丰源B4W01采区运输顺槽探放水设计及措施.docx
- 文档编号:3464056
- 上传时间:2022-11-23
- 格式:DOCX
- 页数:15
- 大小:37.72KB
丰源B4W01采区运输顺槽探放水设计及措施.docx
《丰源B4W01采区运输顺槽探放水设计及措施.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《丰源B4W01采区运输顺槽探放水设计及措施.docx(15页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
丰源B4W01采区运输顺槽探放水设计及措施
白杨沟丰源煤矿
B4w01采区运输顺槽工作面
探放水设计及措施
编制单位:
地测科
编制人员:
李富有
编制日期:
2014.11.10
审核:
赵四江
B4W01运输顺槽工作面
探放水设计及措施
目录
第一章运输顺槽位置及水文地质情况2
一、井上下对照关系2
二、煤岩赋存情况3
三、水文地质情况3
第二章探放水设计6
一、运输顺槽基本情况6
三、探放水设计8
第三章探放水组织领导机构及岗位责任11
第四章探放水安全技术措施12
一、探水主要安全技术措施12
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
B4W01运输顺槽工作面
探放水设计及措施
第一章B4W01运输顺槽位置及水文地质情况
一、井上下对照关系
工作面名称
B4W01采区运输顺槽
水平名称
第三水平西翼
采区名称
B4W01采区
煤层名称
B4#
地面标高(m)
+1631.21m
工作面开口标高(m)
+1500
地面位置
工作面位置及井上下关系:
该工作面为B4煤层第三水平运输顺槽,地面位置位于井田西部山坡地带,无任何建筑物,也无河流通过,掘进工作面西南侧为丰源煤矿办公楼和生活区,至丰源煤矿矿界(白杨沟河)。
井下相对位置对掘进巷道的影响
工作面井下位于井田西部,B4煤层运输上山和轨道上山西侧,运输顺槽开口位置距B4W01上下山联巷南端,距下端口15m处,底板标高为+1500m,
邻近采掘情况对掘进巷道的影响
B4W01运输顺槽井下位于井田西部,南部为丰源煤矿原生产老井,生产老井根据资料可知,老井于2006年进行报废,共计生产七个水平,采煤方法为仓储式开采,巷道布置走向长度604m,开采煤层为B4、B3煤层,瓦斯鉴定为低瓦斯矿井,在开采期间煤层无自燃发火现象。
矿井2012年5月份以来,老井涌出水一直作为矿井采煤、掘进的用水及地面澡堂用水。
丰源煤矿通过2011年对白杨河河床进行用混凝土浇底浇帮以来,矿井地表河水渗入井下水量大大减少,矿井涌出水量由原来的3238m3/d,降到现在的2160m3/d,2012年5月2日,利用原老井涌出水量作为矿井采面和掘进供水的水断流,在进入老井观察时,老井水位下降至六水平以下30m,六水平以上老井巷道积水基本上排干,但老井六水平以下,储存水量约为7000m3。
确定老井对西翼开拓主要灾害有火灾、水灾、瓦斯的危险,因而在西翼掘进施工过程中,必须将防治水、防火、防瓦斯工作面作为重点来进行预防。
并掘进前必须做到“先探后掘”。
二、煤岩赋存情况
况情存赋层煤
煤层厚度
(m)
10.78-12.96
11.74
煤层结构(m)
煤层倾角
(度)
8-12
8.74(0.4)2.6
10
该区域B4#煤层位于西山窑组上部,赋存基本稳定,结构简单,煤层厚度一般从8米至12.0米,平均厚度10米,煤层中含有1-2层泥岩夹石,厚度不稳定。
瓦斯
呼图壁县白杨沟丰源煤矿于2011年11月对B4煤层进行了矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定。
根据新煤行管发[2012]102号批复确认,矿井相对瓦斯涌出量为3.06m³/t,绝对瓦斯涌出量为0.75m³/min;相对二氧化碳涌出量为1.51m³/t,绝对二氧化碳涌出量为0.37m³/min。
本矿为瓦斯矿井。
煤层
B4#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
