山西焦煤.docx
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山西焦煤.docx
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山西焦煤
总回风巷掘进工作面
探放水设计
目录
第一章总回风巷位置及水文地质情况1
一、井上下对照关系1
二、煤岩赋存情况1
三、水文地质情况2
第二章探放水设计3
一、总回风巷基本情况3
三、探放水设计6
第三章探放水组织领导机构及岗位责任9
第四章探放水安全技术措施10
一、探水主要安全技术措施10
二、放水主要安全技术措施13
三、发生水灾事故时的撤离线路14
总回风巷掘进工作面
探放水设计
第一章总回风巷位置及水文地质情况
一、井上下对照关系
工作面名称
总回风巷
水平名称
1078
采区名称
开拓巷道
煤层名称
2#
地面标高(m)
1225-1290
工作面标高(m)
1068.8
-1090
地面位置
总回风巷地面位置位于恒兴煤业副斜井与主立井之间的山区,中部有南段家山村,盖山厚度从135米至220米,地面雨水冲刷较重,植被生长中等。
有一条简易公路由北向南穿过。
井下相对位置对掘进巷道的影响
总回风巷开口位置位于恒兴煤业2#煤层主立井煤库处集中皮带巷南侧,底板标高1068.8米,由此向南掘进,从南段家山村下部穿过,其前进方向右外侧有副斜井轨道巷保护煤柱,左外侧和前部外侧预计有小窑采空区,下覆3#煤层未采。
邻近采掘情况对掘进巷道的影响
恒兴煤业是整合矿井,经过调查,该区域内有废弃的老窑采空区、积水量不易确定。
其采空范围及积水情况现已由省地勘局213队进行地面物探,工程正在施工中。
能够影响该巷道施工的区域为总回风巷前进方向迎头左侧及前方,因此,施工过程中必须严格执行“先探后掘”原则。
二、煤岩赋存情况
况情存赋层煤
煤层厚度
(m)
1.3-2.1
煤层结构(m)
煤层倾角
(度)
1-5
1.7
0.3(0.4)1.1
3
该区域2#煤层位于山西组上部,赋存基本稳定,结构简单,煤层厚度一般从1.3米至2.1米,平均厚度1.7米,煤层中含有1-2层泥岩夹石,厚度不稳定,在顶板的砂岩层中含有一层厚度约0.3-0.6米厚的薄煤层。
煤层在井田范围往南会逐渐变薄。
瓦斯
矿井兼并重组后,河南理工大学对我矿瓦斯涌出量进行预测鉴定,结果为:
绝对瓦斯涌出量12.10-13.18m3/min,相对涌出量5.93-6.46m3/t,为低瓦斯矿井。
煤层
2#煤层赋存稳定,结构简单,属1/3焦煤类型,厚度变化不大。
煤层自燃
据地质报告提供数据,2#煤层自燃为Ⅱ类,属于可自燃煤层,因此在工作中要采取措施,加强防范。
裂隙
该区域煤层裂隙发育中等
三、水文地质情况
1、在掘进区域内地表无常年性水流,只在雨季时有少量水汇集于河沟内形成季节性水流,这是该区域地下水的主要补给水源之一,主要由松散岩石的孔隙渗入地表以下,雨季时要大一些。
2、本矿区水文地质分类为Ⅱ类,从已揭露的资料显示,在掘进区域内巷道的前方及左外侧有小窑破坏区,其采掘范围和内部积水情况已委托山西省地质勘查局二一三地质队进行地面物探工程勘查,此项工程正在进行中。
3、掘进范围内地质构造简单,地层大致成南高北低的单斜构造。
预计在掘进至190m左右和480m左右会揭露出两条正断层,预计落差分别为0.5m和1.8m,在巷道掘进遇断层时,顶板受挤压破坏,会有顶板淋水出现,预计涌水量为0.5m3/h-1.0m3/h,对掘进工作有一定影响。
