新设煤矿主平峒运输大巷探放水设计

1、新设煤矿+926运输大巷探放水设计及安全技术措施巷道名称：+926运输大巷 编制人：陈万辉 总工程师：陈万辉矿 长编制日期：2011年11月08日矿审批意见审批单位及人员签字：生产矿长：年 月曰安全矿长：年 月曰总工程师：年 月曰机电矿长：年 月曰注：会审单位可根据本矿生产技术安全管理部门设置决定。规程贯彻情况参加学习人员签名：贯彻人：年h 日新设煤矿+926运输大巷探放水设计及安全技术措施、矿井水文地质()区域水文地质概况矿区位于长江流域赤水河上游的桐梓河水系。区内地形以低中山为主，具 侵蚀、溶蚀沟谷地貌特征，境内碳酸盐类岩石广泛分布。区域内岩层主要为碳酸盐岩和碎屑岩两大类，碳酸盐岩包括中二

2、叠统茅口 组、上二叠统长兴组灰岩、燧石灰岩以及下三叠统嘉陵江组燧石灰岩，碳酸盐 岩分布面积广，分布区多属裸露及半裸露的基岩山区，大气降水容易通过地表 大量的负地形渗入岩溶裂隙之屮，岩层屮赋存着丰富的岩溶水，富水性强，这 些岩溶水长途径流，最后以岩溶泉、岩溶泉群等形式集屮在矿区北部的桐梓河 谷中。碎屑岩分布面积较小，主要包括上二叠统龙潭组粉砂岩、粘土岩、炭质页 岩及碎屑砂岩，碎屑岩靠近地表时风化作用较强烈，风化裂隙较发育，含风化 裂隙水，深部裂隙构造发育地段，含构造裂隙水为主，碎屑岩区地下水运动受 地形、地貌、岩性、构造控制，富水性总体较弱，主要依靠大气降水补给，受 地势影响，一般为近源补给、就

3、近排泄。区域内岩溶水和碎屑岩裂隙水均以大气降水作为主要补给来源，地下水动 态随季节变化明显，一般每年5月地下水流量、水位开始回升，69月为最 高值，其间出现13次峰值，1012月份进入平水期，水位、流量开始逐渐 递减，到次年三、四月份降为最低值。区域内龙潭组煤层和上覆长兴组的中 强岩溶含水层z间一般具有较好的隔水层，含水层z间水力联系较弱，对煤矿 床开采影响较小，只是当导水断层或其它导水通道沟通上覆含水层与矿床水力 联系时，上覆含水层才会成为矿井的充水水源，从而威胁到煤层的开采。(-)矿井充水条件1 地表水系新设煤矿地表水不发育，地表水大多为雨季节型冲沟水，冲沟流程短，水 量较小，旱季时干涸。

4、2、地层含、隔水层 中二叠统茅口组(p2m) 一岩溶含水层为深灰色、灰色块状石灰岩，致密结构，岩性均一，含少量燧石结核，并 含结晶方解石，顶部为硅质泥岩或硅质灰岩，厚度大于300m。分布于矿区的 西侧边缘。该组地层露头灰岩遭受风化作用和岩溶作用较强烈，岩溶裂隙发育, 含较丰富的岩溶水，为强含水层。因茅口组灰岩的顶板距c12煤层底板仅有 8m,虽然c12煤层底板细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩具有 一定的隔水性，但是灰岩岩溶水对矿井的开采有一定影响。 上二叠统龙潭组(p31)隔水层位于屮二叠统茅口组(p2m)假整合面z上，长兴组(p3c) z下的一套盛 产植物化石的海陆交替相含煤碎屑

