905区探放水设计方案

1、905区巷道探放水设计第一章采区概况905采区巷道位于矿井9层i阶段中部，编号905采区准备巷 道。工作面主要沿9#煤层倾向布置，沿走向推进，。地面相对位置为 黄土覆盖旱田。地面无任何建筑物及村庄。井下开采标高-190- -270m;根据采区钻孔（4-1）及矿图资料分析，该区域煤层最大厚度 3.39米，平均厚度2. 5米，采区东部煤层变薄，平均厚度2.0米。 煤层局部存在多层夹歼0. 01-0. 5m,煤层顶板无伪顶或伪顶不明显， 直接顶以泥岩或砂质页岩为主，大约厚4-5米，基本顶以砂岩为主约 7-10米。底板由上至下依次为：砂质泥岩、粉砂岩，遇水易变形底鼓。 此区域整体为单斜构造，煤层水平层

2、理、垂直和斜交节理发育，未发 现陷落柱等构造。第二章区域水文地质概况根据生产矿井地质报告、矿井水文地质类型划分报告和矿 井区域水文地质图，本区域内水文地质条件中等，各含水层水力联 系较弱，补给条件差。奥灰水水位低于9号煤层底板300米左右，故 奥灰水对掘进影响不大，但由于工作面为采区下山掘进，掘进过程中 仍要进行探放水工作，确保矿井安全。根据相关规定巷道在掘进中及 时配备相应的排水管路和备用水泵，采区巷道配备排水管路直径为 159mm工作面配备排水管路直径108mm,随着工作面前掘管路相应向 前延伸。第三章探放水原则为了贯彻落实好煤矿安全规程和煤矿防治水规定的有 关规定，切实做好煤矿安全生产。

3、坚持“预测预报、有掘必探，先探 后掘、先治后采”的探放水原则，编制探放水设计方案。若掘进中发 现有透水征兆（巷道帮出现挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板淋水加大、顶板来压、底板鼓起或产生裂隙、出现渗水、水发挥 有异味等）等情况，必须停止作业，采取措施，查明出水原因，并报 告矿调度室，若水量较大立即撤出工作面所有人员，然后由相关部门 分析出水原因，进行处理。巷道施工工艺及支护方式一、施工方法工作面采用ebj-132型综掘机截割煤层，按“两班生产，一个班 检修”组织施工，生产班每班组织2个循环，检修班组织1个循环， 循环进尺0. 5mo二、工艺流程詁帮问顶搞四t铺帮网打顶板锚杆打帮锚杆融帮

4、问顶搞四青發s质量安临时支护铺顶网钢带铺帮网钢带打帮锚杆打顶板锚杆说明：1、采用ebj-132综掘机截割煤层，配合放震动炮方式处理因地质构 造出现的顶板或底板岩石，经综掘机扒装系统转载到后部运输机运 输。2、在截割、转载运输的同时，人力准备支护材料。3、一个循环截割完毕后退机，首先对掘进工作面进行敲帮问顶并牢 固架设临时支护，最大控顶距不得超过一个循环进尺加300mm,最小 控顶距为300mm,再按由顶板中间向两帮的顺序打锚杆眼进行永久支 护。4、采用顶锚杆机配合b19六方钻杆和d)28mm钻头施工顶板锚杆孔， 钻杆长度1. 0m;采用帮锚杆机配合2. 4m的麻花钻杆和(j)28mm钻头施 工

5、帮锚杆孔；打锚索孔使用b19六方钻杆连接成长钻杆配合4)28mm 钻头施工。5、巷道掘进的同时后部进行巷道四清及运送物料准备等工作。三、降尘方法1、综掘机外喷雾、配合除尘风机进行降尘；2、定期洒水灭尘；3、 冲刷巷帮；4、开放水幕；5、开启各转载点自动喷雾装置。四、装煤(岩)方式采用ebj-132型综掘机割煤后，通过综掘机自身耙爪将截割的煤 扒装到综掘机本身的刮板运输机、转载机。综掘机停止截割后，将综 掘机退出4m把截割头落至巷道底板，上好防护罩并切断综掘机电源 使其闭锁。掘进工作面截割的煤炭，由综掘机本身的刮板运输机、转 载机将煤转载到搭接可伸缩式胶带输送机上，然后由可伸缩式胶带输 送机转载

