3800运输顺槽工作面防治水专项设计.docx

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3800运输顺槽工作面防治水专项设计

山西阳城阳泰集团义城煤业有限公司

3800阶段运输巷防治水专项设计

一、防治水设计目的

根据矿井地质报告水文地质资料及该工作面水文条件及相邻工作面已探明水文地质情况，初步判定该工作面受水害威胁程度不大，所以本次编制防治水设计的目的主要是对工作面前方的地质构造、老空及周边矿井的采空区进行探查，保证做到心中有数。

并要通过探放水，对阶段巷布置提供可供参考的依据。

确保矿井安全生产。

二、编制依据

1、《煤矿安全规程》2011版

2、《山西阳城泰晟煤业有限公司资源整合矿井地质报告》晋城市煤田地质队二OO七年一月

3、3800阶段运输巷掘进工作面地质条件

三、防治水的原则

坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘，先治后采的原则，采取防、堵、疏、排、截的综合治理措施。

四、地质水文情况

1、矿区主要含水层

（1）第四系松散沉积物孔隙潜水含水层

该含水层主要为第四系松散沉积物，岩性为砂质粘土夹砂、砾石，据水文地质调查；其含水层埋藏较浅，渗透性强，富水性较差，受季节变化影响较大。

因煤矿开采，该含水层处于疏干～半疏干状况。

（2）二叠系碎屑岩类裂隙岩溶含水层

该含水岩组主要指上下石盒子组及山西组，含水层主要为K9、K8、K7等砂岩，其中除K9砂岩含水层因距煤层较远，与煤层之间又有厚层的泥岩及砂质岩隔水层，对煤层的开采影响较小外，其余两层砂岩含水层均对3号煤的开采有不同程度的影响。

据邻区钻孔抽水实验结果，山西组含水层单位涌水量q=0.0246l/s.m，渗透系数k=0.118m/d。

（3）石炭系上统太原组灰岩及砂岩岩溶裂隙含水层

太原组K5灰岩与K4、K3、K2灰岩及灰岩间15号煤顶板厚层中粒砂岩即属该类含水层。

其中较有影响的是K4、K3、K2三层灰岩含水层。

区内K4、K3、K2三层灰岩连续性较好，K4灰岩平均厚0.68m，K3灰岩平均厚2.23m，K2灰岩平均厚8.26m。

调查K2灰岩泉流量0.22L/s，为弱含水层。

据邻区抽水资料表明，三层灰岩透水性差，富水性较弱且不均匀，该类水受煤系地层影响，水质较差，水中SO42-、总硬度等组份含量明显偏高，水质类型属HCO3•SO4或SO4•HCO3-Ca•Mg型水。

另据邻区钻孔抽水实验结果，3号煤层到9号煤层底含水层单位涌水量q=0.0382l/s.m，渗透系数k=0.11m/d，9号煤层到15号煤层底含水层单位涌水量q=0.0213l/s.m，渗透系数k=0.705m/d。

（4）奥陶系中统碳酸盐岩溶裂隙含水岩组

赋存于奥陶系石灰岩中，充水带泉水流量0.22L/s，属承压水类型，含水层厚度大，分布较稳定，富水性较强。

深部岩溶水依区域水文资料推测，其地下水静水位标高在485～486m之间。

水质良好，单位涌水量为1.112～20.05L/S•m。

水化学类型为HCO3-Ca•Mg型，矿化度0.28～0.9g/L。

2、主要隔水层情况

（1）石炭系、二叠系含水层层间泥岩类隔水层

主要岩性为泥岩、粉砂质泥岩、单层厚度不等，呈层状分布于风化带以下的砂岩及灰岩含水层之间，隔断了含水层之间的水力联系，但采煤矿坑顶板冒落带内的泥岩将逐步减弱或失去其隔水性能。

（2）本溪组及太原组底部泥岩类隔水层

位于15号煤下，岩性以泥岩、粉砂质泥岩及铝土质泥岩为主，平均厚度17.10m左右，在煤系地层与奥灰岩之间起到良好的隔水作用。

3、工作面水文地质条件

3800阶段运输巷掘进工作面垂直于三级皮带巷。

根据矿井地质条件及3802回风顺槽掘进初步判定，该工作面为近水平煤层，倾角1o-5o，根据我公司已有井上下地质对照图判定，该工作面地表为坡地、山坡，只有在地表降水时存在少量积水，且积水均能沿已有的山沟排出，地表无水池、河流等水体。

