防治水工程设计方案和施工安全技术措施Word下载.docx
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本井田位于晋中新生代盆地北缘,呈典型的中山地带,田内沟谷切割深,坡度大,地形较复杂。
整体呈现中东部高,西部低,井田的最高点位于原惠安煤业的东南部,标高为1392m,最低点位于井田西南部沟谷中,标高为1090m,最大相对高差302m。
本井田内无大的地表水系,本区属黄河流域汾河水系潇河支流,井田内沟谷切割较深,中部有一条较深的沟谷,受大气降水控制,均为季节性流水,旱季干涸,雨季有间短水流。
雨季洪水及矿坑排水从南部流出,汇入榆次区的潇河。
三、井田充水因素
大气降水、老窑积水、顶板裂隙含水层是矿床充水的主要因素。
该矿井周边有老窑采空区,容产生积水,在掘进过程中,容易发生老窑透水、突水现象。
矿区内15#下煤层之上为15#煤层采空区,采空区有积水,从底板等高线图看中部向斜轴部低,南部的局部地区也低,易于积水,下一步开拓、回采到这些采空区附近时要注意其积水。
四、水害防治
1.矿井开拓工程及层位选择
矿井采用斜井单水平开拓,主斜井、副斜井、行人斜井进风,回风斜井回风。
水平标高+1100m,该水平设辅助水平,水平标高+1144m。
15#下煤层由主水平开采,13#煤层由辅助水平开采。
工业场地布置主斜井、副斜井、行人斜井、回风斜井4个井筒,主斜井倾角18°
,斜长275m,净断面7.30m2,装备带式输送机、洒水管路等,担负矿井原煤提升任务,兼进风井。
副斜井倾角20°
,斜长389m,净断面12.64m2,井筒铺设单轨,担负矿井辅助提升任务,兼进风井及安全出口。
行政办公区布置一进风行人斜井,倾角9°
,斜长594m,半圆拱粗料石砌碹,净宽3.6m,净断面积10.81m2,井筒内安设有架空乘人装置,主要担负矿井上下人员、进风任务兼安全出口。
风井场地布置1个回风斜井,倾角16°
,斜长266m,净断面14.42m2,井筒设台阶、护手,担负全矿井回风任务兼安全出口。
矿井主水平和辅助水平以一组采区巷道开拓井田内15#下和13#煤层,每组大巷均由运输、轨道、回风三条大巷组成。
大巷以锚喷支护为主,局部过破碎带时采用混凝土砌碹支护。
2、采区巷道布置及准备
井田内主水平划分为三个采区,辅助水平划分为两个采区。
采用盘区式开采,采煤工作面顺槽直接同采区巷道相通。
设计主水平15#下煤层布置一个综采工作面,一个综掘工作面、一个炮掘工作面;
辅助水平13#煤层布置1个综采工作面,一个综掘工作面、一个炮掘工作面;
采煤工作面采用全部垮落法管理顶板。
矿井达产时,矿井配备2个综采工作面,2个综掘工作面、2个炮掘工作面,采掘比2:
4。
3、采掘工程采取的防治水措施
根据井田地质水文资料和开采煤层的赋存状况,必须打超前钻孔探水,做到“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”,并采取其它防治水措施。
(1)巷道过断层或在其附近开采时,要采取探放水措施,探清其范围并留有足够的安全煤柱,采取“探、放、堵、截、排”综合防治措施。
1)必须坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则;
2)发现疑似积水区域,严格按规定对积水区域进行探放。
3)相邻矿井的分界处,必须留防水煤柱,在断层两侧留防水煤柱;
4)采掘到探水线位置时,必须探水前进;
5)每次降雨后,应及时观测井下水文变化情况;
6)采掘工作面或其他地点有突水预兆时,必须停止作业,采取措施,撤出所有受水威胁的人员;
7)矿井必须做好采区、工作面水文地质探查工作;
8)探放水工作必须有专人负责;
9)生产中对小型突水采用强排的方式进行排放,但也应建立对较大突水情况的封堵措施,以预防较大突水事故的发生。
10)采区巷道沿煤层顶底板布置,受煤层起伏影响较大,巷道中会出现积水现象,在生产期间应根据实际情况,在巷道适当位置设置水窝,用小水泵将水排至采区水仓,保障采区巷道运输畅通。
11)及时清理巷道水沟,保持其畅通与清洁。
(2)管理措施
平时加强防汛宣传,建立探放水管理制度;
做好防水计划;
成立“雨季”三防指挥部,组织雨季前“三防”大检查;
加强职工培训,保证安全生产。
(3)物质措施
拨出专项资金,专款专用,保证防治水物资供应。
第二章 矿井防治水措施
一、矿井开拓开采所采取的安全保证措施
1、采、掘工程所采取的防治水措施
掘进工作面共配备有探水钻机,井下各积水点均设置了小水泵。
2、相邻矿界、采区边界、断层、无炭柱两侧、采空区边界、钻孔、煤层露头等,必须留防水煤柱,严禁在各种防水煤柱中采掘。
3、必须经常了解相邻矿井开采情况,掌握其采空范围,涌(积)水情况、防止越界开采,造成巷道相互贯通,采空区积水涌入矿井,造成涌(突)水事故的发生;