5、岩建造。主要岩性由黄褐色细砂岩、粉砂岩、 泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩及煤层组层，含煤9层，其中可采煤层为c5、 c7、c12三层，煤类为无烟煤，主要分布在含煤岩系的屮部和下部，厚度60m 左右。该组地层由于岩石普遍抗风化能力强，岩石裂隙不发育，不易渗入大量 大气降水，为隔水层。 上二叠统长兴组(p3c)岩溶含水层与下伏龙潭组呈整合接触，根据岩性组成特征，其岩性为灰色、深灰色、 棕灰色厚层燧石灰岩，顶部有一黑色硅质层与杂色页岩互层。厚度60m左右。 该组地层露头灰岩遭受风化作用和岩溶作用较强烈，岩溶裂隙发育，含较丰富 的岩溶裂隙水，为强含水层。 三叠系下统夜郎组（tly）的玉龙山段加沙堡湾段（

6、tlyl+2） -岩溶含水 层岩性主耍为中厚层灰岩，泥质灰岩、底部为页岩及炭质泥岩，厚度120m。 该段地层露头灰岩遭受风化作用和岩溶作用较强烈，岩溶裂隙发育，含较丰富 的岩溶裂隙水，为强含水层。 九级滩段（tly3）隔水层岩性主耍为灰绿、灰色紫灰色、灰紫色粉砂岩、细砂岩、泥质粉砂岩、粉 砂质泥岩、泥灰岩等，厚度430n）左右，分布于矿区中部。该组地层由于岩石 普遍抗风化能力强，岩石裂隙不发育，不易渗入大量大气降水，为隔水层。 三叠系下统嘉陵江组（tlj）岩溶含水层岩性主要为浅灰色、灰色薄层至中厚层状灰岩、白云质灰岩，下部常夹泥 岩，出露厚度大于200m,与下伏地层夜郎组呈变更接触。该组地层露

7、头灰岩 遭受风化作用和岩溶作用较强烈，岩溶裂隙发育，含较丰富的岩溶裂隙水，为 强含水层。 第四系（q）- -弱含水层岩性主要为粘土、砂质粘土，表层为腐植层，厚0-10mo仅含微弱孔隙潜 水。总体上该层为孔隙弱含水层。3、地下水类型根据矿区内出露的地层岩性、含水介质特征及地下水赋存条件，将矿区地 下水分为碳酸盐岩岩溶水、基岩裂隙水和松散层孔隙水。 碳酸盐岩岩溶水主要赋存于茅口组（p2m）、长兴组（p3c）和嘉陵江组（tlj）：其岩性为浅 灰、灰白色厚层块状微粒或致密灰岩、燧石灰岩之中。 基岩裂隙水赋存于龙潭组（p31）,岩性为泥岩与砂质泥岩、灰质泥岩之中；其次为夜 郎组（tly）,其岩性为黄绿色

8、砂质泥岩z中。 松散层孔隙水主要赋存于第四系残坡积物松散堆积层孔隙之中。4、水力联系情况地下水的补给主要來源于大气降水与井田边河水的补给，由于地表植被发 冇，吸收部分大气降雨转化补给地下水，大部分水是沿地表流失。矿区内因开 采煤层历史久远，多数井巷间已贯通，形成采空区。矿井在掘进井巷中，破坏 了 p31地层的粉砂岩、页岩、泥岩的相对隔水层作用，使地下水沿节理裂隙垂 向渗漏至井巷屮导致地下水水位下降，造成地表井泉水量的减少或干枯。区内主要含水层基本裸露，节理裂隙发育，可直接接受大气降水的入渗补 给，补给量受降水及季节的控制。矿区地形起伏大，地层厚度及富水性差异较大，地形自然坡度大，地表水、 地下

9、水排泄通畅。矿区是地下水迳流区，也是地下水排泄区。裂隙水主要靠大气降水通过地 表风化裂隙等渗透补给，多为近源排泄，形成了多处冲沟间歇溪流、泉眼，沿分水岭径流排入河里，最后流出矿区外。矿区内地下潜水位低，矿区范围内煤层基本分布于潜水面以下，坑道涌水 以基岩裂隙水和老窑采空区积水为主，总体运移及排泄方向大致rti北向南，老 窑积水和采空区水是矿井充水的主要因素，对矿井开采造成较大的影响和威 胁，必须引起高度重视。由于矿井直接充水含水层露头分布不广，接受大气降水补给不强，为中等 弱含水层，充水通道主要以岩石原生和采矿节理、裂隙为主，规模一般不大， 少量为断层、老窑巷道、岩溶管道导水，因此未來矿井充水

