一矿探放水设计文档格式.docx
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矿技术
负责人
3
生产
副矿长
4
安全
5
机电
6
矿长
7
安全生产技术部
8
总工
9
总经理
第一章矿井概况
一、矿井的地理位置及交通:
1、矿井的地理位置及井田面积
宝山煤矿一矿位于博洛霍山之南麓,塔里木盆地北缘,阳霞河的东岸,在阳霞镇西北部,距阳霞镇约30公里,井田面积为1.1046平方公里,矿区地表浅层因煤层自燃形成了火区,矿区内周边有小窑分布,开采情况大概了解。
2、交通
宝山一矿距阳霞镇30公里,东距库尔勒市约150公里,西距轮台县城60公里,南到314国道20公里,15公里处有南疆铁路,均可与全疆各城讪相通。
矿区有一条简易公路与通过阳霞镇的314国道和南疆铁路相连,交通比较方便。
行政隶属新疆新能源工贸有限公司。
二、矿井的自然条件:
1、地形地貌:
本矿矿区位于天山南麓山前中低山带,地势为山区地貌,地形切割强烈,山势陡峭,沟谷纵横交错,海拔一般标高+1400~+1800米之间,相对高差较大,多形成陡崖,攀登十分困难,南北向冲沟尚可通行,东西向难以穿越。
2、河流:
矿区东有阳霞河,西有塔拉克河,为常年流水。
雨季及融雪季节水流量较大,枯水期流量较少,其余沟谷均为季节性流水。
3、气象与地震:
矿区属大陆性干旱气候,冬季寒冷,夏季炎热,昼夜温差大,年平均气温约8℃,七月份最高温度达40.1℃,元月份最低温度达-25.5℃,冻结期为12月至次年3月,最大冻深90cm,年均降水量75mm,多℃集中于六、七、八月份,平均降水量21.8mm,蒸发量3000mm左右,春季多西北风,秋季多西南风,最大风力8~9级,根据测温记录,阳霞红煤矿夏季井内风流温度每上升100米,温度降低4℃,冬季风流温度每上升100米,温度上升1.4℃。
地震:
本矿区地震强度为七度区,为轮台县震中地区。
4、水源及电源
(1)、水源
矿井消防降尘用水由本矿井下涌水经沉淀后使用,生活用水由矿西部的塔克玛扎泉水供应。
(2)、电源
由阳霞乡的35千伏变电所供给矿区变电所,再由矿区变电所10千伏输送线路下井至中央变电硐室,变为660伏输出给井下各用电地点。
第二电源配备200千瓦发电机一台。
三、矿井地质特征:
1、地层
宝山一矿矿区位于塔里木板块北部,天山褶皱带的南麓,库车坳陷东端,出露出地层为中新生界为主,在河床谷底有第四系覆盖,仅在塔克玛扎背斜轴部有少许元古界地层出露。
2、构造
矿井位于库车山前坳陷带之东部,吐格尔明背斜东部的塔克玛扎背斜(M1)的南翼,呈向南倾斜的单斜构造,地层走向东西,倾向南北,倾角30°
~36°
,矿井范围内可见断层除了f7和f8两断层,未见有较大的地质构造。
四、煤层地质:
宝山一矿井田范围内含煤层为中侏罗统克孜努尔组的下含煤段(J2K1)和中下侏罗统塔克里奇克组(J1t),其中中下侏罗统塔克里奇克组(J1t)为宝山一矿的主要含煤地层。
中下侏罗统塔克里奇克组(J1t)分布于塔克玛扎背斜(M1)的轴部,为一河流冲积相滨湖及河漫沼泽泥炭沼泽相的含煤碎屑岩建造,其岩性为灰色粉砂岩,泥岩,黑色炭质泥岩,夹有白色的中粗砂岩,所含A组煤编号从下往上依次为A1、A2、A3煤,煤层总厚度为4.70~8.68米,其中可采煤层为A2、A3煤,可采厚度为4.36~8.68米。
塔里奇克组地层厚度为75—100米。
煤层走向E95°
S,倾角33°
左右。
五、瓦斯、煤的自燃和煤尘爆炸性:
1、根据该矿井2009年所作的瓦斯等级鉴定结果可知:
矿井相对瓦斯涌出量为7.00m3/t,瓦斯绝对涌出量为1.663m3/min;
二氧化碳相对涌出量为2.86m3/t,二氧化碳最大绝对涌出量为0.680m3/min,矿井属低瓦斯矿井。
2、煤的自燃:
通过对A2,A3煤层均做了煤层自燃试验,经化验测试,A2,A3煤层为易自燃煤层。