根据2010年新疆通安工贸公司对我矿B4煤层的《XJTA-MZ201006009》鉴定报告结论为有自燃性。
发火期为3~6个月。
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
(一)地形地貌特征
矿区位于天山北麓中低山区,山体走向NWW—SEE,呈带状分布,海拔标高159~1932.0米,相对高差250~300米,主要由侏罗系砂岩、砾岩和煤系地层组成,山体北坡多被黄土覆盖,坡度15°~20°,山南坡岩体裸露,地形坡度38°~45°,大气降水易汇成水流向白杨沟河排泄。
地势呈北高南低,西高东低。
地形地貌条件对大气降水的垂直渗透补给不利。
(二)气象、水文
矿区位于天山分水岭地带,属于内陆干旱气候区,受西北寒湿气流的影响,年降水量较准南盆地平原区充沛。
据呼图壁河水文站1994年观测资料,年降雨量421.5毫米。
4~10月为雨季,平均月将水量31.4毫米~85.7毫米,其余各月较干旱,该去降水多以降雨形式出现。
矿区内年平均气温5.4℃,夏季(5~8月)月平均14.4~20.1℃,最高气温34.1℃,最低-23.9℃,年蒸发量1317.1毫米,每年10月底封冻,次年4月中下旬解冻,山顶风力较大,白杨沟内风力较小,冬季沟内风力更小。
(三)地表水
矿区内有一条常年性的河流,发源于南部多山区,由南而北贯入地层倾向径流。
进入白杨沟煤矿区西边该河由南北转向西东流向,顺沿地层走向切割地层,由西向东径流,最终流入呼图壁河。
河水对矿区影响很大,河床是矿区最低侵蚀基准面。
据呼图壁水文站1994年在白杨河出口处观测资料,该河6~7月为洪水期,月平均流量4.34立方米/秒~6.64立方米/秒,最大洪水流量20立方米/秒~30立方米/秒。
据咨访1984年6月、1996年7月该河发生过历年最大洪水,洪水淹没河床及两侧河漫滩50米~200米。
冲毁建于河床上的房屋。
距矿井十余米。
1~4月份为枯水期,月平均流量0.27立方米/秒~0.43立方米/秒,最大流量0.27立方米/秒。
(四)火烧区
矿区内B41,B42煤层地表钱部火烧,形态上呈长条形带状分布。
岩石受烘烤变后,孔隙裂隙发育,是地下水赋存的场所和转移通道。
而矿区内主要煤层B5煤层在不矿区西部局部火烧。
西邻矿的B5煤层钱部火烧,并伴有自燃现象,现已封闭。
(五)地下水与地表水间的水力联系
白杨沟河是矿区唯一的一条常年性河流,其补给主要源于矿区南部的雪山融雪水。
河流进入矿区在由西向东的运移过程中,通过河床两岸的砾石、砂土补给地下水,从而形成河床第四系潜水,而潜水再通过侏罗系煤系地层与第四系松散覆盖的接触部位,顺层补给煤系地层而形成承压水。
且这种补给随季节的变化而变化,6~8月份洪水期时补给多,而平水期时补给较少。
从本次生产井的抽水情况调查中可说明这一点。
另大气降水部分汇入河流之外,部分可通过基岩风化裂隙、火烧层等补给地下水,但这种补给甚微。
(六)地下水化学特征
根据已有资料,矿区内及外围一带地下水化学类型仅为一类。
即:
重碳酸硫酸型。
白杨河水质为HCO,SO4~·CA·NA·MG型,矿化度0.1克/升。
而与之有水力联系的第四系潜水水化学类型分别为HCO,·SO4~CA·NA型及HCO,·SO4~MG·NA型。
矿化度0.2~0.3克/升。
(七)矿床充水因素分析
1、现有生产井充水情况
次生产井目前开采的是B5煤层,以开采了5个水平,现开采6水平。
年生产能力约5万吨。
从井中实际观测,水从煤层顶底板的孔隙裂隙中渗出,然后流到水仓中。
此生产井中共设3个水仓,3水平、6水平、2水平各一个。
据实际调查访问的结果:
3水平水仓中的水一年四季不间断抽水,每年6月中下旬至9月中下旬每小时抽水25立方米,其它时间每小时抽水15立方米。
6水平平均每天抽水16个小时,而6月中旬~9月中旬则每天抽水20小时,煤小时抽水均为45立方米。
以上所述二个水平的水均抽至二水平水仓后再被抽出井外。
二水平采用80立方米的水泵疏干排水,平时抽水11小时,洪水期时14小时。
2、矿床充水因素分析
