矿井探放水设计讲解

矿井探放水设计白山市吉盛矿业二井0一一年一月审批意见编制人员：审批意见：总工程师签字：年 月 日名目\l“_TOC_250005“第一节矿井生产概况 1\l“_TOC_250004“其次节探水工作面现状 6\l“_TOC_250003“第三节探水前的预备工作 7\l“_TOC_250002“第四节探水施工 8第五节地面防治水 13第六节探入老空水 13\l“_TOC_250001“第七节区域性防治水 16第八节边界防水煤〔岩〕柱留设 16第九节安全技术措施 17\l“_TOC_250000“第十节探水组织及岗位责任制 22第十一节应急救援预案 23掘进工作面探放水设计一、矿井概况白山市吉盛矿业二井位于白山市湾沟镇境内，距江源区32km，其行政区隶属白山市江源区湾沟镇。矿区126o261341141o5914711，井田范120.2397平方公里。二、矿井地貌、地形长白山支脉老岭山脉与龙岗山脉之间的中、低山区，地表为山区沟谷宽缓地带，区内地表海拔高一般为+740m~+830m,地表均为荒山，没有农田，地表排泄畅通，井田内全被第四纪砂土、松散积存物掩盖。地形坡度一般为15度左右。土地类型均为林地。三、井田周边煤矿水患调查分析吉盛二井东邻吉盛一井，南至边界限，西至边界限，北邻胜源煤矿。开采2层3层煤层，因此当矿井开采至井田边界时应按规定留设保安煤柱，并进展探放水，以防造成水害。四、矿井地质特点及构造1、井田地层〔Q4〕古生界二叠系矸峰组，山西组，上石盒子组，古生界碳系太原组，本溪组；古生界奥陶系马家沟组〔q2，前震旦系〔AN〕.2、构造井田构造总体为一东西走向，不对称的向斜构造北翼较缓倾角度-450，平均250，南翼较陡，平均700左右，井田构R组，北东向的小型断层。3、煤层〔一〕煤层区内施工的钻孔可采煤层两层山西组共含三个煤层，即二上、二本、三层，本煤矿以主要可采煤层3号煤层和2与煤层，该煤层是区内厚度较为稳定，全区可采。3号煤层厚0.60~12.17m1-19层灰石，30.6-4.72m，1-2灰石。煤层的产状及构造3号煤层全区发育，为主要可采层，构造简单，赋存较稳定，其产状平缓且与地层全都无突变膨缩现象。煤层中含1-7层夹石，单层夹石厚度不稳定。常消灭变薄和尖灭现象。2号煤层赋存不稳定。煤层厚度及稳定性35.0-8.56.75m由南西向北东渐渐增厚，变化规律较明显。2号煤层厚度稳1.5-2.7m2.1m。五、煤层顶底板特征开采煤层的直接顶板为粉砂岩，厚度10-20左右，底板为黑灰色粉砂岩薄片状，含大量植物根茎化石。六、矿井水文地质条件〔一〕主要含水层本区含水岩组可划份为三类第四纪层含水层0.5-1.0m仅在河谷平原中有第四纪砂砾层分布，砾岩以玄武岩，石灰岩和花岗岩为主。铁厂统砂岩含水层湾沟煤田岩层以砂岩，页岩为主，主要含水层是砂岩，从地表以下至粘土层，其中有0.5-3.0米厚的页岩层4-5层，在地表下50m量很少，54-1孔=0.0025l/s.m.大岗统砂岩含水层1003-4层砂岩层，2-3个页岩层，含4层煤，砂岩成份以中粘，石53专水2孔Q=0.129L/S.M二、矿井充水因素分析依据井田地质、水文地质条件和矿井开拓，本矿井充水因素可分为自然因素和人为因素两种。1、自然因素自然因素包括大气降水、地表水、地下水。大气降水、地表水虽然对矿井充水影响不大，但在大气降水集中，地表水体广布地区，大气降水、地表水体都会通过第四纪松散岩类，基岩风化裂隙向矿井充水。地下水主要为第四纪松散岩类，基岩风化裂隙潜水及基岩裂隙层间承压水。310-20m.煤层开采过程中，其顶板压力发生变化，必产生较多裂隙，使该层间承压水通过裂隙渗入矿井，成为矿井充水的主要水源。