探放水设计

山西灵石昕益致富煤业有限公司运输大巷探放水设计二〇一五年五月十八日-1-探放水设计会审意见集团公司意见签字：年月日矿长意见签字：年月日生产矿长意见签字：年月日安全矿长意见签字：年月日机电矿长意见签字：年月日总工程师意见签字：年月日矿长助理意见签字：年月日-2-探放水设计学习记录负责人：传达人：许让班次：班贯彻时间2013年月日参加人员参加人员郭彩围张绍胜吴新灵白慧敏闫俊奇闫毅凯史坤修许让李文学孔祥俊靳志雄吴新和林昌苗赵有根雷承长张玉成丁振柏李保喜温怀华唐春彦陈一伟李连生侯吉才霍向阳王家茂郭格平董志强郭义平刘文斌王鑫-3-目录第一章、概况………………………………..……..4第一节、概述…………………………………..…..4第二节、编写依据…………………………………..4第二章、运输大巷位置及地质情况……………………..……………………4第一节、运输大巷的位置……………….…………..………….…4第二节、地质情况…………………………………....5第三章、探放水设计………………………….……..10-4-第一章概况第一节概述一、探放水作业巷道名称：运输大巷二、巷道用途：运输大巷：运输煤炭第二节编写依据1、《煤矿防治水规定》2、《煤矿安全规程》3、《安全专篇》4、《补充水文地质勘探报告》5、《水文地质类型划分报告》6、《初步设计》第二章运输大巷的位置及地质情况第一节运输大巷的位置一、运输大巷沿30°40′11″其中-6°下山400m,巷道断面为矩形，断面净宽：4.0m，净高：3.0m.全长平距1167m。主要沿10#煤顶板掘进，煤巷。掘进范围内情况：位于主斜井井筒的东北侧，与轨道大巷、回风大巷平行布置。第二节地质情况本区煤岩层多属缓倾斜，一般倾角在30-140左右，在较大断层附近，因受牵引，倾角变大，顶板裂隙、节理发育，岩石破碎，顶板较-5-难维护，有塌落冒顶现象。在断层附近，煤层有受挤揉现象。根据左侧轨道大巷揭露的岩层情况分析，运输大巷在掘进过程不会揭露较大落差断层，巷道掘进时有淋头水，水量较小。矿井水文地质条件中等。一、煤（岩）层赋存特征1、9号煤层位于太原组下段(C3t1)顶部，当地俗称“青三尺”“毛四尺”。上距6号煤层39.22-53.28m，平均42.92m，距K3石灰岩平均14.17m；下距10号煤层2.15-4.13m，平均3.85m。该煤层厚度0.90-1.31m，平均厚度1.09m。煤层结构简单，多为单层结构。煤层顶板为K2石灰岩，底板为砂质泥岩。为全区稳定可采煤层。2、10号煤层位于太原组下段上部，由上而下由大炭、腰背、铜炭、扫底4层组成。上距9号煤层平均3.85m，据K2灰岩平均4.94m左右；下距奥陶系峰峰组石灰岩平均21.4m。10号煤层常以一煤组的形式存在，煤组厚度2.33-6.81m，平均4.14m。该煤组常含3层夹矸，其平均厚度结构为1.42(0.40)0.36(0.71)0.39(0.39)0.29。该煤组以中间一层0.71m厚夹石将其分为10、10下，其中10下号煤质不好且不可采。本报告所叙述的10号煤层即10号煤组之上部煤层(大炭和腰背)。10号煤层厚度1.21-2.88m，平均厚度2.33m。煤层结构复杂。煤层顶板为砂质泥岩，底板为砂质泥岩。二、煤层瓦斯涌出量、瓦斯等级、发火期、煤尘爆炸指数据晋中市煤炭工业局市煤办瓦发[2013]3号文件“关于晋中市2012年度矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果的批复”：山西灵石昕益致富煤业有限公司瓦斯绝对涌水量0.37m3/min，二氧化碳绝对涌出量0.37m3/min。批复等级为瓦斯矿井。三、地质构造运输大巷所在区域，位于吕梁山背斜左翼，霍西向斜的西北部。-6-地层倾角一般在3°-14°之间。区域断裂构造虽发育较多，但以小型断层为主，有可能揭露断层。揭露岩溶陷落柱及岩浆侵入体的可能性较小。地质构造属简单型。