第二章探放水设计
一、总回风巷基本情况
1、总回风巷主要参数
总回风巷位于恒兴采区副斜井轨道巷东侧,主立井煤库南侧,沿180°方位掘进。
掘进总长度608m,巷道净高3m,净宽4.5m,锚网喷浆支护,沿2#煤层掘进。
2、顶底板情况
2
号煤层顶底板情况
顶底板名称
岩石名称
厚度(m)
岩性特征
老顶
砂岩
3.0-6.0
粉砂岩灰色,有时相变为砂质页岩,中间含有一层薄煤层
直接顶
泥岩
0.5-1.0
泥岩,灰黑色,性脆,含植物化石
伪顶
碳质泥岩
0.03-0.15
黑色,见水成泥状
直接底
粉砂岩
1.9-3.3
灰色,含云母,有植物化石
3、总回风巷平面图
4、总回风巷断面、支护形式及水沟断面
二、设计依据
1、根据《煤矿防治水规定》第三条防治水工作应当坚持十六字原则和第九十二条第一款:
采掘工作面接近水淹或者可能积水的井巷、老空或者相邻煤矿应当进行探放水,总回风巷有可能接近老空区,因此必须进行探放水。
2、根据《煤矿防治水规定》第九十四条布置探放水钻孔应当遵循下列规定:
探放老空水、陷落柱水和钻孔水时,探水钻孔成组布设,并在巷道前方的水平面和竖直面内呈扇形。
钻孔终孔位置以满足平距3m为准,厚煤层内各孔终孔的垂距不得超过1.5m。
3、本设计充分利用总回风巷与右侧副斜井轨道巷几呼平行的条件,可钻探施工。
结合在总回风巷前进方向左侧掘3段长度5m的机窝进行钻孔布置,以减少劳动强度和钻孔个数,同时达到钻探的目的,进行安全掘进。
总回风巷北侧有井底清理皮带运输巷,西侧有副斜井轨道巷原总回风巷等,详细情况见总回风巷平面图。
三、探放水设计
1、钻机选型
采用SGZ-ⅢA型探水钻机。
钻机主要技术参数
项目
单位
参数
项目
单位
参数
钻孔深度
m
300
钻孔能力终孔
㎜
91
主机重量
㎏
100
卷扬能力
KN
20
立轴行程
㎜
500
立轴直径
㎜
60
钻孔直径
㎜
75
钻杆直径
㎜
50
泵站主要参数
项目
单位
参数
项目
单位
参数
防爆电动机
YBK2-180M-418.5KW
额定转数
r/min
1470
电机电压
V
660/1140
额定压力
Mpa
16
额定电流
A
21.1/12.1
电机重量
㎏
196
2、超前距及帮距的确定
超前距为25m,帮距为20m。
3、钻杆的确定
选用直径50mm,长0.9m的钻杆。
4、钻头的确定
选用直径75mm的钻头。
5、套管的确定
选用直径108mm的钢管做套管,长度为5m,加法兰盘并安装阀门和压力表,加以固定。
6、钻孔的设计
总回风巷总长608m,钻孔设计分为四个循环完成,每个循环布置2个钻孔,具体情况如下:
1、第一循环钻孔布置:
第一次钻探施工2个钻孔,1-1号钻孔布置在立井底清理皮带运输巷南侧,距总回风巷道开口左侧30m处,沿煤层顶底板倾角,以180º方位施工,要求进尺190m,见到断层为止,该钻孔保证了总回风巷道170m长度左侧的安全;1-2号钻孔布置在副斜井4号测点前30m处,以72°方位施工,要求进尺190m,此钻孔保证了总回风巷道170m长度右侧和前方的安全。
根据钻探结果留设20m超前保护煤柱为允许掘进长度。
2、第二循环钻孔布置:
在第一次掘进到位后,应在巷道垂直掘进方向掘进一个长5m的机窝,进行第二次钻探。
2-1号钻孔布置在机窝内,,沿煤层顶底板以175°方位施工,要求进尺190m,保证巷道的左侧安全;2-2号钻孔布置在副斜井轨道巷3号测点前10m处,沿煤层顶底板以70°方位施工,要求进尺135m,保证掘进巷道前方安全。
3、第三循环钻孔布置:
在第二次掘进到位后,应在巷道垂直掘进方向掘进一个长5m的机窝,3-1号钻孔布置在机窝内,沿煤层顶底板以173°方位施工,要求进尺160m,此钻孔要求探明断层的位置并保证掘进巷道左侧的安全;3-2号钻孔布置在原回风巷断层下盘一侧20m处,沿煤层顶底板以90°方位施工,要求进尺155m,保证第三次掘进的正前安全。
4、第四循环钻孔布置:
在第三次掘进到位后,垂直掘进方向掘进一个长5m的机窝,4-1号钻孔布置在机窝内,沿煤层顶底板以173°方位施工,要求进尺180m,以保证掘进巷道的左侧安全,此钻孔在遇到断层含水时应采取措施;4-2号钻孔布置在原回风巷中断层上盘一侧130m处,沿煤层顶底板以90°方位施工,要求进尺160m,此钻孔保证掘进巷道正前的安全。
探水钻孔特征参数表
轮次
编号
距底板
距离位置
方位
(°)
倾角
(°)
孔深(m)
目的
备注
第一次
1-1
0.8
180
沿煤层顶
板
190
探放小窑积水
见空或见煤
1-2
0.8
72
沿煤层顶
底板
190
探放小窑积水
第二次
2-1
0.8
175
沿煤层顶
底板
190
探放小窑积水
2-2
0.8
70
沿煤层顶
底板
130
探放小窑积水
第三次
3-1
0.8
173
沿煤层顶
底板
160
探放小窑积水
3-2
0.8
90
沿煤层顶
底板
150
探放小窑积水
第四次
4-1
0.8
173
沿煤层顶
底板
180
探放小窑积水
4-1
0.8
90
沿煤层顶
底板
160
探放小窑积水
附图Ⅰ:
探放水钻孔布置平面图
附图Ⅱ:
单孔设计示意图
第三章探放水组织领导机构及岗位责任
组长:
杨宏伟(总工程师)
负责矿井防治水领导工作,依据现场勘测情况,组织领导制定工作面探放水设计,详细审核工作面钻孔位置、钻孔个数、方位、角度及深度,探水设备安装,探水钻孔、钻探相应的各项操作管理制度。
副组长:
王振武(地测科长)
负责探放水钻孔设计、编制安全技术措施、组织安全技术措施贯彻、领导探水队人员安装探水钻机进行探水。
做到探水孔深度、角度、进度及工作面掘进进度班班填写记录,并每天报调度室、地测科。
探水队长:
史安平
负责领导探水队员按照探水孔设计进行探水工作,按章操作,严格执行安全技术措施,抓好现场安全管理工作。
跟班安检员:
负责本班探水工作和现场安全设施的监督管理,发现险情,按安全技术措施进行处理,并及时报调度室。
跟班瓦检员:
负责探水现场通风,发现瓦斯及有害气体异常,按通风规定采取措施,并及时报调度室及通风科。
第四章探放水安全技术措施
一、探水主要安全技术措施
1、巷道在掘进中,必须坚持“有掘必探、先探后掘”的防治水原则。
2、在每次钻探前,必须加强探水附近巷道的支护,背好顶、帮,工作面打上坚固的顶柱,以防高压水冲跨煤(岩)壁和支架。
然后探水工必须对钻机进行固定,跟班队长必须现场核实确保稳固牢靠。
3、施工前,电工必须对钻机检查维修,保证钻机完好,设备不失爆,将钻机运到位,接好钻机后,做到风电闭锁。
并将专用照明设施接到工作地点。
4、风筒必须接至打钻地点,并保证足够的风量,保证巷道的正常通风,打钻时,必须有专职瓦检员检查瓦斯,保证施工地点及打钻过程中瓦斯浓度都不得大于1.0%,否则停止作业,采取措施处理,正常后方可正常作业。
5、打钻前要清理好巷道、水沟、设置临时水仓,并按装配套的能满足钻孔最大出水量要求的专用水泵,在附近安装直通调度室电话。
6、打钻时,班组长必须携带便携式瓦斯报警仪,并悬挂在钻机上方,加强对瓦斯的检查,严禁瓦斯超限作业。
