探放水设计49.docx
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探放水设计49.docx
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探放水设计49
煤矿
探
放
水
设
计
日期:
2012年4月13日
会审意见
序号
职务
会审意见
1
矿长
2
工程师
3
安全矿长
4
生产矿长
5
机电矿长
6
安全员
7
瓦检员
8
采煤班长
9
掘进班长
10
编制
探放水措施贯彻情况
贯彻时间:
贯彻人:
贯彻地点:
参加学习人员签字:
前言
我矿始建于2001年,原设计生产能力3万吨/年,2008年6月开始技改年产9万吨,项目总投资1400万元,2010年全面验收合格。
本矿机构设置建全,人员配置充足,技术力量较强。
探放水的目的是采矿过程中用超前勘探的方法,查明采掘工作面顶底板、侧帮和前方的含水构造(包括陷落柱)、充水含水层、积水老窑等水体的具体空间位置和产状,其目的是为了有效地防治矿井水害做好必要的准备。
福来煤矿主井口及运输大巷和人行平硐均沿C1煤层布置、总回风井皆开口于C4煤层露头线附近,沿C3煤层布置总回风巷。
沿煤平硐向南开拓,开采上山煤。
开采方法为走向长壁后退式采煤法,采煤工艺为放炮落矿、矿车运输和人力推车、机械通风和自然排水。
当地煤矿开采有一定的历史。
老窑遍布煤层露头,小煤矿大多是利用冬春农闲时自采自用。
由于受水、通风等限制,一般开采巷道不长。
经各上级政府部门的清理、整顿,我矿井田范围水平以上的小煤矿已全部关闭。
我矿为生产矿井,根据《煤矿安全规程》和《关于加强小煤矿安全基础管理的指导意见》规定,在采掘工作中必须严格执行“十六字”方针,即:
“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则。
确保安全掘进施工,特编制本探防水设计。
第一节水文地质
1、矿区地表水文情况
(1)地形地貌
绥阳县枧坝镇福来煤矿地貌属高原岩溶侵蚀中、低山地貌,总体呈近南北向缓坡中部,坡向向北,坡度15°~30°,区内最高处—大山,海拔1538米,最低为矿区北部沟谷处,海拔1300米。
相对高差238m,地形起伏较大,煤系地层出露地段相对平缓,并且煤系地层风化严重。
(2)地表水:
矿区地处长江流域属乌江水系,芙蓉江上游,区内水系不发育,流量随降雨量变化明显,无较大的常年性地表水体,仅有一泉水形成的小溪沟,从南西向北东径流,最后汇入矿区外围的一个溶硐内。
矿区内年平均降雨量1057.1mm,年最大降雨量1841.3mm,年最小降雨量995.6mm。
每年5月中旬—9月中旬为大雨、暴雨季节,常有冰雹,其降雨量占年降雨量的80%。
1月份多为凌冻期。
年平均蒸发量1357.2mm,年平均日照时数156.8小时。
(3)气候
矿区属亚热带季风气候,冬无严寒,夏无酷暑,气候温和,降水充沛,雨热同期,有明显的旱季和雨季之分。
据绥阳县多年气象观测资料:
区内年平均气温14.7℃,年最高气温最高38.7℃,年最低气温最低-7.1℃,日最高气温36.3℃,日最低气温-6.5℃。
年平均降雨量1057.1mm,年最大降雨量1841.3mm,年最小降雨量995.6mm。
每年5月中旬—9月中旬为大雨、暴雨季节,常有冰雹,其降雨量占年降雨量的80%。
1月份多为凌冻期。
年平均蒸发量1357.2mm,年平均日照时数156.8小时。
2、矿区地下水文地质情况
(1)地下水类型、含水岩组及富水性
根据区内地下水赋存的地层岩性、含水介质特征和地下水动力条件,将区内地下水类型划分为碳酸盐岩岩溶水、基岩裂隙水和松散岩类孔隙水三类,现分述如下:
A.碳酸盐岩岩溶水
主要分布于三叠系下统夜郎组(T1y)、二叠系上统长兴组(P3c)及茅口组(P2m)地层中,其岩性为灰岩、燧石灰岩、泥质灰岩、泥晶灰岩,地下水赋存和运移以溶洞、溶蚀裂隙流为主,含水不均一,富水性强。
B.基岩裂隙水
主要分布在三叠系下统夜郎组(T1y)及龙潭组(P3l)地层中,其岩性是以粘土岩、砂岩、砂页岩为主,其次为泥页岩、大山碎屑岩,凝灰岩,含少量基岩裂隙水,多呈悬挂泉或间隙小泉点出露,并受大气降雨与植物履熏度的控制,水量小,泥页岩可视为相对隔水层。