10、方式主要以渗水、 滴水、淋水为主，局部可能发生突水。需要强调的是，在地表构造破碎带、隐伏地裂缝带、第四系覆盖较厚地段 以及崩积、坡积地段，在雨季对矿井充水危害极大，矿井涌水量可增大数倍其 至数十倍，水文地质条件中等复杂类型。5、断层含、导水性特征目前矿区内未发现断层，但可能存在隐伏裂隙与断层，是造成矿井今后开 采导水原因。6、地下水位矿区人部分矿床位于最低侵蚀基准面（+528m）以下，直接充水水源主要为 龙潭组裂隙水和老窑采空区积水、地表冲沟水，此外二叠系上统峨眉山组玄武 岩含基岩裂隙水长兴组以上含水层水也会成为充水水源，故本矿区属于岩溶- 裂隙充水为主，水文地质条件中等复杂类型，矿井目前涌水

11、量不大，易于排水。 只是老窑密集地带、煤层低于最低侵蚀基准面地带，这些地区水文地质条件复 朵程度增大。(三) 地质资源量根据中国建筑材料工业地质勘查中心贵州总队2009年2月捉交的贵州省 仁怀市学孔乡新设一矿补充勘查地质报告，截至2009年2月15日，核实矿 界内c5、c7和c12号煤层煤炭资源量为1563万i。其屮：(332)为107. 5万 t, (333)为 446 万 t, (334) ?为 1009. 5 万 t。详见资源储量统计见表资源/储量汇总表类别 煤层编号查明煤炭资源量资源量332+(333)潜在煤炭资 源量(334?)保有总 资源/储总资源量(332)(333)c51311

12、7130302432432c79146155360515515c1285.518326& 5347. 5616616合计107. 5446553. 51009.515631563二、瓦斯、煤尘、煤的自燃及地温(一) 瓦斯新设煤矿为新建矿井，学孔乡除了新设煤矿外无矿权设置，根据黔安监管 办字2007345号一关于加强煤矿建设项目煤与瓦斯突出防治工作的意见, 按煤与瓦斯突出矿井设计和管理。(二) 煤尘爆炸性根据贵州省煤山地质局实验室2007年11月12日提交的仁怀市学孔乡新 设一矿c5、c7、c12号煤层煤尘爆炸性鉴定报告,c5、c7、c12号煤层煤尘 无爆炸危险性，故矿井设计对c5、c7

13、、c12号煤层按煤尘无爆炸危险性进行设 计和管理。(三) 煤的自燃倾向根据贵州省煤fh地质局实验室2007年11月12 h提交的仁怀市学孔乡新 设一矿c5、c7、c12号煤层煤炭自燃倾向等级鉴定报告，c5、c7、c12号煤 层自燃倾向性为iii类（不易自燃）煤层。故本次设计对c5、c7、c12号煤层按 自燃煤层进行设计和管理。（四）地温本井田属地温正常区，无热害影响。（五）冲击地压勘查地质报告及矿方提供的资料中均没有提及关于冲击地压的资料，本矿 区内也无冲击地压的历史记录，矿井暂按无冲击地压矿井考虑。（六）煤与瓦斯突出危险性根据黔安监管办字2007 345号文件“关于加强煤矿建设项目煤与瓦斯突

14、 岀防治匚作的意见”，仁怀i i 了被划定为煤与乩斯突岀矿区利i突出危险矿区,新 设煤矿按煤与瓦斯突出矿井进行设计和管理三、巷道支护设计（一）支护形式1、采用锚网喷支护。2、砌磧支护。（二）巷道断而根据煤矿安全规程规定，巷道净断面必须满足行人、运输、通风和安 全设施及设备安装、检修、施工的要求，同吋根据生产实际需要，巷道断面选 用如下规格：巷道下净宽4. 0m,净中高4.0m,其中拱高2. om,直墙高2.0m,断面为14. 28m2,见附图。说明：1、图中尺寸单位为毫米。2、比例 1： 50 o（三）支护材料1、锚杆：锚杆为m202200螺纹钢树脂锚杆。2、托盘：锚杆托盘采用规格为120x1

