12轨道探放水设计.docx

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12轨道探放水设计

12采区掘进工作面探放水设计

工作面名称：

12轨道下山

编制单位：

地测科

二〇一四年二月十日

12轨道下山探放水设计

一、工作面概况：

12轨道下山位于矿井南部，在12采区运输巷内开口，方位角106°，坡度为17°；开口标高：

+128.405m终点标高：

+20m，掘进施工；支护方式采用矿用u型钢支护（29u）；净宽3.8m，净高3.4m，净断面11.33㎡。

其地面相对位置为农田及山体对井下无影响。

二、矿井水文地质概况：

（一）、地层

该整合井田属隐伏型，全部被第四系掩盖。

根据区域钻孔和井筒揭露，以地层沉积时序和接触关系，由老到新有：

寒武系、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、上统石盒子组、第四系。

其中含煤地层为石炭系上统太原组；二叠系下统山西组及上统石盒子组。

（二）石炭系

自下而上划分为本溪组、太原组。

1、本溪组

本组厚度5～20m，与下伏寒武系呈平行不整合接触。

岩性下部为铁质粘土岩，上部为灰白色铝土质粘土岩及青灰色泥岩，局部夹有层状、似层状及透镜状、漏斗状铝土矿。

2、太原组

本组为一套海陆交互相沉积建造，按其岩性特征自下而上分三个岩性段：

1）下段

本段厚30m。

主要岩性为灰色生物碎屑灰岩（含燧石团块或燧石条带），夹泥岩或炭质泥岩及薄煤层。

2）中段

本段厚25～40m，一般厚35m左右，主要岩性为灰黄色薄层状细粒长石石英砂岩与泥岩炭质泥岩互层；泥岩中有丰富的植物化石碎片。

本段下部局部夹有硅质岩或灰白色粘土岩。

3）上段

本段厚20m左右，主要岩性为薄层状生物碎屑状岩（含燧石团块）夹灰黄色泥岩，顶部夹有硅质岩，局部炭质泥岩及煤线。

（三）二叠系

1、二叠系下统山西组

1）二1煤段：

俗称黄煤段，该段厚6～15m。

二1煤为本矿开采煤层，厚0.31～10.63m，平均7.50m。

煤层为灰黑色，光泽半亮、粉末状。

煤层以上有薄层的灰色泥岩或炭质泥岩，煤层底部为深灰色砂质泥岩夹泥岩。

2）大占段：

该段厚约35m，下部为灰白色中厚层状粗粒钙质长石石英砂岩（俗称大占砂岩）。

具斜层理及水平层理。

层面有白云母片及炭屑，含海绿石及磷灰石重矿物颗粒；中部为灰色泥岩；上部为浅灰色细粒砂岩夹泥岩及煤线。

3）香炭段：

该段厚约15m，以浅灰色细粒砂岩为主（俗称香炭砂岩）夹有泥岩，泥岩中有紫斑及菱铁质鲕粒。

4）小紫泥岩段：

该段厚约15m，以绿色泥岩为主，夹薄层细粉砂岩及炭质泥岩，泥岩中有紫斑及菱铁质鲕粒（俗称小紫泥岩）。

2、二叠系下统下石盒子组

1）砂锅窑段：

该段厚约25m，以中粒长石石英砂岩为主，俗称砂锅窑砂岩。

硅质胶结，底部含砾石。

2）大紫泥岩段：

该段厚约20m，下部为砂质泥岩，中上部为泥岩，泥岩中含大量暗斑及菱铁质鲕粒，俗称大紫泥岩。

3、二叠系上统石盒子组

该组为陆相含煤碎屑沉积建造，岩性为黄色、灰绿、黄、米黄等色砂质泥岩、细砂岩、泥岩及斑块泥岩、炭质泥岩和薄煤层（线）组成。

沉积韵律明显，可分为六个，分别构成六个含煤组（三～八组煤）。

该组总厚403～689m，本区出露七煤组以下地层，其中三煤段厚约55m，四煤组厚约50m，五煤组厚55m，六煤组厚95m，七煤组约厚55m。

各煤组主要标志层有：

三煤组底老君庙砂岩，四煤组底红砂炭砂岩，五煤组底部黄砂炭砂岩，六煤组底田家沟砂岩。

（四）第四系（Q）

区内广泛分布为残坡积物及冲洪积物，主要为粉砂质亚粘土、亚砂土、亚粘土及耕植土等，底部为砾石层，厚0～10m。

（五）、构造

该井田位于白沙～许昌向斜南部。

矿山范围内地质构造简单，地层为单斜构造，地层走向北偏东8～12°,倾向东偏南8～12°，倾角14～18°。

井田内无大的地质变化及断层构造，煤层产状沿走向和倾向均有一定波状起伏变化。

矿山北部边界外有彭沟正断层，断层走向近东西，倾向北，倾角70°～75°，落差大于100m，该断层虽距北部边界较近，但煤层断开部位位于边界以外，区内二1煤层未遭到破坏。

