掘进工作面探放水安全技术措施DOC.docx

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掘进工作面探放水安全技术措施DOC

盘县柏果镇金河煤矿

采区回风上山掘进工作面

探

放

水

安

全

技

术

措

施

二0一四年4月

矿会审意见：

编制

年月日

通防科

年月日

生产技术科

年月日

机电科

年月日

安监科

年月日

机电副矿长

年月日

生产副矿长

年月日

安全副矿长

年月日

总工

年月日

矿长

年月日

采区回风上山探放水安全技术措施贯彻学习记录

贯彻人

贯彻日期

2014年月日

贯彻地点

参加学习人员签字

盘县柏果镇金河煤矿

采区回风上山掘进工作面探放水安全技术措施

一、编写依据

1.《盘县柏果镇金河煤矿生产矿井地质报告》。

2.2011年5月编制的《盘县柏果镇金河煤矿水文地质调查报告》

3.防治水有关规定。

二、工作面位置及四邻关系

1、工作面位置及井上下关系，见表1。

地面标高

+1570m-+1691m

井下标高

1240－1442.5

地面相对位置

位于矿区西部，大坡梁子西南端

掘进对设施的影响

无建筑物，无其他设施，对掘进无影响

井下相邻关系

南面为采区运输上山、采区轨道上山，距采区运输上山30米，轨道上山60米；北为实体煤田，东为采区1240水平联络巷。

巷道倾角

+19°

倾斜长度/m

630m

净断面/㎡

15.1

2、巷道布置示意图

三、矿井充水因素分析及水文地质类型

1）充水水源

（1）老窑采空区积水：

在煤层露头线浅部，历史上造成的乱采烂挖留下的老窑均有不同程度的积水，巷道如果揭穿老硐，老硐中的积水可能对矿床开采产生影响。

（2）断层破碎带充水：

评估区内次生小断层较多，导水性强，沿断层带有少量泉眼分布，加之走向横切区内的溪沟，因而地表水和地下水补给量较大，开采煤层后，地下水水力联系增强，矿坑涌水量大，是矿床充水主要因素之一。

开采时要予以重视和监测。

（3）溪河流域的地表水：

主要为拖长江，拖长江经过的区域多受泉水及地表水补给，其流量大，雨季暴涨。

可采煤层大多位于当地最低侵蚀基准面和拖长江水位之下，对煤层开采影响较大。

（4）地下水：

矿区内煤层属于井工开采，开采中如果采动裂隙沟通含水层，会使基岩裂隙水沿松动面涌入矿坑，是矿床直接充水因素之一。

开采时要予以重视和监测。

综上所述，井田内地下水补给主要靠大气降水及地表水，地下水具有较好的排泄条件。

矿井直接充水含水段，主要为碎屑岩，富水性弱—中等。

2）充水途径

由于矿区内直接充水含水层多为粉砂质泥岩、泥岩、泥质粉砂岩，此类岩石接受大气降水补给不强，为中等～弱含水层，充水途径主要以岩石原生和采矿节理、裂隙为主，规模一般不大，少量为老窑、采空区巷道、岩溶管道导水。

