5）、钻探工人穿戴要整齐、利落，衣襟、袖口、裤脚必须束紧。

（6）、启闭开关时，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。

（7）、禁止用手、脚直接制动机械运转部分；

禁止将工具和其他物品放在钻机、电机保护罩上。

（8）、司机要站在钻机后外侧，不得紧靠钻机；

钻机后面和前面的给进范围内，不准站人，给压要均匀，根据孔内情况及时调整钻速及压力。

（9）、尽量采用清水钻进，要保证有足够的水量，不准打干钻。

（10）、钻进过程中，一旦发现煤岩松软、片帮、来压或钻孔中的水压、水量突然增大，以及有顶钻等异状时，必须停止钻进，但不得退出钻杆，现场负责人员应立即向矿调度室报告，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人员，然后采取措施，进行处理。

（11）、探放老空水前，首先要分析查明老空水体的空间位置、积水量和水压，老空积水区高于探放水地点位置时，只准用钻机探放水。

探放水孔必须打中老空水体，并要监视放水全过程，核对放水量，直到老空水放完为止。

钻空接近老空，预计可能有瓦斯或其他有害气体涌出时，必须有瓦斯检测工或矿山救护队员在现场值班，检查空气成分。

如果瓦斯或其他有害气体浓度超过规定时，必须立即停止钻进，切断电源，撤出人员，并报告调度室，及时处理。

（12）、钻孔放水前，必须估计积水量，根据矿井排水能力和水仓容量，控制排放水流量，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。

（13）、透老空后，需经瓦检员检查有无有害气体溢出，并严格按作业规程要求对钻孔进行处理。

2）、探水钻孔必须保持一定的超前距、帮距和密度，见附图，探水工作采用“探水～掘进～探水”方式进行，探水孔为掘进巷道掘进探明一段安全距离后，巷道允许掘进一段距离，然后再探再掘，确保掘进安全。

（1）、超前距：

为探水钻孔终孔位置应始终超前掘进工作面的一段距离，取30米。

（2）、允许掘进距离：

为经探水60米以上证实无水害威胁，可安全掘进的长度，取30米。

（3）、帮距：

为使巷道的两帮与可能存在的水体之间保持一定的安全距离，即成扇形布置的最外则探水孔所控制的范围与巷道帮的距离，其值与超前距相同，取30米。

（4）、钻孔密度（孔间距）：

指允许掘进距离终点横剖面上，探水钻孔之间的距离，一般不超过3米，以免漏掉积水区。

（5）、煤层平巷钻孔布置：

主要是探巷道上帮小窑老空水，钻孔成扇形布置在巷道上帮，薄煤层一般布置二组，每组11个孔，钻孔之间的夹角为8.50。

附1153回风巷探水孔布置图

第三节井下防治水安全设施

一、排水设施

1、排水设施

考虑工作面突水后流到+1350m标高水仓的排水需要，排水垂高155m，前期我矿矿井涌水量很小，最大涌水量不足10m3/h，考虑到将来有采空区后水量会加大，本矿涌水量按开采设计方案和地质资料，参照周边矿井的涌水量，按下列参数计算：

1）、矿井正常涌水量：

QB=30m3/h

2）、矿井最大涌水量：

QB=90m3/h

3）、排水垂高：

HP=150m

2、水泵选型

1）、水泵参数计算

①、所需水泵最小流量

QB=24×

QB/20=24×

30/20=36（m3/h）

②、所需水泵最大流量

QBm=24×

Qmax/20=24×

90/20=108（m3/h）

③水泵扬程

HP=（HP+HZ）/η=（150+6）/0.77=202（m）

2）水泵型号及台数的确定

根据上述计算的QB和HP值，选用三台MD85－45×

4型多级矿用离心泵，一台工作，一台备用，一台检修，其流量为Q=75m3/h，扬程为H=205m，电机功率：

N=55kw，电压380V/660V。

3、排水管选择

D排==0.098m=98mm

Q额：

所选水泵的额定流量，m3/h；

V排：

最有利管径的流速，取2.0m/s；

经查表选择管径为100mm，壁厚4mm的无缝钢管。

现实际使用是管径169mm一路，115mm两路，共三路管从水泵房直达地面污水处理池。

根据《煤矿安全规程》规定，必须有工作水泵、备用和检修水泵，备用和检修水泵的能力不小于工作水泵能力的70%，并且工作和备用水泵的总能力应能在20h内排完矿井24h的最大涌水量。

检修水泵的能力不小于工作水泵能力的25%。

因此，选用MD85－45×

4型同功率多级离心泵三台，一台作为备用水泵，另一台作检修水泵。

从副井铺设三路排水管路至井底水仓，水泵的吸、排水管道管径φ=115mm两路。

φ=169mm一路。

矿井主水仓布置在+1350m标高。

实掘矿井主水仓容量为504m3，副水仓容量为476m3，合计水仓容量为980m3，超过设计要求，满足矿井排水要求。

4、1153回风巷防水设施

1）、在采空区、断层破碎带周围，留设防水安全煤柱；

巷道掘进时，必须探水掘进。

2）、在采空区等有突水危险的地区设置防水闸门。

防水闸门要设在巷道穿过有足够强度隔水层的地段上。

3）、在掘进工作中发现有挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板淋水加大、顶板来压、底板鼓起或产生裂隙出现渗水、水色发浑、有臭味等突水预兆时，必须停止作业，发出警报，撤出所有受水威胁地点的人员。

4）、随时保证井下主要排水通道的畅通，防止排水沟或其巷道受阻。

根据实测发现老窑、小窑积水对矿井有突水淹井危险时，在其上部以及有突水危险的地区就应设置防水闸门，并且能有将水引到底部水仓的排水设施。

若该工作面有突水淹井危险，必须在其井底以及有突水危险的地区设置防水闸门。

防水闸门必须采用定型设计，其施工及质量，必须符合设计要求，闸门和闸门硐室不得