探放水设计.doc

探放水设计第一章 概 述第一节 矿井基本情况矿井名称：山西煤炭运销鸿泰煤业有限公司开采方式：地下开采开采矿种：批准开采3号煤层 井田面积：1.6111km2设计能力：设计能力450kt/a隶属关系：阳泉市郊区煤炭运销公司法人代表：郑进平证照情况：见表1-1 证照情况表表1-1证件名称证件编号发证机关发证日期有效期采矿许可证c1400002009111220045156山西省国土资源厅2009.11.262011.11.26矿长资格证mk140300033山西省安全生产监督管理局2008.6.202011.6.20矿长安全资格证08014010300034山西煤矿安全监察局2008.6.262011.6.26安全生产许可证（晋）mk安许证字（2007）3498山西煤矿安全监察局2007.42009.12煤炭生产许可证201403110871山西省煤炭工业局2008.1.172013.1.31营业执照14000015911724山西省工商行政管理局2007.6.282009.12.31第二节 开发情况根据晋煤重组办发200971号关于阳泉市市营及郊区煤矿企业兼并重组整合方案的补充批复，山西煤炭运销集团鸿泰煤业有限公司为单独保留矿井， 隶属于山西省煤炭运销总公司阳泉郊区公司。山西煤炭运销集团鸿泰煤业有限公司为单独保留矿井，现生产规模为450kt/a，采用立井开拓方式。第三节 地层现由老至新简述如下：1.奥陶系中统（q2s）该组为煤系之基盘，本区内无出露。主要为海相厚层状灰岩、泥灰岩。该灰岩遇水极易溶蚀形成卡斯特溶洞，在重力作用下使上覆地层陷落形成陷落柱。2.石炭系中统本溪组（c2b）该组地层平行不整合于o2地层之上，厚约55m，为海陆交互相沉积。多由灰黑色砂质页岩、砂岩、石灰岩互层组成，常夹有12层不稳定无开采价值的薄煤层。本组砂质页岩，页岩中多含铝质，呈鲕状结构，含植物化石较多。3.石炭系上统太原组（c3t）该组为井田内主要含煤地层，与下伏c2地层呈整合接触，为海陆交互相沉积，以15号煤下部的细中砂岩（k1）底面为二组分界线，呈三个极为明显的海进海退沉积旋回。该组地层自下而上有k1砂岩，15号煤层，k2四节石灰岩，13号煤层，k3钱石灰岩，12号和11号煤层，由黑色页岩相隔，k4猴石灰岩，并以致室灰黑色厚层砂质页岩与上覆山西组地层分界。本层含1115号五层煤，煤层总厚度8.5m，其中15号煤层为主采厚煤层，平均厚度6.5m，12号煤层平均0.9m，均达可采厚度。其它煤层不可采，地层总厚度75m，含煤系数为11.3%。4.二叠系下统山西组（p1s）该组地层为纯陆相沉积，为该区主要含煤地层，与c3地层整合接触，以第一砂岩（k6）底部作为二组分界线。本组地层有三层砂岩为标志。即：k6、k7、k8砂岩，含煤1号9号共七层，其中3号为全局较稳定可采中厚煤层，6号煤层为局部可采薄煤层，其斜均为不稳定极薄煤层，无可采价值，本层总厚度约80m，含煤系数5.15%。5.二迭系石盒子组（p1x）该组地层为纯陆相沉积，以砂质页岩、砂质为主，底部有极薄煤层赋存。与山西组呈整合接触，以底部白色砂岩作为其与山西组的分界层。本组地层自下而上分为六层，即绿色地层、黄色地层、砂岩带、红黄色地层、狮脑峰砂岩，褐色地层厚度约450m，本井田内出露有砂岩带。6.第三、第四系沉积层（q2+3、q4）黄土：分布于井田北部及东北部，中部及东南部较少。覆盖于不同时代地层之上，厚度因地而异，最大厚度为5m左右。可为耕地。河床沉积物：主要分布于桑掌河两岸及沟谷间，厚度不大。石炭系上统太原组和二叠系下统山西组为主要含煤地层。该井田为阳煤集团二矿井田西南边界一部分，位于二矿井田内北东走向的一向斜构造之上，地层起伏变化倾角在310，平均5左右，局部倾角可达20以上。勘探中未见较大断层，但有落差在2.0m以下有小断层，常随背斜构造存在。