通过对矿区内声场井的实际调查访问,现已基本查明矿床充水的途径及因素。
生产井目前开采为第6水平,其标高低于当地侵蚀基准面(白杨河水位)以下。
Ⅰ含水层主要源于白杨河河床的补给,这使得Ⅰ含水层富水较强。
矿区南部Ⅳ一3含水层,其地层产状较缓,向南延伸与Ⅰ含水层接触后,可通过地层的风压水再对矿床充水。
(八)矿井涌水量预算
涌水量分别进行了预算,其结果平水期为1584m3/日,洪水期为2016立方米/日,而采用集水廊道法的计算结果为3238立方米/日。
另外洪水期时,应加强防范措施,避免洪水直接灌入矿井,对采矿构成严重威胁。
(九)水源地选择
供水水源地选择在白杨河漫滩上最为适宜。
在掘进的过程中要始终坚持“有疑必探,先探后掘”的掘进原则,做好探放水工作。
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480m左右会揭露出一条正断层,预计落差为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、运输顺槽基本情况
1、运输顺槽主要参数
运输顺槽位置距B4W01上下山联巷南端,距下端口向上15m处,开口处底板标高标高为+1500m,掘进总长度1100m,掘进方位293°,净高2.8m×净宽2.8m=7.84m²;锚网支护,沿B4#煤层底板掘进,坡度千分之七。
2、顶底板情况表
顶底板名称
岩石类别
硬度
厚度/m
岩性
顶板
基本顶
灰白色含砾中粗粒砂岩
18m~34
厚层状构造、成分:
石英60%左右,长石20%±,岩屑少量,泥钙质胶结物20%,岩石坚硬,岩石RQD值为50~75%,质量中等。
直接顶
粉砂质泥岩、粗砂岩
0—8.5
成分以泥质为主,粉砂次之
伪顶
地板
直接底
灰黑色粉砂质泥岩,泥质结构
1.5~5.82
成分以泥质为主,粉砂质次之
基本底
含炭泥岩泥岩
9-15m
灰白色中粗粒砂岩,厚层状
3、运输顺槽断面、支护形式及水沟断面见附图
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,B4W01运输顺槽有可能断层或裂隙带,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。
三、探放水设计
1、钻机选型:
采用ZDY-650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
120
最大给进力
kn
25
主机重量
㎏
430
额定扭矩
Nm
650/320
电机功率
km
15
主轴转速
r/min
110/230
钻孔直径
㎜
75
钻杆直径
㎜
50
2、超前距及帮距的确定
超前距离的计算:
a=0.5AL
=18.131
式中:
a——超前距,m;
A——安全系数,一般取2~5,设计取5;
L——巷道跨度(宽或高取大者),m,设计取2.8m;
P——水头压力,MPa。
0.96MPa
KP——煤的抗张强度,1.35MPa,Kp取1.35MPa;
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。
上述计算,超前距10.22m,帮距取18m。
根据《探放水规定》最小超前距不得小于30m,故超前距取30m。
3、钻杆的确定
选用直径50mm,长1.5m的钻杆。
4、钻头的确定
选用直径108mm/75mm的钻头。
5、套管的确定
根据防治水相关规定,煤层探放水的止水套管长度为10米。
直径98mm,因此选取的止水套管长度为10米。
四、单孔(结构)设计
单孔设计钻进100m,开孔采用Ф50mm钻杆、Ф108mm金刚石钻头钻进,钻进10.m后,冲洗钻孔,下入Ф98mm套管,套管长度10m,套管外口焊接法兰盘;套管用水泥浆固定,扫出管内水泥后,法兰盘外连接装压力表的短节,短节外接高压闸阀,然后换用不大于Ф75mm钻头钻进至终孔。
附图:
《钻孔结构示意图》
<75mm
Ф98mm
五、“三线”设计
1、探水线:
B401采区上下山联巷南端下口向上15m处西侧帮
2、积水线:
探水线向西100m,
3、警戒线:
探水线上推100m.
