掘进工作面水害防治措施

1、xxxxx掘进工作面水害防治措施编制单位：防治水中心日期：二零一八年十月xxxxx掘进工作面水害防治措施一、工作面概况（一）工作面位置及煤层情况1 .地面位置：对应地表位于xxxxx矿南部，工作面南部有孙黄铁路，北部有乡村公路，xxxxx变电所，地表起伏不平，地表标高+180.4+200.7m。2 .井下位置及四邻采掘情况：该工作面位于xxxxx矿井田南翼六采区，其范围东至12900经线，南至6.2坡，北至纬线29900,西至Fs62断层，面积34086m2。3.煤层：工作面煤层走向NESE,倾向SES,煤层结构复杂，中部有一层夹研平均厚度0.35m将煤层分成两层，上层煤厚0.44m,下层厚度

2、0.73m,总厚度1.17m,倾角1022,平均倾角16。（二）构造情况本区断裂构造发育，其中对掘进有影响的，落差大于1m的断层有2条，2条断层具体情况如下：12468工作面地质构造情况表表1构造名称走向倾向倾角（0）落差（m）性质对掘进影响程度备注Fs61NEE70正2.5大Fs62NE70正2.5大（三）含水层情况通过xxxxx采矿公司近几十年来的采掘活动及疏放水工作，2#顶板的砂岩含水层已疏干，对2#煤的采掘活动已不构成威胁。通过近几年的追排水工作，现六采区野青灰岩含水层已疏干，对工作面开采无影响。（四）顶底板情况煤层老顶岩性砂页岩，厚度6.3m,深灰色，含少量植物化石，云母碎片；直接顶

3、岩性石灰岩，厚度4.0m,深灰色，含动物化石和黄铁矿，有裂缝充填方解石脉；煤层直接底岩性，细砂岩，厚度2.94m,灰色，泥质胶结含云母和植物化石下部为互层状；煤层老底岩性，砂页岩，厚度4.94m,深灰色、含云母和植物化石，泥质胶结。二、掘进工作面水害情况分析（一）工作面充水水源分析1、大气降水：本区多年平均降水量544mm,多集中在7、8、9月份，约占年降水量的60%,是一种季节性、周期性影响的水源。由于本区大面积为黄土层覆盖，不利于大气降水沿岩层层面下渗，根据近年来矿井涌水量变化情况分析，降水量对工作面回采影响不大。2、地表水：对应地表位于xxxxx矿南部，有彭、黄线铁路，地表起伏不平，冲沟

4、发育，西南高东北低，不存在地表水补给。3、地下水老空水：周边最近的12462工作面采空区，水文地质情况已查清，不存在老空水，因此12468工作面不受老空水的威胁。断层水：预计局部断层处可能会出现滴水、淋水现象发生，希望生产单位加强排水设施管理。野青灰岩含水层：为4#煤层直接顶板，呈深灰色中厚层状，其平均厚度为4.0m,全井田分布稳定，裂隙发育。单位涌水量0.0017-1.353L/S.m,钻孔揭露最大涌水量1.8m3/min,渗透系数13.92m/d,原始水位标高+165m,通过近几十年来的采掘活动及疏放水工作，4#顶板的灰岩含水层已基本疏干，对工作面掘进无影响。伏青灰岩含水层：6#煤层的间接

5、底板，上距6#煤层35m,厚度0.58.0m,平均3.5m。岩性为深灰色石灰岩，含有黑色燧石条带，裂隙发育，单位涌水量0.0391.316L/sm,渗透系数21.78m/d,巷道揭露最大涌水量2.2m3/min,原始水位标高+152m,水化学类型为SO22-.HCO3-Ca2+Mg2+型，水温18C。目前本区水位已疏降至-220m标高。因其与山青灰岩含水层相距很近，水位水质相同故将其含水层统称为山伏青灰岩含水层。该含水层对工作面掘进无影响。大青灰岩含水层：8#煤层直接顶板，岩溶裂隙发育，富水性较强，接受奥灰水的侧向及垂向补给。该含水层岩溶裂隙发育不均一，发育部位通常位于顶面以下12m处。一般在

