首采工作面探放水作业规程Word文件下载.docx

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井田地处河东煤田北东部边缘，地面多为新生界黄土及红土覆盖，构成以黄土梁、峁为主属黄土丘陵地貌，井田东部局部有基岩出露，西部地表大面积黄土覆盖，地面植被稀少。

最高点位于井田南部，标高1200.0m，最低点位于井田东部沟谷中，标高约997.6m，相对高差200m，地形整体中部高，四周低。

井田内水系属黄河流域，井田内沟谷发育，有多条东西向的沟谷，均属季节性流水，通过蛇窝沟、郝家沟汇入黄河。

据河曲县水文站资料，黄河最大流量8000m3/s,最小流量50m3/s，河床坡降为万分之七。

本矿工业场地蛇窝沟历史最高洪水位标高为990m，最高洪水位设计标高加安全高度1.0m（山区）为995m。

本区属大陆性气候，温凉干燥，四季分明，冬季少雪，春季干燥多风，夏季雨量集中，秋季短促凉爽。

据统计，年均气温8.8℃，冬季最低气温在一月份，平均气温为-9.4℃，极端最低气温为-26.9℃（1977、1980年）；

夏季最高气温在七月份，夏季平均气温为23.9℃，极端最高气温为38.4℃；

年降水量211.4-715.3mm，年平均蒸发量1805.7mm，蒸发量一般是降水量的4倍左右，冻土层最大深度为1.5m。

本区自然灾害主要有冰雹、暴雨等。

本区属鄂尔多斯盆地东部边缘，大地构造单元处于相对稳定区。

根据《中国地震动参数区划图》（GB18306－2001），本区地震动峰值加速度分区为0.05g，地震基本烈度值为Ⅵ。

二、含水层组的划分及水文地质特征

含水层组的是以地下水、含水介质及其赋存特征和水动力条件来划分的。

1．井田水文地质概况

井田为中低山黄土丘陵区，大部分面积被第四系上更新统地层覆盖，石炭系地层仅在切割较深的沟谷中有出露。

井田内沟谷发育，无长年性河流，较大沟谷雨季有洪水排泄。

本矿主、副平峒井口标高分别为998.87m、999.87m,风井井口标高为1015.91m,工业场地标高为992m，蛇窝沟历史最高洪水位标高为990m。

矿坑水的PH值为7～9。

2．含水层

井田内的含水层主要有:

1）.奥陶系中统马家沟组岩溶裂隙含水岩组（O2m）

本井田位于天桥岩溶水泉域的径流区，该含水层含水丰富。

本井田东部500m处有一水源井，该井孔口标高1125.49m，奥灰水静水位埋深263m，奥灰水水位标高为862.49m。

2）.石炭系太原组裂隙含水岩组（C3t）

本组仅在井田东部沟内有出露，含水层主要是砂岩裂隙，根据钻孔揭露，井田内太原组灰岩岩溶裂隙不发育，中细粒砂岩含水层裂隙亦不发育，根据井巷揭露情况看，该组含水层裂隙不发育，仅有局部淋水，水量很小，只够供降尘用水，无需排水。

3）.二叠系山西组裂隙含水岩组（P1s）

山西组地层在井田内无出露，从井田中部向南该组地层逐渐增厚，含水厚度也随之而变化，含水层以中粗粒砂岩为主，裂隙较发育，属弱富水含水层，单井出水量一般10～50m3/d，局部可达100m3/d，水质类型为HCO3-Na.Ca.Mg型，矿化度0.35g/L。

