1031首采面切眼探放水设计2Word文件下载.docx
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矿区内地下水类型主要为碳酸盐岩岩溶裂隙水和基岩裂隙水，其次为松散岩类孔隙水。
2、断层、裂隙、陷落柱等构造的导水性
1）断层水
大树脚煤矿位于阿戛井田中部的3～8勘探线之间，西段的东部，东段的深部，总体构造形态为单斜构造，地层产状倾向330～360°
，倾角8～26°
，一般在25°
左右。
矿界范围内构造复杂程度中等，断层和褶皱构造较发育，褶皱主要分布在矿区南部，为紧密不对称褶皱，轴向北东20～45°
，轴面倾向北西，倾角70～90°
，两翼不对称，向斜南东翼或背斜北西翼岩层倾角平缓，一般小于45°
，向斜北西翼或背斜南东翼岩层倾角陡，一般大于45°
，往往直立或倒转，槽脊线起伏较大；
断层主要有F9、F10、F11、F13、F57等五条断层，现就其断层特征简述如下：
F9断层：
位于10线南端往北东25～50°
延至4线西，全长4170m。
断距各处不一，向北东变小至消失。
在8线以北断层面倾向南东，倾角55～60°
，控制最深标高为1396m。
垂直断距在5～6线为21～34m，深部影响到煤系的第二、第三段，被F10所干扰。
在8线以南断层倾向不明，断距大于100m。
在地表切割整个煤系地层，造成地表地层缺失，钻孔中地层重复，如ZK52孔C16～23煤层重复。
属逆断层，是造成井田西段简单，东段复杂的控制性断层。
含水性中等。
F10断层：
位于西段8线ZK83孔南往北东55°
延至5线拐为北东20°
至3线ZK32孔西，全长2000m。
断层面倾角为53～61°
，控制最深标高为+1338m。
垂直断距为22～90m，5线最大，往两头变小至消失。
地表切割煤系第三段，深部影响到第二、三段，干扰F9断层。
造成地表及钻孔中地层缺失，如ZK52孔缺失C24～39煤层。
属斜交正断层。
此断层在地表6线附近可以追索；
其它地方被浮土掩盖，有5个钻孔控制。
F11断层：
位于东段6线ZK64孔南300m，往北东55°
延至4线ZK41孔，全长1250m。
断层面倾角为64～65°
，控制最深标高1108m。
垂直断距为18～39m，在5线最大，往两头变小至消失。
地层错断下三迭中部灰岩和紫色层，深部影响煤系第三段，造成地表及钻孔中地层缺失，如ZK51孔缺失C16～18煤层，属正断层。
此断层地表可追索，有4个点和两个钻孔控制。
F13断层：
位于东段6线TC56往北东23～25°
延至2线ZK21孔北，全长2460m。
断层面起伏较大，倾角为35～65°
，控制最深标高1164m，垂直断距为34～87m，在5线最大，往两头变小至消失。
地层切割煤系第三段及下三迭统飞仙关地层，深部影响煤系第三段，造成地表及钻孔中地层重复，如ZK52孔C54～65煤层重复，属平移逆掩断层。
此断层在地表6线附近及4线以北均可追索，其它地方被浮土掩盖，有7个点和3个钻孔控制。
F57断层：
位于东段4线ZK41孔南往北东40～55°
延至3线ZK32孔以西，全长650m。
断层面倾向北西，倾角为58°
，控制最深标高1150m，垂直断距为30m。
地层切割下三迭统飞仙关地层，深部影响煤系第二、三段，属正断层。
此断层有2个点和1个钻孔控制。
2）裂隙水
区内主要可采煤层赋存于以裂隙、岩溶水型为主的地层中，煤组地层中含水层相对较薄，其富水性不强，且各含水层间均有隔水层隔离，原始状态下无直接水力联系。
在开采裂隙形成后，局部存在上、下含水层之间的水力联系导水性相对增强。
3）陷落柱
矿区目前未发现陷落柱，当采空塌陷裂隙形成后，特别是当塌陷裂隙向上连通地表后。
除含水带中岩溶裂隙水外，将有更大范围的大气降雨（尤其是雨季期间）在沿塌陷裂隙流入渗入矿井，对矿井造成季节性水患。
3、矿井充水因素
（1）充水水源
通过对大树脚煤矿矿区范围内地表和井下的调查，矿区内无河流、水库等大型地表水体，该矿是以大气降水为主的裂隙充水矿床，主要为顶板中所含裂隙水向巷道内渗漏，其次为老窑积水及采空区积水等。
