辅助回风顺槽探放水设计

1、第一章 总则为了搞好安全生产，保证职工的人身安全，坚持“有掘必探、有采必探、先探后掘、先治后采”的原则，特编制4104辅助回风顺槽掘进工作面探放水设计与措施。一、探放水的目的根据矿井地质报告、水文地质类型划分报告和相关水患调查情况等，我矿掘进工作面受水威胁不不大，进行探放水的目的主要是为了确保掘进安全无事故。二、编制依据：1.煤矿防治水规定2009年12月1日起执行2.煤矿安全规程2011年版3.柳林煤矿安全专篇（修改）2010年10月4.柳林煤矿2011年采掘计划（修改）三、探放水原则坚持“有掘必探、有采必探、先探后掘、先探（治）后采”的探放水原则。第二章 矿井概况 （一）矿井基本情况山西柳

2、林煤矿有限公司位于柳林县城西北8km处的屈家沟村附近，井田属河东煤田柳林精查勘探区。2009年山西省国土资源厅换发采矿许可证（证号C），批准开采4至8号煤层，井田面积8.9447km2，生产能力为120万t/a。矿井采用斜、立井综合开拓，以一个水平开采井田内4、5号煤层，水平标高为+745m，矿井运输大巷、轨道大巷、回风大巷沿井田中部东西向平行布置，贯穿整个井田。三条大巷延伸到井田西部边界后形成系统，分别向南北布置采掘工作面。运输大巷辅设胶带运输机，担负矿井原煤运输任务；轨道大巷辅设600mm单轨道，担负矿井材料等辅助运输任务，回风大巷为专用回风巷。矿井布置一个回采工作面，两个掘进工作面，回采

3、工作面采用长壁式全部垮落法采煤，采用悬移支架支护。矿井采用中央边界式通风方式，属高瓦斯矿井。井田位于柳林县城西北8km处的屈家沟村，行政区划属柳林县柳林镇。其地理坐标为东经11050411105323，北纬372816373012。井田呈不规则多边形，井田东西长约3.70km，南北宽3.50km，面积8.9446km2。井田北与山西柳林县王家焉煤矿相邻，南与山西鑫飞毛家庄有限公司相邻，东与胡家垣煤矿（关闭）相邻，西与华晋焦煤有限责任公司沙曲矿相邻。井田东北边界附近有柳（林）孟（门）公路通过，在柳林县城附近与太原军渡公路和孝柳铁路交汇，井田有简易公路与上述公路、铁路相连，经公路、铁路均可通往省内

4、外各地，交通运输较为便利。（二）地形、地貌本井田属吕梁山系，地表大部为黄土覆盖，为典型的黄土高原地貌，侵蚀地形，为强烈切割的梁峁状黄土丘陵，冲沟密集而狭窄，形态多呈“V”形，与黄土梁、峁、垣相间分布，常见陡崖、黄土残柱及陷穴等微地貌景观。沟谷两侧及谷底有基岩零星出露。井田内由于植被稀少，水土流失严重。综观井田地形，大致东高西低，东北高西南低。井田内地形最高点位于井田东部，标高1060.60m；最低点位于井田西部的沟谷中，标高850.00m。最大相对高差210.60m，一般相对高差100-150m。 （三）矿井排水设施能力现状 矿井现开采4号煤层，生产规模为120万t/a，矿井主排水泵房和主水仓

5、设在井底车场附近，水仓有效容积为2000m3。主排水泵房安装三台D155-67*4型离心式水泵，排水管直径194mm，电机功率200Kw/台，一台运行，一台备用，一台检修。工作和备用水泵的总能力能满足矿井最大涌出量的要求。两趟排水管路安设在混合平硐。另外在回风立井附近设置了一个采区水仓，容积均为1000m3。各安装D155-67*4型离心式水泵三台，电机功率200Kw/台。电压660V，单台额定流量45m3/h，扬程125m，排水管直径110mm。采煤工作面、掘进工作面的积水由小水泵抽排至采区水仓后进入主水仓，再由主水仓水泵集中排出地面。矿井主、副水仓容积及主排水泵和排水管路能力，能够满足矿井

6、涌水量的要求。第三章 矿井地质及水文地质概况第一节 矿井地质一、地层 井田位于河东煤田中段，离柳矿区中西部边缘，井田内地表大部分为黄土覆盖，仅在较大沟谷中有基岩裸露，根据地表分布和钻孔揭露情况，井田范围沉积地层由下而上依次为：1、奥陶系中统峰峰组（O2f） 埋藏于井田深部，地层厚度88.00-126.00m，平均106.00m，岩性底部多为角砾状石灰岩，中下部为泥灰岩、灰岩、含脉状纤维质石膏或层状隐晶质石膏3-5层。上部为中厚层石灰岩，夹有薄层角砾状泥灰岩、泥岩。2、石炭系中统本溪组（C2b） 平行不整合于下伏奥陶系灰岩之上。底部为鸡窝状山西式铁矿和浅灰色铝土岩，即铁铝层段。之上为深灰色泥岩、

7、砂质泥岩夹泥岩、粉砂岩、和2-3层不稳定石灰岩及1-2层薄煤线。本组厚度16.00-39.00m，平均29.00m左右。3、石炭系上统太原组（C3t）连续沉积于本溪组之上，为井田内主要含煤地层之一，地层厚度78.00-107.00m，平均90.00m，岩性为灰-灰白色砂岩，深灰色泥岩、砂质泥岩间夹4-7层煤层，其中8号煤层为井田主要可采煤层。自下而上发育的L1、L2（L1、L2多合并为一层）、L3、L4、L5石灰岩中L1+2、L3层位稳定，为良好的标志层，L3、L4灰岩则不稳定，部分钻孔中缺失。本组底部以一层灰白色中细粒石英砂岩（K1）与本溪组分界。4、二叠系下统山西组（P1s）井田主要含煤地

