运输上山探放水设计及安全措施

运输上山探放水设计及安全措施运输上山探放水设计及安全措施 矿井水灾事故 直接威胁着矿工的生命安全以及造成较大的经济损失 更为严 重的是 可能会造成淹没采区或矿井 为预防矿井水灾事故的发生 在采掘施工过程中 随时掌握矿井水灾的自然规 律和摸清矿井水文地质情况 以利于控制和杜绝各种水灾事故的发生 12402 运输上山 沿 c24 煤层布置 由一采区 1930 运输石门里头揭露 c24 煤层 处北帮 上帮 开口 按 356 方位坡度 25 沿煤层 掘 到井田边界为止 预计工程量 100 米 采用 11 工字钢支护 顶梁 2 0 米 棚腿 2 2 米 柱窝不 小于 0 2 米 棚距 0 7 米 梯形断面上净宽 1 8 米 下净宽 2 8 米 净高 2 0m 毛断面 5 94 净断面积 4 6 c24 煤层位于宣威组下含煤组 p2x1 煤层顶底板为粉砂岩 细砂岩 顶板较 稳定 底板为泥岩 粉砂岩 细砂岩 稳定性较差 煤层均褐黑色 黑色 光 泽暗淡 条痕黑色或褐灰色 断口阶梯状 具水平层理及块状结构 易燃 煤 层较硬 煤岩类型主要为半暗型 半亮型 少量为暗淡型或光亮型 煤质好 全区可采 是煤矿的主采煤层 煤层厚度 1 8 3 5m 平均 2 0m 区内出露地层从老到新为 二叠系上统峨嵋山玄武岩组 宣威组 三叠系下统 飞仙关组及第四系 分述如下 1 二叠系上统 p2 峨嵋山玄武岩组 p2 为一套基性火山喷发岩系 由集块岩 火山角砾岩 凝灰岩 玄武岩 砂页岩组成 厚 320m 左右 分布于矿界外西部边缘 2 宣威组 p2x 位于峨嵋山玄武组假整合面之上 岩性由泥岩 砂质泥岩 粉砂岩 细砂岩 泥质粉砂岩及煤层组成 厚度 170 320m 分下 中 上三个含煤组 下含煤组 p2x1 由砂质泥岩 粉砂岩夹石组成 含煤厚度一般 40m 含主 要可采煤层 c24 c24 上 c29 中含煤组 p2x2 由泥岩 砂岩 砂质泥岩 泥岩组成 主要可采煤层有 c12 c17 c20 c21煤层 煤组厚度一般 75m 左右 上含煤组 p2x3 由粉砂岩 砂岩 砂质泥岩 泥岩组成 煤组厚度一般 70m 左右 煤层有 c1 c3 c5煤层 3 飞仙关组 t1f 岩性主要为粉砂岩 细砂岩 泥质粉砂岩 粉砂质泥岩 泥灰岩等 厚度 246 550m 4 第四系 q 以浮土 粘土 砂土为主 一般厚 0 15m 烂泥田矿井位于平关向斜南东翼 杨梅山 小达村断层的西侧 地层走向 nee 倾向 sse 倾角 20 35 平均 25 左右 根据地质报告井田范围内有 3 条 原 f12 原 f13 原 f3 断层 构造复杂程度属中等 原 f3 正断层 位于井田北西部 走向北东 倾向南东 倾角 75 北部 为煤系地层与峨嵋山玄武岩组中部相接触 南部为煤系地层与飞仙关组相接触 该断层南北延伸出矿界外 原 f12 正断层 位于井田西南部 断层走向 nnw 倾向 ne 倾角 70 左右 北部为煤系地层与峨嵋山组相接触 该断层向东延伸交于 f3 原 f13 正断层 位于井田南部 断层走向 nw 倾向 ne 倾角 70 断层 北部为煤系地层与峨嵋山玄武岩相接触 南部为煤系地层底部与煤系地层中下 部相接触 该断层向南东延伸交于 f3 f9 逆断层 位于井田二采区中部 断层走向 sn 倾向 w 倾角 55 70 落差大于 20m 经整理 在矿井建设巷道布置 主斜井以东 c24煤层探巷掘进收集地质资料 现在井田范围内共揭露中小型断层 14 条 矿区受以上断层影响 断层附近小断层很发育 对煤层开采影响较大 矿区构 造复杂程度为中等构造类型 该巷 北 东面为一采区 1702 运 回风上山 南面为一采区 1930 运输大巷 西面尚未开采 水文地质情况 1 河流 井田内河流有江浪河 由矿区南西端自北向西从井田流过 该河流为山区雨源 性河流 流量变化幅度大 随季节变化而变化 雨季暴涨 枯季流量较小 河 水主要受大气降水的影响 矿井开采煤层位于当地侵蚀基准面以下 开采过程 中 