五、巷道开拓、施工次序、规格和支护方式简况

3800阶段运输巷采用单巷掘进，从3800阶段运输巷掌头处沿方位角180°掘进360米，每掘进100米。

沿方位角270°掘20米与3800阶段回风巷贯通，形成通风系统。

施工顺序：

交接班→瓦斯检查→安全检查→延伸皮带→割煤并出煤（备料）→敲邦问顶找掉危岩→临时支护→永久支护→清煤→检查验收。

3800阶段运输巷断面为矩形，毛断面为：

宽×高＝4.2×3.2米,净断面为：

宽×高＝3.8×3.0米。

巷道支护采用树脂加长锚固组合锚杆支护，锚索补强。

在割煤完毕后要及时上临时支护。

六、探放水方法

根据矿井水文地质条件及该工作面相邻工作地质条件判定，该工作面不存在顶底板突水危险，结合本次探放水目的，即探明煤（岩）层涌水、采空区、地质构造、空区积水、周边矿井采掘情况、前方煤体瓦斯涌出情况等，结合该工作面掘进距离及我公司现探放水设备的技术参数，决定采用边掘边探、超前钻探的方法进行探放水。

通过探放水钻孔确定前方无任何异常情况时，方可向前掘进。

七、钻机及附属设备

根据上级有关规定，探放水的距离应不小于200米，结合我公司现有设备情况，决定采用ZY—2300型全液压坑道钻机进行探放水，钻机具体参数见下表：

钻机型号

ZY—2300

额定起拔力

80kN

额定钻孔深度

300m

推进速度

0—1.5m/min

钻杆直径

63mm

电机功率

37KW

额定扭矩

2300/1000N.m

钻孔倾角

-900—900

额定推进力

110kN

质量

1435

钻进过程中采用专用钻杆进行钻进，开孔孔径94mm，终孔孔径94mm，钻杆长度为800mm，钻头采用专用钻进钻头，相关水接头的压力应不小于2Mpa。

辅助探水设备采用MQS-50/1.8气动手持式帮锚杆钻机。

采用气动钻机专用钻杆和接头，开孔孔径20mm，终孔孔径20mm，钻杆长度为1m。

八、钻孔布置

结合上述情况，经我公司组织相关技术人员进行讨论，决定在该工作面布置钻孔三个，分别为：

在巷道中部布置钻孔1，倾角与巷道底板成00角、水平角与掘进头煤壁成900角向西钻孔；钻孔2位于巷道左帮，距钻孔1及巷道左帮的距离均为1米，倾角与巷道底板成15″—10角、水平角与掘进头煤壁成80—820角向西钻孔；钻孔3位于巷道右帮，距钻孔1及巷道右帮的距离均为1米，倾角与巷道底板成-1—-20角、水平角与掘进头煤壁成80—820角向西钻孔；三个钻孔的距离在无异常情况时，钻孔１的钻进距离不得小于200米，钻孔２和钻孔３的钻进距离不得小于204米。

允许掘进距离为140米，超前距不得小于60米。

经计算，钻孔2、3在钻进200米后与巷道中心线的距离为35米左右，为确保巷道在钻孔辐射范围内，所以我公司决定每掘进30米重新布置钻孔1、2、3的补充钻孔，补充钻孔1在巷道中部布置钻孔，倾角与巷道底板成00角、水平角与掘进头煤壁成900角向西钻孔，距离不得小于60米，允许掘进距离为30米，超前距不得小于30米。

钻孔2位于巷道左帮，距巷道左帮及巷道中心线的距离均为1米，倾角与巷道底板成2—40角、水平角与掘进头煤壁成80—820角向西钻孔，距离不得小于62米，允许掘进距离为30米，超前距不得小于30米。

钻孔3位于巷道右帮，距巷道中心线及巷道右帮的距离均为1米，倾角与巷道底板成-2—-40角、水平角与掘进头煤壁成80—820角向西钻孔，距离不得小于62米，允许掘进距离为30米，超前距不得小于30米。

