探放水设计及施工安全技术措施

山西煤炭运销集团保安煤业有限公司探放水设计说明书及安全技术措施生产技术部2011年07月探放水设计说明书及安全技术措施-1-山西煤销保安煤业安全技术措施审批卡措施名称探放水设计说明书及安全技术措施施工队组施工地点执行队长编者参加会审单位及人员签字部门会审人员签字总工程师年月日分管副总年月日生产技术部年月日安检部年月日机电部年月日通风部年月日探放水设计说明书及安全技术措施-2-目录第一章概述‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥3第二章组织机构的建立和岗位责任‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥3第三章地质及水文地质概况‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥4第四章探放水工程布置与设备‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥6第五章水患防治的经济投入‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥10第六章独立排水系统与供电‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥11第七章矿井正常涌水量与排水能力‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥11第八章信号联络‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥12第九章避灾路线‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥12第十章井下钻探施工安全技术措施‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥12第十一章组织施工‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥17探放水设计说明书及安全技术措施-3-综掘二队探放水设计说明书第一章概述针对我矿井下生产过程中可能存在水的自然灾害，为促进我公司矿井安全生产，保障广大职工的生命保护和国家财产安全，为有效防止矿井水灾水害事故的发生，根据《煤矿防治水规定》和《煤矿安全规程》等相关文件要求，结合我矿井实际水文地质条件，特制定矿井探放水设计说明书。第二章组织机构的建立与岗位责任一、探放水工作领导组组长：冯恩湖（董事长）副组长：赵卫民（总经理）卢泉（安全经理）贺家席（生产经理）李向革（总工程师）高鸿瑞（机电经理）牛永刚（通风经理）周子勤（后勤经理）李峰明（总经理助理）张亚平（销售经理）组员：郑海青（技术部部长）余海明（安检部部长）耿巨生（机运部部长）荆长胜（通风部部长）梁来庭（调度室主任）杨鸿巍（供应部部长）牛旭东（办公室主任）二、岗位责任组长：全面负责探放水调度工作。副组长：具体负责探放水工作，配合组长调度人力、物力等后备物资。生产技术部：履行岗位职责，根据总工程师的安排，制定防探水措施，探放水设计说明书及安全技术措施-4-掌握开拓进度，及时填写图纸，为防探水提供准确的技术资料，正确指导施工。安检部：履行岗位职责，按照防探水实际设计和措施，进行现场监督，监视现在变化，随时按照程序上报矿调度室。机运部：履行岗位职责，负责机电设备的配置与检修，保证探水设备与电力供给与正常运转。通风部：履行岗位职责，负责具体的打钻任务；同时要随时监测有害气体的变化情况。调度室：履行岗位职责，负责调度通知、通报的上传下达,保证矿井通讯系统的畅通。供应部：履行岗位职责，负责物力供应，详细清查库房物品的缺失，随时反应给采购人员进行购置，保证物品供给无误。办公室：守岗待命，保证运输无误。掘进队、开拓队队长：履行岗位职责，负责调度各班班长严格按照防探水设计说明书及措施实施落实。第三章地质及水文地质概况一、井田15#煤位于太原组下部，上距9#煤平均60.33m。煤层厚度3.25-5.55m，平均4.01m。井田内结构简单，大多不含夹矸，局部含3层夹矸，夹矸厚度0.01-0.36m，岩性为炭质泥岩、泥岩。