7、开始打钻时,严格按给定的钻孔参数进行开孔,保证钻孔符合施工要求。
8、接一趟专用水管到现场。
打钻时,要先给钻机上水,钻孔中水流出后,再进行开钻,严禁干打眼。
9、开钻后,要做好钻孔施工记录,施工记录包括深度、岩性、见煤位置、煤层厚度、见水深度、水量、瓦斯涌出量等,并填好记录。
10、钻孔当班一次不能施工结束,必须将钻杆全部退出,防止卡钻。
11、一个钻孔施工结束,无水涌出时,必须用黄泥将眼口封堵,防止瓦斯涌出造成瓦斯积聚或超限。
12、探水时,如遇到钻孔水压、水量突然增大等特殊情况时,应立即停止探水,固定钻杆,严禁移动钻机或拔出钻杆。
14、出现透水预兆时,必须立即撤出受水威胁地区人员,并向上汇报,采取措施处理,透水预兆有:
(1)、工作面温度降低,人感觉发凉;
(2)、空气潮湿,湿度增大;
(3)、煤壁出现“挂红”(水锈)、“挂汗”(渗水)现象;
(4)、前方听见“嘶、嘶”的水叫等声音;
(5)、工作面压力增大,支架变形、煤壁片帮、顶板冒顶、鼓等现象;
(6)、淋水、涌水增大等异常现象。
15、发生水灾时采取的措施:
(1)、立即撤出灾区人员及受威胁区域人员到安全地点。
(2)、立即组织救护和其他人力物力救援被淹人员、受困人员。
(3)、抢救人员时应搞清水量,水流流动路线,被困人员及位置,注意防止二次透水。
防止被困人员地点瓦斯积聚,及时疏或强行排除被困人员所在地点的积水、浮煤、淤泥。
(4)、现场要安装一套相应的排水设备,水量太大超过矿井排水量时,主要排水设备要采取一切办法进行保护,并立即向矿领导及有关领导汇报。
16、跟班矿长必须现场指挥,发现异常及时汇报处理。
二、放水主要安全技术措施
1、放水时要有专人监视观察水情,并携带报警仪,当出现有毒有害气体超限时,必须立即采取措施处理,并向矿调度室汇报。
2、放水人员填写好放水记录,记录内容有水量大小、水量变化、变化时间、有毒有害气体情况、水色的变化、本班抽水情况以及其他异常情况,并认真进行交接班,出班后填写记录,并向调度室汇报,便于矿领导分析水量情况。
3、放水过程中,出现钻孔堵水、水量变小等情况时,及时采取措施,将钻孔疏通,保证出水正常,采取措施后水仍然变小或不出水,重新钻孔进行放水,直至水流不出为止。
4、放水过程中,遇紧急情况,马上发出警报撤出受水威胁地点人员。
5、瓦检员加强瓦斯检查,瓦斯超限时及时采取措施进行处理。
6、探水巷道必须严格掌握巷道掘进方向,沿着探水孔的中心线掘进,以免造成超前距和帮距缩小而遭遇老空透水,如因地质变化偏离时,应进行补充钻探或采取其它措施进行放水。
7、在受水威胁地区施工的所有人员,都必须熟悉避灾路线,出现透水时所有人员必须按避灾路线立即撤离,不得在井下滞留。
8、掘进中各班班长必须在掘进工作面交接班,剩余允许掘进距离必须交接清楚,严禁超掘。
9、全体职工必须掌握突水预兆,当采掘工作面或其它地点发现有挂红、出汗、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、有嗅味等突水预兆时,必须停止作业,采取措施,立即报告矿调度室,发出警报,撤出所有受水威胁地点的人员。
三、发生水灾事故时的撤离线路
1、发生透水事故后,各施工地点的人员必须严格按作业规程或措施规定的避灾线路撤离。
2、发生透水事故后,不同地点的井下人员严格按下列线路撤离:
工作面→集中皮带巷→副斜井轨道巷→地面。
附图:
避灾路线图排水系统图
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