此外，该井田中部及南部有呈东北西、南方向的向斜和背斜两个构造，对开采3号煤层影响不大。井田内无火成岩侵入，也未见探明陷落柱。第四节 煤层及煤质1、煤层赋存条件该井田内煤层埋藏较深，层位稳定，倾角平缓，一般57，局部达20以上，主要含煤层有石炭系统太原组和二叠系下统山西组，石炭系统溪组含12层无开采经济价值的薄煤层。太原组含煤地层属海陆交互相沉积，受四节石、钱石、猴石三层石灰岩控制，共含五层（11、12、13、14、15），其中12号煤为可采薄煤层，15号煤为可采厚煤层，本组含煤系数为11.3%。山西组含煤地层为陆相沉积，煤层编号为1号9号，共7层，其中3号、6号为可采煤层，其余均为不可采薄煤层。3号煤层为该矿井主采中厚煤层，6号煤为可采薄煤层。2、可采煤层该矿井批准可采煤层为3号煤，属全局稳定中厚煤层，故只对3号煤层进行描述，其它煤层不再叙述。3号煤层位于二叠系下统山西组地层，埋藏深度为350600m，煤厚2.452.90m。平均2.51m，全井田稳定可采，煤层含夹矸石12层，结构简单，直接顶板为泥岩，厚3.123.82m，局部有厚0.1m左右的炭质泥岩为顶。老顶为细砂岩和砂质泥岩，厚7.015.0m，煤层底板为泥岩，局部为砂质泥岩，故顶底板属二级二类。第五节 煤质该井田3号煤层为低灰、低硫、高发热量大的优质无烟煤。原煤水分为0.73%，灰分12.43%，挥发分18.44%，硫分0.47%，发热量为8488千卡/kg。第六节 瓦斯、煤尘、煤的自燃性1瓦斯2010年矿井进行了瓦斯等级鉴定，瓦斯绝对涌出量为13.69m3/min，瓦斯相对涌出量为39.43m3/t；二氧化碳绝对涌出量为0m3/min，相对涌出量为0m3/t，阳泉市郊区安全生产监督管理局、阳泉市郊区煤碳工业局以阳郊安监字201059号文批复该矿为高瓦斯矿井。2煤尘、煤的自燃性山西省煤炭工业局综合测试中心于2010年5月29日对鸿泰煤矿3号煤层的煤尘爆炸性和煤层自燃倾向性进行了检验，检验结果：3号煤层煤样火焰长度为260mm，岩粉用量为70%,煤尘无爆炸性。煤样吸氧量1.0858cm3/g，煤尘云最大爆炸压力为0.53mpa，最大压力上升速率为39.89mpa/s，煤尘云爆炸下限浓度为30g/m3，煤尘云最低着火温度为1000，煤尘层最低着火温度400，自燃等级为级，属不易自燃煤层。第七节 水文地质该井田水文条件简单，主要充水因素为煤层上覆岩层孔隙水，因3号煤层埋藏深度较大，地表水的下渗条件受限制，不会对该煤层开采构成威胁，但大面积开采后，地表水会缓慢地沿地层裂隙下渗，而使井下坑道涌水增加，按矿井生产规模450kt/a计，矿井正常涌水量为10m3/h，最大涌水量为20m3/h。第八节 井田开拓与开采1.井田境界根据山西省国土资源厅于2009年11月26日颁发的采矿许可证，证号为c1400002009111220045156，井田面积为1.6111km2,开采范围由以下4点座标圈定（1980西安坐标）。 x=4191676.25y=19714187.27 x=4191994.26y=19714654.28 x=4189621.26y=19716245.29 x=4189308.25y=19715776.292.储量根据阳煤集团设计研究院2003年2月编制的设计安全专篇，该矿开采3号煤层，其地质储量为5578kt，可采储量为2864kt。3.矿井设计生产能力及服务年限矿井工作制度矿井设计年工作日330d，每天三班作业。矿井设计生产能力矿井生产能力为150kt/a。矿井服务年限按年产150kt矿井服务年限为14.7a，（取备用系数1.3）。4.矿井开拓开采该矿井采用立井方式开拓开采3号煤层。全矿井共布置主立井和回风立井二个井筒。主立井: 担负矿井原煤、设备、人员提升和矿井进风任务，兼矿井安全出口。