4）.第四系上更新统、全新统孔隙含水层（Q）

本组地层分布在井田大部地区，含水层以粉细砂以及黄土裂隙为主，由于地层切割强烈，大多透水而不含水，局部可形成上层滞水，水质较好，但水量很小。

3．隔水层

石炭系中统本溪组为一套以泥岩、粘土岩、铁铝岩为主的地层，夹簿层灰岩和砂岩，砂岩一般为泥质胶结，隔水性很好。

13#煤层底板到本溪组顶部也是以粘土岩为主，其中粘土岩占地层厚度的80%以上，该段地层是煤层和奥陶系之间很重要的隔水层。

4．补、排、径条件

奥陶系岩溶水的补给主要是基岩裸露区大气降水和地表水的渗入补给。

根据现有资料，河曲县龙口泉的出露标高为866m，磁窑沟煤矿水井水位标高为862m，保德县天桥泉水出露标高约830m，井田内奥灰水属区域岩溶水径流区，岩溶水由东向西方向运移，最终排向保德县天桥黄河峡谷中。

根据山西省地勘局一勘院近年来在龙口水源地工作获得资料分析，岩溶水水位变化与当年降雨量关系甚微，而与前一年降雨量关系密切，1～3月份是岩溶水高水位期，4～6月份呈等速下降趋势，7～12月份处于低水位状态，年变幅1.44m，滞后补给6个月左右。

石炭系和二叠系的砂岩裂隙水，在接受大气降水和季节性河流以及上覆含水层的渗入补给后，顺岩层倾斜方向运移，上部含水层在沟谷中以侵蚀下降泉的形式排泄，下部含水层顺层向西排出井田外。

现采煤矿的矿坑排水和民井开采是其主要的排泄方式。

5、矿床充水因素分析

1）.大气降水

井田内无长年性河流，均属季节性流水，其对地下水的补给也是季节性的短期补给，并且石炭二叠系地层渗透能力弱，一般情况下补给量不大。

区内地形起伏明显，植被稀少，大气降水能急速排向东部沟谷中，排入黄河，正常情况下地表水对矿井没有大的影响。

2）.裂隙水

本区的涌水主要来自顶板的渗入，大气降水渗入是矿坑充水的主要补给来源，充水程度与降水量有关，且呈季节性变化。

矿坑水主要来源13#煤层以上各含水层的砂岩裂隙水，其水量小，含水层富水性弱。

一般不会影响煤层开采。

3）.奥灰水

本井田东部500m处有一水源井，该井孔口标高1125.49m，奥灰水静水位埋深263m，奥灰水水位标高为862.49m，按3‰的水力坡度推算，本井田奥灰水位标高在853.49～862.49m之间。

本井田13#煤层最低底板标高为800m，奥灰水对井田内西部13#煤层开采有一定影响。

三、矿井充水条件

区内主要含水岩组，含水层以石灰岩裂隙、溶隙、溶孔为主。

该含水岩组主要分布在区域东部，平面上呈南北向条带展布，至本井田东界以西的区域为埋藏型。

该含水岩组富水性受岩性，构造和地形的影响，大部分地区属中等富水或富水区，单井涌水量小于1000～5000m3/d,在构造破碎带和排泄区为极富水地段，单井涌水量可达10000m3/d。

区域水位标高在830～870m之间，在河曲县龙口和保德县天桥两个排泄区有泉水（出露标高分别为866m～830m）出露，水质类型以HCO3-Ca.Mg型为主，矿化度多小于0.5g/L。

1、主要隔水层

（1）井田内主要隔水层为本溪组泥岩、铝土质泥岩、砂质泥岩。

该层厚度层位稳定，是含煤地层与奥陶系灰岩之间的重要隔水层，厚度约9.35～28.00m。

（2）第三系上新统（N2）厚度0～80.31米，其中有2～3层钙质结核，含少量上层滞水，旱季不含水，为稳定的隔水层。

2、地下水动态变化

井田内奥灰水属区域岩溶水径流区，岩溶水由东向西方向运移，最终排向保德县天桥黄河峡谷中。

3、采空区积水对开采的影响

本井田13号煤层沿煤层露头已形成面积68260m2采空区，其中部分地段有积水存在，推测积水量约1000m3；

井田内11号煤层以往没有开采，无采空区及老窑，建议矿方在生产过程中注意13号采空区积水对生产的影响，确保安全生产。

13号煤层老顶为中细砂岩，抗压强度为平均30.7Mpa，地层倾角3～5°

，顶板管理方法为全部陷落法，采用如下公式计算其开采后形成的冒落带及导水裂隙带：

H冒=4M

H导=100M/（3.3n+3.8）+5.1

式中：

H冒、H导－冒落带或导水裂隙带的高度，m

M－煤层累计采厚，（m），取11.89m.