3、煤尘爆炸性:
通过对A2,A3煤层均做了爆炸试验样,经过化验测试,A2,A3煤层其煤尘均有爆炸性。
第二章水文地质情况
一、矿区水文地质概况:
本矿区位于天山褶皱带的南麓,塔里木盆地北缘的山前凹陷地带,地貌表现为天山山前中低山形态,地形起伏大,山势陡峻,沟谷纵横,地形切割强烈。
区域内较大的河流为西部的塔拉克河及东部的阳霞河,两条河流自北向南横切地层走向。
矿区西界距塔拉克河1.5-2.0千米,塔拉克河河谷开阔,由第四系砾石层构成河漫阶地,一般分为三级,河流量一般为1米3/秒;
阳霞河河谷狭窄,直立切割,河床标高一般在1350-1500米,相对高差大,达50-200米,河道与地层走向近于直交,经1999年8月23日设站测量,流量达13.16米3/秒,区域内其它几条较大沟谷,均呈南北走向,多为干沟,在洪水期成为泄流的主要通道。
本区属典型的大陆性干旱气候,降水期主要集中在6-8月份,年平均降水量为75毫米,蒸发量为3000毫米,土壤贫瘠,植被稀少。
依据上述情况,本区域水文地质条件,主要受控于区域构造,河流的垂直或间接渗入,侧向补给,岩性的组合特征,气候等诸多因素的影响。
根据各种影响因素对本区域内水文地质条件的控制作用,并结合地下水的成因类型,可将该区域划分为三个水文地质分区。
Ⅰ、区域北部天山山前构造裂隙水区;
Ⅱ、山前倾斜平原新生界中的潜水区;
Ⅲ、天山山前中低带中生界岩层中的潜水区。
区域地下水总流向为北西—南东,局部受断裂及褶曲构造影响,地下水流向发生改变。
区域含水层主要特征如下:
1、第四系冲洪积孔隙水:
由松散的砂砾岩层及河漫阶地,侵蚀合地组成,主要分布于区内南部山前沟谷形成的冲洪积扇及河谷阶地两侧,多赋存孔隙潜水,局部因有隔水的亚砂土及粘土层,因此地下水局部形成具有承压性质。
2、第三系孔隙水:
位于区内塔克玛扎背斜(M1)南北两翼外围,岩性以浅褐色砾岩、砂岩为柱,其主要接受背斜形成的构造裂隙水的补给及大气降水的渗入,为潜水或局部承压水层。
3、侏罗系孔隙一裂隙水:
主要分布于区内中部中、下侏罗统,地层出露较好,含水层段主要有砂岩、粗砂岩及风化裂隙、构造裂隙等组成,其补给源以河流侧向补给或大气降水渗入为主,侏罗系含水程度主要与距河流补给源的远近以及与河流侵蚀基准面的高低有关,侵蚀基准面一下含水较大,以上含水较小。
二、井田水文地质概况:
1、阿合组(J1α):
主要分布在勘探区中部,主要岩性为灰白色粗砂岩、砂砾岩,具有较好的储水空间,本层施工的三个钻孔中2-1号3-1号均全部揭露该层,平均厚度为240米。
2-1号孔针对该层位进行全孔基岩混合抽水取得的成果,其单位涌水量位0.1624升/秒.米,渗透系数位0.1027米/日,水位标高1402.13米;
1-1号孔终孔后经水位稳定,水位标高为1417.91米。
3-1号孔从107.72米处开始,泥浆漏失严重,说明此段孔隙裂裂隙发育,为透水不含水层。
2、塔里奇克组(J1t)分布于区内东部,塔克玛扎背斜(M1)轴部附近,由于该地层中“A”煤组煤层浅部多被火烧,造成地层组织松散,多孔隙一裂隙,易蓄水,1999年,县煤矿1号井在巷道掘进初期,每天抽排水在100m3左右,但随着掘进深度的增大,3~4天才抽排一次,排水量明显减少,由此可以看出矿井水主要是火烧积水,储量有限,而岩层本身,由于存在多层泥岩及砂质泥岩的阻碍,接受大气降水的通道不畅,从而含水有限,属弱微含水带。
据已往资料,该组地层厚度75~100米。
综上所述,本区煤矿是以孔隙一裂隙充水为主的矿床,地下水以大气降水为主要的充水水源,含水层富水较弱,单位涌水量在0.1~1.0升/秒.米之间,可采煤层直接顶板1-1号孔为厚层状粉砂岩;
2-1号孔为粉~细砂岩;
3-1号孔为厚层中砂岩,自西向东顶板岩性由细变粗。
因此本区的水文地质条件属简单-中等的孔隙-裂隙含水类型。
三、本勘探区现有矿井主采“A”组煤层涌水情况:
现生产矿井经调查访问2号井日排水量80米3、4号井日排水量60米3、5号井日排水量50米3,均为顶板渗水;
常年较稳定,但未来矿井开发规模的扩大,开采水平的延深,可能造成矿床水的因素还是存在的。
1、火烧区积水:
火烧地层裂隙发育,为良好的透水通道合储水空间,勘探区内地
表火烧区广泛分布,但火烧深度不超过本地最低侵蚀基准面(塔克玛扎沟底),县煤矿四号井内见火烧底界1400水平,以往施工CK3号孔也反映出火烧仅到1400水平左右,沟东地区火烧底界标高更是大于该水平,根据本次磁法探火的成果,11线(精4线)是1620水平,9线(精3线)是1745水平、15线(精5线)是1680水平。
本地区属干旱性气候,年降雨量75毫米,而蒸发量达3000毫米,大气降水补给有限且易蒸发,因此火烧区积水补给是有限的,只是雨期,在山间洼地形成的短暂洪流构成一定的补给量。
2、老窑积水:
本区南部上世纪六、七十年代,沿B煤组露头土法开采,遗留了很多小窑,深度不一,有的达500-600米,采空范围也较大,都不同程度有一定的积水。
另外,本区县煤矿也有部分井口,已关停封闭很长时间,可能也有矿水积存。
3、采空裂隙导水:
本区现主采A2、A3煤层,本次施工三个钻孔A3煤层平均厚度4.44米;
A2煤层2.26米,采用如下公式计算导水裂隙带和冒落带高度。
Hf=100M/(3.3n+3.8)+5.1
其中:
Hf:
导水裂隙带高度(米)
M:
累计可采煤层厚度(米)
n:
煤分层层数
即:
Hf=100×
6.7/(3.3×
2+3.8)+5.1=59.42米
冒落带高度(Hc)即采厚的4倍为26.8米。
因此,北部煤层埋藏较浅,区域上分布导水裂隙带将连通上覆含水体或至地表直接受大气降水补给,尤其在开采塔克玛扎沟下部和两侧及老窑下部时应尤其注意。
4、涌水量预测:
根据以上计算得出其涌水量为正常涌水量110米3/日,最大涌水量1654.55米3/日,实际现在排水量为400米3/日左右。
第三章采空区情况与采掘现状
一、采空区情况:
宝山矿区煤炭开发历史悠久,小煤窑星罗棋布。
由于受地形条件的限制,多沿南北向冲沟两侧分布,主采A、C煤组,B9煤组现无人开采。
井田内正在生产的矿井主要为轮台县一矿的2号井、4号井和5号井。
2号井位于矿区西北,塔克玛扎沟的北端,1996年建井,为一反倾向斜井,两翼开采,西200m,东280m,主采A3煤层,煤层厚度5.00---5.40m,瓦斯含量0.01—0.02%,日排水量80m3,主要为顶板渗水,年产量3万吨,最低开采水平为+1359m水平。
4号井位于矿区西北,塔克玛扎沟中部。
1998年建井,为一反向的平硐,两翼开采,东100m,西180m,主采A3煤层,煤层厚度5m,瓦斯含量0.02—0.08%,日排水量约60m3左右。
年产量3万吨,最低开采水平+1288m水平。
5号井位于矿区西北部,塔克玛扎沟的中部,1995年建井两翼开采,东西各200m,主采A3煤层,最低开采水平1306水平,年产3万吨,瓦斯含量0.02-0.05%,日排水量约50m3左右,主要顶底板渗水。
二、采掘现状:
现在+1290水平为主运输水平,+1290水平以上均已经采空,封闭,涌水量正常。
通过轨道上山与皮带上山延伸到+1245水平。
东翼A3煤层正在试采,运输巷道布置在+1258水平,回风巷布置在+1282水平,走向长度400米,西翼已回采完毕进行了封闭。
2008年对原来老5号井进行了探放工作,水已经放空,由于封闭不严密放水孔有淋水和有毒有害气体溢出,现已经处理完毕,并进行了彻底封闭。
第四章探放水的原则和地点
一、探放水的原则:
有疑必探,先探后掘。
二、老窖水探放的原则:
积极探放;
先隔离后探放;
先降压后探放;
先堵后探放。
三、要求探放的地点:
1.接近水淹的井巷、老窖、小窖或者矿井边界时
2.接近含水层、导水断层、含水裂隙密集带、溶洞、陷落柱或者通过它们之前;