四、水文地质汾河支流静升河从井田南部外侧流过。井田范围内没有大的地表水体。井田内发育冲沟，各沟谷基本常年无水，仅在雨季汇聚短暂性洪流，属季节性沟谷河流。在井田南部的基岩沟谷处有侵蚀泉出露，泉流量0.14-1.39L/s，泉流量随季节变化明显。本矿井工业场地位于井田西中部。矿井工业场地位于土黄坡村西南沟谷中，主、副斜井位于该沟谷两侧。据调查,工业场地位于最高洪水位线以上，工业场地内主、副井口及主要建筑标高位于场区沟底标高10m以上，工业场地整平坡度在5‰－20‰之间，地面径流排水线路短捷顺畅，故雨季地表径流不会对工业场地井口安全造成威胁。在冲沟没有堵塞、能够正常泄洪的条件下，洪水一般不会对工业场地及井口造成威胁，亦不会影响到开拓工作面。1、含水层开拓工作面涉及到上石炭统太原组石灰岩含水层上石炭统太原组地层在井田内平均厚度约84.79m。除砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤层外，有三层发育良好且易被水溶解的海相石灰岩(K2、K3、K4)，总厚度约18.89m，为本组主要含水层，开拓工作面上部自下而上依次为泥岩、9#煤、K2灰岩。井田位于尤家山勘探区内，据《山西省霍西煤田尤家山勘探区精查地质报告》，钻孔遇到三层灰岩多发生漏水现象，根据抽水试验：K2灰岩单位涌水量为0.0007-0.515L/s.m，渗透系数为0.01-3.123m/d，K2为中等富水性含水层，灰岩为煤层直接或间接顶板，对工作面充水有重要的意义。2、隔水层各含水层之间的泥岩、砂质泥岩、粘土岩隔水层为各含水层之间的主要隔水层，隔水性良好。3、井田地下水的补给、径流、排泄条件-7-本井田位于郭庄泉域中部，属区域岩溶水径流区，地下水总体流向为由北向南。石炭系上统太原组岩溶裂隙含水层组在井田内有出露，接受大气降水补给后，顺岩层倾向径流，与井田外南部的静升河发生水力联系，部分则由矿坑水排泄。二叠系砂岩裂隙水在裸露区接受大气降水补给后，一部分沿层面裂隙顺层径流，向南排出区外，加入区域裂隙水循环，一部分在基岩出露区以下降泉形式排泄于井田沟谷中。五、矿井充水因素分析及水害防治措施1、井田内地表水体对巷道开拓的影响井田外汾河及其支流静升河距井田较远，河水对矿井开采基本没有影响。原致富煤矿与原南浦煤矿矿井工业场地内建筑物及井口标高均高于沟底10m以上，故雨季沟谷汇集的洪水对矿井工业场地一般没有威胁。2、构造对开拓工作面水文地质条件的影响据调查，原灵石南浦煤业有限公司在开采过程中所遇断层有不同程度的导水现象，断层水刚揭露时较大，随时间的延长而逐渐变小。由此断定，井田内张裂性正断层为导水断层。此次所掘巷道距离近井田内大小断层较远，一般不会造成影响。3、古空区或老采空区对掘进的影响井田内2、4号煤层已基本被采空，6号煤层部分被采空。6号煤层采空区主要分布在井田西部和南部。本次开拓掘进的轨道大巷、紧急避难硐室、运输大巷所穿过的煤、岩层，在9、10#煤层充水图上及相邻回风大巷的揭露情况看,开掘巷道所经之处有富水异常区域的可能性小，但仍须加强探放水工作，做到“有掘必探”。4、奥灰岩溶裂隙水对开拓工作面的影响据相邻井田——灵石煤矿井田及本矿主斜井工业广场深水井——奥灰水位推测，本井田奥灰水位标高为525-528.5m。井田内9、10号煤层与奥陶系石灰岩之间的隔水层主要由泥岩、-8-砂质泥岩、铝土泥岩等组成，且施工地段标高为650米—658米，因此奥灰水不会对施工地段造成威胁。六、巷道布置、支护、通风、排水说明一、运输大巷巷道布置及开拓方式综掘机1、巷道用途为：运输大巷：运输原煤2、巷道长度：全长平距1167m。（平距），沿10#煤顶板下掘进。3、运输大巷：运输大巷从井底车场末端开口，以方位角30°40′11″向前，先以倾角6°下山掘进。掘进到10#煤后，沿10#煤顶板向前掘进，到达设计位置。4、支护设计为：1-1断面为矩形，采用锚网索喷支护，喷射C20砼喷厚150mm。