n－分层开采的层数，取2

利用上式可得：

H冒=4×

11.89=47.56（m）

H导=100×

11.89/（3.3×

2+3.8）+5.1=119.42（m）

由上式计算并分析可得：

13号煤层采空以后其冒落带的高度为47.56m,导水裂隙带的高度为119.42m，其冒落带及导水裂隙带的高度大于11、13号煤层间距12.94m，在开采13号煤层时，11号煤层采空区积水对13号煤层开采有影响。

因此在今后生产中在开采13号煤层时应先疏干11号煤层采空区积水，以防采空区积水对生产造成影响。

4、钻孔不良封孔

井田内以往无钻孔，本次工作在井田内共施工4个钻孔，均采用全孔水泥封孔，但没有进行取芯检验封孔情况，故在生产过程中在开拓至钻孔附近时，应注意涌水情况，若发现异常，应留设防水煤柱或进行超前探放。

综上所述：

11号煤层水文地质条件为中等，13号煤层水文地质条件为中等。

5、水文地质类型

本矿井11#煤层水文地质条件属简单类型，13#煤层水文质条件属于中等类型。

6、矿井充水因素分析

13#煤层最低底板标高800m，煤层下部处于承压开采状态，现利用奥灰岩溶裂隙水突水系数来计算奥灰岩溶水对开采13#煤层的影响程度，采用公式

其中：

TS—突水系数（MPa/m）

P—隔水层承受的静水压力（MPa）

M—底板隔水层有效厚度（m），取45m。

Cp—采矿对底板隔水层的扰动破坏厚度（m）,取经验值16m。

开采13#煤层，其本溪组与奥灰界面承受的静水压力分别为：

P=853.49-800+45=98.49（m水柱）

利用公式计算突水系数为

TS=98.49×

9.8×

10-3/（45-16）=0.0508（MPa/m）

经计算，13#煤层突水系数TS=0.0508Mpa/m，所以奥灰水对13#煤层的开采影响不大。

11#煤层最低底板标高825m，奥灰水对11#煤层的开采影响不大。

煤层带压开采危安区划分如下：

TS＞0.15为不安全区，TS=0.06～0.15为过渡区，TS＜0.06为安全区。

13#煤层突水系数小于0.06，所以本井田煤层处于安全区，奥灰水对煤层开采正常情况无影响。

但由于本井田有断层存在，所以在采掘过程中，必须采取必要的措施，给断层留设足够的防水煤柱，并按“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则进行生产以防造成突水事故。