6、井田浅部、南区向斜翘起端和中央鞍部地带最发育，特别在断层交汇、尖灭处岩层较为破碎，裂隙及岩溶相对较发育，其富水性也较强。单位涌水量0.00672.029L/s.m,渗透系数17.94m/d。钻孔涌水量差异很大。凡是涌水量大者均位于断裂构造比较发育地段。近三年水位+87.9m+107.0m。奥陶系石灰岩含水层：为岩溶一裂隙承压含水层，为煤系地层基底，本井田内该层厚度为584m,主要岩性为灰色纯灰岩、白云岩和白云质灰岩组成，组织致密，厚层状，上距8煤层2040m,距9煤层1030m,根据岩性可划分为三组八段；自下而上二、四、五、七段由厚层纯灰岩和花斑灰岩组成，为强含水层段；一、三、六、八段由白云质

7、角砾岩、钙质、泥质岩组成，富水性较差，为弱含水层段或相对隔水层段。相对隔水层段某些部位由于构造影响而使其裂隙发育，透水性较好，成为沟通上下强含水段的通道。奥陶系石灰岩各含水段既有各自本身特点，又相互间存在着密切的水力联系，因而形成一个复杂的裂隙岩溶含水体。目前井田内奥灰水位+125.0m左右，每年雨季水位升高，单位涌水量1.152.5L/s.m。（二）工作面底板隔水层岩性及厚度分析野青煤底板与山青灰岩含水层之间隔水层厚度31.78m,由数层灰色、深灰色，组织致密的砂质页岩、细砂岩和几层0.10.35m小煤组成。山青灰岩含水层与伏青灰岩含水层之间隔水层厚度7.24m,由灰色、深灰色，致密的砂质页

8、岩与浅灰色、泥质胶结的砂页岩互层及6#煤组成。伏青灰岩含水层与大青灰岩含水层之间隔水层厚度30.36m,由深灰色、灰黑色，致密的砂质页岩与灰色、灰白色、泥质胶结的细砂岩及5#、7#煤组成。大青灰岩含水层与煤系基底奥灰含水层之间隔水层厚度28.44m,由9i#、9#煤、深灰色、灰黑色致密的砂质页岩、浅灰色、灰黑色组织致密的铝土页岩及尽头煤组成。由上述可知，本工作面各含水层之间在垂向上岩层一般厚度介于8-50米之间，多为组织致密的稳定的泥质页岩及粉砂岩，除山青、伏青两含水层，其他含水层间，间隔很大均有数层隔水岩石隔水，具有良好的隔水作用，自然条件下彼此之间不发生水力联系，但不排除是否存在的隐伏导（

9、含）水构造，导致高承压奥灰含水层通过导水构造带涌出，威胁矿井安全。三、工作面水害防治措施（一）工作面防治水技术路线1、巷道掘进前要对工作面的水文地质条件进行分析，主要分析工作面的充水水源、顶底板隔水层、构造及导水通道情况，确定工作面掘进过程中的主要水害因素为含水层水。2、掘进期间要提前确定超前距，按照设计要求对巷道前方、前方底板及两帮一定帮距范围内可能存在的隐伏导（含）水构造进行超前探测，查清水文地质情况，根据探测结果采取相应措施。3、掘进期间采用钻探与物探相结合的方法，探测工作面底板一定范围以内水文地质情况，根据探测结果采取相应措施。保证安全前提下由生产单位按照工作面预计涌水量提前安装、铺设

10、足够排水能力的排水设备及管路。4、掘进期间生产单位要做好排水管理工作，做好掘进期间工作面水文地质情况的观测工作，发现异常及时汇报，并根据情况采取相应措施。5、掘进后水文地质技术人员要对整个防治水工作进行分析、总结。（二）工作面疏排水系统工作面预计正常涌水量0.5m3/min;最大涌水量1.0m3/min。由掘进区提前安装排水能力不小于1.5m3/min的水泵及管路，通过排水通道将水排至六采区水仓。（三）工作面水文地质条件探查方案由前述分析可知，为防范本工作面掘进过程中巷道前方、前方底板及两帮一定帮距范围内可能存在的隐伏导（含）水构造，导致高承压奥灰含水层通过导水构造涌出，威胁矿井安全。根据煤矿

11、防治水细则、冀中能源峰峰集团矿井防治水管理规定及峰峰集团公司有关文件要求编制超前探测设计对本工作面实施防治水超前探测。（四）工作面超前钻探设计1、工作面超前钻探设计要求超前水文勘探工程量表2项目名称钻场（个）孔数（个）工程量备注超前探钻孔9273495.2m物探900m（1）安全隔水层厚度的确定根据煤矿防治水细则附录五5-1公式，掘进工作面安全隔水层厚度计算公式计算:L（，r2L28KpprL）式中：t安全隔水层厚度，m;L一巷道底板宽度，取3m;r一底板隔水层平均重度，取0.022MN/m3;Kp一底板隔水层的平均抗拉强度，取0.2Mpa;p一底板隔水层承受的水头压力，Mpa。P一底板实际承