15、20x8mm的预应力托盘。3、钢筋网采用12号铁丝制作而成，规格为2xlm,网孔规格为50x50mmo4、锚固剂：型号为smk2335,帮锚杆使用2支，顶锚杆使用3支。5、螺帽：树脂锚杆螺帽规格为m20x30的预紧力螺帽。(四) 支护参数1、锚网支护(1) 锚杆间、排距为600x800mmo顶板破碎时，锚杆的排距缩小为500mm。(2) 钢带架排距为800mm。顶板破碎时，排距缩小为500mm。2、支护要求(1) 帮锚滞后迎头的距离不得超过5n】。如两帮围岩破碎，则要紧跟迎头。(2) 锚杆应垂直岩面打入，角度偏差不得大于15° ；锚杆外露长度1065mm；锚杆螺帽必须用lm长的加力扳

16、手扭紧，扭紧力矩不得小于150n mo(3) 网的搭接长度为100mm,且每隔200mm必须采用12#铁丝进行扭结连 网，铁丝网必须铺平、直，不得出现网兜，且必须紧贴岩面。(4) 锚杆必须打设在锚梁孔内，锚杆托盘必须压紧锚梁，锚梁必须压紧在 铁丝网的搭接处，锚杆托盘必须压紧在网的搭接处。(5) 网不贴岩面的地点必须补打点锚进行支护，出现网兜的地点必须将网 兜内的碎肝放掉后再补打点锚进行支护。(6) 出现失效锚杆时，必须在失效锚杆旁补打锚杆进行支护。(7) 锚杆间排距按设计要求进行布置，锚固力达到要求。(8) 锚杆头螺纹部分必须干净，保证锚固质量。(9) 放炮后，永久支护距迎头的距离不得超过2.

17、0m；顶板破碎时，永久 支护距迎头的距离不得超过1. omo1、探水起点的确定：+926大巷边界准确，水压不超过lokpa,所以，设计探水线至积水区的最小距离：岩(煤)层屮不得小于20米;2、警戒线的确定：沿探水线终孔位置外推20米。3、超前距离：探水钻孔终孔位逍始终超前掘进工作面的距离大于20米。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（或5个钻孔的最小平距）减去20米。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20米。6、超前距离的计算：a=0.5a l x（3p/kp）l/2式中：a

18、超前距离（m）巷道的跨度（宽或高，取其最人者）mkp煤的抗张强度（mpa）p水头压力（mpa）安全系数，一般取25；本设计取5。a=0.5x5x3.5x v3x20/10=0.5x5x3.5x2.4520据此，超前距取20米，帮距取20米。8、钻孔参数的确定（1）每一轮探水钻孔5个（1#、2#、3#、4#、5#）, 1#孔为中心孔，每一轮探 水钻孔深50米。（2）钻孔直径：65mmo（3）钻孔沿煤层倾向呈扇形布置，超前距20米，准掘30米。（4）在每个钻场地点做好标记，并挂牌管理。.9、老空的探水线：沿老空积水线或老空边界平行外推20米，其探水设计同上。10、人巷通过导水或可能导水断层前的探水

19、设计：（1）超前距探水：探水线（探水起点）的超前保护距最小距离为20米，当水压大于2mpa时按每增加0. impa增加lmo（2）其他技术参数同上（探水设计）。«&e»01五、探放水安全技术措施（-）探水的原则根据“预报预测，逢掘必探，先探后掘，先治后采”的原则，结合我矿的 实际情况采取探、防、堵、截、排的措施。为了施工的安全开展，制定本安全 技术措施。附：巷道支护断面图:说明：1、图中尺寸单位为毫米。2、比例 1： 50o施工地点：+926运输大巷掘进工作面水源性质：预计水源主要为老空水、巷道顶、底板裂隙水和断层导水等。钻机型号：zdy-750型煤矿用坑道钻机钻具