顶板为K2灰岩，底板为泥岩及砂质泥岩。属稳定全区可采煤层。15103轨道顺槽、15105皮带顺槽巷，井下位于15#煤一采区（北翼）3号、5号工作面之间沿走向布置，北为15#煤轨道大巷，南至矿界，西为15105工作面，东为15103工作面。探放水设计说明书及安全技术措施-5-二、地表水文条件1、河流井田内有桃河的支流太平河和保安河，主要水源为沟谷之泉水和大气降水。夏季水量较大，旱季水量较小或干涸，雨后流量激增，常致山洪暴发。太平河：起源于井田北部区外后山村一带,由北向南经白草峪在张净西北汇入桃河。1987年4月至1987年10月测得沟口流量为0.006~0.053m3/s。保安河：起源于井田北部区外阎家庄一带，由北向南经保安村，在旧街河口村东汇入桃河。1978年6月至1994年6月测得沟口流量最大为0.659m3/s；但是，此河位于矿井开采范围以外，对开采影响不大。2、水库山南水库：位于井田南部外，山南村附近，建于1970年，最大库容量637万m3，一般库容量400万m3，控制流域面积90km2，不具备补水的充分条件，但也要勤观察受井下开采影响而出现的地表裂缝、塌陷深入井下，会增加涌水量。三、井下水文地质条件根据《矿井水文地质类型划分报告》、《保安煤业有限公司150万吨矿井地质报告》、《保安煤业矿井防治水中长期规划》、《地面综合物探报告》及实际揭露地质情况资料，15#煤层位于太原组下部，其顶板K2灰岩富水性较弱，预计对掘进影响不大；但是井田各可采煤层赋存标高均低于奥灰水水位标高，因此，矿井开采过程中的主要水害应为巷道底板高承压岩溶奥灰水突水水害和顶板灰岩和砂岩及其松散孔隙水透水水害。依据《矿井防治水规定》和《煤矿安全规程》等规程规定，对所有工作面实施超前钻探，必须坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后探放水设计说明书及安全技术措施-6-采”的原则，防止矿井突水以查明工作面掘进前方的水文地质情况，解除水害隐患，确保施工安全。四、矿井开采历史及临界情况1、矿井开采史矿井周边为实体煤层，无老窑、老空，现矿井为基建矿井，但我矿图纸资料比较齐全，现井下无积水区域。2、矿井开采邻界情况井田东部是阳煤集团新景煤矿，据调查该矿现无水患威胁，现其开采范围距井田东边界10km。井田北部是阳煤集团七元煤矿，与本矿井井田北边界相连，靠近我矿保安煤柱为实体且在我矿的高处，现该矿尚处于筹建阶段无任何采动，对本矿开采15#煤层构不成水患威胁。井田的西部以一条走向NNE、落差50m的大断层为井田边界。井田的南部以石太铁路的保护煤柱为井田边界。五、地质构造情况经历年开采揭露情况分析，矿井煤层赋存状况较稳定，属于单斜构造，走向SW—NE，倾向SW，现有资料开采中没有发现断层等地质构造导水现象。第四章探放水工程布置与设备一、掘进工程要求在开展掘进工作时必须坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则，采取防、堵、疏、排、截的综合治理措施。探放水设计说明书及安全技术措施-7-（一）探放水前的准备探放水施工前应配备好相关施工、排水、通讯、电力设备：探水钻机、多级离心泵、2寸潜水泵、50mm阻燃型塑料管、50mm钢丝胶管两节各4m带水笼头、直通矿调度室直通电话、备用电话、50m2阻燃电缆、35m2阻燃电缆、隔爆型真空馈电开关、防爆型电磁起动器等相关设备。(二)探放水的步骤1、即开掘工程开口15m，必须安装探水钻机。2、随其工程的进展向前移动。(三)探放水设计矿井巷道探放水设计说明（见附图）四、探放水的目的、施工（打钻）技术要求（一）探放水目的1、探水是指采矿过程中用超前勘探方法，查明采掘工作面顶底板，侧帮和前方含水构造（包括陷落柱）、含水层、积水老窑等水体的具体位置、产状、赋存状况等。其目的是为有效的防治矿井水害做好必要的准备。2、超前探测工作面前方（富）含水区，防止发生巷道掘进中的透水事故。3、探放掘进工作面前方瓦斯等有害气体，确保切眼掘进的安全生产。（二）、探放水的原则采掘工作必须严格执行“预测预报，有掘必探，先探后掘，先治后采”的原则，因而遇到下列情况之一时，必须探水：探放水设计说明书及安全技术措施-8-1、接近水淹的井巷、老空、老窑或小窑时。