巷道断面净宽×净高=4.0×3.0mm，毛宽×毛高=4.3×3.15mm。巷道净断面12.0㎡，巷道毛断面13.545㎡。巷道设水沟，净宽×净高=200×250mm，采用C20砼浇筑。附：巷道支护断面图：四、1、采用FBD№6-2×15KW两台局部通风机为掘进工作面通风。严格执行瓦斯一班三检制度，对瓦斯异常的工作面随时进行瓦斯检查。2、综合预测运输大巷掘进区段最大涌水量1.2m3/h3、掘进工作面排水沿临时排水渠流经井底车场至中央水仓。并备好BQW30-50-15型潜水泵两台潜水泵和FQW20-70/k型矿用风动潜水泵为、运输大巷掘进工作面应急排水。第三章探放水探放水安全技术措施一、概况：根据“预报预测，有掘必探，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，制定本设计。施工地点：运输大巷-9-水源性质：预计水源，煤层中充水、煤层顶、底板水等。钻机型号：ZLJ-650型煤矿用坑道钻机或ZQJC-150/2.8型气动架柱钻机。钻具配备：根据掘进区段煤岩硬度情况可选用以下设备：1、ZLJ-650型煤矿用坑道钻机，钻孔深度:200米.开孔直径:58毫米.终孔直径:70毫米.电动机功率:7.5KW.2、ZQJC-150/2.8型气动架柱钻机，钻孔深度:120米.开孔直径:35毫米.终孔直径:50毫米.二、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，不得因为准备工作的原因而影响施工。2、在运输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、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、平巷时，将3吋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、技术人员和防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。-10-11、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时检查空气成分。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、探放水设计1、警戒线的确定：沿探水线终孔位置外推30米。2、超前距离：探水钻孔终孔位置始终超前掘进工作面的距离采用30米。3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30米。4、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30米。5、超前距离的计算：a=0.5AL×(3p/kp)1/2式中：a------超前距离（m）L-----巷道的跨度（宽或高，取其最大者）mKp-----煤的抗张强度（Mpa）P------水头压力（Mpa）A-----安全系数，一般取2～5；本设计取5。a=0.5×5×4.4×3×10/5.77=0.5×5×4.4×1.732≈19（m），a（实）＞19m据此，超前距取30米，帮距取30米。6、钻孔参数的确定（1）、每组钻孔5个（1#、2#、3#、、4#、5#），1#孔为中心孔。（2）、钻孔直径：42mm或35mm。（3）、钻孔沿煤岩层倾向呈扇形布置，超前距30米，准掘30米。（4）、在每个钻场地点做好标记，并挂牌管理。-11-运输大巷：钻孔设计孔号位置方位倾角预计孔深1#居中30°0°612#居1#左11°0°623#居1#右49°0°644#居1#上30°+3°625#居1#下30°-3°60合计309四、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10m或更