应留有足够的保护煤柱 矿井中西部为一干涸水库 据烂泥田矿井在 2040 0m 设点观测 近十年来该点最高洪水位 2043 46m 2 地层含水性 宣威组和飞仙关组主要由砂泥岩组成 该地层含浅部风化裂隙水 有泉水点出 露 愈往深部含水性愈微弱 井下煤层巷道中 顶板常见淋水现象 第四系主 要为坡积物 厚度一般 10m 左右 透水性强 含水性中等 主要受大气降水的 控制 3 隔水层 主要是含煤岩组及上覆地层中的泥岩和粘土岩 4 地下水 主要为煤系地层含水和江浪河渗水 5 水文地质类型 大气降水 滑坡水 老窑积水是矿井充水的主要因素 本井田属于以大气降水 为主要补给来源 风化裂隙水以渗流为主 水文地质条件属中等偏复杂 地表 水汇水标高为 2050m 6 矿井正常涌水量 30m3 h 最大涌水量 75m3 h 为此 必须严格执行 物探先行 钻探验证 和 有掘必探 先探后掘 的探 放水制度 充水因素分析 1 大气降水 是地下水主要的补给水源 含煤地层裸露 直接接受大气降水 补给 其充水强度和降水的强度及持续时间有着密切联系 降水成为矿井水的 主要补给水源 对矿井涌水的影响较大 2 地表水 区内冲沟发育 切割较深 排泄条件好 有些冲沟常年有水 枯 季流量较小 雨季暴涨 但地表水会沿地表断层及裂隙渗入地下 进入矿井巷 道 增大矿井涌水量 3 老窑 老巷及空区水 该巷位于现生产区域 由于老窑及采空区冒落造成 地表开裂 塌陷 致使地表水及降雨由裂隙渗入老空蓄积 可能有局部积水 4 第四系孔隙水 岩石破碎 透水性较强 特别在雨季水量猛增 5 矿井直接充水含水层 含煤地层与隔水段呈间互状 虽富水性弱 但具一 定的承压性 6 断层带水 断层破坏了地层的完整性 连续性 降低了岩石的力学强度 含煤地层主要以塑性岩石为主 受力后发生塑性变形 破坏以剪断为主 常形 成微张开甚至闭合的裂隙 断层带岩石胶结性中等 缺少对地下水储存和运动 的有效空间 含水性和导水性不强 但上覆地层断层带有一定含水性 导水性 较好 可能连通含煤地层上部的中强含水层和地表水 加之矿床开采中 人工 采矿裂隙大量出现 改变了断层带附近应力场和地下水的天然流场 地表水 地下水就有可能沿断裂带流入矿井 矿井范围内无大的河流 湖泊 水库 沟谷小溪大部分具有季节性 主要靠泉 水补给 对矿井无较大影响 矿开采的是二叠系上统宣威组煤层 对矿井直接充水的含水层是二叠系上统宣 威组 是裂隙水含水层 含水性弱 其上 下有隔水层与强含水层相隔 正常 情况下与强含水层没有水力联系 不存在强含水层的威胁 地表水和大气降水 矿地表水系按地形条件排泄 矿区范围内排水沟畅通 地 层又无大的裂隙 大气降水是地下水的主要水源 对矿井涌水量的有一定的影 响 据往年观测 矿井正常涌水量在 30m3 h 雨季最大涌水量在 75m3 h 地下水 矿井直接充水的含水层是煤系地层本身的含水层 强含水层下有隔水 层相隔 对矿井的影响较小 不会造成突水威胁 断层 钻孔 岩溶水 矿区范围有多条断层 存在断层水的威胁 地质队对矿 区进行了勘探 打钻 封孔不好的大型钻孔对矿井开采有突水威胁 老窑 老巷及空区水 该巷位于现生产区域 由于老窑及采空区冒落造成地表 开裂 塌陷 致使地表水及降雨由裂隙渗入老空蓄积 可能有局部积水 对矿 井开采有突水威胁 可采煤层有 c3 c17 c20 c21 c24 上 c24煤层六层 现开采 c24 上 c24煤层 12402 运输上山沿 c24 煤层掘进 是煤矿的主采煤层 煤层厚 1 80 3 50 米 平均厚 2 00 米 重点探清 c24 煤层中的老空区及老巷积水情 况 一 矿成立探放水领导小组 组 长 叶学文 成 员 刘福荣 牛九文 蔡开政 陈忠诚 肖云华 叶广合 刘富成 敖小本 唐广元 刘江宏 肖燕平 尹兵 王长江 陈永 成员分工 1 叶学文为探放水领导小组总指挥 负责全盘指挥工作 2 尹兵 牛九文负责探放水的具体施工 探放水队等几人协力完成 并负责打 钻地点的探放水牌板的填写 3 陈忠诚 