井口座标x=95294.5，y=89415.5，z=907.5；井筒垂深455.5m，净直径5.5m，净断面23.75m2，井壁采用砼支护。井口安装1台jkmd2.254（i）e（ht）型提升机。井筒内设有折返式人行梯子间。回风立井：担负矿井回风任务，兼矿井安全出口。井口座标x=95231，y=89454.5，z=908.5；井筒垂深423.5m，净直径4m，净断面12.56m2，井壁采用砼支护。井口安装2台fbcdz18b型轴流式通风机，井筒内设有折返式人行梯子间，为矿井的安全出口。井筒见3号煤后，沿3号煤层布置胶带运输大巷、轨道运输大巷和回风大巷，三条盘区大巷采用料石砌碹和锚喷支护。井下布置一个采煤工作面，工作面编号3201，采用单一走向长壁后退式采煤方法，自行冒落管理顶板。第九节 矿井防治水系统水文地质该井田水文条件简单，主要充水因素为煤层上覆岩层含孔隙水。主采煤层3号煤层埋藏深度较大，地表水的下渗条件受限制，对矿井开采不构成威胁。井田四周为实体煤，无小窑开采，没有老窑古空积水。矿井正常涌水量为10m3/h，最大涌水量为20m3/h。排水系统在主立井井底设有主排水泵房和主副水仓，主水仓容积304m3，副水仓容积304m3，水泵房安装有d46-5010型离心式水泵3台（1台工作，1台备用，1台检修）。沿主立井铺设有两趟108mm排水钢管，长度分别为600m，1趟工作，1趟备用。水泵配用yb2-315l-2型电动机，电机功率132kw，额定扬程500m，单台排水能力41.2m3/h（实测）。井下各处积水，采用矿用防爆潜水泵排至采区水仓，然后由采区水仓排至中央主副水仓，然后由主排水泵集中排出地面。矿井主副水仓容积及主排水泵能力，能够满足矿井安全生产的要求。 第二章 探水的目的和原则第一节 探水的目的探水系指采矿过程中用超前勘探方法，查明采掘工作面顶底板、侧帮和前方的含水构造（包括陷落柱）、含水层、积水老窑等水体的具体位置、产状等，其目的是为有效的防治矿井水害做好必要的准备。第二节 探水的原则采掘工作必须执行“预测预报，有掘必探，先探后掘，先治后采”的原则，因而遇到下列情况之一时，必须探水。(1)接近水淹的井巷、老空、老窑或小窑时。(2)接近含水层、导水断层、含水裂隙密集带、溶洞和陷落柱时，或通过它们之前。(3)打开隔离煤柱放水前。(4)接近可能与河流、湖泊、水库、蓄水池、水井等相通的断层破碎带或裂隙发育带时。(5)接近可能涌（突）水的钻孔时。(6)接近有水或稀泥的灌浆区时。(7)采动影响范围内有承压含水层或含水构造，或煤层与含水层间的隔水岩柱厚度不清，可能突水时。(8)接近矿井水文地质条件复杂的地段，采掘工作有涌（突）水预兆或情况不明时。(9)采掘工程接近其它可能涌（突）水地段时。第三章 施工技术要求1、探水钻孔5个，钻孔位置（见探水钻孔设计图），孔深均为90米，详细记录钻进过程各种数据。当钻孔地质及水文地质有变化时，应及时记录，并向有关领导汇报。2、钻孔结构：孔径75 mm，孔深90米，倾角随煤层，开孔位置高出巷道底板1.2米。3、我矿在巷道的具体掘进过程中采取探90米进60米的方式施工。第四章 施工组织设计一、设备1、设备钻机： zdy-1900s型钻机2、循环系统用试压泵通过钻机立轴直接冲洗钻孔，利用井下供排水系统，保证岩粉排出。二、施工人员组织施工钻机一台，人员10人，其中总负责一人，负责全面协调和配合，负责施工工程质量验收、协调下料、井下运输、供电、供排水、通风等，其余人员分为三组，每组三人，其中选一位组（机）长。三、施工设计1、钻机窝施工钻机窝利用现有巷道，要求支护完好，无空顶、无悬矸、无离合顶，施工点里外各5米范围内无杂物，底板平整，无浮矸。2、钻孔结构钻孔结构：孔径75 mm，孔深90米，倾角随煤层，开孔位置高出巷道底板1.2米。3、原始记录原始记录要按要求在现场及时、详细记录，不得随意涂改，不得搞回忆录式记录。