3.打开隔离煤柱前;
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者裂隙发育带时;
5.接近可能涌水的探孔时;
6.接近有水或者稀泥的灌浆区时;
7.采动影响范围内有承压含水层或者含水构造,或者煤层与含水层的隔水煤岩柱不清楚,可能突水时;
8.接近水文地质条件复杂的地段,采掘工作面有涌水预兆或者情况不明时;
9.接近可能涌(突)水的其它地段时。
第五章探放水技术措施
一、矿井水文现状:
1.采空区水文现状:
矿井近年开采后涌水变化不大,存在积存水可能不大,为了安全要求仍然进行探放水工作。
老2号井高差大,无法探放,要求在其下部和临近地点50米进行采掘活动作好预防突水工作;
老4号井情况不详,要求在其下部和临近地点50米进行采掘活动作好预防突水工作;
老5号井已经进行了探放工作,开采时要求有专人观察涌水变化情况,有异常时立即撤出井下所有人员,防止探放工作不彻底发生灾害。
2.采掘工作面水文现状:
现在有东翼A3回采工作面一个,东翼掘进工作面两个,轮换掘进,涌水不大。
3.其它地点水文现状:
主斜井在中下部涌水大,要求作好防治工作,风井和风井封闭墙干燥,无水。
+1290水平封闭墙有少量涌水,要求观察水量变化,防止发生水灾。
二、工作面开拓,施工次序,规格与支护形式:
1.回采工作面:
采用整体组合顶梁悬移液压支架,共计52付。
2.掘进工作面:
掘进工作面采用9号矿用工字钢,间距1米,使用圆木背帮背顶,压力大的地点缩短支架间距。
三、探放水钻孔组数,个数,方向,角度,深度和施工技术要求及采用的超前距与帮距:
探放水钻孔为设计要求,实际必须制订单个安全措施、方案、附图,但是其标准要求不得低于小于此设计。
1.钻孔组数:
根据现场情况确定,一般为一组。
2.个数:
根据现场情况确定,一般为3个。
3.方向:
向前探时,水平一个,45度向上一个,45度向下一个,沿煤层走向;
向上探时,与煤层走向垂直一个,45度向左一个,45度向右一个。
其它根据现场情况确定。
4.角度:
沿煤层角度。
5.深度:
矿井现有探水钻可探长度75米,探眼深度根据现场确定。
6.施工技术要求及采用的超前距与帮距:
(1).要求进行探放水工作时掘进工作面停工,安排其它工作。
(2).对有透水预兆的地点和接近有水地点30米位置根据资料情况及现场增加探眼数量,增加探眼长度,直到把水放出为止。
(3).在探到有水的地点后,要求多探,防止淤孔,防止探通地点在水的高处。
矿井配备防止淤孔的工具,有防止淤孔的措施。
(4).对未放出水,水已经放空的探眼进行封堵,封堵要求实
牢固。
(5).采掘工作面涌水增加时立即停止工作,撤出井下所有人员,制定安全措施处理后才可以重新工作。
(6).作好探放水记录,对探眼的位置,角度,方向,组数,个数,深度及探眼的情况记录,准确。
记录放出的总水量,进行判断分析涌水情况。
第六章探放水其它技术安全措施
1.探放水前必须检查排水管路,水泵,使其能够正常运转,使用。
水渠清理干净。
排水系统不能满足需要时必须增加设备,管路,保证排水工作的需要。
2.在探放地点准备一定数量的堵水材料,如圆木,木塞,木板,黄土,高标号水泥,沙子,斧头,锯,旧布便于处理意外情况。
3.每班有专人测量瓦斯,超过1%时立即停止工作,采取措施进行处理。
加强工作面通风工作。
4.在探水前把探水地点前后3米加强支护,支架0.4米一付。
帮顶背实。
对煤壁松软,膨胀地点处理好。
探水钻拆除后把探眼周围进行支护,要求牢固。
5.每班有人员清理水沟里的浮煤,杂物,保证水沟畅通。
6.探放地点尽量安排在新鲜风流中,不能保证时必须架设局扇,局扇停转必须及时检查处理,保证通风,位置符合要求,风筒悬挂整齐,接头严密不漏风。
7.矿井保证有安全可靠的双回路电源。
8.探水地点设专用电话,各有人地点有电话,便于有灾害时人员能够及时撤退。