①地表水及冲沟水:
井田内河流、溪沟虽然发育，且雨季流量较大，但在自然状态下是地下水补给河水，河流、溪沟是地下水的排泄地带，所以河流、溪沟水不是矿床充水的主要因素。
②第四系孔隙水:
矿区内覆盖的第四系结构松散，孔隙度大，渗透性好，雨季能入渗并储存地表水及大气降雨，内部积水与煤层之间无隔水层，开采浅部煤层时可直接渗入矿井，其地下水是浅部煤层开采的直接充水水源。
但因厚度不大，分布不广，蓄水量有限，对煤矿开采影响小。
③龙潭组弱裂隙水：
该组主要为粉砂岩及细砂岩，富水性总体微弱，地下水以风化裂隙水为主，深部则以构造裂隙水为主，因此，在节理裂隙发育、受构造断裂及应力破坏影响的地段，含水量会较大，矿床开采到这些地段，矿井出水量会比正常出水量增大。
该组为煤矿床开采的直接充水水源。
④飞仙关组第一段，在自然状态下对矿井充水影响已是很小的。
⑤采空区积水：
根据调查，矿区内煤矿开采历史较长，老窑采空区积水的可能性大，是矿井充水的主要因素。
目前老窑早已关闭，对其采空区积水情况不明，开采过程中应引起重视。
地表水将会沿导水裂隙进入采空区形成老窑水，在采空区掘进或接近采空区时，应注意观察煤层含水的变化，做好探水工作（“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采、有疑必停”），严防老窑水涌入工作面。
（2）充水通道及充水方式
①岩石天然节理裂隙：
矿区的含煤地层在接近地表附近，岩石风化节理、裂隙很发育，而深部则发育成岩或构造节理、裂隙，它们是地下水活动的良好通道，并沟通上覆含水层与含煤地层的水力联系。
②人为采矿冒落裂隙：
未来的采煤活动将产生大量的采矿裂隙，这些人为裂隙也会沟通上覆含水层与含煤地层的水力联系，成为地下水活动的良好通道。
③老窑采空区：
目前老窑早已关闭，对其采空区积水情况不明。
其废弃采面或巷道会成为老窑水、部分地表水进入矿井的通道。
但根据调查一般采深在15-20m之内。
矿井充水通道主要以岩石原生和采矿节理、裂隙为主，规模一般不大，少量为断层裂隙、老窑巷道，当井巷穿越断层破碎带时，由于周围岩层的风化节理裂隙较发育，使含煤地层上覆地层中的岩溶水、基岩裂隙水等成为矿井的直接充水水源，井巷可能发生渗水、淋水和涌水现象。
因此本矿井充水方式主要以渗水、滴水、淋水为主，局部可能发生突水。
综上所述，本矿是以大气降水为主的裂隙充水矿床，主要为顶板中所含裂隙水向巷道内渗漏，其次为老窑积水及采空区积水。
水文地质条件属简单-中等类型。
在开采程中，应加强水文地质工作，严格按照黔煤办字[2007]37号文关于加强小煤矿水害防治工作的通知要求，按“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”和有疑必停的原则采取探放水措施，本矿必须高度重视的防治水工作。
三、水患类型及威胁程度
1.水患类型
根据本煤矿水文地质条件分析，水文地质条件中等，矿井水害类型主要有含水层、采空区积水，大气降水、顶板裂隙水、断层水、采空区突水。
其中对矿井威胁程度最大的为老窑采空区积水。
局部可能发生突水。
2.主要含水层富水性和突水点水量预计
1）、主要含水层富水性
三叠系下统永宁镇组（T1yn）：
上部为浅灰紫、淡绿、浅色中厚层状白云岩、白云质灰岩、泥质灰岩、夹薄层灰绿色粉砂岩及泥岩。
中部为浅灰、灰色薄至厚层状灰岩、白云质灰岩夹泥质条带。
下部为紫黄、黄绿等杂色页岩夹少量灰色泥灰岩。
厚200～312m。
碎屑岩段涌水量2210m3/日，单位涌水量0.063L/t.m；
灰岩段涌水量278.13m3/日，消水量0.096L/t.m，属弱至中等的裂隙含水层，含水层水位标高不详。
其与最上的C1煤层间有相对隔水层飞仙关组隔断，对煤层开采影响较小。
下二迭茅口组（Plm）：
本层为灰白色灰岩，可溶性强，富含岩溶水及岩溶管道水，强含水层。
该组未在矿区内出露，离C29煤层较远，对C29煤层开采影响不大。
2）、突水点水量预计