6、至采区运输皮带，最后再转载至主运输皮带上运出。五、支护方式1、巷道断面s 净=15. 15/14. 15m2,b 净=4800/4400mm, h 净=3500mm2、支护方式施工巷道采用锚网、锚索进行永久支护，帮顶锚杆规格为4)22x l2400mm.锚索规格为 4)17. 8 x l4800mmo帮顶板锚杆间排距为700mm x 700mm,每条锚杆采用3卷s2335 树脂锚固剂固定，保证锚固力不低于10吨；锚索隔排打设，每排布 置四根锚索，采用5卷s2335树脂锚固剂进行固定，最终锚固力不小 于18吨。3、支护参数验算锚杆支护参数设计(1)、锚杆支护设计原理巷道开掘以后，两帮及顶底板都会

7、出现一定范围内的破坏区，锚 杆支护的作用就在于保持破坏区范围内岩层的稳定性，并控制其变形 的发展，即利用锚杆将软弱岩层或危岩吊挂于上部稳定岩层上，由锚 杆承担其重量。（2）、锚杆支护设计所需原始资料破坏区的范围值（巷帮破坏深度c、顶板破坏高度b）,本设计 当中所用的公式、查表等均根据井巷工程锚杆支护设计及采矿工程设 计手册中选取。 巷道两帮破坏深度c的确定：c =错误！式中k5 应力集中系数，查表为4.65cc -被巷道切割煤层单向抗压强度mpa,本矿为焦煤，单 向抗压强度为26mpa¥ 巷道上覆岩层的平均容重，本矿直接顶为粉砂岩，老顶 为细砂岩,平均容重为3959kn/m3h 巷道

8、埋深，取380ma -煤层倾角，本矿煤层平均倾角取13。h2c 被巷道切割煤层的厚度，取3.1m1 -巷道切割煤层的最大宽度，即巷道宽度为4. 4mh 煤层的波松比，通过查表选取为0.4e 煤层内摩擦角，通过查表得55。将以上数据代入式中，可得巷道两帮破坏深度为1.16m 巷道顶板破坏高度b的确定:10 (a+c) cos a z 入 +ky 6 cr/10 、 b =()ky 6 cc1+ky 6 cr/10式中a 悬臂岩层的半跨距，取巷道宽的一半，即2.2m入一巷道侧压系数查表取12m将以上数据代入式中，可得巷道顶板破坏高度为1.48m(1)、锚杆支护参数设计 顶锚杆长度l=b+a式中b为

9、顶板破坏高度，b=1.48m为锚杆外露长度与伸入到稳定岩层长度之和，锚杆外露长度取0. im,伸入到稳定岩层的长度取0. 5m,即厶=0. 6m顶锚杆长度 l=b+a=l. 48+0. 6=2. 08m帮锚杆长度 ll=b+a=l. 16+0. 6=1. 76m 锚杆直径根据设计锚固力选取式中q为设计锚固力，顶锚杆取180kn,帮锚杆取120knst为杆体材料设计抗拉强度，高强度螺纹钢锚杆取500mpa,a3圆钢锚杆取300mpa,则d = 0.=0. 03 x 0. 6=0. 018=18mm dl = 0. 03寸 鲁 =0. 03 x 0. 43=0. 013=13mm 锚杆间排距计算公

10、式:q krl式中k为安全系数取3; i为上覆岩层容重39. 59kn/m3巷道两帮煤层容重为135kn/n?1为顶板破坏高度取1.48m,两帮破坏深度取1.16ma =飞jkrl =1-°lmal = /krl°8m根据上述设计原理及结合本矿井实际情况，帮顶锚杆采用高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆，规格为：22 x 2400mm，间排距为700 x 700mmo锚索支护设计 理论要点锚索参数以悬吊作用为主来确定，在大跨度、高边墙的地下工程 中采用预应力锚索支护，是根据国内外的工程实践提出的。采用普通 锚杆（预应力小于100kn）不能提供足够的支护抗力和有效防止较大 规模的失稳岩