8、层之一，与下伏太原组呈连续沉积，地层厚度47.83-88.00m，平均61.25m。岩性由深灰-灰黑色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩和3-5层煤层组成，其中4、5号煤层为主要可采煤层，底部分界砂岩（K3）在井田范围不稳定，中部多相变为泥岩。5、二叠系下统下石盒子组（P1x）连续沉积于山西组之上，岩性为灰-灰绿色砂岩夹深灰色粉砂岩、泥岩、砂质泥岩，下部偶夹1-2层煤线，顶部有一层浅灰、紫红斑杂色铝质泥岩，俗称：桃花泥岩“，为良好辅助标志层。底部以一层灰绿色中粗粒砂岩（K4）与山西组分界。本组厚度60.00-105.00m，平均83.00m。6、二叠系上统上石盒子组（P2s）与下盒子组呈连续沉积，全组厚度

9、410m左右，井田内仅残留中下部层段，岩性为灰白-黄绿色砂岩夹灰、灰绿、紫红色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩，最大残留厚度120.00m左右。7、上第三系上新统、第四系中上更新统（N2+Q2+3）广泛分布于井田内，上部为第四系中上更新统黄土层，其上段岩性为淡黄色砂质粘土，具大孔隙，垂直节理发育。下段为浅红、红黄色砂质粘土，较致密，含有钙质结构，厚度0-142.00m。下部为上第三系上新统红土层，为棕红色粘土、亚粘土，厚度0-30.00m。二、含煤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。此外，在本溪组和下石盒子组也含有少量不稳定的薄煤层和煤线。现将井田主要含煤地层叙述如下：（一）、太

10、原组（C3t）为一套海陆交互相含煤地层，平均厚度90.00m左右，根据岩性岩相组合特征，自下而上可分为三段：1、晋祠段由K1砂岩底至9号煤层底，厚度38.00m左右，岩性以深灰色泥岩、砂质泥岩为主，夹有灰色中、细、粉砂岩和一层不稳定的10号煤层，底部K1砂岩为一层中-细粒石英砂岩，成分以石英和石英质岩屑为主，硅质泥质胶结，磨园度较好，分选中等，垂向上呈正序列，发育有板状交错层理。不稳定，厚度变化大，平均厚度为3.50m。2、毛儿沟段由9号煤层底至L3灰岩顶，厚度21.00m左右。岩性由深灰色泥岩、砂质泥岩间3层石灰岩（L1、 L2、 L3， L1、 L2多合并为一层），1-2层泥岩和2-3层煤

11、层（8号、9号）组成，为本组主要含煤段，其中8号煤层为井田主要可采煤层。本段所含3层灰岩中，L1灰岩为泥晶泥质灰岩。含腕足类、苔藓类、瓣鳃类等化石。L2灰岩为生物泥晶泥质灰岩，基质中含有少量硅质，化石呈片状，种类有腕足、棘皮动物等。L3灰岩为泥晶生物含泥灰岩，生物化石有苔藓、腕足类、棘皮动物等。所含砂岩以中细粒为主，具交错层理，垂向上以反粒序为主，碎屑成分以石英、燧石、岩屑为主，泥质胶结，磨园、分选较好。3、东大窑段由L3灰岩顶至K3砂岩底，厚度31.00m左右，岩性由深灰色泥岩、砂质泥岩，2层石灰岩（L4、 L5）和2层煤层（6号、7号）组成。所含砂岩以中细粒为主，发育大型交错层理磨园、分选

12、较好，成分以石英、长石及岩屑为主，泥质胶结。（二）、山西组（P1s）为一套陆相碎屑岩含煤地层，平均厚度61.25m。岩性主要由深灰色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩间3-4层中、细粒砂岩和3-5层煤层组成。所含煤层中；下部4号、5号煤层为主要可采煤层。中上部沉积煤层大都不可采。本组所含砂岩多以中细粒为主，成分以石英、长石和岩屑为主，有时含煤屑。三、构造井田位于河东煤田中段，区域构造位置处于吕梁山复背斜之次级构造王家会背斜西翼，受其影响井田范围总体呈一走向近南北，向西倾伏的单斜构造，局部略有次级起伏。地层倾角2-7，一般为5左右。另外在井田内还发育三条断层，分别叙述如下：1、F2正断层位于井田北部冯家畔村

13、北，属聚财塔地堑之南断层，断层走向延伸方向呈近东西向，延伸长度2500m以上，穿越井田长度约1500m，断层面倾向北，倾角70-75，落差80-120m。该断层与其以北450m处之F1断层（聚财塔北断层）共同组成聚财塔地堑，地堑内地层段落深度80-250m，在南北大断层临近伴生有次级羽状小断层和宽缓小褶曲。该断层为沙曲井田勘探时42号钻孔控制。2、f1正断层位于井田中部，由该矿井下运输下山巷道和新开下山巷道揭露。断层走向呈北东，断层面倾向北西，倾角60，走向延伸长度475m，断层落差2m左右。3、f2正断层位于井田中部，由该矿井下运输下山巷道和新开下山巷道揭露。断层走向呈北西，断层面倾向南西，