六、钻探施工
1、钻孔定位及开孔:
钻孔定位由测量人员按设计要求进行现场标定,钻机固定后按开孔要素开孔。
开孔用Ф108mm钻头钻进,钻进10.m后下入直径Ф98mm套管。
下套管时,先将套管提离孔底0.3m,用泥浆泵往止水套管内注入水泥砂浆,直至管壁外侧全面返浆,方可停止注浆,确保管壁与钻孔之间封闭密实。
2、扫空及耐压试验
水泥凝固48小时后,用钻头扫孔至10.1m处,退出钻具,孔口管外安装不低于2Mpa的高压闸阀,接通泥浆泵试压,试压压力不低于1.5MPa,延续时间均不少于30分钟。
如发现钻场及钻孔周围有渗水、跑水等现象,要停止试压,继续注水泥浆,直至试压合格
3、换径后钻进
试压合格后,安装阀门、测压表,预计水压大于1.5Mpa时,必须安装防喷和反压装置。
继续使用Φ50mm钻杆,改用Φ75mm金钢石钻头钻进至终孔。
钻进时带班人员要定期检查钻孔内的岩粉及沉渣,并要经常冲孔,确保孔底干净,防止发生埋钻、卡钻等孔内事故。
技术管理人员要定期到现场进行技术指导和安全检查,保证钻探施工顺利进行。
七、钻孔的设计
探水作业点按循环方式钻进,每个循环均为100m。
具体设计如下:
1、钻孔布置:
第一个循环:
钻孔孔深设计均为100m,向西沿巷道掘进轴线呈扇形布置上下9个孔,上层为7个孔,下层为两个孔。
第二个循环以此类推
各类参数详见下表
B4W01回风顺槽探放水钻孔方位角度表
孔号
水平角度
探眼深度
倾角
备注
1#左上孔
287°45′
100
2°17′
探眼倾
角根据
工作面
实际情
况而定
2#左上孔
289°30′
100
2°17′
3#左上孔
291°15′
100
2°17′
4#中孔
293°00′
100
2°17′
5#右上孔
293°00′
100
2°17′
6#右上孔
294°45′
100
2°17′
7#左上孔
296°30′
100
2°17′
8#左下孔
290°00′
100
1°08′
9#右下孔
296°00′
100
1°08′
附图Ⅰ:
探放水钻孔布置三视图
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:
赵四江(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:
李富有(地测副总)
负责探放水钻孔设计、编制安全技术措施。
成员:
杜晓(地测科长)、张琪、和慧兵:
负责组织安全技术措施的贯彻学习、技术指导、参数标定、参数记录、监督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、地测科存档备案。
探水队长:
文仕才
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。
及时、准确、无误的上报各种数据。
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、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,跟班技术员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,必须用水泥砂浆将眼口封堵,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、鼓起等现象;
(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→回风顺槽→回风上山→副斜井轨道巷→地面。
3、发生其他事故后,避灾路线:
工作面→回风顺槽→副斜井→地面。
附图:
避灾路线图三线设计图
白杨沟丰源煤矿
B401运输顺槽探放水措施审签表
审批单位
审批意见
姓名
审批时间
丰源煤矿
安全副矿长
生产副矿长
机电副矿长
地测副总
通风副总
机电副总
生产科长
技术科长
机电科长
地测科长
安全科长
总工程师
矿长
学习贯彻记录
贯彻时间
贯彻人
学习人员签名
学习人员签名
学习人员签名
学习人员签名
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 丰源 B4W01 采区 运输 顺槽探 放水 设计 措施