11、体的塌落，采用预应力锚索、普通锚杆相结合的支护方 法，能收到满意的效果。 适用条件a、大跨度确室工程的系统支护及大断面巷道局部不稳定块体的 支护。b、采空区侧巷道、孤岛开采的工作面两巷及开切眼。 计算公式a、锚索长度：l=la+lb+lc+ldb、锚索数目：n=w/p断一k w=beh 刀丫dc、锚固长度：la>k dl fs/4fc式中：l锚索长度，m;la锚索深入稳定岩层的锚固长度，m;lb需要悬吊的不稳定岩层厚度，m;lc托盘及锚具的厚度,0.1m;ld需要外露的张拉长度；0. 2一03mn锚索数目，根；k安全系数，一般取2;p断一锚索的破断荷载，mh型煤矿巷道系列锚索优先选用原材

12、料 为5mm x 7高强度、低松弛（270kn）、预应力钢绞线，其破断荷载 为260. 7kn。mh型锚索系列技术参数见煤矿巷道锚杆支护技术表 1-5-1;w被悬吊岩层的自重，kn;b巷道掘进宽度，m;eh悬吊岩层厚度，m;l y-悬吊岩层的平均容量，kn/m3;见手册表1-4-2,页 岩 24 27kn/m3,砂岩 22 26kn/m3;d锚索排距,m;d1锚索钢绞线直径，mm;预应力低松弛锚索直径为17.8mm;fs钢绞线抗拉强度，mp; （ 270级）地松弛钢绞线抗拉强度为1860mp;fc锚索与锚固剂的设计粘结强度，树脂作锚固剂，其粘结强度为 10mpe 巷道使用计算巷宽4. 8/4.

13、 6m,顶板为砂质页岩，厚3叽其上为中等坚硬砂岩,采用锚杆+网+钢带联合支护，锚索设计参数计算如下：k=2p 断=260. 7mpb=4. 8/4. 4ms y=25kn/m3eh=岩石 4. 3m,lb=3mlc=0. lmld=0. 2m 取 la=l. 5m ld=0. 2则锚索长度 l=la+lb+lc+ld=3 3+1. 5+0. 1+0. 2=5. 10md=l. 6则 w=b xh - e y d=(5. 0) 4. 5 x 4. 3 x 25 x 1. 6= (860) 774kn 锚索数目 n=w/p-2=722/260. 7-2=0.77 根。实取：巷道支护实际锚索长度4.

14、 8叫 间排距1000 x 1400mm,锚索直径17.8mm,锚索隔排打设，每排布置四根。锚固长度锚杆的锚固长度是由锚固剂所提供的锚固力确定的，本矿锚杆使 用的锚固剂一般为s2335型，其锚固力由拉拔试验所得。锚索锚固长度段长度与锚固剂长度之间的关系用下式确定： la>k dl fs/4fc> 2 x 15. 24 x 1860/ ( 4 x 10 ) > 1417mm 式中：la锚索深入到较稳定岩层的锚固长度，叫 k安全系数，一般取2;dl锚索钢绞线直径，mm ; mh型锚索( 270k级)低松弛钢绞线 直径为17. 8mm;fs钢绞线抗拉强度，mp; ( 270k级)低

15、松弛钢绞线抗拉强度为1860mp;fc 锚索与锚固剂的设计粘结强度，树脂作锚固剂，其粘结强度 为10锚杆锚固段长度与锚固剂长度之间的关系用下式确定：lo=l3(d2-d22)/d12式中：lo树脂锚固剂长度，m;l3锚固段长度，m; d钻孔直径，ni;d1树脂锚固剂直径，m; d2锚杆(或锚索)直径，mo 锚固参数计算巷道顶部锚杆锚固假设长度600mm，锚索锚固长度900mm,钻孔 直径28mm,锚杆直径20mm,采用2335型锚固剂，锚杆锚固长度:lo=600 ( 282-162 ) /232=598mm,需锚固剂 5 卷；锚索锚固长度：lo=900 ( 282-162 )/232=898m