根据岩层的含水性、导水性、本矿地表最低侵蚀基准面、隔水层分布情况和小煤窑的分布情况分析判断，本矿的主要突水点应发生在小窑积水地带。
但由于大部分老窑停采时间较长，井口及巷道已垮塌封闭，无法详细调查及计算突水点的水量。
矿井在今后的生产过程中，必须对矿区内的小窑及采空区的积水情况等进行详细调查，切实掌握小窑及采空区积水情况。
同时加强探放水工作，特别在接近采空区或老巷采煤时，必须坚持“预测预报、有掘必探，先探后掘、先治后采”和“有疑必停”的探放水原则。
必须经探放水，确认无突水危险才能向前掘进，必须引起高度重视，视实际情况来确定防水措施。
防止采空区积水及老硐积水的突然涌出。
四、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《贵州省水城县阿戛乡大树脚煤矿资源储量核实报告》，对该矿的水文地质条件只进行了初步了解，可靠性较低。
2、水文勘探程度及存在问题
水文地质勘探程度较低，其存在问题如下：
⑴水文地质勘探程度较低，矿井在采掘过程中应进一步做水文地质勘察工作，以便指导生产。
⑵矿井应组织力量彻底查清采空区及采空区积水情况，并将之测绘到井上下对照图以及矿井采掘平面图上，划出探放水红线，以利指导矿井采掘及防水工作。
（3）根据安监总煤调[2008]160号文件，制订完善水害应急预案，建立健全区域抢险排水基地建设和运行机制，增置排水设备，定期对设备进行检修，保证设备完好，以提高抢险救灾能力和效果。
（4）制定相应的“探、防、堵、截、排”综合防治措施。
（5）矿井必须定期收集、调查和核对相邻矿井及废弃老窑积水的情况，掌握本矿采空区范围和积水情况。
将矿界外至少100m范围内邻矿的井田位置、开采范围、积水情况标绘在井上下对照图上。
（6）矿井应补充水文地质勘探，查清老窑区积水范围、积水量，并将积水范围、积水量标注在井上下对照图、开拓系统平面图、采区巷道布置平面图中。
综合以上分析，本矿井水文地质条件属简单-中等类型，但1031首采工作面切眼掘进工作面前方地质情况不明有可能有断层导水，对1031首采工作面切眼掘进工作面造成威胁。
五、探水设计
1、探放水设备型号及数量
井下探水设备选用ZDY-750型全液压钻机2台，配备金刚石复合片（PDC）钻头，其主要技术参数：
钻孔深度（m）：
80；
钻杆直径（mm）：
75；
钻孔倾角（°
）：
0-360；
回转速度（r/min）：
240；
最大钮矩（N.m）：
360；
起拔能力（KN）：
15；
功率（kw）：
5.5；
主机外形尺寸（mm）：
长×
宽×
高=1150×
600×
1080。
2、探放水方法
（1）探水起点
为了防止误穿积水区，在距积水区一定距离划定一条线作为探水的起点，此线即为探水线。
将积水及附近区域划分为三条线，即积水线、探水线和警戒线，并标注在采掘工程图上。
①积水线：
即积水区范围线。
在此线上应标注水位标高、积水量等实际资料。
②警戒线：
积水线外推60m即为警戒线，用红色表示。
进入警戒线后必须进行超前探水、边探边掘。
③探水线：
应根据积水区的位置、范围、地质及水文地质条件及其资料的可靠程度、采空区和巷道受矿山压力破坏等因素确定。
进入此线后必须停止掘进，进行探放水。
探水线至界的最小距离不得小于60m,对没有图纸资料可查的小窑，必须坚持有掘必探，先探后掘的原则，防止发生透水事故。
1031首采工作面切眼前进方向积水范围资料不祥，压力不小于1MPA时，探水线至积水区的最小距离不小于30m，探水线至推断积水面的距离不小于60m,探放水起点为0m。
（2）钻孔深度及超前距离
探水钻孔眼底至掘进工作面的距离不得小于30m的超前距离，钻孔深度设计60m。
（3）探水眼直径
从探排有效，又能防止冲垮煤壁和放水过大的原则出发，探水眼孔径75mm。
（4）钻孔布置与孔数
A、钻孔呈扇形布置
B、探后掘进停掘处的钻孔眼距不得超过3m，以防漏探。
C、钻孔个数以保证必要的密度为原则，设计布置10个，钻孔参数见下表。
钻孔参数表
钻孔
编号
与巷道中心线偏角（度）
倾角
（度）
设计孔深（m）
孔径（mm）