故该含水层是矿井的直接充水含水层。而第四纪松散岩类及风化带孔隙裂隙潜水，一方面可以通过采空区塌陷直接涌入矿井，另一方面在较大的区域内可以补给承压水，使其间接渗入矿井，成为间接充水含水层。2、人为因素主要指开采后采空区顶板冒落，形成冒落带和导水裂隙带，它们是矿井涌水的人工通道。据资料，矿区冒落带和导水裂隙带已经沟通，沟通厚度20-40m.由于第四纪松散岩类潜水及地表水较为丰富，因此会威逼矿井。三、矿井涌水量推测矿井总涌水量为矿井中潜水含水层位涌水量与矿井采空区生产和矿井实际开采井下涌水量，正常涌水量为15m3/h，最大涌水量为30m3/h。四、井下水患的推测预报因本矿开采水平较低，所以涌水量较大。但本矿所属井田构造以急斜为主，区内断层较少，构造裂隙发育较微，地表与地下水联系均差，故可知井田内水文地质条件属简洁型。主要开拓巷道，只要做好排水工作，勤挖排水沟，估量不会发生水灾事故，掘进巷道严守“有疑必探、先探后掘”的原则，空巷中不要让水积聚。井口标高高于历年洪水量高水位，但每年民需做好井上防排水的工作。本矿在2号、3号煤层中施工的巷道，探水主要对象是上一标高采空区积水，邻矿井的矿界采空区积水和顶板潜水的隐伏地质构造的导水带。1、采区巷道5%左右，梯形金属支护，断面尺寸5.3m2-6.0m2.工作面的水沿坡度自动流出。2、顺槽巷道顺槽巷道在2 井3 井煤层中掘进，坡度 5%断面5.3m2-6.0m3，沿煤层底板方向掘进。工作面的水沿坡度自动流出。第三节探水前的预备工作一、供电方面预备供电电源：湾沟北山农电变电所1.0kv线路接至井口，输电方式[c]240架空线路，矿井地面设一中心变电所，两趟输电线路都进入矿井地面变电所。矿井入井电压等级6kv，沿井筒二条YLV22-3×50分供各个采区及工作面。二、排水方面的预备工作1、水泵、水管在探水前，对所控区域内的主水泵、备用泵、检修泵、排水管、阀门等排水设施进展全面检查修理，保证完好，待机备用。2、水仓探水前将水仓，排水沟清理干净，疏通排水渠道。3、探水前，必需将水仓内的水排完，增加水仓容量。三、探水钻机配备两台钻机，其型号：KHYD90型探水钻，并保证探水钻台台完好。四、安全出口主井备有人车、在探水期间要专人检查维护。五、自救器为防止探水中发生意外，全部入井人员必需佩戴自救器。六、通风掘进工作面承受扇通风，直径485mm的抗静电阻燃胶质风筒，在探水期间加强检查维护。七、通讯调度室及领导办公室都能直接联系。八、其它木等设施、设备、工具、材料都备好，存放在工作面四周指定地点。第四节探水施工一、探水施工1、探水线确实定矿界以外至少100m范围内矿的井田位置、开采范围、积水状况标绘在井上下工程比照图上。相邻矿井采空区及自采空区范围，并对积水区划定三线，即积水线、戒备线、探水线。采掘工作面接近积水区探水线时，必需进展探水，积水区防水三线确实定原则：年月长远的采空区老窑，开采范围不清时，以调查分析积水线外推150100米为戒备线。资料较精准的老空积水边界外推100米为探水线，50米为戒备线。封孔不良的钻孔，依据偏斜资料，确定探水线，30米。50米为探水线，再50米为戒备线。2、首探孔确实定采掘工作面消灭以下状况之一的，必需停顿作业，进展探水。工作面消灭透水预兆的工作面遇到断层、褶曲等地质构造的工作面接近老空、钻孔、报废巷道的工作面进入积水区探水线的水文地质资料不清的采掘工作面或其它工作地点觉察有挂红、挂汗、空气变冷，消灭雾气、水叫、顶板淋水加大、顶板来压、底板鼓起、产生裂隙消灭渗水、水色发浑、有臭味等突水预兆时，必需停顿作业，马上报告矿调度室，撤出全部受水威逼地点的人员，并实行防水措施。