2、接近含水层，导水断层，含水裂隙密集带，溶洞和陷落柱时或通过它们之前。3、打开隔离煤柱放水前。4、接近可能与河流、湖泊、水库、蓄水池、水井等相通的断层破碎带或裂隙发育带时。5、接近可能涌（突）水钻孔时。6、接近有水或稀泥的灌浆区时。7、采动影响范围内有承压含水层或含水构造，或煤层与含水层间的隔水岩柱厚度不清，可能突水时。8、接近矿井水文地质条件复杂的地段，采掘工作有涌（突）水预兆或情况不明时。9、采掘工程接近其它可能涌（突）水地段时。（三）采用手段和方法鉴于矿井开采过程中处于带压开采的事实，巷道掘进前先在地面进行地面综合物探（三维地震勘探和地面电法勘探），而后在井下施工前先采用物探（KJH-D防爆探地雷达和YCS井下瞬变电磁仪）的方法探测工作面前方水文地质情况，之后掘进时机械探眼跟进，以“物探先行、循环钻探跟进”的综合探测方法实施巷道掘进中的探放水工作。（四）钻探设计说明1、根据工作面带压掘进的实际情况及相关规定要求，在矿井内所有掘进巷道均采用物探先行，钻探跟进的探放水方法和“探60m掘进30m，留探放水设计说明书及安全技术措施-9-30m安全距离”的边探边掘的施工作业方式向前推进，即在巷道掌头中心线位置布设钻机，具体设计如下：1）、首先运用YCS40瞬变电磁仪对工作面富水性进行超前探测：当发现工作面前方地质、水文地质状况有异常时，在工作面掌头分3组进行超前钻探：在距巷道底板1.2m的位置上，以巷道前进方向为标准方向，平行于巷道底板为倾角，施工第1组钻孔，第1组的钻孔分别为9#、7#、5#、3#、1#、11#、13#、15#、17#，然后施工第3组的钻孔：分别为18#（距巷道底板1.3m）、19#（距巷道底板1.4m）、20#（距巷道底板1.5m）、21#（距巷道底板1.6m）。施工完第1组和第3组钻孔后在距巷道底板1.8m处以巷道前进方向为标准方向，以平行于巷道底板的倾角施工第2组钻孔，钻孔分别为8#、6#、4#、2#、10#、12#、14#、16#。施工完第1组、2组、3组钻孔后，确认前方无水害隐患则继续向前掘进30m，再进行钻探，以此类推。当工作面前方地质、水文地质状况没有发现异常时，则在工作面前方布置3个钻孔：在距巷道底板1.2m的位置上，以巷道前进方向为标准方向，平行于巷道底板为倾角，施工9#、1#、17#钻孔。施工完上述3个钻孔后，确认前方无水害隐患则继续向前掘进30m，再进行钻探，以此类推。每一钻探循环均保留30m超前距和20m侧帮距；实际钻探深度达不到设计深度时，可增加循环钻探组数（次数）；在允许掘进距离内，施工队仍要执行短探短掘的原则，短探短掘具体措施由施工队编制。钻孔设计参数如下（见附图）：2、探放水设备选择依照规定，井下探放水应使用专用的探放水钻机。根据选择，工作面探放水设计说明书及安全技术措施-10-探水所选设备为：1）ZYWL—1200型全液压坑道钻机（煤巷）设备主要特点：钻探距离200m，钻孔直径￠65～115mm，钻孔倾角为0°到+45°，额定输出转矩1200N·m。2）ZYL—6000型煤矿用履带式全液压坑道钻机（煤巷）设备主要特点：钻探距离600m，钻孔直径￠65～113mm，钻孔倾角为-10°到+30°，额定输出转矩6000N·m。3）CMS1—6500/100型煤矿用深孔钻车（煤巷）设备主要特点：本钻车可实现180°水平回转，钻孔直径￠65～115mm，钻孔倾角为-45°到+45°（俯仰角），额定输出转矩3000N·m。4）ZHYD155dIAB型煤矿用钻机（岩巷）设备主要特点：钻探距离远，适用于各种岩性的岩石巷道的钻探，钻孔直径为69mm，钻孔倾角-90°到+90°（仰俯角）。（五）起探位置的确定将每条巷道的开口处作为首次探水线的起点，然后根据每次钻探情况在保证30m安全距离的前提下确定探水线位置，以此类推。第五章水患防治的经济投入一、防止水患规划由矿井生产技术人员做每年的防治水患规划和雨季三防规划，制定经济预算，申报董事长审批。二、经济投入1、每年按正常生产计划按吨煤售价的一定百分比提起，专款专用，做探放水设计说明书及安全技术措施-11-防治水患的准备资金。2、保证正常资金投入，确保探水需要的设备的供给。第六章独立排水系统与供电一、矿井独立排水系统1、采用二级排水系统，掘进工作面的水排至井底水仓内由主水泵排出地面，即：工作面积水→巷道低洼处污水泵→+315m