（钻孔具体布置方式见附图。

）

在巷道掘进开工前必须首先进行钻探，并在掘进至规定的超前距时及按规定进行钻孔及补充钻孔，并在钻孔位置做好标记。

九、钻孔施工

1、打钻工应经专门培训，并考核合格后方可上岗。

2、打钻工必须掌握钻机的操作要领和维护保养等知识。

3、下井前根据工作安排，准备、检查、带足本班所需的工具、材料等。

4、装运钻机时应注意以下问题

（1）、装运钻机前要进行检查，钻机各部件要齐全，电机必须防爆，电压应与电源相符，电缆无漏电现象，钻杆、钻具等应无损坏现象；

（2）、钻机采用装车运输或人工运输，运输过程中要捆绑牢固。

防止损坏碰坏钻杆、钻机等。

（3）装运不允许进脏物的部件时，要封堵好。

5、安装钻机时应注意以下问题

（1）、钻眼地点应支护良好，无片帮冒顶隐患。

（2）、钻眼地点底板应平整。

钻机应按本设计所规定角度向内钻眼。

保证探眼起到效果。

（3）、钻机的各机械转动部分要安装防护栏、保护罩。

（4）、机电科派专人负责探放水设备的防爆检查和接火工作。

（5）、加强探放水巷道和钻孔附近的支护，在打钻地点设置电话。

6、钻孔时要严格按照探放水设计标定的孔位及施工措施中规定的方位、角度、孔深等进行施工，不经测量人员同意不得擅自改动。

7、安装钻杆时应注意以下问题

（1）、先检查钻杆，应不堵塞、不弯曲；不合格的不得使用。

（2）、连接钻杆时连接处避免歪斜。

（3）、装卸钻头时，应严防管钳夹伤硬质合金片、夹扁钻头和钻杆；

（4）、安装钻杆时，必须在安完第一根后，再安第二根。

8、钻进过程中应注意钻机稳定并不混动,要保证所探眼角度与设计角度相同,各操作人员应相互配合,注意安全,如遇异常情况按及时进行处理。

9、提出钻具时的注意事项如下：

（1）、提钻前，要丈量机上余尺。

按规定进行操作，确保安全。

（2）、在提钻过程中，打钻工必须与其他工紧密配合，操作要轻而稳，不得猛提，不得超负荷作业，不得用手去摸正在转动的钻杆。

其他工作人员必须站在钻具起落范围以外；

（3）、提出的钻杆必须摆放整齐。

10、启动时，注意力要集中，要求手不离按钮、眼不离钻机，动作要准确、及时、迅速。

11、经常检查钻机的整体性能和有关附件的完好性，发现异常及时修理。

12、所有罩子和防尘盖要保持完整和齐全，钻杆连接部分、各种接头应经常用刷子清扫。

13、钻机搬迁时，应按运输要求进行搬迁，防止碰坏钻机。

14、下班前应将本班工作情况及各种数据，如钻孔角度、钻孔深度等，全面准确地记录下来。

15、严格执行现场交接班制度，按规定填写各种报表并记录。

并向下一班说明本班探眼情况。

十、劳动组织

探放水工作应在探放水领导组的领导下进行，根据掘进工作面掘进进度，调度室要每班向生技科汇报掘进进尺，生技科根据掘进进度及时掌握探放水剩余超前距及掘进过程中出现的异常情况，向通风科及调度室下达探放水作业命令单，调度室要及时停止需进行探放水地点的作业，由通风科长对探放水工作进行布置，抽放探放水钻孔组组长负责探放水钻孔的实施工作，每班应配备一名探放水现场负责人，并配备一名瓦斯员负责现场的瓦斯检查工作。

每班的跟班矿长要对探放水的安全情况负全责，及时检查探放水作业现场的安全，在确保安全的情况下进行作业。

每班探放水结束后不得拔出钻杆，必须由跟班矿长在现场进行验收方可起拔钻杆。

（该工作面探放水领导组及组织机构后附）

探放水工作结束后，现场作业班组长要及时填写现场牌板及报表，并在班后到通风科填写探放水记录表，并由探放水技术员对每天探放水情况进行汇总后报相关科室和领导。

探放水劳力组织表

作业班次

一班

二班

备注

班组长

1

1

瓦斯员

1

1

施工人员

2

2

十一、专项安全技术措施

1、工作面掘进工作进行前，必须制定专门的探放水设计，生技部门必须提供关于工作面的水文地质情况，搜集调查和核对该工作面外围正在开采和采空的废弃的老窑等情况。

对本工作面周边地质积水等情况做到心中有数。

2、探放水工作必须严格按探放水设计进行施工，确保钻孔角度和长度符合规定，探放水钻进工作由当班跟班矿长进行验收，并在相关牌板和报表上签字。

如出现角度长度与设计偏差较大时，必须重新进行钻孔，确保符合要求。

为我公司采掘安排提供可靠的参考信息。

3、探放水工作进行过程中，必须严格按有关操作规程进行作业，确保操作符合规定。

4、探放水现场的安全工作由当班跟班矿长负全责，当班现场的班组长负责现场的安全管理工作，必须事先组织当班人员开好班前会，在作业前对作业现场的安全情况进行检查，确保无任何隐患时方可开始作业。

5、钻孔过程中在作业现场配备瓦斯员，瓦斯员携带高低倍瓦斯器各一台，施工过程中每班不少于三次检查作业现场瓦斯浓度，钻孔结束后使用高倍瓦斯器对钻孔瓦斯浓度进行检查；并在现场设置便携式瓦斯检测仪，悬挂在距掘进头不大于5米且在风筒出风口至掘进头之间，并且要悬挂在风筒的另一侧，距巷帮距离大于20CM，距巷道顶帮（梁）的距离小于30CM。

