综采工作面探放水设计及安全技术措施模板课案.docx

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综采工作面探放水设计及安全技术措施模板课案

2502综采工作面探放水设计

第一章编制说明

一、探放水的目的

根据我矿地质报告、水文地质类型划分报告、水文地质资料及相关的水患调查情况，我矿2502综采工作面进行探放水的目的主要是为查清2502综采工作面水害情况以及2502综采工作面上覆4#采空情况积水情况，为2502综采工作面顺利推进提供决策和依据。

二、编制依据：

《煤矿安全规程》

《煤矿防治水规定》

《矿井水文地质类型划分报告》

《矿井地质报告》

《地面物探报告》

山西离柳鑫瑞煤业采掘工程平面图

4号煤层充水性图

5号煤层充水性图

三、编制原则

1、严格遵照有关施工规范、技术规程的要求。

2、依据现有图纸及特殊工种的标准执行相应的国家及行业最新规范、规程。

第二章工作面概况

一、工作面概况

2502综采工作面井下东部位于原临县宇航煤业旧巷道，西部有三条大巷（5#煤采区辅运巷、运输巷、回风巷），南部位于原苏家坡煤矿，北部位于原临县宇航煤业皮带运输大巷。

二、煤层

根据2502运输顺槽、回风顺槽和开切眼掘进巷道探煤情况推断，工作面内煤层厚度3.3m，煤层厚度较稳定。

煤层走向近南北，倾向东西，倾角2～140，全煤层中含夹矸1～2层。

三、工作面水文地质特征

井田内无常年性流水，仅在西部及南部边缘较大沟谷有溪流，其余各沟谷平时均干涸无水，只有雨季，才汇集洪水，辗转向西流入湫水河，然后向南汇入黄河，地表水属黄河流域湫水河水系。

本工作面位于井田东北部，为此受地表水影响不大。

5号煤层的直接充含水层是山西组砂岩裂隙含水层，以中、粗粒沙岩为主，水位标高853.71m，单位涌水量只有0.01365L/s.m，渗透系数0.00450m/d，富水性弱。

根据《矿井水文地质类型划分报告》，5号煤层水文地质类型为中等。

第三章探放水设计

本设计严格执行“物探先行、化探跟进、钻探验证”综合探测制度。

“井上下相结合，物探与钻探相结合”原则。

1、物理勘探

（一）、物探目的

为落实好“有掘必探，先探后掘”的探放水原则及对地质构造变化全面进行预测预报的总体要求，推行“物探先行、钻探验证、化探跟进”的综合防治水措施，查明在2502综采工作面推进过程中的水患因素，决定将在推进过程中应用高分辨电法仪对掘进前方的含水体、异常体做出定性或定量的解释，从而达到消除水患的目的。

（二）、物探设计

采用高分辨电法仪对巷道进行超前探测，每100m探测一次，地测防治水科派技术员，探水队配合。

遇异常区域，钻探时加密布置钻孔。

超前探布置图

超前勘探原理示意图

1、探测方法

布极：

电极包括发射极（A1、A2、A3）和接收极（M1、M2、M3、M4、M5…最多可布置到M32）。

极间距为4米，A1距迎头14米。

拉线：

从主机处拉一根无穷远（距主机300米处）电极线。

连线，发射极和接收极分别与主机指定接口直接连接，无穷远电极线通过限流器与主机指定接口串联连接。

探测：

开机→发射检测→接收检测→施工参数设置→仪器参数设置→发射→结果成图

2、探测成果分析

成果剖面采用的是视电阻率梯度比值处理结果，数据的高低反映的是相对电性变化情况，不代表地层介质的真实电阻率，蓝色表示低阻异常，红色表示高阻正常。

含水导水构造异常在成果剖面上呈现“低阻”反映，包括前方断层导水、陷落柱、老空积水区、地层裂隙水等，空洞、干燥破碎带呈现“高阻”反映。

成果剖面图上“低阻”数值的高低预示了前方介质含水性的强弱，但这种关系并不是绝对的比例关系，而是与整个工作区域的背景值有关系。

二、钻探设计

1.探水起点的确定

积水区附近区域划分为三条线，即积水线、探水线和警戒线，现在无法确定采空区积水量等情况，探水线和积水区不得小于60米。

2502综采工作面虽有图纸资料可查，但不能确定有积水区的准确位置，所以，探水线必须从现在工作面的正迎头开始，工作面停止作业，待进行第一次探水后，再边探边掘。

2.超前距确定

上次探放水钻孔终孔位置应始终超前下次探放水点一段距离，该段距离称超前距。

3p

a=0.5AL-------

kp

式中：

a――超前距，m；

A――安全系数，一般取2～5，本次设计取5；

L――巷道跨度（宽或高取其大者），m，本次设计取4.5m；

p――水头压力Mpa，取0.2Mpa；

kp――岩的抗张强度Mpa，取0.5Mpa；

通过计算：

a=13.5

根据防治水规定超前距离一般取20m，为了确保施工安全，本设计超前距取30m。

4、允许掘进距离确定

经探水证实无水害威胁，可以安全掘进的距离称允许掘进距离。

本设计要求：

每次探放水钻孔施工完毕之后，以最短的钻孔长度（水平投影长度）减去超前距离之后剩余的距离。

L=l-a

式中：

L――允许掘进距离，m；

l――最短钻孔长度,m;

a――超前距离，m；

5、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，本设计取20m。

6、钻孔密度（孔间距）

允许掘进距离终点横剖面上探水钻孔之间的间距，取10m。

7、钻孔孔径

根据防治水规定探放水钻孔终孔孔径一般不得大于75mm，本设计选用ZDY-1200L型煤矿用履带式全液压坑道钻机，钻杆直径50mm，金钢复合片钻头直径75mm，终孔直径75mm。