因此，目前矿井充水途径主要以渗水、滴水、淋水为主；矿井进一步向深部开采后，有从上部采空区积水及下部承压水突水的可能。

3）水文地质类型

根据《金河煤矿水文地质调查报告》，矿区地表水系较发育，采空区面积较大，地表水排泄条件良好，煤系地层随开采深度增加，风化程度减弱，深部含水微弱。

矿区应属以大气降水为主要补给来源的裂隙充水矿床，水文地质条件复杂程度为中等类型矿床，水文地质勘探类型属Ⅱ类Ⅱ型。

根据《金河煤矿资源储量核实报告》，矿区侵蚀基准面为+1510m，设计一采区煤层开采标高为+1450～+1240m，即一采区煤层均位于侵蚀基准面之下。

煤层底板为玄武岩弱含水层，顶板为飞仙关组中等含水层，矿区内无地表水体。

直接充水水源为上覆碎屑岩中的裂隙水、第四系孔隙水、溪沟水、老窑采空区积水等。

区内断层较发育，构造复杂程度中等，故井田水文地类型应为水文地质条件中等，以顶板直接进水为主的岩溶裂隙充水矿床。

因此，矿井水文地质条件按中等设计。

4）矿井涌水量：

现矿井正常涌水量为30m3/h，最大涌水量为70m3/h。

四、探放水设计的确定

1、根据采区回风上山位置及层位岩性确定

一采区+1450～+1240m运输上山、轨道上山、回风上山大部分布置在181上和182号煤层之间，181上和182号煤层的层间距平均为14.85米，岩性：

上部主要为灰色根泥岩，块状，含菱铁质缅状，夹薄煤2层，下部多为粉砂岩、细砂岩，水平层理及波状层理，含较多完整化石。

2、根据采区回风上山岩层含水性

采区回风上山位于上二叠统龙潭组（P3l）：

所属岩层出露于井田北部和西部外围。

厚度220～230m。

由灰－深灰色粉砂岩、细砂岩、粉砂质泥岩、泥岩及煤层组成。

含菱铁质薄层及结核。

含丰富的大羽羊齿，细羊齿等植物化石。

上部和中部含动物化石。

本组含煤层45层左右，煤层总厚度36.21m，含煤系数16.09﹪。

与上覆地层整合接触。

为碎屑岩类基岩裂隙水含水层，富水性弱—中等。

3、根据采区回风上山充水途径主要以渗水、滴水、淋水为主来确定。

4、根据采区上山每次鉴定的物探探水报告决定：

钻孔数量、倾角、方位。

5、根据巷道规格及支护方式确定

采区回风上山掘进工作面巷道断面规格：

宽5.0m，高3.5m；支护方式为：

锚网梁支护。

6、根据采区上山每次鉴定的物探探水报告进行补充。

五、探放水设计的内容

1）积水线：

积水边界线（小窑采空区范围），其深部界线应根据小窑或老空的最深下山划定。

2）探水线：

根据目前安监局“有掘必探、先探后掘”的精神，探水起点应是任何掘进巷道的起点。

3）警戒线：

沿探水线外推50－150m（在上山掘进时指倾斜距离）即为警戒线。

3．探放水钻孔布置方式

1）超前距、允许掘进距离、帮距和密度的确定

超前距：

a=

式中：

a---超前距，m；

A---安全系数，一般取2～5；取4；

L---巷道跨度（宽或高取其大者），m；取5.0；

P---水头压力，（kgf/cm2）；取30（kgf/cm2）；

Kp---煤的抗张强度，取10（kgf/cm2）。

a=

=30m，为安全起见，取30m。

允许掘进距离：

每次探放水钻孔施工完毕后，以最短的钻孔长度（水平投影长度），减去超前保护距离后剩余的距离。

帮距：

最外侧探水孔所控制的范围与巷道帮的距离，其值30米。

钻孔密度

采区回风上山掘进工作面探水类型为：

岩层探水，构造带探水，每次探水按照5～6个钻孔施工，必须达到超前距、边帮距30米的要求。

20m

20m

2）探水钻孔布置方式

采区回风上山属倾斜、岩石巷道，钻孔布置：

钻孔呈扇形布置在巷道前方，布置5个孔。

探水钻钻孔布置见图如下：

七、探放水安全措施

1、探放顶板水的措施　

煤层间距大于20m，相邻煤层又有探放水和排水条件时，可在巷内向顶板上方打探放水孔；将水位高于探放水孔孔口位置的上层煤老空水放出来（必须埋好孔口安全检查装置，放水后要注意钻孔堵塞情况，防止重新积水）。