14、倾角75，走向延伸长度300m，断层落差3m左右。除上述三断层外，井田内未发现陷落柱、岩浆侵入现象。井田总体构造属简单类型。 第二节 水文地质概况1、 区域地表河流和水系本井田内无常年性河流通过，区内沟谷中仅在雨季有短暂性的流水通过。向南汇入三川河，三川河向西南排向黄河。2、 区域水文地质单元煤田内寒武、奥陶、石炭、二叠、三叠系含水层构成承压水斜地，其中奥陶系岩溶含水层富水性较强，石炭系及其它基岩含水层较弱，奥陶系地下水在奥陶系灰岩出露区接受大气降水补给后，沿地层倾向方向径流，最终集中排向柳林泉，构成完整的水文地质单元一柳林泉域。此外，古老变质岩及河流冲、洪积层构成各自独立的补给、径流、排泄系

15、统。3、 区域含水层(一)太古界、元古界变质岩系及燕山期岩浆岩裂隙含水层(二) 寒武、奥陶系碳酸盐岩岩溶裂隙含水岩组(三)石炭系上统太原组岩溶裂隙含水岩组(四)二叠系、三叠系砂岩裂隙含水岩组(五)第三系、第四系松散岩类孔隙含水岩组四、区域隔水层(一)太古界、元古界变质岩构成寒武、奥陶系碳酸盐岩岩溶含水岩组的隔水底板。(二)石炭、二叠、三叠系各含水层间较厚且发育稳定的泥质岩构成各含水层之间的隔水层。第三节 矿井水文地质一、地表水（地面水情况、水流汇总以免地面沟、坝等在暴雨时洪水溃入井下）本井田内无常年性河流通过，区内沟谷中仅在雨季有短暂性的流水通过。向南汇入三川河，三川河向西南排向黄河。2、 井

16、田主要含水层（一）奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层奥陶系地层在井田内全部被覆盖，据133号孔（井田以北3km处）抽水试验（O2f）单位涌水量为0.32l/s.m，水位标高802.80m，水质为HCO3.Cl-Na.Mg型。另据本矿水井（O2s）抽水试验单位涌水量为21.60L/s. m，水位标高797.04m。（二）石炭系上统太原组灰岩岩溶裂隙含水层 井田内被覆盖，该含水层由35层石灰岩组成，平均总厚度20m左右，石灰岩岩溶裂隙发育，钻孔钻至石灰岩时，冲洗液漏失严重，甚至不返水。岩芯中多见有515mm的溶孔，据相邻聚财塔煤矿（北距本井田约2km），1号孔抽水试验结果，太原组含水层单位涌水量0.409l

17、/s.m，渗透系数2.11lm/d，水位标高816.74m，水质为SO4.HCO3-Na.Mg.Ca型，矿化度0.968g/l。属中等富水性。（三）二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层该含水层以中粗粒砂岩为主，平均厚度11m左右，含水层裂隙发育差，富水性较弱，在补给条件较好的地段富水性较好。据1号孔抽水资料，单位涌水量为0.082l/s.m，渗透系数为0.567m/d，与太原组混合水位标高817.09m，水质为SO4.HCO3-Na.Mg.Ca型，矿化度0.993g/l。（四）二叠系上下石盒子组砂岩裂隙含水层井田西部有零星出露，含水层主要为中粗粒砂岩，厚度为14m左右，单井出水量小于10m3/d，富

18、水性弱，水质为HCO3.SO4 -Na.Mg型，矿化度0.996g/l。（五）上第三系、第四系孔隙含水层上第三系上新统在沟谷中有小片出露，含水层主要为底砾岩，厚度不稳定，单井出水量小于5m3/d，富水性弱。第四系中上更新统广泛分布于井田内，其含水层补给条件不好，连续性差，单井出水量小于10m3/d，季节性变化大3、 井田地下水的补径排条件井田奥陶系灰岩水属区域岩溶水的迳流区，岩溶水流经井田向南排出边界，至柳林泉，井田距柳林泉排泄区较近，水力坡度小。石炭系和二叠系灰岩、砂岩裂隙含水层在裸露区接受大气降水补给后，沿岩层倾斜方向运移，上部石盒子组含水层中以泉的形式排泄，下部含水层中水则顺岩层倾向运移

19、，流出井田外，矿坑排水是其主要排泄途径。4、 井田主要隔水层（一）山西组隔水层山西组5号煤以下至太原组第一层灰岩之间是以泥岩为主，砂、泥岩互层的一套地层，厚度12.50m左右，连续、稳定，其中泥岩、粘土岩隔水性好，可视为山西组与太原组之间良好的隔水层。（二）本溪组隔水层井田内本溪组厚29m，岩性主要为泥岩、铝土岩、粉砂岩和砂岩，该组有时夹薄层石灰岩或薄煤层，其中泥质岩隔水性能好，在区域内稳定，是良好的隔水层。第四节 矿井充水因素分析一、矿井充水因素分析本区年降水量为373.5mm577.7mm，属于干旱地区，本井田地形坡度较陡，植被不发育，有利于自然排水，入渗补给地下水条件差，只在基岩露头的沟