3、钻孔确实定采区巷道、顺槽都是沿着煤层底板掘进，布置成“小夹角”扇形钻孔。钻孔位置、角度确实定探水的主要对象是对隐伏地质构造的导水带和采空区积水，沿煤层承受‘大夹角’扇形布置，钻孔数每组4个，具体参数见探水钻孔布置图。钻孔深度及超前距离确实定承受边探水边掘进的探水方案进展探水，依据水文地质资料的水压、水量和以往的探水阅历，探水设备、探水技术水平综合考虑，确定探水孔深30m，超前距离20m，每探一10m.(3)钻孔直径在无特别状况下，承受探水孔放出水，考虑到既可以使50mm。二、帮距探水钻孔一般不少于3个，一个中心眼，余下为斜眼，并与中心眼成肯定角度，中心眼中点与最外边斜眼终点间的距离为帮距，帮距应等于或略小于超前距离。三、钻孔密度钻孔密度是指允许掘进距离的终点处，各探水孔之间的3米。四、探水工序安排1、探水前应先加固探水工作面的支护，承受戴帽点柱，加强工作面的临时支护。无论是木棚架支护或工字钢支护，都必需加强。2、加固工作面后，接下来按设计的钻孔位置按规定的方位角、倾角进展钻孔。如水压较大时，用套管法掌握。先钻直径75mm的套管孔，孔探5m，用以安装套管，套管用混凝土浇注在围岩中〔煤或半煤岩中〕，在套管外部焊垂直于套管的固定管，并在固定管上打两根戗柱，钻杆通过套管套管外部安装100mm的阀门掌握，钻杆通过套管工作，掌握涌水。3、钻探开头前，瓦斯员首先检查瓦斯，同时当班负责人，现场指挥员都必需在场。4、再钻探过程中带班负责人对本班钻探方向，深度，如有特别状况写在记录本上，并准时向领导汇报。第五节地面防治水每年雨季前应对矿区及其四周的地面汇水状况，沟、渠汇水力量及堵塞状况，南翼汤河河床，及塌陷区，钻孔进展全面调查，并分析对矿井安全每年雨季前应对矿区及其四周的地面汇水状况，沟、渠汇水力量及堵塞状况，南翼汤河河床，钻孔进展全面调查，并分析对矿井安全的影响程度，提出地面防治水工程措施。24小时值班，每次降雨时和降雨后组织有关人员检查地面防洪、防雷电情况，并记录降水量与井下涌水量的变化。每年五月底前必需预备齐全抢险物资和工具，专库放存，造册上报。第六节探放老空水在煤层中探放同层老空水的钻孔，应成组布设，在平面3米。20米，出水象征明显，打钻有危急时应另找安全地点探放水或砌筑水闸墙在墙后探水。探水钻孔中遇断层时，应依据现场修改探水设计，探明断层产状落差，然后在煤层布置水孔，首先探明同采煤层老窑采区状况，接近断层时，布孔探明断层涌水。打穿层石门探放煤层采空区积水时，应先布深孔放水，防止因断层位移意外接近积水。巷道必需在确认钻孔已疏干的前提下，方可在钻孔放水标高以上掘透老空，进入老空后遇有完整煤壁应连续探水。探放水必需安装孔囗安全套管，安设结实后，需要按实1.5-2倍的压力顶水试压，合格前方可钻进，并常常检查。50mm，探水眼开孔应上、下错开，同时要将已竣工的钻孔用木塞封闭。孔口安全水门，要依据水压大小和水质选用高、中压和耐腐蚀的水门。长期疏放或掌握有腐蚀性水时，套管、水门要定期检查、更换。探水钻机的安装，必需到达以下要求:加强钻机和钻机四周巷道支护，背好顶帮，并在工作面迎头打立柱和挡板，清理浮煤，挖好排水沟。钻机必需平坦牢稳，设立梁、打压柱、保证运转时不晃动。伸出孔口局部的安全套管及水门要打立柱，用卡子卡紧顶牢，底座要在坚硬完整的岩石柱窝内。钻机各转动的齿轮局部必需设安全罩。水泵与钻机分开起动，实现停钻机时可不停泵，防止埋钻。探放水压大于20kgjcm“(251pa)的水体或含水层时，要有防高压水顶出钻杆的逆止闸阀、抽放钻杆的掌握闸阀、防喷挡板、反压下钻等安全装置。探水时应实行以下措施:流水路线保证畅通，排水力量大于探放出来的估量最大涌水量。