二、钻孔布置

向4#煤层扇形布置4个钻孔。

钻孔参数表

孔号

水平角

垂直角

孔深

1

0°

2°

约70m见4号煤

2

偏左12°

-2°

约72m见4号煤

3

偏右12°

3°

约72m见4号煤

4

0°

5°

约40m见4号煤

附:

钻孔布置平面图、剖面图

注：

发现异常区域，针对异常区域加密布置钻孔。

第四章探放水设备及技术参数

钻机主要技术参数：

整机：

配套钻杆直径50mm

方位角调整范围/°+135—-135

运输状态外形尺寸（长*宽*高）/mm*mm*mm2520*1220*1640

施工深度/m＜200m

回转器:

回转器额定转速/r/min80—280

回转器额定压力/Mpa21

给进装置：

最大给进/起拔力/kN45

给进/起拔行程/mm1000

主轴倾角/°-10-45

行走装置：

行走速度/km/h0—1.6

最大爬坡能力/°15

电动机型号：

额定功率/kw22

额定电压/V380/660

额定电流/A42.5/24.5

额定转速/r/min1470

油箱有效容积/L140

第五章组织机构及岗位责任

1、组织机构

总工程师：

郭红俊副总工程师：

马仁泰地测科科长：

刘玉琦

安全科科长：

丁一通风科科长：

王效宗机电科科长：

张彦武

探水队队长：

郭水贵探水副队长：

任宏瑞

地测科技术员：

李赟于明敏李鹏冯海斌

探水队成员：

李青云李保生薛金明郝礼福张进龙

姚自成武海平李虎虎曹峰高润庆

2、岗位责任

总工程师全面负责探放水管理工作；

地测副总工程师协助总工程师管理探放水工作；

地测科科科长负责探放水具体业务工作；

安全科科长负责探放水监督监管以及以及安全掘进距离控制工作；

通风科科长负责钻场通风可靠，钻孔有毒有害气体的监测工作；

机电科科长负责钻场风机、钻机取电工作，要求取电合理规范；

探水队队长全面负责探水队以及与其他相关部门的协调工作；

探水队副队长要求现场跟班，具体负责井下探水管理及协调工作。

第六章排水路线

2502综采工作面水沿排水沟自流至5#煤采区回风巷，安设泵沿5#煤采区运输巷、5#煤采区运输辅运联络巷、5#煤采区辅运巷、5#、8#煤辅运联络巷排至下组煤临时水仓。

附：

排水路线图

第七章避灾路线

2502综采工作面——5#煤采区回风巷——5#煤采区回风、运输联络巷——5#煤采区辅运巷——管子道——主斜井——地面

附：

避灾路线图

第八章安全技术措施

1、钻机司机必须经过培训，考核合格并取得上岗资格证方可操作钻机；

2、操作钻机必须严格按照钻机的技术要求和说明进行；

3、钻机必须安设稳固，接钻杆时必须先停机后接钻杆；

4、发生下列情况时禁止使用钻机：

（1）漏电麻手

（2）箱内声音不正常

（3）电机运转声音不正常

5、钻场附近安设专用电话，以便遇紧急情况与调度联系；

6、钻场要经常检查瓦斯，瓦斯浓度超过1％时，停止钻进，切断电源，撤出人员，加强通风吹散有害气体；

7、钻进时钻孔中水压、水量突然增大以及出现顶钻等异常现象，停止钻进但不得拔出钻杆，立即撤出人员并汇报调度，然后采取措施，进行处理。

8、钻进过程中要时刻注意钻孔内情况，发现煤层变软或顺钻杆出水量增大，要特别注意，立即停止钻进，不要拔出或移动钻杆。

9、探水前检查作业周围顶板支护有无危及人身安全和设备安全的隐患，妥善处理后方可作业；

10、现场准备一定数量的棉纱、木棒等堵水器材；

11、探水区透水，现场人员要立即向调度室汇报，尽可能就地取材迅速加固工作面，打木垛或密集柱，堵住出水点，防止事故矿大。

如来不及加固堵水，现场人员应按避灾路线有组织的撤出，切勿进入独头巷道。

没有时间撤出地面应尽量往高处躲避等待救援。

一、外部条件

井田位于吕梁市临县城南林家坪镇东北苏家坡、南沟一带，行政区划属临县林家坪镇管辖。

附近有离（石）——碛（口）公路通过，距吕梁市约30km，在吕梁市离石区附近与临（县）-——太（原）干线公路连接，至吕梁市西南3Km交口可与孝柳铁路交接，交通较为便利。

2、井田地层及构造

本井田出露地层由老到新有：

古生界奥陶系中统下马家沟组（02x）、上马家沟组（02s）、峰峰组（02f）、石炭系中统本溪组（C2b）、上统太原组（C3t）、二叠系下统山西组（P1s）、下石盒子组（P1x）、上统上石盒子组（P2s）、石千峰组（P2sh）：

中生界三叠系下统刘家沟组（t11）、和尚沟组（t1h），中统二马营组（t2er）：

新生界第三、第四系不整合分布于各时代基岩地层之上。

井田位于河东煤田中部离柳矿区内的三交——柳林单斜北部东缘。

受其影响，本井田总体呈一单斜构造，并伴有波状小褶曲。

走向为NE～SW向，倾向为NW向，倾角一般为2°～14°。

井田内未发现断层及陷落柱，也没有岩浆岩的侵入，井田构造属简单类。

3、煤系地层

井田内主要含煤地层为石炭系上统太原组和二叠系下统山西组，共含煤12层，含煤地层平均总厚度140.28m，煤层总厚度为14.38m，含煤系数为10.25％。