矿山东南角边界处有杏山坡断层，断层走向北东30～40°，倾向南东80°，落差80～120m。

（六）、二1煤层

该整合井田含煤地层为上石炭统太原组和二叠系山西组，平均总厚146.95m，自上而下划分为二煤组和一煤组2个煤组，煤层总厚约9.28m，含煤系数为6.32%。

其中主要可采煤层为二煤组的二1煤层。

二1煤层位于二煤组（山西组）中下部，下距太原组顶部灰岩8m。

为本井田主要勘探和开发对象。

煤层厚0.31～10.63m，平均7.50m，属厚煤层。

煤层结构较为简单。

煤层可采性指数为0.99，煤厚变异系数为49.6%，属较稳定煤层。

（七）、二1煤层煤质

1、煤的物理性质

二1煤层呈黑色，玻璃光泽，粉状为主，少量碎块，碎粒状，疏松易碎，属构造煤，含少量黄铁矿结核。

坚固性系数为0.16，容重一般为1.4t/m3，孔隙度8%。

宏观煤岩类型为光亮型煤。

显微煤岩组分特征：

有机组分以亮煤为主，暗煤和镜煤次之，无机组分以粘土矿物为主。

2、煤的化学性质和工艺性能

1）灰分

二1煤层原煤灰分为12%～17%，平均15.04%。

2）硫分

全硫一般为0.2～0.9%，平均0.39%。

3）挥发分

挥发分平均为15.39%。

4）水分

水分平均为0.85%。

5）发热量

发热量为28.45MJ/kg，属中高发热量煤。

3、煤类及煤的工业用途

二1煤层无胶质体，焦渣呈粉状，最终收缩度为7.5～11mm，坩锅粘结性为2.3，粘结指数一般为0，个别达2左右。

为不具粘结性或粘性很弱，不结焦或结焦性很差的煤。

根据1986年制定的《中国煤炭分类国家标准》，本井田二1煤为贫煤。

本井田二1煤为特低硫、低磷、低灰高发热量贫煤。

煤的有害杂质硫分、磷分的含量均低，低灰高发热量，适用于工业动力用煤或民用煤。

（八）主要含水层

1、第四系松散层含水层

该区内出露均为新生界第四系砂质粘土，厚度4～10m，富水性弱，局部低洼处富水。

2、二叠系砂岩裂隙含水层

该区内地表无出露，仅采掘工程中见之。

厚度70m左右。

岩性组成主要由泥岩、砂岩、粉砂岩及煤层等，以泥岩为主，富水性及透水性相对都比较弱。

3、石炭系上统灰岩岩溶裂隙含水层

据区域地层特征石炭系上统共分三段，厚度一般70～80m，其富水性特征分述如下：

1）上段灰岩：

一般厚度15m左右，厚层状，中部夹薄层泥岩或泥质粉砂岩，顶部为中厚层状硅质岩，灰岩及硅质岩致密坚硬，岩溶及裂隙不甚发育，富水层弱。

2）中段：

一般厚度35m左右，主要由炭质泥岩、粉砂岩及细中粒砂岩组成。

岩石致密坚硬，裂隙不发育，富水性弱。

3）下段：

一般厚度30m，由灰岩、泥岩组成，以灰岩为主，岩石致密坚硬，岩溶及裂隙不发育，富水性弱。

（九）主要隔水层

本区主要隔水层为石炭系中统本溪组的铝土质泥岩，厚度5～20m，发育不连续，其隔水性较差。

各含水层之间都具有厚层泥岩和砂质泥岩相隔，岩浆岩在风化带以下岩性致密，具隔水作用，正常情况下各含水层之间水力联系较弱。

（十）矿井充水因素分析

该矿井范围内有一条季节性河流，加之煤层埋藏较浅，采空区有可能形成地面沉降，地面裂缝等因素而成为矿山的导水通道，使大气降水及地表水形成二1煤层的顶板充水。

因此，应按设计留足护河煤柱。

底板灰岩岩溶裂隙充水为本矿山的另一个主要充水因素。

预计矿井正常涌水量为500m3/h，最大涌水量为100m3/h。

（十一）矿床水文地质类型

综上所述，二1煤层顶板直接含水层为充水含水层，而主要充水源为第四系含水层孔隙水，矿井正常涌水在50m3/h左右，最大涌水量为100m3/h。

根据煤炭资源勘探规范，将水文地质类型划分为第三类第二亚类第二型，即以底板岩溶裂隙水充水为主的中等水文地质矿床类型。

三、工作面及周边水文地质情况：

由于我矿井是2006年经下庄煤矿、根河煤矿、老方矿三个小矿组合而成的，特别是在12轨道下山北部在1998年至2006年经过不同程度的回采，有采空区存在，所以矿井在掘进过程中可能会受老空水的影响，