20、谷中有少量的入渗，对于山西组砂岩含水层，由于其上有较多隔水层分布，接受大气降水的直接补给很少。本矿批采4、5号煤层且4、5号煤层相距2.864.16m，其直接充水含水层是山西组砂岩裂隙含水层，间接充水含水层主要为上下石盒子组砂岩裂隙含水层、太原组岩溶裂隙含水层和奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层。本矿批采的4、5号煤层底板大部位于奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层水位之下，属于带压开采煤层，根据突水系数来计算奥灰岩溶水对4号煤层的影响。突水系数计算公式：Ts= P=（H0-H1+M）0.0098式中： Ts突水系数，MPa/m；P隔水层底板所能承受的最大静水压力，Mpa；M底板隔水层厚度，m；Cp煤层

21、开采时对底板扰动厚度，m。H1煤层底板最低标高H0奥灰岩溶水水位标高4号煤层距奥灰顶面（M）127.04m；扰动厚度（Cp）取经验值16m；煤层底板最低标高（H1）695m；奥灰岩溶水水位标高（H0）799m。则4号煤层突水系数： Ts0.02MPa/m根据经验:具有构造破坏的地区，安全突水系数为0.06（MPa/m）。无构造破坏的地区，安全突水系数为0.15（MPa/m），本井田为有构造破坏地区。4号煤层突水系数小于临界突水系数0.06MPa/m，故奥陶系灰岩岩溶水对井田内4号煤层突水的可能性小。2、 矿井水文地质划分类型在井田西北部掘进顺槽遇断层破碎带底板有水涌出，涌水量达480m3/d，

22、现矿井正常涌水量达到60m3/h左右，最大涌水量80m3/h，主要来源为井筒渗水和顶底板裂隙水。井田内4号煤层充水含水层为砂岩裂隙含水层，富水性弱，补给条件差，井田内4号煤层水文地质条件应为简单类型，但有断层沟通时，有突水可能。1989年聚财塔煤矿矿井突水就是一个典型事例，根据上述情况并参照矿井水文地质类型分类标准综合分析，本矿井水文地质类型应为简单。局部可能为中等。3、 主要水害类型 （1）大气降水 （2）煤系地层裂隙水 （3）下组煤层底板奥陶系岩溶水间接充水 四、发生突（透）水的情况建井到现在没有发生任何透水事故。第五节 矿井涌水量预算矿井生产规模达到120万t/a，矿井涌水量一般1440

23、m3/d （60m3/h）左右，最大达1920m3/d （80m3/h），井下涌水主要来源为井筒渗水和顶底板裂隙水，通道为顶板导水裂缝带。根据了解，目前井下也无明显大的涌水点，但随着开采深度逐年加深，采空面积逐渐增大，以及小断裂相继出现，可能会使矿井涌水量发生变化，或增大或减小。因此，在开采过程中，应特别重视矿井水文地质工作，发现异常情况，及时分析其原因，做出正确的判断，制定出相应的措施。第四章 探水工作面概况第一节 巷道布置及施工工艺一、巷道布置施工工艺：1.巷道布置：本探水工作面的巷道名称为4104辅助回风顺槽（9顺），主要用于4104回采工作面的回风。4104辅助回风顺槽的断面规格为4.

24、5m2.8m、净高2.8m,有效长度为1750m,于2011年06月施工，2012年4月完工。2. 施工工艺：4104辅助回风顺槽（10顺）采用EBZ100E型综掘机沿4号煤层底板掘进，全断面一次成巷方法，掘进与支护平行作业。机掘施工方式 （1）、4104辅助回风顺槽（10顺）采用EBZ100E型综掘机沿煤层底板截割并自行装煤，由掘进机二运转至SGB620/40型刮板输送机经皮带顺槽DSJ80/40/90皮带输送机至西皮下山带至主煤仓。 （2）、生产工艺流程开机前准备掘进机割、装、运临时支护运料、清浮煤锚杆支护打锚索下一个循环 （3）、检修工艺流程检修前准备检修掘进机各部位、加油、更换截齿，检

25、修各部刮板输送机、带式输送机及延伸部位，下料、其它工作正常掘进 （4）、掘进机截割工艺掘进机采用横向往复式掘进，截割时将截割头调至巷道左下侧，由巷道左下侧开口进刀，左右摆动先割出槽窝，然后由下向上进行截割，进刀深度为0.5m为宜，待截割完毕且打完锚杆后，再进行下一个循环，往复进行。附1：巷道布置平面示意图(1)附2：巷道断面示意图(2)附3：巷道支护示意图(3)二、地面相对位置及邻近采区开采情况地面： 4104辅助回风顺槽（10顺）工作面对应地面范围内有荒坡耕地。无公路、河流分布，掘进对地表无影响。井下： 4104辅助回风顺槽（10顺）工作面北接我矿矿界保安煤柱；西靠本矿4103工作面的回风顺

26、槽相临；东靠4105准备工作面实体煤区。井上、下对照关系见表井上、下对照关系表采区名称一采区工程名称4104辅助回风顺槽地面标高890.2-1029.7井下标高695地面的相对位置建筑物无井下相对位置对掘进的影响无邻近采掘情况对采掘的影响无三、相邻巷道煤层、采掘工作面对掘进作业施工的影响1.老空区及水的影响根据相关图纸分析得：4104辅助回风顺槽掘进工作面无采空区的威胁。2. 瓦斯对掘进施工的影响 4号煤层为高瓦斯煤层，在掘进过程中会影响日常生产，但为了保证安全生产，必须坚持每班三检（瓦斯），发现异常上报矿调度。3. 火灾的影响 煤层自燃倾向性等级为级，属自燃煤层。第二节 工作面地质构造及煤层