16、m,需锚固剂5卷;第五章钻孔设计及布置一、探水线、钻孔深度、孔径为了落实好“预测预报，有掘必探，先探后掘、先治后采”的原则，确保安全掘进，确定工作面迎头为探水线，首先采用高分辨电法 仪进行超前探测，探测深度不小于90米，根据每次探测结果分析确 定重点防治区域，同时利用钻探进行验证。每次钻孔钻进60米，无 异常时允许掘进30米，钻孔超前距为30米，帮距为20米，二、钻孔数目及布置方案根据煤矿安全规程和煤矿防治水规定有关规定，更好地 落实“预测预报，有掘必探，先探后掘、先治后采”的原则，掘进中 每组探水钻进17个探眼。呈左8、中1、右8扇形布置，探眼距煤层 底板1米处水平钻进，探眼钻孔依次为角度依

17、次为为0-20度，每次 探眼保持终孔位置平距不超过3米。防治水设备采用高分辨电法仪进行超前探测，推断重点防治水区 域。探水采用bdy-2000s架柱式回转钻机，钻杆二79mm,孔径为89mmo三、施工技术要求1、钻孔位置、方位、倾角由测量人员按设计标定，按设计號工， 严格按规程操作。要经常检查设备运转情况，观察孔壁完整程度, 防止孔内和机械事故发生，保质保量按期完成钻孔任务。2、钻进期间如发现水压、水量突然增大、顶钻、进入老空等异 常现象时，必须立即停止钻进，不得拔出钻杆。要立即向调度室汇报, 并派人监测水情。如果发现情况危急时，关闭防喷装置止水，并立即 撤出所有受水害威胁地区的人员，然后采取

18、措施进行处理。第六章设备选型、物探采用高辩电法仪，产品型号为：yd32 (a)主要技术指标：供电电池为lpi88270型5ah镒酸锂电池三串联最高开路电压（vdc）最大短路电流（a）5. 2535. 2535. 250. 55. 250. 25-5. 25一 0. 25发射输出开路电压幅值c105v,输出电流幅值5 oma或开路电压幅值55v,输出电流幅值 135ma检验报告编号：0902155主要电气性能：发射电压：105v发射电流： 50ma发射通道：2道发射电流系统误差：10%;重复误差：0.5%;接受电压范围：-1000mv +1000mv接受电压系统误差：5%接受电压重复误差：0.

19、5%分辨率：10mv防爆合格证号：20941 19安全标志号：mfa060016防爆标志：exibi二、钻探采用bdy-2000s架柱式回转钻机，具体参数如下:额定工作压力12.5mpa 额定转矩 380n.m推进器行程15000mm 额定转速210r/min 推进力10kn最大转矩500n.m最大钻孔深度 大于80m(孔径79mm,煤岩f3)钻孔角度0° -20°适应巷道高度度1000mm-2200mm空载推进速度 2500mm/min第七章打钻注意事项在安装钻机进行探水前，应当符合下列规定：(1)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；(2)清理巷道

20、，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;(3 )在打钻地点或其附近安设专用电话；(4) 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；(5) 钻进中发现有害气体喷出时，应立即停止钻进、切断电源， 不得拔出钻杆，立即将人员撤到有新鲜风流的地点。及时报告矿调度 室，采取措施，进行处理。(6) 钻进时，发现煤岩松软、片帮、来压或孔中的水压、水量突然增大、顶钻等现象时，必须立即停钻，记录其孔深并同时将钻杆固 定。要立即向矿调度室汇报，采取措施，进行处理。(7 )在接近有出水可能的地区打钻时