四、探放水组织领导机构及岗位责任

组长：

负责矿井探放水领导工作，依据现场勘测情况，组织领导制定工作面探放水设计，详细布设工作面钻孔位置、钻孔个数、方位角度及深度，探水设备安装，探水钻孔、钻探相应的各项操作管理制度。

副组长：

负责探放水孔设计、编制安全技术措施、组织安全技术措施贯彻、领导探水队人员安装探水钻进行探水。

做到探水孔深度、角度、进度及工作面掘进进度班班填写记录，并每天报调度室、技术科、安检科。

组员：

负责工作面巷道安全支护，协助探水队进行探水工作。

保障探水工作的物资供应。

五、探放水设计及安全技术措施

（一）、工作面探水钻孔设计

1、钻机的选择

采用ZDY-550S型煤矿用坑道钻机，配套钻杆Φ50mm，钻进深度250m,电机功率22KW，钻机重量2000Kg。

2、钻孔的布置方式

掘进巷道迎头距底板1.5米处均布置3个长探钻孔且成扇形布置，1#钻孔布置在巷道中心线上，2#钻孔布置在靠近左帮距1#钻孔0.6米处，3#钻孔布置在靠近右帮距1#钻孔0.6米处。

1#钻孔平行巷道底板沿巷道中心线钻进，2#钻孔与巷道中心线成14°角沿左帮方向并与巷道底板平行钻进，3#钻孔与巷道中心线成14°角沿右帮方向并与巷道底板平行方向钻进；由于钻孔两帮局部区域不能很好的被探明，另布置两组短探钻孔，第一组分4#、5#、6#三个钻孔，距底板2.5米，距巷道中线1米，与巷道中线成38°角下俯15°方向钻进；第二组分7#、8#、9#三个钻孔，距底板0.8米，距巷道中线0.8米，钻孔与巷道中线成38°角且沿巷道底板方向钻进；另外在两帮每掘进1米布置上中下三个短探钻孔，上孔上仰18°，中孔上仰10°，下孔水平钻进；以上钻孔长探孔为45米，短探孔为10米；各钻孔布置方案见附后示意图。

掘进时严格按探水—掘进—再探水—再掘进规定，循环进行。

探45米允许掘进10米。

（二）、安钻探水前的技术要求：

1安钻地点与积水区间距小于探水规定的超前距，或有突水征兆时，应在采取加固措施（工作面密闭），另找安全地点探放水。

2钻窝应避免做在断层带或松软岩层内。

3钻机安装必须平稳牢固。

安好钻机接电时，要严格执行停送电制度。

4按预计流量修建排水沟，清理巷道并挂好风筒、电缆、管道等。

（三）、探水施工中的技术要求：

1钻进时应准确判别煤、岩层厚度并记录换层深度。

一般每钻进10m或更换钻具时，测量一次钻杆并核实孔深。

终孔前再复核一次，必须进行孔斜测量。

2钻进时，发现煤岩松软、片帮、来压或孔中的水压、水量突然增大，以及有顶钻等现象时，必须立即停钻，记录其孔深并同时将钻杆固定，但不得取出钻杆。

要立即向矿调度室汇报，及时采取措施，进行处理。

3钻进中发现有害气体喷出时，应立即停止钻进、切断电源，将人员撤到有新鲜风流的地点。

立即报告矿调度室，采取措施。

5在探水孔施工中，见到含水层、断层、陷落柱和积水区之前，应停止钻进，安好水门后再继续钻进。

6遇高压水顶钻杆时，可用立轴卡瓦和逆止阀交替控制钻杆，使其慢慢地顶出孔口，操作时禁止人员直对钻杆站立。

7必须做到交接班时不停钻。

8探放断层水的探水孔终孔后，孔内有水应进行放水试验。

孔内无水时应选择一个孔进行压水试验，检验断层隔水性能；压力一般应略大于断层所承受的静水压力。

（四）、放水的技术要求：

1钻孔探到水后，要观测水压、水质、水量和估计积水量或补给量。

根据矿井排水能力及水仓容量，控制放水孔的流量或调整排水能力，并清理水仓、水沟等。

2加强放水地点的通风，增加有害气体的观测次数。

3必须监视放水全过程，放水结束后，立即核算放水量与预计积水量的误差，查明原因。

（五）、安全技术措施

探水时的安全措施

1、在掘进过程中必须坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的探放水原则，进行必要认真的探放工作

