0922工作面防治水方案(修订)

棋盘井煤矿0922掘进工作面防治水设计神华蒙西棋盘井煤矿0922掘进工作面防治水设计（修订）编制：审核：编制日期：2011年10月1日棋盘井煤矿0922掘进工作面防治水设计2审批意见矿长总工程师安全矿长安健环科机电科棋盘井煤矿0922掘进工作面防治水设计30922掘进工作面防治水设计说明书一、执行标准依据《煤矿防治水规定》（2009）、《煤矿安全规程》（2010）制定本设计。二、概况0922工作面位于井田西北，辅运北大巷以西，西、北两侧均为井田边界，南侧未进行采掘活动。工作面东西长1730米，南北宽255米。该区域煤层总体向正西方向倾斜，倾角5°左右。沿煤层倾向设计布置三条顺槽，分别为辅运顺槽、胶运顺槽和回风顺槽，均沿煤层底板掘进。0922工作面为9#煤二盘区第二个回采面，与0921工作面分布在二盘区南北两侧，距离较远，四周无采掘历史。三、水文地质条件1、构造分布情况序号名称要素充水情况备注1F29正断层∠75°H=25m充水性较强2SF1逆断层∠60°H=0-15m不详3SF12逆断层∠65°H=0-5m不详4SF14正断层∠65°H=0-5m不详5SF15正断层∠65°H=0-5m不详6SF16正断层∠70°H=0-6m不详工作面内煤层平均厚度为3.58m（含煤岩互层），顶板为泥岩、砂质泥岩，底板为砂质泥岩、砂质粘土岩，薄层状，节理发育，半坚棋盘井煤矿0922掘进工作面防治水设计4硬。该区域范围内9#煤顶板与含水层之间有0.5-5m左右的隔水层。含水层本身富水性弱，以裂隙水为主，分布也极不均匀。局部地段和区域在锚杆、锚索贯穿含水层之后，会有少量涌水或淋水。9#—16#煤间的砂岩含水层含水特性与9煤之上含水层相似，富水性差，水力联系弱，以构造裂隙水为主。该区域断层比较发育，5米以上断层6个，其中大多为正断层。除F29断层外，其余充水情况均不详。因此将探放水的主要目标体定为断层水。四、以往采掘过程涌水情况2盘区只回采了0921工作面，该工作面位于0922正南1800米处。掘进顺槽时顶板曾出现淋（涌）水情况，主要位于锚索（锚杆）孔处，单孔最大出水量15m³/h，单巷最大涌水量35m³/h左右。五、防治水措施1、探放水工作坚持“有掘必探、先探后掘”的原则，对各顺槽和切眼进行超前探放水，严格按照探放水设计进行施工。2、物探排查勘探资料显示F29断层充水性较强，落差较大，但根据12盘区三维地震结果来看，并未发现F29断层，相邻的中税煤矿所做物探结果中也无F29断层，但有几条断层位于该区域，其连线基本与F29断层重合。建议采掘至该断层附近时采取瑞利波、直流电法等手段进行探测。靠近其他异常区域时也可以采取物探、钻探结合的方法进行超前探测。棋盘井煤矿0922掘进工作面防治水设计53、排水设备安装建议在0922工作面布置完善的排水系统，有效排水能力不低于300m³/h，且必须在掘进顺槽时随巷道掘进铺设相应管径及趟数的排水管路。掘进过程中在掘进头配备至少两台水泵，有效排水能力不低于50m³/h。4、注浆改造对断层附近或者裂隙发育、涌水较大区段可进行注浆改造，封堵出水通道，减小涌水量。5、若断层充水性较强，注浆效果不明显，或者落差太大，后侧煤量较少，开采条件不经济时，可重新对开采方案进行设计，调整巷道长度，避开断层。六、探放水设计1、探水钻场设计由于巷道右侧需要安装胶带输送机，因此必须施工探水钻场。沿掘进方向每隔80米在巷道右帮布置一个探水钻场，根据钻机尺寸及满足施工时对空间的最低要求，钻场大小定为长4m，深1m，高度与巷高相同。左帮不做专门的探水钻场，每次挪钻后先在左帮打左前侧钻孔，完成后将钻机移入右侧钻场中施工正前孔和右前侧孔。