20、配备：65mm钻杆80m,合金钻头3个及钻具1套。()探放水前的准备工作1、在组织施工前，要求施工单位将打钻所需的材料及工具，设备准备到位, 不能因为准备工作的原因而影响施工。2、在运输zdy-750型煤矿用坑道钻机等大件设备的过程中，运输人员应轻 拿轻放，避免设备因受力碰撞而受损。3、钻机及其附属设施及各部件间连接要牢固可靠，并在每次使用前检查, 确保施工的安全。4、每次开钻前，检查钻杆接头的牢固情况，严防脱钻事故的发生；钻杆要 达到不堵塞、不弯曲、丝口不磨损。5、在组织施工前，要求施工人员对钻机附近10米范围内的巷道支护进行 检查，发现巷道支护受损的及时处理并加强支护，并打好立柱和挡板。6

21、、保持钻场有足够的安全空间，便于施工。7、在巷道低洼处非人行侧及时挖好水仓，清理好临时水沟，确保排水畅通 无阻。8、在运输大巷，将3寸的排水管随掘进向前延接，迎头20米范围使用软 管。9、在打钻地点附近安设专用电话及报警装置，并保证随时与调度室联系。10、技术人员和探放水人员必须亲临现场，依据设计，确定主要探水钻孔 位置、方位，深度以及钻孔数目。11、带班矿领导和当班安全员、瓦斯员必须在探放水地点监督安全和随吋 检查空气成分。如果瓦斯浓度超过0. 8%或其他有害气体浓度超过煤矿安全 规程第一百条规定时，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。（三）安钻探水前的技术要求1

22、、安钻地点与积水区间距小于探水规定的超前距，或有突水征兆时，应在 采取加固措施或用水闸墙封闭后，另找安全地点探放水。2、钻窝应避免做在断层带或松软岩层内。3、钻机安装必须平稳牢固。安好钻机接电时，要严格执行停送电制度。4、按预计流量修建排水沟，清理巷道并挂好风筒、电缆、管道等。u!探水施工中的技术要求1、钻进时应准确判别煤、岩层厚度并记录换层深度。一般每钻进10n）或更换钻具时，测量一次钻杆并核实孔深。终孔前再复核一次，如有可能应进行 孔斜测量。2、钻进时，发现煤岩松软、片帮、来压或孔屮的水压、水量突然增大，以及有顶钻等现象时，必须立即停钻，记录其孔深并同时将钻杆固定，但不得取 出钻杆。要立即

23、向矿调度室汇报，及时采取措施，进行处理。3、钻进中发现有害气体喷出时，应立即停止钻进、切断电源，将人员撤到 有新鲜风流的地点。立即报告矿调度室，采取措施。4、钻孔内水压过大或喷高压水吋，应采用反压和防喷装置的方法钻进，应 有防止孔口管和煤（岩）壁突然鼓出的措施：（1）背紧工作面，在拦板外面加设顶柱或木垛，必耍时还应在顶、底板坚 固地点砌筑防水墙，z后方可放水。（2）对于水压大于2mpa,中间要穿过煤层的探断层水钻孔，在打穿断层 或含水层前，还应下第二层孔口管并超过煤层1 m以上。5、在探水孔施工屮，见到含水层、断层、陷落柱和积水区z前，应停止钻 进，安好水门后再继续钻进。6、遇高压水顶钻杆时，可用立轴卡瓦和逆止阀交替控制钻杆，使其慢慢地 顶出孔口，操作时禁止人员直对钻杆站立。7、必须做到交接班时不停钻。8、探放断层水的探水孔终孔后，孔内有水应进行放水试验。孔内无水时应 选择一个孔进行压水试验，检验断层隔水性能；压力一般应略大于断层所承受 的静水压力。9、探放水钻孔，完成探测任务后必须全孔注浆封闭，并做好封孔记录。（五）放水的技术要求