掘进工作面探放水设计仿照.docx

1.封面封面编号：山西山西长治雄山长治雄山集团集团*煤业有限公司煤业有限公司*巷探放水设计工作面名称：工作面名称：_编编 制单制单 位：位：_编编制制人：人：_总总 工工 程程 师师：_编制日期：年月日执行日期：年月日2.会审签字：会审签字：矿长：总工程师：安全矿长：生产矿长：技术科地测科通风科机电科掘进队探水队3.会审意见会审意见1.严格按照本设计规定施工，一定要保证探放水工程质量。2.加强现场管理，保证不出现透水事故。3.各级跟班干部要严格监督，当班队长要亲临现场指挥，每次探放水时要对工作地点进行细致检查，确保工作安全。4.内容内容目录第一章第一章设计编制依据设计编制依据.-5-第二章第二章工程概况工程概况.错误！未定义书签。错误！未定义书签。第一节第一节 掘进工程概况掘进工程概况.-5-第二节第二节 周边关系周边关系.-5-第三章第三章水文地质特征水文地质特征.错误！未定义书签。错误！未定义书签。第一节第一节矿井水文地质矿井水文地质.错误！未定义书签。错误！未定义书签。第三节第三节矿井充水因素分析矿井充水因素分析.错误！未定义书签。错误！未定义书签。第四章第四章探放水钻孔设计探放水钻孔设计.错误！未定义书签。错误！未定义书签。第一节第一节探放水钻孔设计依据探放水钻孔设计依据.错误！未定义书签。错误！未定义书签。第二节第二节钻孔施工的目的钻孔施工的目的.错误！未定义书签。错误！未定义书签。第三节第三节探放水钻孔设计探放水钻孔设计.错误！未定义书签。错误！未定义书签。第五章第五章探放水设备选择探放水设备选择.错误！未定义书签。错误！未定义书签。第一节第一节探水设备及参数探水设备及参数.错误！未定义书签。错误！未定义书签。第六章第六章排水设备及管路选择计算排水设备及管路选择计算.错误！未定义书签。错误！未定义书签。第一节第一节涌水量涌水量.错误！未定义书签。错误！未定义书签。第二节第二节主、副水仓容量主、副水仓容量.错误！未定义书签。错误！未定义书签。第三节第三节排水泵排水泵.错误！未定义书签。错误！未定义书签。第四节第四节排水管路排水管路.错误！未定义书签。错误！未定义书签。第五节第五节排水能力计算排水能力计算.错误！未定义书签。错误！未定义书签。第七章第七章施工技术要求及安全技术措施施工技术要求及安全技术措施.错误！未定义书签。错误！未定义书签。第一节第一节探水技术措施探水技术措施.错误！未定义书签。错误！未定义书签。第二节第二节放水技术措施放水技术措施.错误！未定义书签。错误！未定义书签。第三节第三节其他技术措施其他技术措施.错误！未定义书签。错误！未定义书签。第四节第四节补充探测技术措施补充探测技术措施.错误！未定义书签。错误！未定义书签。第八章第八章供水施救、压风自救系统及安全避灾路线供水施救、压风自救系统及安全避灾路线.错误！未定义书签。错误！未定义书签。第一节第一节压风自救压风自救.错误！未定义书签。错误！未定义书签。第二节第二节供水施救供水施救.错误！未定义书签。错误！未定义书签。第三节第三节避灾路线避灾路线.错误！未定义书签。错误！未定义书签。第一章第一章设计编制依据设计编制依据设计编制依据煤矿安全规程、煤矿防治水规定、山西地宝能源有限公司二 0 一 0 年九月编制的山西煤销集团黄山煤业有限公司电法勘探报告及长治高原综合勘探工程有限公司二 0 一一年十一月编制的山西煤销集团黄山煤业有限公司瞬变电磁勘探报告，长治公司下发的加强矿井水害防治工作和指导意见。