27、赋存情况 依据地质报告说明书得知，4号煤层为单斜构造，煤层结构简单，倾角为25，硬度为34，煤层节理较为发育易于落煤。依据ZK10-2、3-2钻孔柱状图分析，该掘进巷道顶板岩性无明显变化，煤层厚度约为2.6m，煤层中部约有0.27m厚的炭质泥岩，顶底板的岩性特征见表2顶、底板岩性特征（表2）顶板名称岩石名称厚度/m岩性描述顶板老顶中砂岩直接顶泥岩、细砂岩3-5灰黑色泥岩、灰白色细砂岩；节力不发育直接底泥岩2.86-3.69灰黑色；节理不发育一、煤层瓦斯涌出量、瓦斯等级，发火期、煤尘爆炸指数 根据邻近4103回风顺槽及辅助回风顺槽掘进时分析，4104辅助回风顺槽（10顺）掘进时瓦斯绝对涌出量为3

28、.6m3/min，根据ZK10-2号钻孔采样测试，煤尘具有爆炸性，爆炸指数为24，煤层自燃倾向性等级为级，属自燃煤层，地温变化梯度平均为1.07/100m，属地温正常区。 二、地质构造 根据山西柳林煤矿有限公司煤矿勘探地质报告分析，井田地层总体上为一单斜构造，走向近南北向，倾向西南，地层倾角平缓为25，平均4，可能会出现正断层，断层要素不详。根据4103回风顺槽及辅助回风顺槽掘进时分析，本工作面地质构造赋存稳定，无大的褶曲变化。附：工作面综合柱状图（图4）第三节 工作面及其周边水文地质一、叙述第四系砂砾层水、底板承压水的评价和进行隔水层安全厚度计算。本井田内第四系的主要岩层以黄土、砂质黏土为主

29、。期含水层补给条件不好，连续性差，季节性变化大。根据北京市地质矿产勘查开发总公司编制的山西柳林煤矿有限公司矿井水文地质类型划分报告提供，本工作面突水系数为0.03MPa/m,均小于受构造破坏块段的临界值0.06MPa/m.因此，井田内开采4#煤层在无导水断层沟通情况下受奥灰岩溶水影响不大，属于带压开采相对安全区。根据KZ3-2、10-2资料和4103回风顺槽、辅助回风顺槽掘进过程数据分析得:4104辅助回风顺槽的顶板隔水层为：平均13.7m;底板隔水层平均为21.75m。2、 工作面顶板主要含水层与工作面的空间结构分布关系、工作面受顶板水威胁情况分析； 4104辅助回风顺槽工作面顶板隔水层为1

30、3.7m，由于4号煤层在我矿和周边矿井的开采之下，形成大面积的采空区，使含水层的水起到疏干作用。但少量的含水层的水通过裂隙进入含水层4号煤层。在掘进4104辅助回风顺槽过程中，会遇到顶板淋水，但淋水不大，不会影响正常生产。3、 工作面底板主要含水层与工作面的空间结构分布关系、各含水层的水压、水位观测资料、工作面底板水威胁情况分析底板的主要含水层为石灰岩、奥灰和砂岩含水层，太原组的含水层水位为816.74m,山西组的含水层水位为817.09m，奥灰含水层水位为797-798m.根据北京市地质矿产勘查开发总公司编制的山西柳林煤矿有限公司矿井水文地质类型划分报告提供，本工作面突水系数为0.03MPa

31、/m,均小于受构造破坏块段的临界值0.06MPa/m.因此，井田内开采4号煤层在无导水断层沟通情况下受奥灰岩溶水影响不大，属于带压开采相对安全区。4、 工作面受老空水威胁情况分析（小窑老空水和本矿老空水积水范围、积水标高、积水量预计及积水线、探水线、警戒线划定）；根据采掘平面图分析得：本掘进工作面东临4105准备工作面，属于实体区，北临聚财大断层保安煤柱；采空区距4104掘进工作面的东帮550m，掘进前方无采空区；预计距4104辅助回风顺槽口1320m处，有一正断层。分析结论为4104掘进工作面的东、西部均不受水的威胁。由于采动的影响，聚财大断层可能为导水断层，必须保持按设计保留断层保安煤柱，

32、不受水的威胁。由于采动的影响顶板受到破坏，使局部顶板不完整，产生裂隙，含水层的水通过裂隙渗入4号煤层，但不会影响正常掘进。探水线的确定：1、 超前探水：探水线（探水起点）至断层交面线的最小距离为30m，当水压大于2Mpa时按每增加0.1Mpa增加1m。 2、警戒线的确定：距探水线150m为警戒线。 3、超前距离：探水钻孔终孔位置始终超前掘进工作面的距离采用30m。 4、允许掘进距离：经探水证实无水害威胁，可安全掘进的距离：探水中心钻孔深度（钻孔的最小平距）减去30m。 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，布置的最外侧探水钻孔所控制的范围与巷道帮的距离取30m。 五、工

33、作面涌水量预计方法及预计结果。 本工作面的涌水量预计方法为水泵功率法和容积法。根据4103掘进工作面涌水量，预计4104掘进工作面的涌水量为0.5m3/h。第五章 探放水设计第一节 探放水目的、手段及方法一、探放水目的：本矿可能存在的断层水和其它水体，防止掘进或回采中发生透水、突水等事故。二、手段及方法：超前物探、超前探钻探、顶底物探，物探先行钻探验证，物探与钻探综合探测的方法。第二节 钻孔设计及布置一、探放水设计1、探水起点的确定：根据“有掘必探、有采必探、先探后掘、先治后采”的探放水原则，井巷掘进开口前就必须先进行物探后，经综合分析确定为无异常时再钻探验证，确定为异常区时在钻探（按防治水规