探放水一般应双巷掘进，上、下山探水每30米，平巷探水每50米应有联络巷，探水工程应满足双巷掘进的要求。为预防有害气体涌出和集聚，保证探水作业点有足够5米。探水作业点与其他工作地点、井口应有联络的通讯设施。探放水头压力大于2mpa(20kg/cm2)的水体时，应有应急的缓冲蓄水区。探水施工必需建立严格的现场交接班、岗位责任制、汇报、记录、验收制度。探水巷道恢复掘进时必需按规定审批的进尺通知单。各类探水钻孔，见水抽出钻杆后，应马上关闭水门，测定水压，确定最大涌水量，调整有关泵房排水力量。放老空积水必需彻底检验放水点四周积水是否放尽，当水量变小或不流时，经分析争论确认后，方可用钻杆疏通堵塞物，经反复通透或扩孔，证明积水放尽。第七节区域性防治水在放水时可能影响相邻矿井的，要提前通知，待其实行措施后，方准放水。第八节边界防水煤(岩)柱留设相临矿井必需留设防水煤(岩)柱。(一)相临两矿井的水文地质条件类型均属简洁型或中等40米。(二)凡相邻两矿井中水文地质类型有一个到达简单型，开采方法，上覆岩层移动角，导水裂缝带，静水压力等汁算确定。每年雨季前应对矿区及其四周的地面汇水状况，沟、渠汇水力量及堵塞状况，历史及近几年洪水水位，塌陷区、南翼河床、裂隙、钻孔进展全面调查，并分析对矿井安全的影响程度，提出地面防治水工程措施。成立雨季防汛队伍，办公室必需执行24小时值班，每次降雨时和降雨后组织有关人员检查地面防洪、防雷电状况，并记录降水量与井下涌水量的变化。每年五月底前必需预备齐全抢险物资和工具，专库放存，造册上报。第九节安全技术措施一、钻机操作留意事项1、操作钻机，要严格依据钻机的技术要求和说明书进行。2、操作步骤要严格按探水操作规程操作。3、探水人员必需经过培训，持证上岗。4、依据现场条件自制钻车或钻架，固定好钻机。在钻孔过程中，假设发生钻杆变形或卡钎，应马上停钻检查，能否退钻或是否遇到硬岩卡钻，还是由于磨钝或崩片等状况，都要按具体状况做相应处理。二、探水时应留意事项正式开钻后，要亲热留意迎头的变化状况，觉察特别，要马上实行措施，以防止突水或发生其它事故。为此在施工中特别留意以下事项:1(煤)变软，或钻眼中水压加大、水量突然增加等特别状况，必需停顿钻探，但不要移动或拔出钻杆，要马上向矿调度室汇报，并派人监视水情，状况紧急时，必需马上撤出全部受水威逼的人员。围岩松软，钻进突感轻松，一般接近水源，这时，应再次检查防水没施是否完善，排水设施是否牢靠，觉察假设是巷道内有片帮来压时，要检查巷道支架是否结实，以防冒顶伤人。顶钻一般是水压大的表现，此时切不行移动钻杆，应马上将钻杆固定，否则高压水可能将钻杆顶击，碰伤人员，造成透水事故。2、当探水孔深度小于5m，孔内大量出水，说明距涌水区己很近，假设孔内水压很大，水喷射很远，必需马上将钻机选安全地点进展探放水，放水过程中如觉察钻透地区无水时，应马上检查有害气体。3、探水钻机的四周不得站人，以防高压水将钻杆顶出伤人，或手把翻转打人。4、钻孔接近探水区域，估量可能有瓦斯或其它有害气体涌出时，必需有瓦斯员、安全员在现场值班，检查气体成份，觉察特别，马上进展处理。三、探水后掘进措施l、在掘进过程中，应随时丈量巷道实际距离，探水地点做好标记，准时核实允许掘进安全距离，防止实际掘进距离超过允许的掘进距离，以保安全。2、由于探水孔呈扇形分布，掌握面积较大，但是随着巷道的前进，探水孔的间距离会越增大，巷道有可能进入两钻孔之间的空白区(即探水肓区)，积水位置可能被漏掉，在这种状况下，掘进巷道可用长钎子对正前方或斜方打眼补钻，防止意外。3、在掘进过程中，假设打炮眼时，沿钎子方向外流水，应准时停顿作业，水压大时，钎子不能拔山，并加以加固，另做探放措施。