2、工作面及其附近巷道的支护加强，并在工作面迎头打好坚固的立柱和栏板，预防压力水冲压巷壁及支护。

3、工作面要准备木塞，必要时堵孔。

4、在打钻地点或其附近必须安设专用电话。

5、探水前应清理巷道，安设好排水管路，准备好排水设备。

探水钻位于巷道低洼处时，配备与探放水量相适应的排水设备。

6、探水工作地点保证局扇正常通风，施工过程中不得停风，有可靠的风电闭锁装置，并设专人检查与突出的有害气体，防止瓦斯超限和工作人员中毒。

7、探水过程中要注意水情，如发现钻孔水量增大或探水钻进时推动手柄松动，为快透含水体的预兆，应立即停止作业，及时上报调度室。

8、探水前探水人员应了解撤出安全路线。

9、每班探水结束后，作业人员必须填写探放水联合验收签字表，有当班安全员负责验收。

10、探水时，必须派专职探水员亲自操作，严格按《操作规程》操作，另必须有专职安全员和瓦斯员参与，加强工作面安全管理及探水情况了解。

11、依照设计，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；

12、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，套管深度为10m。

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；

13、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。

14、探水钻使用注意事项：

（1）、当孔内有钻杆，除需要拧卸钻杆外，不允许马达发转。

（2）、不允许回转器后退到极限位置拧卸钻杆，必须保留10cm以上的后退余地，以便回转器在松扣时，能自动后退。

（3）、回转器在较后端有利于拧开钻杆（因为夹紧两根不绝对同心的钻杆会增加钻杆螺纹的阻力）。

（4）、钻机使用前，必须使用有检漏，漏电闭锁、短路、过负荷，断相远距离起动和停止钻机功能的综合保护装置，每班使用前进行一次跳闸实验。

（5）、在使用前必须检查电缆是否被损伤。

（6）、钻与钻架的支撑安装必须牢靠。

（7）、使用前应检查钻头是否锐利、硬度是否合格，只有达要求时方可钻进。

（8）严禁干打眼，严格执行先供水后开钻，先停钻后停水的方法。

（9）在钻孔中，若发生突然卡钻杆或钻杆弯曲，应立即松开离合器，撤退钻机，若遇局部硬岩层时，可操纵离合器缓慢推进。

（10）、应在钻杆推进终了前停电或迅速断开离合器，以免超过行程，损坏机件等。

（11）、发生下列情况者禁止使用：

①漏电保护失灵时。

②减速箱内声音不正常，如有碰击声等。

③电机运转声音不正常，如发生尖叫声等。

放水时的安全技措施

1、放水时要有专人监视观察水情，并携带报警仪，当出现有毒有害气体超限时，必须立即采取措施处理，并向矿调度室汇报。

2、放水人员填写好放水记录，记录内容有水量大小、本班抽水情况以及其他异常情况，并认真进行交接班，出班后填写记录，并向矿调度室汇报，便于矿领导分析水量情况。

3、放水过程中，出现钻孔堵水、水量变小等情况时，及时采取措施，将钻孔疏通，保证出水正常，采取措施后水仍然变小或部出水，重新钻孔进行放水，直至水流不出为止。

4、放水过程中，遇紧急情况，马上发出警报撤出受水威胁地点的人员。

5、瓦检员加强瓦斯检查，瓦斯超限时及时采取措施进行处理。

其他安全技术措施

1、坚持“安全第一、预防为主”的方针政策，坚持“有掘必探、先探后掘”的探水原则，认真落实探放水制度。

2、探水人员必须经过培训，考试合格，持证上岗。

3、在探水前必须先清理好临时小水仓，检查排水泵和备用泵（40m3/h两台）的运行情况，确保排水系统的可靠性。

4、所有参加该地点探放水的人员必须熟悉避灾路线，严格按岗位操作规程操作，清理好撤退路线，保证巷道畅通无阻，以便遇灾时人员能顺利撤离危险区。

5、在探水前必须对排水设备进行检查，水仓内的水必须排净，并对排水设备进行试运转，确认有足够的排水能力且运行可靠，具备探放水条件时，方可进行探放。