2、探放水钻孔设计（1）超前距的确定α=0.5ALKp3P棋盘井煤矿0922掘进工作面防治水设计6式中L——巷道跨度0922回风顺槽和胶运顺槽设计宽度为5.5m，辅运顺槽设计宽度为4.5m，为安全考虑并方便现场施工，L取5.5m。A——安全系数一般取2—5；取2P——水头压力；1.52MP。Kp——煤的抗张强度；0.3MP经计算，超前距α=21.4m。（2）钻孔数量根据探水钻孔的设计目的，钻孔数量为3个。（3）钻孔的布置方式沿掘进工作面前方布置1个探水钻孔，沿巷帮向左、右侧前方各布置1个钻孔：⑴左前方钻孔距底板距离：1m钻孔直径：75mm钻孔深度：135m方位角：255°（与巷道呈15°夹角）正前方探深：135×cos15°＝130.4m帮距：135×sin15°＝34.9m（2）、正前方探水钻孔距底板距离：1m距巷道右帮距离：0.5m钻孔直径：75mm棋盘井煤矿0922掘进工作面防治水设计7钻孔深度：131m正前方探测深度：131m（3）、右前方钻孔距底板距离：1m距巷道右帮距离：1m钻孔直径：75mm钻孔深度：135m方位角：285°（与巷道呈15°夹角）正前方探深：135×cos15°＝130.4m帮距：135×sin15°＋1＝35.9m见探放水钻孔布置示意图。根据0922工作面设计，胶运顺槽与辅运顺槽之间为5m的窄煤柱，采用双巷掘进的方式进行施工。根据《煤矿防治水规定》双巷掘进时一条用于探水和汇水，另一条用于安全撤人。因此将0922胶运顺槽作为探水巷，按上面所设计内容布置钻孔，辅运顺槽不再单独进行探放水施工。根据上面钻孔参数分析，辅运顺槽完全处于胶运顺槽①号钻孔的探测范围内，其帮距为25.4米（34.9-5.0-4.5），大于超前距21.4米，符合安全方面要求。详见符图。（4）允许掘进距离根据计算允许掘进距离为109m。（5）根据《煤矿防治水规定》第99条规定，水压为1.0~2.0Mpa的，止水套管长度＞10m，选取12m。在套管固定后进行耐压试验，压力棋盘井煤矿0922掘进工作面防治水设计8不低于1.8Mpa，时间不低于30分钟。试验成功后方可扫孔钻进，否则不得钻进施工。（6）探水设备0922回风顺槽钻机选用型号为ZY1200，钻机功率为22KW，额定工作电压660V/1140V，钻孔直径φ65/75mm，最大钻孔深度200m。0922胶运顺槽钻机选用型号为ZY1250，钻机功率为30KW，额定工作电压660V/1140V，钻孔直径φ65/75mm，最大钻孔深度200m。备用钻机为ZY650一台，钻机功率为15KW，额定工作电压660V/1140V，钻孔直径φ65/75mm，最大钻孔深度150m。ZYJ-280/150两台，钻机功率为11KW，额定工作电压660V/1140V，钻孔直径φ75mm，最大钻孔深度70m。（7）避灾路线0922回风顺槽→辅运北大巷→辅运大巷→副井→地面0922胶运顺槽→辅运北大巷→辅运大巷→副井→地面七、施工工序1）使用φ75mm的钻头开孔，钻进12.5m，将孔内的煤岩冲洗干净；再使用φ110mm的钻头进行扩孔，扩孔至12.5m。2）将φ89mm无缝钢管端头至端尾1.5m处的外壁用麻和海带丝包裹后，塞入钻孔内。止水套管外壁周围与孔壁之间用麻和海带捣实封闭，止水套管外露200mm，端部与3.5寸法兰盘连接。3）待孔口封闭凝固后，装上闷盖向孔内注入水灰比为1：1的水泥浆，直至水泥浆自孔底返出管外。棋盘井煤矿0922掘进工作面防治水设计94）待8小时后，水泥浆基本凝固后，用φ75mm的钻头进行扫孔，扫孔12.5m。凝固48小时后，进行清水耐压试验，试验压力不小于2Mpa，且持续时间不少于30min。若止水套管无松动、管外无返水，则止水套管固管成功。5）在打压成功的钻孔内进行探放水作业。