控制范围（m）
允许进尺（m）
1
偏左15°
26
62.0
75
20（左帮）
30
2
60.0
60（前方）
3
偏右15°
20（右帮）
4
偏左10°
36
10（左上帮）
5
偏右5°
61.1
5（右上帮）
6
偏右10°
10（右上帮）
7
偏左20°
45
67.2
20（左上帮）
8
偏左5°
64.8
5（左上帮）
9
偏右20°
20（右上帮）
10
16
60.9
说明：
1.设计参数随实际变化进行修改。
2.钻孔施工发现水文异常后立即停钻，但不得拔出钻杆。
立即向矿调度室报告。
调度室及时向值班矿领导报告。
3.随时观测钻孔施工中见（过）煤、岩情况，瓦斯涌出情况及水文情况。
并对钻孔见煤深度、过煤深度、有无顶钻、卡钻、喷孔情况等做好记录。
第二章探放水的安全技术措施
1、探放水原则
1）必须做好水害分析报告，坚持物探先行、钻探验证、预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采的探放水原则。
接近积水地区掘进前或排放被淹井巷和积水前，必须编制探放水设计，并采取防止瓦斯和其它有害气体危害等安全措施。
探水眼的布置和超前距离，应根据水头高低、煤（岩）层厚度和硬度以及安全措施等在探放水设计中具体规定。
2）掘进工作面遇下列情况之一时，必须确定探水线进行探水。
（1）接近水淹或可能积水的井巷、老空或相邻煤矿时，井巷出水点的位置及其水量、有积水的的井巷及采空区积水范围、标高和积水量，必须绘制在采掘工程平面图上。
在水淹区域应标出探水线位置。
采掘到探水线位置时，必须探水前进。
（2）有与溶洞、含水层及与之有水力联系的导水层、裂隙（带）、陷落柱时必须查出其位置，并按规定留设防水煤柱。
巷道必须穿过上述构造时，必须探水前进。
如果前方有水，应超前预注浆封堵加固，也可采取其它防治措施。
（3）打开隔离煤柱前必须探放水。
（4）接近有水的采煤工作面时必须探放水。
（5）接近未封闭又可能突水的钻孔时必须探放水。
（6）煤层顶板的含水层和水体存在时，应当观测“三带”发育高度。
当导水裂隙带范围内的含水层或老空积水影响安全开采时，必须超前探放水并建立疏排水系统。
（7）采、掘工程接近其它可能突水段时必须探放水。
经探水确认无突水危险后，方可向前掘进。
每年雨季后，上部采空区的积水情况都在变化，一定要坚持“有掘必探，先探后掘”的原则。
区内有采煤历史。
长期以来，一些地方小煤窑分布于可采煤层露头附近，形成的采空区较多。
但其开采深度较浅。
由于地质资料没有提供小煤窑及老空区开采深度和范围，因此无法确定小煤窑积水探水线的位置。
所以在工作中一定要收集有关资料，确定小煤窑积水位置，以防开采浅部煤层时和小窑、老窑穿透而产生透水事故。
3）探水起点的确定
探水线至积水区边界的最小距离不得小于60m,对没有图纸资料可查的小窑，必须坚持有掘必探，先探后掘的原则，防止发生透水事故。
2.1031首采工作面切眼掘进工作面遇到下列情况之一时，必须确定探水线进行探水
（1）接近水淹或可能积水的井巷、老空区或相邻煤矿时，井巷出水点的位置及其水量，有积水的井巷及采空区的积水范围、标高和积水量，必须绘制在采掘工程平面图上。
在水淹区域应标出探水线的位置。
（2）有与溶洞、含水层及与之有水力联系的导水断层、裂隙（带）、陷落柱时，必须查出其位置，并按规定留设防水煤柱。
如果前方有水，应超前预注浆封堵加固，必要时预先建筑防水闸门或采取其他防治措施。
（4）接近有水的采煤工作面时，接近含水层、导水层和裂隙带等时必须探放水。
（5）接近未封闭又可能突水的钻孔；
接近不明井巷时必须探放水。
（6）巷道顶板有含水层和水体存在时，应当观测“三带”发育高度。
（7）煤系地层中有强承压含水层时以及采、掘工程接近其它可能突水段时必须探放水。
经探水确认无突水危险后，方可向前掘进。
每年雨季后，上部采空区的积水情况都在变化。
一定要坚持有掘必探，先探后掘。