四、矿井涌水量预算

据原生产矿井实际观察（生产规模为0.21Mt/a），矿井枯水期涌水量为280m3/d，平水期涌水量为350m3/d，丰水期最大涌水量为800m3/d。

采用富水系数比拟法，预计矿井生产能力达0.9Mt/a时矿井正常涌水量及最大涌水量：

富水系数

K－富水系数

　　　Q－单位时间内从矿井内排出水量（m3）

P－单位时间内煤炭开采量（t）

可得

年产0.9Mt/a时矿井正常涌水量及最大涌水量为：

Q正常＝K×

P＝0.550×

（900000÷

330÷

24）＝62.50m3/h

Q最大＝K×

P＝1.257×

24）＝142.84m3/h

故该矿年产0.9Mt/a时正常涌水量及最大涌水量分别为62.50m3/h、142.84m3/h。

五、矿井水害防治

该矿自开采以来，虽未发生过大的水害，但仍不能放松对水害的防治工作。

具体应做到：

1.该矿为近水平煤层，在断裂构造部位和隔水层变薄区（或缺失区），应预留防水煤柱或进行超前探水，防止突水事故的发生。

2.井下采掘至井田边界时，应预留井田保安煤柱，以防突水灾害发生。

3.井下采掘至钻孔附近时，应注意涌水情况，若发现异常，应留设防水煤柱或进行超前探放，以防突水灾害发生。

4.井下巷道沿煤层布置，受煤层起伏影响较大，巷道中可能发生积水现象，在矿井生产期间应根据实际情况，在巷道适当位置设置水窝，由小水泵将积水排出，确保井下巷道畅通。

5.定期清理水仓、水沟。

6.雨季来临前要及时清理地面防洪沟渠，做好地面塌陷坑、裂隙等填埋工作，并用粘土夯实高出地表，防止洪水危害矿井。

7.随时踏勘地表是否有新的裂缝存在，并及时给予填堵。

8.对有潜在危险的地段，应做到有掘必探，先探后采。

9．应对采空区积水情况做进一步的勘查工作，探明积水情况，采用抽排设施排出采空区积水，消除安全生产隐患。

另外，在开采时，若采掘工作面出现滴（出）水量增加等现象时，应采取超前探水等预防性措施，发现透水预兆、瓦斯含量及有害气体浓度增加，及时采取措施处理，避免发生重大事故。

六、编制说明

水灾是煤矿的重大灾害之一，依据《煤矿安全规程》的有关规定，煤矿井下必须做好探放水工作，采掘工作面必须坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的探放水规定。

探放水之前必须编制探放水设计，并且必须按照设计的要求施工作业。

我矿首采工作面是一个水文地质条件比较简单的矿井，其井下主要的涌水来源是：

井下煤（岩）裂隙含水，含水层弱，含水量较少。

首采工作面虽然不存在水害的威胁，但为了不影响工作面的正常生产，须提前探放，现依据有关规定编制探放水设计。

首采工作面采用悬移支架水平分段放顶煤采煤法进行采煤，南北巷布置。

煤层方位角77°

，煤层倾角-2～-6°

，煤层厚度平均2.9m。

煤层区域段有裂隙带赋存，含矸3层，结构简单。

11#煤层涌水来源为煤岩裂隙含水，含水层弱，水量一般；

整条巷道正常涌水量：

2m3/h，最大涌水量为7m3/h。

井下探放水原则

根据矿井的具体条件，遇到下列情况之一时，必须探水：

（1）接近不明井巷、老空时；

（2）接近含水层、导水层和裂隙带等时；

（3）接近未封闭、可能突水的钻孔时；

（4）采动影响范围内有隔水岩柱厚度不清时；

（5）接近水文地质条件复杂地段、情况不明时；

采、掘工程接近其它可能突水地段时。

七、探放水设计

目前我矿已进入矿建二期工程，随着首采工作面的即将开展，根据“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的探放水原则，采用ZLT—350型坑道钻机，立轴扭矩350N—m，立轴通径Φ45mm，无缝探水钻杆为Φ45mm。

因本首采工作面长820米，宽160米。

根据首采工作面放水要求，

将在距离首采工作面以西60米处开始布置第一组探放水钻水孔，分别在煤

层中、顶、底板处，钻场间距为30米，安全距离为30m。

方案一:

将在60米、90米、120米……以此类推进行探放水，探水钻孔沿巷道纵向及横向呈扇形布置：

每组3个孔，分别为k1、k2、k3。

首先探放K2孔，其次K1、K3孔，其中：

k2探水眼位于煤壁前方，方位角77°

，倾角+2度，设计孔深120米，k1探水眼位于煤壁前方，方位角55°

，倾角45度，设计孔深25米，钻至岩层含水层以达到放水目的，k5探水眼位于煤壁（右）帮，方位角99度，倾角45°

设计孔深25米。

钻至岩层含水层以达到放水目的。

届时将根据每组的实际放水效果进行适当的调整钻探间距，钻探深度。

附图：

钻孔布置图

八、钻探工具

1、ZLJ—350坑道钻机，钻进进尺为200m；

2、45型钻杆；

3、75型钻头；

4、斜上山钻孔机（配套钻杆和钻头）；

5、配电设备。

九、劳动组织

1、实行“三八制”作业；

2、现场负责人：

张德有

3、施工人员：

部分生产人员，当班安全员及瓦斯检查员。

7、钻孔施工顺序为：

先施工k2孔，然后施工k4、k5孔。

十、探放水安全技术措施

（一）探水主要安全技术措施

1、巷道在掘进中，必须坚持“有掘必探、先探后掘”的防治水原则，

2、探水前，必须加强探水附近巷道的支架，背好顶、帮，工作面打上坚固的顶柱，以防高压水冲跨煤（岩）壁和支架。

3、施工前，电工必须对钻机检查维修，保证钻机完好，设备不失爆，将钻机运到位，接好钻机后，并做到风电闭锁。

4、风筒必须接至打钻地点，并保证足够的风量，保证巷道的正常通风，打钻时，必须有专职瓦检员检查瓦斯，保证施工地点及打钻过程中瓦斯浓度都不得大于1.0%，否则停止作业，采取措施处理，正常后方可正常作业。

5、打钻前要清理好巷道、水沟，并在附近安装直通调度室电话。

6、打钻时，班组长必须携带便携式报警仪，并悬挂在钻机上方，加强对瓦斯的检查，严禁瓦斯超限作业。

7、开始打钻时，严格按给定的参数进行开孔，保证钻孔符合施工要求。

8、打钻时，要先给钻机上水，钻孔中水流出后，在进行开钻，严禁干打眼。

9、开钻后，要做好钻孔施工记录，施工记录包括深度、岩性、见煤位置、煤层厚度、见水深度、水量、瓦斯涌出量等，并填好记录。

10、钻孔当班一次不能施工结束，必须将钻杆全部退出，防止卡钻。

11、一个钻孔施工结束，无水涌出时，必须用黄泥将眼口封堵，防止瓦斯涌出造成瓦斯积聚或超限。

12、探水时，如遇到钻孔水压、水量突然增大，应立即停止探水，固定钻杆，严禁移动钻机或拔出钻杆。

13、探水眼深度不到5m即穿透积水区时，所有受水威胁地区人员全部撤出，并汇报矿调度室，等待指示后行动。

14、出现透水预兆时，必须立即撤出受水地区人员，并向上汇报，采取措施处理，透水预兆有：

（1）工作面温度降低，人感觉发凉；

（2）空气潮湿，湿度增大；

（3）煤壁出现“挂红”（水锈）、“挂汗”（渗水）现象；

（4）前方听见“嘶、嘶”的水叫等声音；

（5）工作面压力增大，支架变形、煤壁片帮、顶板冒顶、底鼓等现象；

（6）淋水、涌水增大等异常现象。

15、发生水灾时采取的措施：

（1）立即撤出灾区人员及受威胁区域人员到安全地点。

（2）立即组织救护和其他人力物力救援被淹人员、受困人员。

（3）抢救人员时应搞清水量，水流流动路线，被困人员及位置，注意防止二次透水。

防止被困人员地点瓦斯积聚，及时疏通或强行排除被困人员所在地点的积水、浮煤、淤泥。

（4）水量太大超过矿井排水量时，主要排水设备要采取一切办法进行保护，并立即向矿领导及有关领导汇报。

16、跟班矿长必须现场指挥，发现异常及时汇报处理。

（二）放水主要安全技术措施

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，并向矿调度室报告。

2、放水人员填写好放水记录，记录内容有水量大小、水量变化、水量变化时间、有毒有害气体情况、水色的变化、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，并向值班汇报，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，采取措施水仍然变小或不出水，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。