34、定）规定执行。确认无水患后再往前掘进并留30m的超前距，掘进到预留超前距位置后停掘，再进行探水，依此类推直至巷道掘到位，因此探水起点即为4104辅助回风顺槽的开口位置。2.超前距离：探水钻孔终孔位置始终超前掘进工作面的距离本设计采用30m。3.允许掘进距离：经探水证实无水害威胁，可安全掘进的距离：探水中心钻孔深度（或钻孔的最小平距）减去30m。4.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，布置的最外侧探水钻孔所控制的范围与巷道帮的距离取30m。5.超前距离的计算：a=0.5A L 3p/kp式中：a -超前距离m； L-巷道的跨度（宽或高，取其最大者）m； Kp-煤的抗张强度（

35、Mpa）； P-煤、岩层承受的静水压力（Mpa）； A-安全系数，一般取25；0.5*5*4.53*3.2/10=11m根据防治水规定，超前距一般取30m，为增加安全系数本设计取30m，帮距取30m。 探放水钻孔的布置方式及单孔设计 根据物探先行、钻探验证。根据山西省煤炭工业厅文件晋煤行发【2012】239号文件关于下发2012年全省生产矿井防治水工作安排的通知中第八条“井下探水工作应执行物探先行、化探跟进、钻探验证综合探测手段：日常井下开拓掘进工作面（探水警戒线以外的区域）探探放水作业必须先进行超前探测，钻探验证经验收确认安全后方可作业。开拓、掘进工作面进行钻探验证时必须保证掘进中心水平上不

36、得少于3各孔、在垂向上每1.5m至少布置一个探放水孔。（一）根据物探探测报告，无异常区域时，采用验证钻探。钻孔设计为水平孔3个、垂向孔2个。 验证孔主要参数及单孔设计（1）钻孔直径： 开口孔径53mm;终孔孔径50mm，采用直径42mm的钻杆钻进。（2）钻孔沿煤层倾向呈扇形布置，超前距30m，准掘60m。（3）在每个钻场地点做好标记，并挂牌管理。1号孔1、开孔位置：迎头距底0.81.0m，距西侧帮2.25m2、钻孔参数：钻探方位角为3480424 钻孔倾角为2 钻探倾角沿煤层的伪倾角钻进； 钻孔深度为90m。 超前距30m,允许掘进距60m。预计水压为0.1MPa，套水管长度为10m. 2号孔

37、1、开孔位置：迎头距底0.8-1.0m，距西帮1.75m2、钻孔参数：钻探方位为3280424 钻孔倾角为2 钻探倾角沿煤层的伪倾角钻进； 钻孔深度为91.5m，与1号孔夹角为15 超前距30m,允许掘进距60m。 预计水压为0.1MPa，套水管长度为10m. 3号孔 1、开孔位置：迎头距底0.8-1.0m，距东帮1.75m 2、钻孔参数：钻探方位为80424 钻孔倾角为2 钻探倾角沿煤层的伪倾角钻进； 钻孔深度为91.5m，与1号孔的夹角15 超前距30m,允许掘进距60m。 预计水压为0.1MPa，套水管长度为10m. 4号孔（垂向孔）1、开孔位置：迎头距底1.0-1.2m，距西帮2.25

38、m 2、钻孔参数：钻探方位为3480424 钻孔倾角为1 钻探倾角沿煤层的伪倾角钻进； 钻孔深度为90m，与1号孔的夹角1 超前距30m,允许掘进距60m。 预计水压为0.1MPa，套水管长度为10m.5号孔（垂向孔）1、开孔位置：迎头距底1.2-1.4m，距西帮2.25m2、钻孔参数：钻探方位为3480424 钻孔倾角为2 钻探倾角沿煤层的伪倾角钻进； 钻孔深度为90m，与1号孔的夹角2 超前距30m,允许掘进距60m。 预计水压为0.1MPa，套水管长度为10m.（二）根据物探探测分析报告，有异常区域时，探水钻孔主要参数确定1、钻孔布置：根据煤矿防治水规定第九十四条规定： 探放老空水、陷落

39、柱水和钻孔水时，探水钻孔成组布设，并在巷道前方的水平面和竖直面内呈扇形。钻孔终孔位置以满足平距3 m为准。布置水平孔21个，顶孔2个。 2、探放断裂构造水和岩溶水等时，探水钻孔沿掘进方向的前方及下方布置。底板方向的钻孔不得少于2个。遇断层时底板增加2个底孔。探水钻孔单孔设计（1）钻孔直径： 开口孔径53mm;终孔孔径50mm，采用直径42mm的钻杆钻进。（2）钻孔沿煤层倾向呈扇形布置，超前距30m，准掘60m。（3）在每个钻场地点做好标记，并挂牌管理。1号孔1、开孔位置：迎头距底0.8-1.0m，距西侧帮2.25m2、钻孔参数：钻探方位为3480424 钻孔倾角为2 钻探倾角沿煤层的伪倾角钻进