21、，钻孔内水压过大或喷高压 水时，应采用反压和防喷装置的方法钻进，严禁将钻杆拔出。操作时 禁止人员直对钻杆站立。(8) 钻孔探后出水时，要观测水压、水质、水量和估计积水量或 补给量。并对水的来源作出正确的判断，采取相应的措施。(9) 交接班时若正在进行打钻，严禁停钻。探水技术措施1、探水工作必须严格执行“有掘必探，先探后掘”的原则。技 术人员要根据矿图资料进行水情预测预报和充水条件分析。提出合理 有效建议，并且报调度室及有关领导审批。2、掘进工作面在开工前要备好堵水材料，存放在掘进头码放整齐，并且必须配备一台完好的探水钻和一台多级泵，保证排水管路畅 通。3、为了确切掌握探眼的覆盖面积符合要求，探

22、水工作每班由生 产技术科派技术员现场技术指导，班长负责落实，安全员、瓦检员负 责监督。4、每次探水前瓦斯员必须先检查瓦斯和通风情况，安全员检查 顶板和煤帮，技术员标定探眼位置，确认一切正常后报当班班长。5、当班班长接到技术员、安全员和瓦检员通知后，再认真检查 巷道行人是否畅通、排水设备及系统是否可靠，确认一切正常后电话 汇报调度室，经调度室同意后方可开始探水工作。6、探水人员在探水过程中要严格执行探放水操作规程。7、探水钻进必须有一名跟班领导监督执行，遇到问题及时处理。8、每次探水完毕后，当班技术员必须将探水情况及时汇报矿调 度室和探水队队长，同时将探水钻孔布置图交探水队备案存档，探眼 由验收

23、员验收合格后方能进行掘进。9、巷道掘进到允许掘进位置时必须停止掘进，进行探水，安全 员要及时向调度室和安全科汇报探眼深度和当班掘进进尺，并认真填 写探水记录牌板。调度室和安全质量管理部要对汇报清况记录备案。10探水钻进时发现煤岩松软、片帮、来压或者钻眼中水压、水 量突然增大和顶钻等透水征兆时，应当立即停止钻进，严禁拔出钻杆。 由跟班领导负责向调度室汇报，调度室召集有关区队及主管领导进行 分析并制定方案。11、安全员、瓦检员要随时检查探眼，随工作面前掘探眼暴露在 巷道煤帮时，无异常情况要及时采用水泥、砂浆进行封堵，以防有毒 有害气体涌出。12、所有作业人员包括队长、安全员、瓦检员都必须现场交接班

24、， 并将当班存在问题及处理结果记录在交班记录本上。13、安全员当班队长在交接班时必须把当班掘进长度、剩余掘进 长度交接清楚，以保证安全距离不小于30米。14、在探水点附近要安设电话和报警装置，遇到水情及时向调度 室汇报。15、在探水施工中，遇到含水层、断层、陷落柱和积水区之前， 应停止钻进，安好防水闸门后再继续钻进。16、及时清理好巷道，保证安全撤离路线畅通无阻。17、根据工作面探水情况，探水钻孔可兼作放水孔。如探至水量较大或有其他水体时要编制放水措施，进行放水作业。第九章放水安全技术措施1、放排水工作由专业队组负责，技术部、机电区、通风区、安 全质量管理部负责监督协调，具体工作由当班队长统一指挥，安全员现场监护。2、所有作业人员必须熟悉避灾线路，遇有特殊情况时能够及时 安全撤离，当探水过程中发生突水事故时，施工人员应沉着冷静，及 时报告调度室和主管领导，同时严禁拔出钻杆，在跟班领导和班队长 及安全员的指挥下，迅速沿工作面避灾线路撤至安全地点。3、调度室接到水情报告后要迅速通知有关人员制定处理方案。 情况危急时要立即启动矿井水害应急预案。4、发生突水事故时，调度室必须有一名矿级领导值班，负责处理协调工作。5、放水时要派专人监测钻孔出水情况，每30分钟向调度室汇报 一次，如果发现水量突然变化，应当及时处理立即向调度室汇报。6、放水要根据钻孔出水情况选择合适的排水泵及排水管道，并