（三）接近老空区巷道掘进安全技术措施

1、探水巷道的掘进断面不宜过大，以缩小受压面积，独头巷道掘进受水威胁时，采取双巷施工的方式掘进，并及时用联络巷联穿，保证一条作为退路。

2、上山方向的水害威胁未消除或正在探水时，下山以下的地点暂停作业，水害消除方可安排工作。

3、探水巷道必须严格掌握巷道掘进方向，沿着探水孔的中心线掘进，以免造成超前距和帮距缩小而遭遇老空透水，如因地质变化偏离时，应进行补充钻探或采取其它措施进行放水。

4、在受水威胁地区施工的所有人员，都必须熟悉避灾路线，出现透水时所有人员必须按避灾路线立即撤离，不得在井下滞留。

5、掘进中各班班长必须在掘进工作面交接班，剩余允许掘进距离必须交接清楚，严禁超掘。

6、全体从业人员必须掌握突水预兆，当采掘工作面或其它地点发现有挂红、出汗、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、有嗅味等突水预兆时，必须停止作业，采取措施，立即报告矿调度室，发出警报，撤出所有受水威胁地点的人员。

7、与矿井贯穿的原有老窑要封闭严实，若不能封闭严实，要在原老窑井口修筑拦水坝，并开挖引水道，将能流经老窑的水流引离。

（四）采空区积水疏干、排放安全技术措施：

1、查明井田的水文地质条件，认识客观，这是做好矿井防治水工作的基础。

采取调查、物探、钻探三结合的方法是预测与防治采空积水的保障。

2、钻机队要编制打钻施工安全技术措施，确保打钻施工安全。

3、钻孔若有出水现象，须立即停钻峭得拨出钻杆，水大时钻杆要适时空转，直至水头无压为止。

同时，施工人员要立即向调度所、地测科和矿有关领导汇报，以便及时采取措施进行处理。

4、若钻孔出水较大，要在钻孔内装上10m长的套管。

5、打钻施工设备在地面试运转正常后方能入井，确保安全完好。

6、严格执行钻具检查制度，做到钻具“三不下”。

7、施工人员要熟悉钻机等设备的安装和维修技术，开钻前认真检查钻机及周围巷道情况，在确认安全可靠后，方能施工。

8、钻进中，因故停钻时，必须认真记量余尺，详细分析和记录孔内情况。

9、钻孔或设备出现问题时要及时向领导汇报，不得擅自离开作业现场。

10、放水孔尽量打在积水区域最低点，钻孔倾角尽量大，一般在70~80°

。

根据排水能力，确定钻孔个数，各孔的终孔距离应大于10m。

为了充分放水，可以采用分组式从积水区域最低点向积水区域最高点每隔一定距离打一组排水孔，根据各组放水孔的出水情况，可以分析积水区域的放水程度。

11、在放水期间派专人24小时监测，随时统计放水量，检验放水效果。

放水结束后写出放水总结报告，分析放水量与预计的采空区积水量是否相符，积水是否彻底放完。

（五）其它

1、井下除必须有维持正常排水的工作水泵外，还应有备用水泵，备用泵要和工作泵一样安装就位，随时可以启动，其中工作水泵的能力应能在20小时内排出矿井24小时的正常涌水量。

2、水管的排水能力必须与水泵的排水能力相适应。

配电设备应同工作泵、备用泵相适应，能同时开动工作泵与备用泵。

3、水仓的进口处要有阻挡杂物的设施，对水仓进行定期清理，保证有足够的容水能力。

本措施未提及处严格按《煤矿安全规程》相关规定执行。

十一、井下钻探工操作规程

（一）上岗条件

1.井下钻探需要熟悉以下知识：

（1）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。

（2）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