肖云华负责将每天的打钻情况在探放水台帐上做好记录 打钻时间 地点 打眼方位 角度 孔深 煤岩层位 有无顶钻 喷孔现象 瓦斯情况等 都要记录清楚 二 钻探机具 1 钻机 型号 煤矿用坑道钻机 zy 750 zy 620 最大钻深 150m 2 钻杆直径 42 三 探放水设计及钻孔参数 严格执行 物探先行 钻探验证 和 有掘必探 先探后掘 的原则 探放水 钻孔呈扇形布置 设计孔数为扇形5 5个以上 每次探深为6060米 其中允掘距 离为 30 米 超前距离为 30 米 依次循环进行 实际工作中可根据岩 煤 层的 变化及探水情况适当调整 四 工作面遇到下列情况之一 必须确定探水线进行探水 易造成矿井水灾的水源是地表水和地下水 对矿井威胁最为严重的是地下水 地下水有含水层水 断层水和老空水 因此 在矿井施工过程 尤其是巷道掘 进施工应注意透水事故的发生 为防止矿井水灾事故的发生 确保安全生产和 财务不受损失 煤矿安全规程规定 矿井必须做好水害分析预报 坚持有疑必探 先探后掘的探放水原则 并规定采掘工作面遇到下列情况之一 必须确定探水线 进行探水 1 接近水淹或可能积水的井巷 老窑或相邻煤矿时 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 接近水文地质地段又情况不明时 8 采掘工程接近其他有可能出水地区时 五 防断层水探水 区范围内有三条断层 若有断层时必须进行防断层探水 并采取以下安全措施 1 应核准断层产状 位置 分析断层带的富 导 水性 并在平面图 剖面图上 确定断层与采掘工作面的空间几何关系 2 井巷通过导水或可能导水断层前 必须超前探水 探水线 探水起点 至断层 交面的最小距离不得小于 20 米 3 当井巷通过含 导 水断层时 要严防来压冒顶突水或迟到突水 突泥砂 并 及时采取相应的防水措施 如加强支护 砌碹等 4 对与强含水层连通的导水断层 必须按规定留设防隔水煤柱 采掘工作面接 近隔水煤柱前 要复查煤柱的可靠性 六 探放水探眼的布置和超前距离 探眼的布置和超前距离 应根据水位高低 煤 岩 层厚度和硬度进行规定 1 钻孔一般应按扇形布置如图 安全外围线 4 4 2 30 m 2 掘进头 1 1 3 3 安全外围线 5 5 允许掘进距离超前距 30m 30m 60m 钻孔成呈扇形布置在巷道前方 2 钻孔布置与孔数 根据地质条件和积水区的位置 以能保持安全岩 煤 柱厚度 防止漏探和实现安 全 经济 快速为原则来确定钻孔布置方式与孔数 对于工作面前方和左右两侧均受水威胁的岩 煤 层 钻孔按扇形布置 当积水区 肯定在一侧时 钻孔可按半扇形布置 中厚以上煤层掘进探水 同时要考虑垂直 方向和密度 使钻孔进入顶板围岩 探老塘水 探后掘进停掘处的钻孔眼距不得 超过 3 米 以防漏探 探断层水 开孔位置必须在防水煤柱外和断层应力影响带 以外 以防煤岩破碎出水后不易控制 钻孔个数以保证必要的密度为准则 不得少于五个 3 钻孔深度与超前距离 探水钻孔眼底至掘进工作面的距离不得小于 30 米的超前距离 钻孔深度一般在 60 米 一次打孔后可连续掘进 30 米 4 钻孔直径 从探 排有效又防止冲垮岩 煤 壁和放水过大的原则出发 孔径以不大于 75mm 为宜 5 探水起点 30 米 岩煤层中不得小于 30 米 情况不清楚时 探水线至推断积 水区的距离 煤层中不得小于 60 米 七 采掘工作面接近积水区时 单靠探放水来保证安全是不够的 还必须在掘进 期间采取安全措施加以防范 1 探水巷道的掘进断面不宜过大 以缩小受压面积 同时应有两个以上安全出口 用 于通风 流水和撤人 一般情况下应双巷掘进 2 掘进巷道坡度不准起伏不平 以免低处的水流不出去 施工人员有被堵的危险 3 上山方向水害威胁未消除或正在探水时 为保证下山工作人员的安全 应暂停 其工作 等水害消除后再继续工作 4 探到老空并已入水的掘进工作面 如果不能马上与老空掘透而在几天后再掘 进时 应重新打 2 3 个检查孔 以免原有的钻孔坍塌堵塞而重新积水 