（8）掘进工作面或其他地点发现有挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板淋水加大、顶板来压、底板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，立即报告矿调度室，发出警报，撤出所有受水威胁地点的人员。
3、掘进工作面探放水注意事项
（1）安装钻机探水前，要遵守下列规定：
①加强钻场附近的巷道支护，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，必须配备与探放水量相适应的排水设备。
③在打钻地点或附近安设专用电话。
④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、深度以及钻孔数目。
（2）预计水压较大的地区，探水钻进之前，必须先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，方准继续钻进。
特别危险的地区，应有躲避场所，并规定避灾线路。
（3）钻孔内水压过大时，采用反压和有防喷装置的方法钻进，并有防止孔管和煤壁突然鼓出的措施。
（4）钻进时，发现煤岩松软、片帮、来压和钻孔中的水压、水量突然增大，以及有顶钻等异状时，必须停止钻进，但不得拔出钻杆，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。
（5）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。
钻孔接近老空，预计可能有瓦斯或其他有害气体涌出时，必须有瓦斯检查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，根据矿井排水能力和水仓容量，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）排除上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，如有被水封住的有害气体突然涌出的可能，必须制定安全措施。
（8）探水钻孔应保持适当的超前距、帮距和密度。
探水工作采用“探水—掘进—探水”方式进行，探水钻孔为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，确定掘进安全。
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，一般采用30m。
②允许掘进距离：
为经探水证实无水害威胁，可安全掘进的长度，取30m。
③帮距：
为使巷道两帮与可能存在的水体之间保持一定的安全距离，即呈扇形布置的最外侧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30m。
④钻孔密度（孔间距）：
指允许掘进距离终点横剖面上，探水钻孔之间的间距，一般不超过3m，以免漏掉积水区，本矿取3m。
探水钻孔的超前距、帮距、允许的掘进距离及探水钻孔的布置方式详见钻孔设计图图。
4、探放水的安全措施
（1）、严格执行现场交接班制度，交班时交班人员必须把钻孔的孔号、倾角、孔深及设备运转情况向接班人员交待清楚，接班人员接班后必须把上一班遗留的安全隐患处理好后方能施工。
（2）、施工人员每次到达施工地点时，必须严格执行“敲帮问顶”制度，加固施工地点附近5米范围的支护，并将顶、帮的悬煤矸摘除后，方可施工。
（3）、清理巷道和排水沟。
（4）、在打钻地点附近安设电话。
（5）、测量和探放水人员必须亲临现场，依据设计，确定水孔位置、角度、深度以及钻孔数目。
（6）、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，以及有顶钻等异状时，必须停止钻进，但不得拔出钻杆，现场负责人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1
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