并要同工作面的甲烷传感器数据进行对照。

如作业现场瓦斯浓度超过1%时，必须停止工作，采取措施进行处理后方可再行作业，如瓦斯浓度超过1.5%时，必须停止一切工作，切断电源，撤出人员，向矿调度室和有关领导汇报，制定专门的安全措施进行处理。

6、钻进时要根据回水量等判断前方地质构造情况，如前方遇构造时要停止钻进，并记录准确的钻进米数，并及时向当班跟班矿长进行汇报，由跟班矿长向上逐级汇报，并决定是否继续钻进，必要时要制定专项安全措施。

7、钻孔透采空区发现不明气体喷出时，要停钻加强通风，不得拔出钻杆。

如钻杆拔出后发现孔内异常，应立即用黄泥封孔，然后立即撤出人员，同时向矿调度室和有关领导汇报，制定专门的安全措施进行处理。

8、在安装探水钻探水前必须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；具体操作方法为：

在工作面掘进头最前部支设两根立柱，预先留出钻孔钻进的地方，将掘进头煤帮和立柱间用背板井字型背紧背实，防止煤壁片帮伤人；

9、进行探放水作业前要事先清理巷道，挖好排水沟，在打钻地点附近安设专用电话；在作业现场安装BQW5-50-5.5型污水泵1台，确保作业现场出现水害危险时能及时排除工作面积水。

本工作面探放水过程中的排水路线为：

临时排水点→3800阶段巷→三级皮带巷→三级轨道巷→二级轨道巷→一级轨道巷→水仓→主、副水泵排出地面。

10、探放过程中的避灾路线为：

顶板水灾：

工作面→3800阶段巷→三级回风巷→二级回风巷→总回风巷→回风立井→地面。

瓦斯火灾：

工作面→3800阶段巷→三级轨道巷（三级皮带巷）→二级轨道巷（二级皮带巷）→一级轨道巷（一级皮带巷）→副井（主井）→地面。

11、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，以及有顶钻等异常情况时，必须停止钻进，但不能拔出钻杆，现场负责人应立即向调度室报告，并派人监测水情，如发现危险时必须立即撤出所有受水害威胁地区的人员，然后制定专门的安全措施进行处理。

12、出现瓦斯急剧增大、顶钻杆等现象时，要及时撤出人员、切断电源，并制定专门的安全措施进行处理。

13、在现场要采取防止煤与瓦斯突出事故的措施：

①钻工必须是经专门培训的人员，掌握煤与瓦斯突出预兆，并随身携带隔离式自救器，发现突出预兆或其它异常情况时应立即撤离，同时及时向调度室汇报情况，由调度室通知井下各地点作业人员撤离。

②钻机与孔口之间必须安设防护挡板，防护挡板可采用木质结构，其规格是：

1200mm×1200mm×50mm。

中间要预留φ100mm的小孔供钻孔用，防护挡板必须牢固可靠，要固定在掘进头用于防止片帮的井字背板与煤壁之间，保证其安全有效，防止孔内喷（突）出的煤岩粉打伤人员。

③施工人员要避免所在位置与孔口成一条直线，应偏开一定角度和距离。

14、施工过程中不得随意敲击钻机及其它铁器，如果必须使用金属敲击，必须垫木板或使用专用铜制工具进行敲击。

15、每次钻进结束后及工作面掘进过程中每次放炮前必须对探放水钻孔用黄泥进行封孔，并保证封孔长度不小于2米，且探放水眼不得做为炮眼使用，如放炮钻眼过程中与探放水孔钻透，必须对钻孔进行报废封闭。

如采用掘进机进行掘进的工作面，在掘进机进行一个新的断面作业前必须用黄泥对探放水孔进行封孔，且封孔的长度不得小于掘进机掘进进度的2倍。

16、探放老空水前必须首先分析查明老空水体的空间位置，可能的积水量和水压，对上山切眼掘进临近上平巷老空区，平巷掘进相遇或跨越废弃水的上下山（斜井，暗井）时，在设计中要明确规定只准用钻机探放水，探放水钻孔必须到位，必须打中老空水体，并要坚持放水全过程，核对放水量，直至老空积水放完为止，钻孔接近老空区预计可能有瓦斯或其它有害气体涌出时，必须派有经验的瓦斯员或技术人员在场值班，检查空气成分，如瓦斯或其它有害气体超过煤矿安全规程及其它有关规定时，必须停止打钻，切断电源，撤出人员并报告调度室采取措施进行处理。

17、排水过程中，如有被水所封堵的瓦斯或其它有害气体突然涌出的可能，必须制定安全措施，报矿总工程师批准。

18、探放水要严格遵守《煤矿安全规程》和本矿有关的探放水规定，确保安全。

19、本安全措施做为3800阶段运输掘进工作面探放水设计的专项安全技术措施，必须经相关人员会审签字并贯彻到施工人员后方可执行。