运输上山探放水设计及安全措施

1、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

2、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1.83.5m，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3

3、20m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170320m，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、

4、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥灰岩等。厚度246550m。 4、第四系（q） 以浮土、粘土、砂土为主，一般厚015m。 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2035°，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

5、，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5570°，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

6、，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

7、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

8、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

9、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

10、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

11、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、c

12、24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1.803.50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

13、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个以上，每次探深为60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

14、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

15、、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、       

16、; 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   

17、;                                                  

18、0;  4                             (4)                   

19、0;                            2                       30 m&#

20、160;                     (2)                            

21、0;               掘进头              1         (1)             

22、                                              3     

23、60;  (3) 安全外围线         5         (5)                       允许掘进距离 超前距      

24、                                                  

25、                                                  

26、                                              (30m)      (30

27、m)                                                 

28、0;                                                 

29、0;                                                   &#

30、160;    (60m) 钻孔成呈扇形布置在巷道前方                                           

31、              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

32、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、     

33、60;  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

34、,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

35、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

36、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

37、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