四、放水措施1、探明水源后，设法将威逼矿井的水流有打算、科学;假设;置直径为75mm，长度为5m的套管，套管上有放水阀门，带有止动光环的套管用混凝土固定在岩(煤)中，钻杆通过套管工作，到达了掌握水的目的。2、放水时，依据排水力量的大小用阀门掌握放水量，以免造成水灾。3、放水时，要时刻留意水量变化状况，当放水孔停顿出水时，要分析状况，假设顶孔、底孔都不出水，应在底部打深眼放水;深眼无水，方可连续掘进。4、放水时，瓦斯员必需认真检查瓦斯和其它有害气体，防止H2S、CO2、CH4等气体溢出。五、透水事故的处理措施1顶板淋水增大，底板鼓起并有水叫，并伴有H1S\CO2等气体溢出，这都是透水前兆，说明工作面已接近水源，此时应马上停顿作业，报告调度室。2、探水区透水时，现场人员向调度室汇报的同时，尽可能就地取材快速加固工作面，如打木垛或密集柱，堵住出水点，防止事故扩大，如来不及进展加固，现场人员应按避灾路线有组织地以最短路线进展撤退，切勿进入独头巷道，万一没有时间撤出地面，可以临时找一地方避难待救。3、撤离途中，最终一个人撤出后要马上关闭隔水闸门。4、矿领导接到透水报告后，应马上通知上级有关部门和矿山抢救队，同时依据事故性质和可能涉及地区，通知险区有关人员撤出，关闭水闸门，井下全部排水设备全部启动进入工作状态，协作矿山抢救队进展营救遇难人员。六、其它安全措施l通过敲帮问顶，对避灾线路内巷道进展认真检查，必要时加强支护。、探水工作面要加强支护，必需设置防止高压水冲跨巷壁及支架的点柱或挡板。、入井人员必需佩带自救器、报警矿灯和便携式瓦斯报警仪。4、严格执行入井检身制度和出入井人员清点制度。524小时值班，严禁擅自离岗。值班期间，把钩工随时通知井底人员，可能需要提升或下放急用物资。6、交接人员必需将钻孔状况(角度、方向、深度及出水交待不清不准下班，遇到疑难问题两班人员共同争论探讨。、事先检查并维护好排水设备，清理好水仓和水沟，以便在放水时水仓有足够的容量，去除探水区的杂物及渣块，区内的探水用料必需码放整齐。必需保证有畅通无阻的安全出口，不准堆放杂物堵塞巷道。探水时，停顿井下一切与探水工作无关的工作。9、在探水地点，瓦斯员必需不连续的进展瓦斯及其它有害气体的检查，每次检查必需留有记录，以便清楚地把握瓦斯及其它有害气体的状况，当瓦斯浓度超限时，必需停顿作业，实行措施。10、在探水地点，必需设置一部程控随时可以和调度室及水泵房取得联系。11、每班必需有矿领导跟班作业，亲临现场进展指挥。12、在水压大的地点，预先开掘安全躲避峒室，规定好联络信号及人员的躲避路线。13、局扇风机必需设置开停传感器，并实现风电、瓦斯电闭锁，风筒出口距工作面不得大于5m，风筒必需吊挂平5m处设置瓦斯传感器。14闸门四周不得堆放杂物，定期清理巷道内的浮煤。15、避灾路线〔1〕工作面—+450大巷—暗主绞—+550车场—主井—地面16、本方案未尽事宜按《煤矿安全规程》及其它有关规定执行。第十节探水组织及岗位责任制〔一〕成立探水领导组1、领导机构总指挥：徐桂春〔矿长〕副总指挥：刘兆彬〔安全副矿长〕朴勇民〔技术矿长〕成员：王生李庆泉林喜成宋有福曹金虎2、参与探水人员参与人员：曲先国李福王生李庆泉指挥部办公室设在调度室，探放水期间，各领导及成员各负其责，尽职尽责，严阵以待。(二)指挥部职责1、指挥部负责探放水过程中的人员安排及总体部署。2、召开专题会议，结合实际状况对方案进展审核和补充。3、方案由矿长和技术负责人贯彻执行，组织全体员工进展学习考核，没有经考核的员工或考试不及格的员工不得入井从事探放水工作。(三)总指挥、副总指挥及成员职责、