2、探放底板水的措施

在井巷掘进过程中必须进行查探底板水工作；经前面计算，超前距离为30m，边帮距为30米；若发现有突水危险时，须进行疏水或堵水工作，消除突水危险后才能继续向前掘进。

3、探放老空水的措施

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。

老空积水高于探放水点位置时，只准用钻机探放水。

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

钻孔接近老空，预计可能有瓦斯或其它有害气体涌出时，必须有瓦斯检查员或矿山救护队员在现场值班，检查空气成分。

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

4．探放水注意事项

1）安装钻机探水前，要遵守下列规定：

（1）加强钻孔附近的巷道支护，并在工作面迎头打好坚固的立柱和拦板；

（2）清理巷道，挖好排水沟。

探水钻孔位于巷道低洼处时，配备与探放水量相适应的排水设备；

（3）在打钻地点或其附近安设专用电话；

（4）依据设计，确定主要探水孔位置时，由测量人员进行标定。

负责探放水工作的人员亲临现场，共同确定钻孔的方位、倾角、深度和钻孔数量；

（5）在预计水压大于0.1MPa的地点探水时，预先固结套管。

套管口安装闸阀，套管深度在探放水设计中规定。

预先开掘安全躲避硐，制定包括撤人的避灾路线等安全措施，并使每个作业人员了解和掌握；

（6）钻孔内水压大于1.5MPa时，采用反压和有防喷装置的方法钻进，并制定防止孔口管和煤（岩）壁突然鼓出的措施

2）预计水压较大的地区，探水钻进之前，必须安好孔口管和控制闸阀，进行耐压试验，达到设计承受的水压后，方可继续钻进。

特别危险的地区，应有躲避场所，并规定避灾路线。

3）钻孔水压过大时，采用反压和有防喷装置的方法钻进，并有防止孔口管和煤（岩）避突然鼓出的措施。

4）钻进时，发现煤岩松软、片帮、来压或钻孔中的水压、水量突然增大，以及有顶钻等异常状况时，必须停止钻进，但不得拔出钻杆，现场负责人应立即向调度室报告，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的人员，然后采取措施，进行处理。

5）探放水前，预计可能有瓦斯或其它有害气体涌出时，必须有瓦斯检查员或矿山救护队员在现场值班，检查空气成分。

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

6）钻孔放水前，必须估计积水量，根据矿井排水能力，控制放水流量；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。

7）进行探放水施工作业前，矿技术负责人必须结合探水巷道的实际现场指挥。

8）进行探放水施工作业前，必须提前撤出可能受探放水作业地点突水威胁的其他地点的所有人员。

9）排出下山的积水以及恢复被淹井巷前，必须有矿山救护队检查水面上的空气成分，发现有害气体，必须及时处理。

排水过程中，有害气体有突然涌出的可能，必须制定安全措施。

10）探水钻孔超前距离和止水套管长度，应当符合下列规定：

（1）沿岩层探放含水层、断层和陷落柱等含水体时，按7—2—3下表确定探水钻孔超前距离和止水套管长度。

　表7—2—3岩层中探水钻孔超前钻距和止水套管长度

水压（MPa）

钻孔超前钻距（m）

止水套管长（m）

＜1.0

1.0-2.0

2.0-3.0

＞3.0

＞10

＞15

＞20

＞25

＞5

＞10

＞15

＞20

八、探放水设备选择

1．探放水设备选择依据

所配备的探放水设备必须能用于井下探水、放水，必须有防爆及获得煤安标志。

其选择的主要依据是钻孔直径及深度，所需钻取的围岩力学性质等。

2．井下探放水设备型号及数量

本设计选择的井下探水设备为ZDY-750A型钻机1台，1台工作，1台备用，电压660V，配备金刚石复合片（PDC）钻头，其主要技术参数：

钻孔深度（m）：

75～85；

钻杆直径（mm）：

89／50；

钻孔倾角（º）：

0～360；

回转速度（r/min）：

112～340；

功率（kW）：

4；

主机外形尺寸（mm）：

长×宽×高=1150×600×1080。

五）发生透水的预兆、透水时应采取的措施、水灾时的避灾路线

1、发生透水的预兆

采掘工作面透水前，一般有下列预兆：

1）煤壁发潮、发暗；

2）煤壁或巷道“挂汗”；

3）巷道中气温降低；

4）顶板来压，顶板淋水加大或底板鼓起有渗水；

5）出现压力水线，这是离水源很近的现象；

6）有水声，一种是受挤压发出的“嘶嘶”声，另一种是空洞泄水声，均是离水体很近的预兆；

7）有硫化氢或二氧化碳气体出现。

当发现工作面有透水预兆时，说明已接近水体，此时应停止作业，并报告矿调度室，采取有效措施，以防止透水事故的发生。

2、透水时的措施

1）井下发生透水时，在现场的工作人员，报告调度室的同时，应就地取材积极封堵透水孔，加固工作面支护，防止事故继续扩大。

如果情况紧急，来不及进行加固工作，现场工作人员应按避灾线路撤退到上一水平进风巷或地面，切勿进入独头的下山巷道。

如万一无法或来不及撤至上水平，可暂时找一独头上山避难待救。

遇难人员要保持镇静，避免消耗体力过度。

2）矿领导接到透水报告后，应立即报告上级有关部门和矿山救护队，同时通知受透水事故威胁的人员撤离危险区，开动井下排水设备，积极组织力量，进行抢险救灾。

营救遇难人员。

3）掘进工作面掘进时必须设置直通矿地面调度室的通讯电话。

九、安全避灾

1、火、瓦斯、煤尘事故避灾路线：

采区回风上山工作面→1240集中运输巷→主斜井→地面。

2、水灾事故避灾路线：

采区回风上山工作面→1240集中运输巷→主斜井→地面。

3、避灾路线示意图