6）完成一个钻孔的探放水作业后，下一个钻孔的作业必须严格按照以上顺序进行。7）先施工1#孔，根据探效果依次施工2#、3#孔。八、验收标准：采用现场验收，钻孔施工至设计深度后，由施工队通知防治水人员、测量人员、安检人员及瓦检人员。待以上人员全部到现场后，由安检、瓦检人员根据现场情况确定是否符合退钻条件，达到安全条件后方可退钻。由测量人员测量实际孔深，施工队出具钻探成果总结，现场验收人员在验收栏签字。九、施工安全技术要求1、掘进工作面的作业人员需配备雨衣，保证作业人员在淋水较大的情况下能正常工作。2、架设钻机前应加强钻孔附近的巷道支护，在工作面迎头打好坚固的立柱和拦板，并且要确保钻机架设牢固，防止冒顶伤人。钻孔内水压过大时，应采用反压和有防喷装置的方法钻进，并有防止孔口管和煤（岩）壁突然鼓出的措施。3、打孔前要检查排水设备是否齐全、性能是否完好，排水能力棋盘井煤矿0922掘进工作面防治水设计10是否满足要求，排水管路是否畅通，探水钻孔位于巷道低洼处时，必须配备与探放水量相适应的排水设备；同时，通风部门要做好预防巷道有害气体涌出的措施。4、在超前探测工作进行前，必须对受灾害威胁的人员进行培训，熟悉避灾路线图，施工作业地点必须配备通讯设施，并且测量和探水人员必须亲临现场，依据设计，确定主要探水孔的位置、方位、角度、深度以及钻孔数目。5、为预防有害气体喷出，每班必须有瓦斯检查员在现场值班，随时检查空气成分，施工作业前瓦斯检查员必须检查作业范围20m内的瓦斯浓度，经过瓦检员允许后方可开工。6、探水钻进之前，必须先安好孔口管和控制闸阀，进行耐压试验，达到设计承受的水压后，方准继续钻进。7、钻进时，若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后，向调度室汇报，采取措施。8、钻孔过程中发现煤壁有挂红、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、水色发浑、有臭味等突水预兆时，及时通知调度撤离现场。9、钻孔探到水后，要观测水压、水质、水量和估计积水量或补给量。根据矿井排水能力及水仓容量，控制放水孔的流量或调整排水能力，并清理水仓、水沟等。10、必须监视放水全过程，放水结束后，应立即核算放水量与预计积水量的误差，查明原因。棋盘井煤矿0922掘进工作面防治水设计1111、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。12、措施未列入部分，严格按《煤矿安全规程》、《煤矿防治水规定》中有关规定执行。十、本质安全管理探水钻机操作工风险预控本岗位中存在的危险源：1.顶板及两帮状况差2.不使用临时支护3.临时支护不可靠4.启动前未检查探水钻机的完好或检查不到位5.探水钻机稳放位置不可靠6.钻具给进速度太快、操作不当7.支护工未佩带防护用品8.液压管路接口松动或老化9.操作探水钻机不当10.搬运探水钻机不规范安全要点：1.操作时确保工作范围内无闲杂人员。2.开机前检查工作面的顶板和支护情况，确定工作面安全后方可进行生产。3.严禁在钻箱上、钻臂两侧站人，严禁人员爬上支撑臂。棋盘井煤矿0922掘进工作面防治水设计12责任范围：1.负责当班巷道顶板的及时支护。2.负责清理本班所支护巷道内岩粉和其它杂物的清理。3.及时吊挂空顶警示牌。4.负责开机前完好检查和维护。5.生产完毕后，负责探水钻机卫生的清理。管理标准：1.探水钻机应停放在平坦、无淋水、无积水，支护完整而且不影响其它设备的巷道内。2.检查电控箱螺栓是否紧固。3.检查各紧固件及管路有无漏油；拖曳电缆情况；检查安全情况及周围工作环境。4.检查各液压油箱油位是否正常，如缺油，加相应液压油到液压油箱上限。