第五章 安全技术措施为防止矿井水患事故的发生，提高矿井抗灾能力，特制定本措施：一、矿必须有准确的采掘现状及四邻关系图纸资料，做好水害分析预报，坚持“预测预报，有掘必探，先探后掘，先治后采”的探放水原则。二、探水或接近积水地区的掘进以及排放被淹井巷的积水，都必须编制探放水计划，报上级主管部门批准。三、探水眼的布置和超前距离，防止瓦斯和其它有害气体等，应根据水头高低、煤岩层厚度和硬度等，在具体每次的探放水措施中规定。四、采掘工作面遇到下列情况之一时，必须确定探水线进行探水，确认无突水危险时，方可前进。1、接近水淹或可能积水的井巷、老空或相邻煤矿时。2、接近含水层、导水断层、溶洞和导水陷落柱时。3、打开隔离煤柱放水时。4、接近可能与河流、湖泊、水库、蓄水池、水井等相通的断层破碎带时。5、接近有出水可能的钻孔时。6、接近有水的灌浆区时。7、接近其他可能出水地区时。五、具体安全措施：为了保证井下作业人员的生命安全和财产不受损失，使每次探放水工作顺利进行，特制定下列安全措施。、通风瓦斯管理：1、每次探放水必须保证通风系统稳定可靠，控风设施牢固有效。2、必须固定、控制好该系统的风门、挡风墙等通风设施，以保证该探水区域稳定有效的送风量。3、在打钻期间，打钻施工现场10m范围内风流瓦斯浓度不得超过0.5%，并安设瓦斯电闭锁断电仪，断电传感器报警，断电浓度为0.5%。当瓦斯浓度达到0.5%时，发生声光报警信号，并自动切断全部有关电器设备的电源，由瓦斯员进行处理。4、打钻施工期间，专职瓦检员必须经常检查打钻施工现场10m范围内的风流瓦斯浓度，发现瓦斯超限，立即停止工作进行处理，并在工作地点交接班。5、打钻施工巷道，由机电队负责敷设专用水管、电缆，保证正常供电供水。由专职电工负责电缆、水管的及时延长。6、瓦斯员，通风队长巡回检查涉及打钻巷道的通风系统，风门、挡风墙、调节风窗的完好情况，发现自然损坏的立即处理，发现人为破坏的必须找到损坏人及其归属队组，立即停止该队组工作，抢修被损坏的通风设施，并酌情处理因风流短路或瓦斯超限被波及地点的情况，将造成事故责任者汇报调度室及值班长对其进行严肃处理。、钻孔施工要求：1、钻机机长及施工人员，在施工前必须认真学习钻机使用说明书、掌握要领，做到熟练操作，精确施工。严格按钻机工技术操作规程，煤矿安全规程和本措施规定执行。2、掌握钻机机械性能，入井前，要检查、完善钻机本身及配套设备的部件完好状态，油脂类加注等，经试车无问题时才准入井。3、开车前要检查钻机是否安装平稳牢固，各部紧固件有无松动情况，检查变速箱及油箱内的油面高度，不足时应予以补充。检查抱闸的松紧程度是否合适。送水器转动是否灵活以及输水胶管是否固定等情况，发现问题立即处理。4、每次变速时，接通绞车或断开绞车，必须首先关闭电动机。5、卡紧钻杆后，要检查齿瓦螺栓两边露出的是否均匀，以免齿瓦螺栓与绉进油缸相碰。6、绞车的两个抱闸不能同时制动。7、绞车不能超负荷吊垂。8、钻机在运行过程，如有不正常声音、震动、发热及漏油情况，应立即停车检查。9、钻机在运行过程中要操作沉稳，给进速度均匀，不可忽快忽慢，要精细操作密切注意钻机状态。10、当油箱内的油温超过70时，应当停车冷却，待油温下降后再继续工作。11、每个钻孔必须严格按设计角度施工，钻孔角度误差不得大于1，开孔位置误差不大于2m。钻机机长必须严格把关。12、打钻时必须按工程技术人员确定的角度施工，尤其在钻孔打到3-5m（不包括开孔部分）时，钻机机长要对角度进行一次校正，发现问题及时纠正。在以后的钻进中，根据不同情况及时校验确保钻孔按设计角度施工。13、打钻施工期间，通风队长、科长，要经常深入现场，检查钻孔施工质量和影响施工的其他因素，发现问题，协助解决处理。14、钻机施工不得随意改变钻孔设计参数，若要修改时，必须经技术副矿长批准，报通风科备案。钻孔结束，必须由机长、或当班班长安全员签字。15、钻机机长注意对钻机的维修、保养。施工中发现问