切不可贸然 掘进 5 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 如因地质变化必须偏离时 应进行补充钻探或 采取其它措施予以补救 6 大部分积水已经放出 还应注意盲巷老空积水或因断层的隔离而形成的孤立 积水区 7 打眼沿钎杆向外流水时 应停止工作 不准拔出或摇晃钎杆 要设法固定 并向 调度室汇报 听候处理 8 老空透水后允许恢复掘进时 还必须注意 当掘进到离老空 3 5 米处应先打 2 3 个检查孔进行一次再检查 只有证实积水确已放净后方可揭露老空 揭露老 空时 要先由小断面从放水钻孔上方与老空打透 还要注意处理瓦斯 硫化氢等有 害气体 9 掘进中各班班长必须在掘进工作面交接班 交接允许掘进剩余的距离 严禁超 越 10 探水前应先加固探水工作区支架 以免压力水冲垮煤壁和支架 并加强电器 设备和管理工作 以防万一发生透水造成事故的发生 11 清理巷道 保证水沟畅通 并有适当的坡度和断面 临时水仓和排水设备要 有足够的容量和能力 12 在打钻地点或附近安设专用电话 与所有可能受水威胁的工作地点连通 并 事先拟定好撤退路线 以防意外事故的发生 13 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 14 钻进时 发现煤岩松软 片帮或来压 沿钻孔向外流水超过打钻正常供水量 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 如果发现情况危险时 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 15 探入老空水前 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 16 钻孔接近老空 估计可能有瓦斯或其他有害气体涌出时 必须有瓦斯检查工 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煤矿安全规程规 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 17 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 18 在打深眼发现钻孔出水的情况下 严禁采用放炮放水 以防水灾事故的发生 19 探水前 所有施工人员必须熟知矿井水灾路线的情况 并确保安全撤离路线 畅通无阻 并懂得突水后的急救知识 以利发生情况便于撤出 八 探水钻机使用操作要求及安全注意事项 1 在钻机的搬运过程中 应当防止因碰撞而损坏机械部件和油管 受护好设备 每次探水作业完成后 要将设备清理好 并将设备安置在一个顶板及支护完好 环境干燥的巷道内 同时设备的安置地点又不影响其他队的正常工作 2 进入工作地点后 按规定调整好方位角和坡度 用立柱锚固机架 钻机一定 要固定牢固 同时注意人员在施工时的人身安全 3 按钻机使用说明书的操作规程进行钻机施工 4 探水钻孔超前距离每次 60m 垱头施工按每施工 30m 时 保持 30m 的隔水 岩 煤 柱 见巷道允掘距离示意图 5 每次探钻孔的实际操作数据要记录下来 如实反应探钻孔的情况 禁止虚报 及弄虚作假 6 每次施工前 要注意观察整个巷道的支架及围岩情况 发现隐患要及时汇报 并处理 巷道支护质量不合格的 必须先反工 只有在确定安全的前提下 才准 施工 7 在打钻过程中 要注意钻机的工作稳定情况 发现问题要立即停钻 并仔细 分析 找出原因 进行处理 8 出故障的设备要及时维修 井下修不好的要及时运到地面维修 积极和井下 电工联系 保养好设备 以利完成每次探水作业 9 要求每次打钻的打孔个数 不少于 5 个 每个打孔的深度 60m 否则视为 不合格 10 每次完成探水作业后 要及时向矿调度室汇报 由调度室通知掘进队恢复 正常生产 九 探水钻场的要求 1 每次探放水施工前 先