12、受的水压力，MPa,取大青3.82MPa,奥灰4.38MPaM一底板实际隔水层厚度，m,取大青69.38m,奥灰97.82m对大青：t对奥灰：tt值取最大值3(v0.0222380.23.820.0223)9.1m40.23(0.02223280.24.380.0223)9.7m40.29.7m野青煤底板到伏青灰岩层间距39.02m大于t值9.7m,探测层位为伏青灰岩(2)超前距和帮距的确定L0.5KM根据煤矿防治水细则附录六6-3公式，掘进工作面超前距和帮距计算公式计算:式中：L一超前距和帮距，m;M煤层厚度，取1.2m;kp一煤的抗拉强度，取0.46MPa;取0.2Mpa;p一底板隔水层承

13、受的水头压力，Mpa;K一安全系数，取5m;P一底板实际承受的水压力，MPa,取奥灰4.38MPaL0.551.234.3816.1m0.46为保证施工安全，将探水超前距和帮距控制为A26m。(3)止水套管的确定根据xxxxx采矿公司井田内大19观测孔、大20观测孔观测资料，近三年大青含水层最高水位+107m,最低水位+87.9m,平均水位标高+97.4m,奥灰水文观测孔数据显示，近三年最高水位+134.5m,最低水位+116.3m,平均水位+125.4m。工作面最低标高-205m,大青水位标高取最高值+107m,奥灰水位标高取最高值+134.5m,野青煤底距大青灰岩顶面69.38m,野青煤底

14、距奥灰顶面97.82m,大青含水层对工作面产生的水压为3.82Mpa,奥灰含水层对工作面产生的水压为4.38Mpa,取最大值4.38Mpa,根据煤矿井防治水细则的要求，水压3.0Mpa,止水套管长度应大于20m,为保证施工安全，止水套管长度设计为22米。2、钻孔施工设计掘进工作面超前探测巷道1000m,共设计9个钻场，27个钻孔，每个钻场超前钻探时施工3个钻孔，呈扇形布置，钻孔沿掘进方向的前方布置3个，每间隔100米做一个钻窝（规格：长海漓=4mx4mx3m）,且在钻场开口处下帮设水窝（规格：长M采漓=2mMmMm）。各孔设计超前平面距离为130m,保持A26m超前距，探测目标层位为山伏青灰岩

15、。3、钻孔参数要求底板超前探测开孔用127mmi占进24m,下108mmfL口管22m,变065mm钻头钻进至终孔位置，孔口套管使用425#以上标号水泥浆固管，孔口管必须和孔壁固结牢固，固管72小时后再扫空钻进，钻进深度大于原孔深0.5m,进行耐压试验，试验压力不小于7.0Mpa,稳定时间不小于30min,无漏水现象为合格，否则重新注浆。4、物探工程设计由委托的资质单位编制物探设计。（五）工作面掘进期间的安全技术措施1 .工作面掘进前必须安装好1.5m3/min排水能力的水泵、管路。2 .预计工作面掘进期间断层处局部会出现滴水或顶板、淋水，生产单位要加强掘进期间的排水设备管理工作。3 .掘进期

16、间要加强对四采区泵房排水设备的维护，保证排水设备运转正常。4 .断层处顶板破碎，生产单位要加强顶板管理。5 .加强水文情况观察，发现异常情况及时汇报。6 .工作面必须安装有直通矿调度室专线电话，电话应保持灵敏可靠，施工单位安排专人接听电话，确保联系畅通。7 .工作面掘进前，生产单位要组织工人学习避水灾路线，做到每个工人熟知本工作面避水灾路线。8 .避水灾路线：掘进工作面-6.2轨道下山巷一南大巷一副井升井（六）工作面掘进期间水害应急预案工作面掘进期间一旦出现突水的情况时，为保证水害事故处理能够有条不紊地进行及井下人员安全撤离，使矿工人身安全得以保障、减少矿井财产损失，制定如下水害应急救援预案：

17、1 .成立应急救援指挥部，下设现场指挥组、抢险救灾组、技术支援组、物资供应组、信息通讯组、警戒保卫组、医疗救护组、后勤保障组、善后处理组、事故调查组、扩大应急组。2 .工作面发生水害事故后，应当立即停止作业，撤出所有受水害威胁地点人员，报告矿调度室，并发出警告。3 .矿调度室接到井下工作面出水报告后，立即启动水害应急预案，随及通知值班矿领导和矿长，并依事故汇报顺序依次通知有关人员和上级部门，将水患情况通报周边所有矿井。4 .矿井水害事故应急救援救灾指挥部中各小组和成员，接通之后应立即赶到矿调度室集中待命，值班矿领导负责向指挥部各单位成员介绍水害有关情况，相关部门及时统计井下人员数量与分布情况，