40、； 钻孔深度为90m。 超前距30m,允许掘进距60m。 预计水压为0.1MPa，套水管长度为10m. 2号孔1、开孔位置：迎头距底0.8-1.0m，距西帮2.05m2、钻孔参数：钻探方位为3461700 钻孔倾角为2 钻探倾角沿煤层的伪倾角钻进； 钻孔深度为90m，与1号孔夹角为14724 超前距30m,允许掘进距60m。 预计水压为0.1MPa，套水管长度为10m.3号孔1、开孔位置：迎头距底0.8-1.0m，距东帮2.05m2、钻孔参数：钻探方位为3495148 钻孔倾角为2 钻探倾角沿煤层的伪倾角钻进；钻孔深度为90m，与1号孔的夹角14724 超前距30m,允许掘进距60m。 预计水

41、压为0.1MPa，套水管长度为10m. 4号孔1、开孔位置：迎头距底0.8-1.0m，距西帮1.85m2、钻孔参数：钻探方位为3442929 钻孔倾角为2 钻探倾角沿煤层的伪倾角钻进； 钻孔深度为90m，与2号孔的夹角14711 超前距30m,允许掘进距60m。 预计水压为0.1MPa，套水管长度为10m.5号孔1、开孔位置：迎头距底0.8-1.0m，距东帮1.85m2、钻孔参数：钻探方位为3513859 钻孔倾角为2 钻探倾角沿煤层的伪倾角钻进；钻孔深度为90m，与3号孔的夹角14711 超前距30m,允许掘进距60m。 预计水压为0.1MPa，套水管长度为10m. 6号孔1、开孔位置：迎头

42、距底0.8-1.0m，距西帮1.65m2、钻孔参数：钻探方位为3424346 钻孔倾角为2 钻探倾角沿煤层的伪倾角钻进； 钻孔深度为90.5m，与4号孔的夹角14746超前距30m,允许掘进距60m。 预计水压为0.1MPa，套水管长度为10m.7号孔1、开孔位置：迎头距底0.8-1.0m，距东帮1.65m2、钻孔参数：钻探方位为3532545钻孔倾角为2钻探倾角沿煤层的伪倾角 钻进；钻孔深度为90.5m，与5号孔的夹角14746超前距30m,允许掘进距60m。预计水压为0.1MPa，套水管长度为10m.8号孔1、开孔位置：迎头距底0.8-1.0m，距西帮1.45m2、钻孔参数：钻探方位为34

43、05654钻孔倾角为2钻探倾角沿煤层的伪倾角钻进；钻孔深度为91m，与6号孔的夹角14609超前距30m,允许掘进距60m。预计水压为0.1MPa，套水管长度为10m.9号孔1、开孔位置：迎头距底0.8-1.0m，距东帮1.45m2、钻孔参数：钻探方位为3551154钻孔倾角为2钻探倾角沿煤层的伪倾角钻进；钻孔深度为91m，与7号孔的夹角14609超前距30m,允许掘进距60m。预计水压为0.1MPa，套水管长度为10m.10号孔1、开孔位置：迎头距底0.8-1.0m，距西帮1.25m2、钻孔参数：钻探方位为3391233钻孔倾角为2钻探倾角沿煤层的伪倾角钻进；钻孔深度为91.5m，与8号孔的

44、夹角14421超前距30m,允许掘进距60m。预计水压为0.1MPa，套水管长度为10m.11号孔1、开孔位置：迎头距底0.8-1.0m，距东帮1.25m2、钻孔参数：钻探方位为3565504钻孔倾角为2钻探倾角沿煤层的伪倾角钻进；钻孔深度为91.5m，与9号孔的夹角14421超前距30m,允许掘进距60m。预计水压为0.1MPa，套水管长度为10m.12号孔1、开孔位置：迎头距底0.8-1.0m，距西帮1.05m2、钻孔参数：钻探方位为3372923钻孔倾角为2钻探倾角沿煤层的伪倾角钻进；钻孔深度为92m，与10号孔的夹角14310超前距30m,允许掘进距60m。预计水压为0.1MPa，套水

45、管长度为10m.13号孔1、开孔位置：迎头距底0.8-1.0m，距东帮1.05m2、钻孔参数：钻探方位为3583814钻孔倾角为2钻探倾角沿煤层的伪倾角钻进；钻孔深度为92m，与11号孔的夹角14310超前距30m,允许掘进距60m。预计水压为0.1MPa，套水管长度为10m.14号孔1、开孔位置：迎头距底0.8-1.0m，距西帮0.85m2、钻孔参数：钻探方位为3354734钻孔倾角为2钻探倾角沿煤层的伪倾角钻进；钻孔深度为92.5m，与12号孔的夹角14149超前距30m,允许掘进距60m。预计水压为0.1MPa，套水管长度为10m.15号孔1、开孔位置：迎头距底0.8-1.0m，距东帮0

46、.85m2、钻孔参数：钻探方位为0203钻孔倾角为2钻探倾角沿煤层的伪倾角钻进；钻孔深度为92.5m，与13号孔的夹角14149超前距30m,允许掘进距60m。预计水压为0.1MPa，套水管长度为10m.16号孔1、开孔位置：迎头距底0.8-1.0m，距西帮0.65m2、钻孔参数：钻探方位为3340713钻孔倾角为2钻探倾角沿煤层的伪倾角钻进；钻孔深度为93m，与14号孔的夹角14021超前距30m,允许掘进距60m。预计水压为0.1MPa，套水管长度为10m.17号孔1、开孔位置：迎头距底0.8-1.0m，距东帮0.65m2、钻孔参数：钻探方位为2024钻孔倾角为2钻探倾角沿煤层的伪倾角钻进