6、探水地点必须有直通地面调度室的专线电话，保持电话时刻畅通。

7、探放水人员必须在现场交接班，并设专人负责当班探放水工作，探水时由安全员及瓦检员现场监督，严禁弄虚作假。

8、在打钻过程中要加强通风管理，严禁风筒滞后于工作面，风筒末端距工作面不得大于5m。

9、严格记录签名制，探水孔打完后，探放水负责人必须如实汇报钻孔深度及角度，并如实填写记录不得弄虚作假，由当班安全员在现场监督落实。

10、施工单位在完成掘进距离后停掘时，必须将工作面5m以内的棚子加固，并将工作面前方煤壁打点柱加固，闭好、帮顶及煤壁。

11、在探水前，水仓把蓄水排空，并清理好水仓及水沟，准备200条编织袋、铁锨10把以备急用。

看泵工严禁脱离岗位，做到随时能正常进行排水，达到24小时设备处于完好状态。

12、在探放水时，与探放水无关的所有人员撤到探放水地点以外的安全地点。

严格控制超前距，探水孔深45m，允许掘进10m，必须保证留有30m的探水超前距离。

13、打钻前，必须将迎头用四根点柱打紧密闭，把两帮闭实。

以及将所需工具备齐，包括控水管、钻杆等工具。

14、打钻过程中，如发现钻孔有透水预兆时，要立即停止打钻，但不得拔出或晃动钻杆，在该钻孔附近重新开孔打钻，打钻前，首先下套管，套管外壁用好麻绳缠绕打紧，套管固定在点柱上，必须从套管中打钻，探出水时立即停止打钻，拔出钻杆并关闭控水管阀门，进行有控制的放水。

15、施工队在施工期间，若发现钻孔水量变大，有异味等情况时，要立即撤

出人员，上报调度室并采取措施进行处理。

16、探水时，必须保证探水地点及其它工作面的电话畅通，以便发现异常后

及时进行汇报，通知其他地点人员及时撤离。

17、探放水时必须在工作面钻探位置悬挂便携式瓦斯报警仪连续监测瓦斯，

并设专职安全员、瓦斯检查员，安全员和瓦斯检查员必须切实履行职责，若发现有透水预兆或钻孔有异常时，立即通知所有人员按避灾路线撤到安全地点，并立即向调度室汇报，采取措施进行处理。

18、打钻时如出现瓦斯涌出量过大、忽高忽低时必须停止打钻，汇报调度室

后采取措施，待瓦斯稳定后方可恢复施工。

探放水时安全员和瓦斯检查员必须对钻眼的深度、瓦斯情况进行监测，并做好详细纪录。

19、钻进时发现煤壁松软、片帮，挂红、挂汗、空气变冷、有臭味等异状时，

必须停止钻进，但不得拔出或摇动钻杆，立即向调度室汇报，撤出所有人员，并加固工作面的支护。

20、探放水时，必须探、放相结合，确保探放水的安全。

放水过程中，排水

沟要保证畅通，出现堵塞时要及时清理。

21、放水时安排专人观察放水情况，发现钻孔出现淤泥，堵塞钻孔，水量

减少或无水情况时，要提高警惕，防止假象。

放水时安全员要经常检查瓦斯浓度等有害气体的含量，出现异常情况要立即报告调度室，采取措施。

22、放水时所有受水威胁的区域人员要全部撤出。

探水时要严格按照设计要求进行，严禁随意更改设计。

23、长探空有探水队完成，负责人为探水队队长，短探孔有施工队完成，负责人为当班班长，且每班短探时必须有一名探水队员负责监督和协助施工队进行短探。

六、发生水灾事故时的避灾路线

1、发生水灾事故时，本着人往高处走，水往低处流的原则，从本人工作地点就近撤离危险区，主要从副斜井撤退，但不能向独头巷道内撤退；若发生被水封堵情况，应尽量选取制高点存身。

原地等待水退或救援。

2、12轨道下山：

工作面→12运输大巷→井底车场→地面

撤人安全路线的巷内，禁止堆积材料和其它杂物，并保证局扇正常通风。

附图：

会审签名

会审单位及人员签字：

矿长：

年月日

总工程师：

年月日

安全矿长：

年月日

生产矿长：

年月日

机电矿长：

年月日

安全副总：

年月日

生产副总：

年月日

通防副总：

年月日

技术副总：

年月日

安全检查科：

年月日

技术科：

年月日

通防科：

年月日

机电科：

年月日

调度室：

年月日

施工队：

年月日

会审意见

一、主要存在问题

二、处理意见

学习贯彻签名一览表

贯彻地点

主持人

学习时间

参加人数