18、灾情态势及发展趋势，提出防患对策及安全技术处置措施，并发布指挥部命令。5 .指挥部下各小组根樨指挥部命令对水害事故应急处置。四、工作面防治水工程实施(一)钻探工程要求1、钻探前准备工作(1)施工设备：下井前必须对施工设备进行检修，保证施工设备完好。(2)供水管路：供水管路按钻探施工要求铺设到钻场位置，满足钻探要求。(3)供电系统：供电功率不小于80KW。(4)在钻场附近要安装一部电话，以便和地面联系，如果出现问题，要及时汇报调度室和防治水中心。(5)生产单位根据施工单位指定位置施工泥浆池，泥浆池规格：长2亦宽1.5m麻1.0m(6)开孔前，生产单位负责按设计位置施工水窝，水窝规格：长2mx高1

19、.0m深1.0m。调度室负责协调安装排水系统，实际排水能力不小于1.0m3min,实行双泵双电源，2、钻探技术要求及质量要求(1)施工单位对全部工程施工质量负责，钻孔施工要严格按设计的方向、倾角进行，钻机施工时要用地锚或点柱固定牢固可靠，钻孔开孔前要将钻孔周围1m活碎彻底挖去至露出完整隔水岩层，开孔钻进0.5m后，要核对钻孔方向、角度是否准确。偏差超过1°,必须重新开孔。(2)所有钻孔必须施工在岩巷内，不得在煤层中开孔。(3)探放水现场施工实行挂牌负责制，每次探水后掘进开始前应在起点处设置明显标志。(4)掘进过程中，队长必须每天向班长交清任务，各班班长必须在掘进工作面交接班，交接允许

20、掘进剩余距离，严禁超掘。(5)钻孔下套管前，必须将孔内岩粉冲洗干净，下套管时丝口要上紧、上严、到位，丝口处上麻或铅油。(6)施工单位负责在钻进过程中每班将观测结果和钻探情况向水文地质技术人员汇报，防探水人员负责及时整理、分析探水资料，适时调整探水设计。(7)施工现场必须有备用水闸阀门，水闸阀门可抗压力不小于8.0Mpa。(8)在揭露山青灰岩含水层前要通知防治水中心水文技术人员，施工人员要做好见山青含水层详细记录。(9)为了预防钻孔在山青灰岩含水层时，发生突水难以控制，必须在耐压试验合格后带阀门作业。(10)为防止孔内有破碎岩石喷出或提前出水，孔口管外应安设孔口防喷装置，在出水、喷碎等异常现象出

21、现时，施工单位应立即停止钻进，但不准拨出钻杆，应当立即向矿调度室汇报，派人监测水情。发现情况紧急，应当立即撤出所有受水威胁地区的人员到安全地点，然后采取安全措施，进行处理。(11)揭露山青灰岩含水层后立即停钻、汇报，实测涌水量、水压。(12)出水后由水文技术人员取水样进行化学分析。(13)在见煤层时，施工单位要及时向防治水中心汇报。(14)钻孔施工单位完毕后应及时进行封孔，封孔压力应依据采煤工作面不同的标高和不同的地质条件确定，一般应大于孔口水压的1.02.0倍，注浆量应不小于钻孔实际体积。(15)现场施工人员必须携带便携式瓦斯报警仪。(16)停风或瓦斯超限时，施工单位要立即撤人。(17)下列

22、情况必须跟班，无规定跟班人员，不得作业超前探测跟班表表3情况防治水中心钻机队下套管与套管固结VV孔口管做耐压试验时VV见含水层前3mVV(18)施工现场电器完好，钻机、钻杆等各种物件摆放整齐。(19)施工现场必须悬挂设计图、措施和各种记录。(20)施工单位必须按要求填报以下记录：原始班报表、各岩层段厚度、水量、水压等情况。(21)施工单位编制具体施工安全措施。(22)施工过程中遇到含水层出水要及时汇报防治水中心及有关领导。(二)物探工程要求1、物探工程前准备工作(1)物探工程实施前，物探施工单位要编制物探设计和施工组织措施。(2)每次物探前，巷道质量要达到物探设计要求。2、物探工程施工质量要求(1)严格按照物探设计和施工措