一旦发现煤壁发潮、有水锈等透水预兆,立即采取措施,严防突水及事故的发生。
二、防治水煤(岩)柱的留设
1、防水煤(岩)柱种类
留设防水煤柱的目的是为了截止井上、下各种水源的通道。
确定煤柱尺寸,必须考虑到水源的压力、流量、煤层的赋存状况等各种因素。
2.防水安全煤(岩)柱的留设种类
主要有断层防水煤柱、井田边界煤柱和采空区边界煤柱等三种。
3、防水煤(岩)柱留设
(1)采空区边界煤柱
开采前,必须查明采空区开采范围及积水情况,煤柱留设尺寸参考井田边界防水煤柱计算,并且不得小于20m。
(2)导水钻孔煤柱
本井田内未发现钻孔导水现象。
但从安全角度考虑,应核实全部钻孔的封闭情况,如发现封闭不良钻孔,应重新封闭,避免钻孔与地面或含水层沟通造成导水。
对不能有效封闭的钻孔,采取留设防水煤柱等有效防治水措施。
煤柱留设尺寸参考导水断层煤柱计算,并且不得小于20m。
三、区域、局部探放水措施及设备
(一)探放水原则
1、探放水原则
采掘工作必须执行“预测预报,有掘必探,先探后掘,先治后采”的原则,根据矿井的具体条件,遇到下列情况之一时,必须探水:
(1)接近不明井巷、老空时;
(2)接近含水层、导水层和裂隙带等时;
(3)接近未封闭、可能突水的钻孔时;
(4)采动影响范围内有隔水岩柱厚度不清时;
(5)接近水文地质条件复杂地段、情况不明时;
采、掘工程接近其它可能突水地段时。
2、探放水方法的确定
(1)探水线的确定
①老空的探水线
对开采所造成的老空、老巷、水窝等积水区,其边界位置准确,水压不超过1MPa,探水线至积水区的最小距离:
在煤层中不得少于30m,在岩层中不得少于20m。
在巷道掘进特别是靠近采空区、褶曲、断层、陷落柱等构造时,应切实加强探放水工作,对积水区,虽有图纸资料,但不能确定积水区边界位置时,探水线至推断的积水区边界的最小距离不得小于60m。
(2)井巷通过导水或可能导水断层前,必须超前探水。
探水线(探水起点)至断层交面线的最小距离不得小于25m,水压大于2MPa时应按每增加0.1MPa增加0.5~1m。
(2)警戒线
沿探水线外推60~150m为警戒线。
(3)探放水钻孔布置
1)超前距、允许掘进距离、帮距和密度的确定
超前距:
按以下公式计算
α=0.5AL
式中:
α-超前距,m;
A-安全系数,一般取2~5,本设计取4;
L-巷道宽度(宽或高取大者),为5.0m;
KP-煤的抗张强度(kgf/cm2),KP取10kgf/cm2;
P-水头压力(kgf/cm2),P=40kgf/cm2。
则:
α=0.5×
4×
5×
=34.64(m)
因此,超前距为30m。
允许掘进距离:
每次探放水钻孔施工完毕后,以最短的钻孔长度(水平投影长度)减去超前保护距离之后所剩余的距离。
帮距:
取20m。
钻孔密度(孔间距):
坚直扇形面内钻孔间的终孔垂直距不得超过1.5m;
水平扇形面内各组钻孔间的终孔水平距离不得大于3m。
3)钻孔布置与孔数
①水平扇形面内各组钻孔间的终孔水平距离不得大于3m。
②探水钻孔的最小超前距或帮距不得小于20m。
3、探水时采取的安全措施
(1)、探放老空水前,首先要分析查明老空水体的空间位置、积水量和水压。
老空积水区高于探放水点位置时,只准打钻孔探放水;
探放水时,必须撤出探放水点以下部位受水害威胁区域内的所有人员。
探放水孔必须打中老空水体,并要监视放水全过程,核对放水量,直到老空水放完为止。
钻孔接近老空,预计可能有瓦斯或其他有害气体涌出时,必须有瓦斯检查工或矿山救护队员在现场值班,检查空气成分。
如果瓦斯或其他有害气体浓度超过《煤矿安全规程》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。
(2)、钻孔放水前,必须估计积水量,根据矿井排水能力和水仓容量,控制放水流量;
放水时,必须设专人监测钻孔出水情况,测定水量、水压,做好记录。
若水量突然变化,必须及时处理,并立即报告矿调度室。
(3)、探水前,必须加强探水附近巷道的支架背好顶、帮,工作面打上坚固的顶柱,以防高压水冲跨煤(岩)壁和支架。
(4)、检查排水系统,应根据预计出水量确定是否加大排水能力,清理水沟、水仓使其畅通和起缓冲作用;
(5)、水压较大时,探水孔要设套管,以便安装水阀控制放水量;
(6)、探水工作地点要安设电话,以便能及时与调度室和中央泵房联系。
(7)、清理巷道,挖好排水沟。
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。
(8)、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,并做到风电闭锁。
(9)、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。
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