C.松散岩类孔隙水
第四系松散层覆盖于各系地层之上,一般多分布于河谷、槽谷、沟谷及凹地之中,主要为残坡积、冲洪积层,厚度变化较大,地下水赋集于第四系残坡积冲洪积层的孔隙内,泉水流量一般小于0.5l/s,厚度较大的地段,泉水流量一般可达1l/s,动态变化较大,含水微弱。
(2)地下水的补、迳、排条件
地下水补、径、排主要受降水、地形地貌、岩性、地质构造等控制,既有区域的统一规律,又有随地段的明显差异。
根据调查,大气降雨是区内地下水主要的补给来源,其中第四系松散层较厚地段及地表岩石强烈风化破碎带等地段,是接受降雨补给的较有利地带,当接受降雨补给后,岩层的富水性变得相对较强,并在一般条件下构成小范围的浅部地下水循环,即就地补给,就地排泄。
大气降雨是区内地下水主要的补给来源,补给方式为降雨通过岩石中的裂隙、构造裂隙、溶洞、落水洞等形式渗入补给,补给期集中在每年雨季。
区内地形起伏变化大,地表迳流量大,其地表水多以坡面流形式汇集于山间沟谷洼地中并以溶洞、落水洞等形式渗入补给地下水。
综上所述,矿区即是地下水的补给区,又是地下水的径流区,地下水的补给主要是大气降水补给。
我矿开采煤层为二叠系上统龙潭组(P3l),C1煤层与茅口组灰岩间仅有3~5米的隔水层。
可将其视为直接充水含水层,该层富水性强,补给条件好,水头压力高;C3煤层的顶板至上二叠统长兴组岩溶水底界20—25米,在开采C3煤层时则应防止由上覆上二叠统长兴组、下三迭统夜郎组的玉龙山灰岩含水层中的地下水渗入矿井。
涌水量大小与大气降水关系密切,水主要来自煤层顶板渗透水及原小煤窑采空区。
矿井正常涌水量为30m3/h,最大涌水量为70m3/h。
矿区水文地质类型为中等。
第二节探防水设计
探水超前距和帮距的确定,掘进巷道根据巷道宽度和高度确定计算,切眼根据煤层厚度计算。
1、防水煤柱计算:
(1)老窑积水区防水煤柱的留设计算:
公式:
L=0.5KB
式中:
L——顺层防水煤柱宽度(m);
M——煤厚或采高,C3号煤层为1.2m;
KP——煤的抗张强度,KP=8kgf/cm2;
P——水头压力,P=100kgf/cm2;
K——安全系数,本设计取4。
C3煤层开采时L=0.5×4×1.2×
=14.7(m)
经计算老窑积水区防水煤柱留为14.7m煤柱。
(2)切眼防水煤柱的留设计算:
公式:
L=0.5KB
式中:
L——防水煤柱宽度(m);
B——巷道的跨度(宽或高取其大者),B=2m;
KP——煤的抗张强度,KP=8kgf/cm2;
P——水头压力,P=100kgf/cm2;
K——安全系数,一般取2~5,本设计取4。
L=0.5×4×2×
=24.5(m)
经计算切眼防水煤柱留为24.5m煤柱。
2、探水钻孔的确定
(1)水平巷道探水钻孔的确定
探水钻孔重点控制探巷上方和前方,钻孔布置为四个,即巷道的中线方向布置一个,孔深设计为34.7m;上帮方向布置三个,最大边孔深度为31.4m,钻孔与中线方向的夹角、钻孔与钻孔之间的夹角100;各钻孔倾角分别为1号0°,2号1.3°,3号2.6°,4号4°。
见附图一。
(2)切眼探水孔的确定
探水孔沿C3煤层切眼工作面碛头布置成扇形,中线方向的孔深设计为44.5m;最大边孔深度为49m,最大边钻孔与中线方向的夹角30°、各孔与孔的夹角10°。
各钻孔倾角分别为1号12°,2、5号10.7°,3、6号9.3°,4、7号8°。
允许掘进距离的终点横部面上,探水钻孔之间的距离为3.7m,以防止漏掉老空巷道(见附图二)。
3、钻探机具
我矿探水设备为ZDY—360型煤矿用坑道钻机2台,最大钻进深度75m,开孔直径87mm,终孔直径65mm,钻孔角度范围0~3600。
第三节主要安全技术措施
1、组织领导及职责划分
为高度重视,落实责任,使探防水工作安全有序进行,我矿成立了探防水领导小组。
2、矿探防水领导组小组:
组长:
副组长:
成员:
3、矿探防水领导组成员职责划分
矿长:
负责探防水工作的领导,人员、材料的落实,做好协调平衡工作,督促检查探防水设计、安全技术措施的落实。
每次打探水钻时必须明确两名领导组成员,现场监督检查施钻情况。
生产矿长:
负责监督检查施钻、允许掘进进度的下达与执行情况,制定矿探防水工作的安全管理规定。
总工程师:
负责编制探防水安全技术措施,确定探水线,标定钻孔方向,现场标注探水起点标记,监督检查施钻情况,下达审批、检查允许掘进进度,填绘探水区域放大监控图及现场探水管理牌板,现场出现异常情况及时采取措施处理。
安全矿长:
负责现场施钻监督,检查安全措施和允许掘进进度执行情况,填报允许进度通知书报总工程师、矿长审批。
机电副矿长:
负责探水机具、供电、电话机的检查维修,确保正常运行,杜绝电气失爆。
探水工:
负责组织好施工人员、施工机具、材料,施工巷道的安全检查,按设计要求施钻,按实际施钻结果,做好现场记录,每天拉通尺向调度室汇报。
4、探水前的准备工作
(1)由机电科长负责做好矿井供电、排水系统、局部通风机的检查,确保正常运行。
305巷和306巷掘进碛头靠近探水地点附近安装一台矿用防爆电话机。
(2)由矿长负责落,探水巷至少备用3架架料所用的梁腿及背板,以及5根点柱、锯、斧等工具,用于施钻前加固巷道煤壁,每个探水地点准备2根堵水棒,其大头直径100mm,小头直径50mm,长度1000mm。
(3)由总工程师负责落实探水地点安装甲烷传感器并定期进行调校,探水作业时有专职瓦检员现场检查有害气体的变化情况。
组织参与探水工作的管理人员与操作人员学习探防水安全技术措施,并签字备查。
5、探水施钻前的检查
(1)检查施钻地点的支护是否符合作业规程规定,巷帮、顶板是否存在危岩。
(2)检查允许掘进进度的执行情况。
(3检查局部通风机的运行及风筒的悬挂、破损情况,风筒末端必须靠拢碛头,瓦斯超限必须停止准备工作,撤除人员进行处理。
(4)检查煤壁是否有松软或膨胀、滴水加大等现象。
否则必须立即向调度室汇报,并采取措施加固巷帮、煤壁。
(5)检查好安全退路,即避灾路线内不得有空、重矿车、材料设备等阻塞,要时刻保证畅通无阻。
6.探防水钻孔的布置定位
探水钻孔要与掘进巷道的走向平行,现场使用罗盘仪定向时,一定要注意金属材料对罗盘仪的影响。
7探水钻的安装
(1)安装探钻的区域必须支护符合作业规程规定要求。
(2)按标定的钻孔方位角、倾角,调整好探钻的安装方向。
(3)探钻必须安设平稳、牢固,钻杆、工具等必须采取措施放好,防止下滑伤人
8.钻探中的注意事项
(1)钻进时要注意判别煤、岩层的变化,钻杆打入岩层后要注意区分是进入煤层顶板还是底板岩石内,终孔时钻孔应在本煤层内,否则应重新打孔。
(2)钻进中发现有害气体喷出,用加强通风的方法不能解决时,要立即停止工作,切断电源,人员撤到新鲜风流地点,并向矿调度室汇报。
(3)发现钻孔内煤、岩层显著变软或钻孔内流水增大,有异味等都是钻孔接近或进入积水区的象征,此时要立即停钻观察,固定钻杆,并记录其深度,同时要打撑柱加固煤层巷帮。
(4)施钻人员只能在钻机两侧操作,严禁人员直对钻杆方向站立或休息。
(5)跟班施钻的领导组成员要认真掌握钻探进度,每打一个孔必须将钻孔的方位角、倾角、孔深度,其中煤层中的深度、岩层中的深度、终孔层位、有害气体、出水情况等详细作好记录。
(6)每次打钻时,跟班施钻的领导组成员必须用石灰浆在探巷顶板做好醒目的标记,以利检查允许进度。
9.允许掘进通知书的下达与检查
(1)每次打钻孔结束后,现场负责人要尽快将施钻记录交于矿总工程师,经分析施钻成果、填图控制后填写《绥阳县联盟煤矿探水地区允许掘进通知单》,经总工程师、矿长审批后,由施工班组执行。
允许掘进通知单的样表附后。
(2)每次打钻孔结束后未下达书面、经审批的允许掘进通知单时,不得恢复掘进作业,否则矿将追究违章作业责任。
(3)经审批的允许掘进通知单,掘进班组必须严格执行,无权缩小超前安全距离。
(4)带班的矿领导和掘进班长每天从量距起点拉通尺向矿调度室汇报,严禁超允许进度掘进。
(5)掘进班组在施工允许进度范围内的巷道时,要经常观察煤壁巷帮是否有透水预兆,发现异常要立即汇报。
(6)建立牌板管理制度,由矿总工程师负责落实人员制作探水管理牌和水灾避灾路线牌,悬挂于探水地点附近。
第四节其它
1、本措施是针对我矿C3煤层打探水钻而编制,若要开采C1煤层时需另制定相应的探水措施。
2、本设计在实施过程中由矿总工程师根据安全管理的要求以及现场实际做进一步完善。
3、凡参加探水作业人员必须认真学习本措施,并严格执行本措施。
附图一
附图二
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