9.水探通后不得当场退下钻杆,先撤出井下所有人员,汇报主管领导,安排专人观察涌水变化,根据流量变小逐步活动钻杆,再观察水流量,每次退出钻杆不超过10米,最后15米不得退出,到把水放完才可以全部退完。
10.有备用的钻杆和钻头。
11.放水过程时,有两个人在现场观察,一名是瓦斯检查员,每班检查瓦斯不少于3次,气味有异常情况时增加检测次数,发现有毒有害气体超限立即通知下风处工作人员,然后处理。
在流水有异常时通知井下所有人员撤退。
12.有控制探眼水流量的工具和设施。
13.在矿井的运输水平设防水墙,准备足够的木板,装有黄土的麻袋,圆木。
14.矿井现有井下水仓小,应计划扩大水仓容量。
15.在探通地点外挂牌管理,禁止非检查人员进入。
16.每班把排水情况汇报给矿领导。
有异常时必须立即汇报值班领导,先撤出井下所有人员,采取措施进行处理。
禁止冒险作业。
17.现矿井排水泵三台,流量85m3/h,一台使用,一台检修,一台备用。
第七章避灾
1.井下避灾:
一旦发生事故,井下人员应坚持“积极抢救,及时报警,安全撤退,妥善避灾”的原则。
无论发生什么事故,首先必须沉着冷静,弄清事故的性质和现场的情况,在保证自身安全的前提下,就地取材,采取一切可能的措施和方法,积极抢救,力争将事故消灭在初始阶段或控制在最小范围内,努力减少事故损失,切不可惊慌失措,各行其是。
抢救中,要统一指挥,统一行动,并随时观察灾情的变化,采取相应措施,严防窒息、中毒等再生事故。
在事故发生后,应及时向矿调度室汇报事故地点、性质、灾情和事故所在地的人员、环境条件等情况,并听候调度室的指示、命令。
灾情危急时,应急速向可能受到事故波及的区域的人员发出警报,如防水信号、电话等。
当受灾现场不具备事故抢救条件或者抢救时可能危及人员的安全时,要集体行动,相互照顾,切不可单独行动。
万一无法撤离到安全地点时,应有组织的按照规定的避灾路线撤离危险区域。
撤离时,要集体行动,相互关照,切不可单独行动。
万一无法撤离到安全地点时,应尽快进入预先建好的或就近地点快速建筑临时避难硐室,或者其它较安全的地点,妥善避灾并努力维持和改善自身生存条件,树立信心,等待救援。
2.井下一旦发生透水事故人员撤退要求:
应以最快的速度通知附近地区工作人员一起按照规定的避灾路线撤出。
特别注意“人往高处走”,切不可进入低于透水点附近及下方的独头巷道。
万一无法撤退时,应进行避灾,等待救援,严禁盲目潜水逃生。
当避灾处低于外部水位时,不得打开水管、压风管供风,以免水位上升。
避灾期间,应互相照顾,保持稳定心态,减少活动,保持静卧保温、节食、节约用灯,不可咀嚼杂物,应有规律地向外发出声光信号。
长时间被困井下,被救后切不可过度兴奋,也不可吃硬质和过量食物,用毛巾蒙住眼睛,避开强光。
3.对溺水人员的急救:
尽快把溺水者救出水,立即送到较温暖、空气流通的地方进行抢救。
脱掉湿衣服,松开裤带,盖上干衣服,不使受凉。
清除堵塞在口鼻内的煤、渣、泥土,并把舌头拉出,使呼吸道畅通,然后进行控水。
4.水灾事故的处理:
(1)发生水灾时,应立即向调度室汇报,并组织人员就近向回风撤离。
(2)井下有透水时,由所在地点跟班领导、安监员及班组长先将人员撤到安全地点并报告调度室,调度室立即通知有关单位和总值班并组织现场进行断电、泄水、疏导、排水。
(3)井下水灾危及到井底车场时,中央水泵房司机要坚守岗位,并最后由安全通道撤到地面。
5.水灾避灾路线:
(1).灾区—+1258水平运输巷道—+1245水平到+1290水平轨道上山(+1245水平到+1290水平运煤上山)—+1290水平车场—主斜井(风井)—地面
(2).灾区—+1282水平回风巷道—+1298水平巷道—风井—地面
(3).灾区—+1282水平回风巷道—+1290水平车场—主斜井—地面
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