47、；钻孔深度为93m，与15号孔的夹角14021超前距30m,允许掘进距60m。预计水压为0.1MPa，套水管长度为10m.18号孔1、开孔位置：迎头距底0.8-1.0m，距西帮.045m2、钻孔参数：钻探方位为3322829钻孔倾角为2钻探倾角沿煤层的伪倾角钻进；钻孔深度为93.5m，与16号孔的夹角13844超前距30m,允许掘进距60m。预计水压为0.1MPa，套水管长度为10m.19号孔1、开孔位置：迎头距底0.8-1.0m，距东帮.045m2、钻孔参数：钻探方位为33908钻孔倾角为2钻探倾角沿煤层的伪倾角钻进；钻孔深度为93.5m，与17号孔的夹角13844超前距30m,允许掘进距6

48、0m。预计水压为0.1MPa，套水管长度为10m.20号孔1、开孔位置：迎头距底0.8-1.0m，距西帮0.25m2、钻孔参数：钻探方位为3305131钻孔倾角为2钻探倾角沿煤层的伪倾角钻进；钻孔深度为94m，与18号孔的夹角13658超前距30m,允许掘进距60m。预计水压为0.1MPa，套水管长度为10m.21号孔1、开孔位置：迎头距底0.8-1.0m，距东帮0.25m2、钻孔参数：钻探方位为51606钻孔倾角为2钻探倾角沿煤层的伪倾角钻进；钻孔深度为94m，与19号孔的夹角为130超前距30m,允许掘进距60m。预计水压为0.1MPa，套水管长度为10m.顶孔1号孔1、开孔位置：迎头距底

49、1.0-1.2m，距东帮2.25m2、钻孔参数：钻探方位为3480424钻孔倾角为3钻探倾角沿煤层的伪倾角钻进；钻孔深度为90m超前距30m,允许掘进距60m预计水压为0.1MPa，套水管长度为10m.2号孔1、开孔位置：迎头距底1.2-1.4m，距东帮2.25m2、钻孔参数：钻探方位为3480424钻孔倾角为4钻探倾角沿煤层的伪倾角钻进；钻孔深度为90m超前距30m,允许掘进距60m预计水压为0.1MPa，套水管长度为10m.遇断层时增设两个底孔，底孔参数1号孔1、开孔位置：迎头距底0.6m，距东帮4m2、钻孔参数：钻探方位为3391233钻孔倾角为-2钻探倾角沿煤层的伪倾角钻进；钻孔深度为

50、92m，超前距30m,允许掘进距60m。预计水压为0.1MPa，套水管长度为10m.2号孔1、开孔位置：迎头距底0.6m，距西帮4m2、钻孔参数：钻探方位为3565504钻孔倾角为-2钻探倾角沿煤层的伪倾角钻进；钻孔深度为92m超前距30m,允许掘进距60m。预计水压为0.1MPa，套水管长度为10m. 煤层倾角发生变化时，根据煤层倾角变化情况。结合我矿实际情况，对钻孔倾角作出调整。2. 探水钻孔布置方式非异常时钻孔布置平面图（图5）钻孔布置剖面图（图6）钻孔布置断面图（图7）异常时 钻孔布置平面图（图8）钻孔布置剖面图（图9）钻孔布置断面图（图10）钻场支护示意图（图11）孔口管安装示意图（

51、图12）3、探放水钻孔规定防治水规定第九十四条 布置探放水钻孔应当遵循下列规定：（一）探放老空水、陷落柱水和钻孔水时，探水钻孔成组布设，并在巷道前方的水平面和竖直面内呈扇形。钻孔终孔位置以满足平距3 m为准，厚煤层内各孔终孔的垂距不得超过1.5 m；（二）探放断裂构造水和岩溶水等时，探水钻孔沿掘进方向的前方及下方布置。底板方向的钻孔不得少于2个；（三）煤层内，原则上禁止探放水压高于1 MPa的充水断层水、含水层水及陷落柱水等。如确实需要的，可以先建筑防水闸墙，并在闸墙外向内探放水；（四）上山探水时，一般进行双巷掘进，其中一条超前探水和汇水，另一条用来安全撤人。双巷间每隔30-50 m掘1个联络

52、巷，并设挡水墙。三、探水钻机的主要技术参数：探水钻机主要技术参数钻机型号ZDY650（MK-4）最大起拔力36kN钻孔深度150m电机功率15kw钻杆直径42mm/50mm额定电压380/660V额定转矩650/320长宽大给进力25kN质量950kg四、探放水劳动组织劳动组织配备表序号工种出勤人数备注1跟班矿领导12瓦斯员13探水员54地测技术员15探水队长16安全员1合 计10井下探放水由矿统一安排统一领导，探水队队长负责组织，跟班矿长领导负责监督检查，通风科、地测防治水科、安监站验收。五、井下探放水钻机安装和施工前的有关规定防治水规定1.探放水钻探现场规定。加强钻孔附近的巷道支护，并在工作面迎头打好坚固的立柱和拦板；清理巷道，挖好排水沟。探水钻孔位于巷道低洼处时，配备与探放水量相适应的排水设备；在打钻地点或其附近安设专用电话；依据设计，确定主要探水孔位置时，由测量人员进行标定。负责探放水工作的人员亲临现场，共同确定钻孔的方位、倾角、深度和钻孔数量；在预计水压大于0.1 MPa的地点探水时，预先固结套管。套管口安装闸阀，套管深度在探放水设计中规定。预先开掘安全躲避硐，制定包括撤人的避灾