第二章第二章工程概况工程概况第一节第一节 掘进工程概况掘进工程概况一、巷道布置一、巷道布置胶轮车运输大巷为副平硐向北延伸巷道，方位角 0，设计工程量 2320米（平距），为 15#煤开采辅助运输、进风服务，服务年限 20 年。二、巷道设计二、巷道设计胶轮车运输大巷设计断面为直墙半圆拱形，掘进规格：宽高=56004300mm，拱高 2800mm，墙高 1500mm，掘进断面 20.72。巷道净宽 5100mm，净高 3850mm，净断面 16.84。水沟位于巷道前进左帮，断面规格为：宽深=200200mm。第二节 周边关系胶轮车运输大巷平行于正在施工的主皮带运输大巷和回风大巷，位于两巷的东侧，为副平硐的延伸工程。东为 15101 回采工作面，西侧间距 40m、80m 的煤柱分别与主皮带大巷、主回风大巷平行掘进。地面相对应的位置为丘陵地带，多为梯田、沟壑。一、工作面位置一、工作面位置15302 工作面位于矿井（井筒）西翼，地表为沙砾地、无居民及建筑物。工作面东端分别与550m 水平轨道巷和511m 水平运输巷相连接，以西至东 7 勘探线，以南与原小煤窑采空区（+580m 以上水平）之间留有 45m（水平距离）的隔水煤柱。该工作面上部的 5-3 号煤层已开采。二、地质概况二、地质概况矿区位于*向斜南翼，呈单斜构造，煤系地层为中侏罗统西山窑组，自上而下可开采煤层为 5-3 号和 5-2 号煤层。5-3 号煤层厚度 3.85m8.82m，平均厚度 5.39m，煤层构造简单较复杂，属稳定煤层。1E5-201 工作面回风顺槽和运输顺槽均布置在 5-2 号煤层中，5-2 号煤层厚度 6.81m7.79m，平均厚度 7.26 m，倾角35，走向580，倾向 345350，煤层构造简单较较简单，属稳定煤层，与上部 5-3 号煤层间距 5m。井田内有 f16、f17、f18、f19、f23、f24 断层，对煤层有影响的断层有f16、f17、f19 三条小平移断层，它只影响浅部煤层但影响不大。三、顶、底板岩性三、顶、底板岩性53 号煤层直接顶为细砂岩，厚度 1.12m，属半坚硬坚硬岩石；老顶以粉砂岩、细砂岩互层为主，含菱铁矿层，层理发育，厚度约 26.86m 属坚硬岩石。5-3 号煤层直接底为粉砂岩夹细砂岩互层，层厚 5.01m，；老底为粉砂岩，节理发育，厚度 1.22m，属半坚硬坚硬岩石。5-2 号煤层直接顶、老顶为 5-3 号煤层直接底、老底；5-2 号煤层直接底为细砂岩、中砂岩互层，厚度 2.23m，属坚硬岩石；老底为粉砂岩、粗砂岩、中砂岩、细砂岩互层，粗、中砂岩以石英为主，泥质胶结，厚度 10.51m，属半坚硬坚硬岩石。四、水文地质四、水文地质矿区地表无水系，煤系含水性微弱，补给条件差，水文地质条件为简单型。地质报告中指出井田内+580m 水平以上 52 号煤层已被原县二号井及其他小煤窑开采，采空区位置及采空区内积水不详，又加上该工作面上部的 53 号煤层已开采。所以在施工过程中应做好探放水工作。必须严格执行“有疑必探，先探后掘”的探放水原则。五、瓦斯情况五、瓦斯情况地质报告中指出矿区处于瓦斯风化带，瓦斯含量在 00.13ml/g 之间。2008 年 5 月矿井做了瓦斯及二氧化碳等级鉴定，矿井瓦斯最大绝对涌出量为 0.65m3/min，二氧化碳最大绝对涌出量为 0.58m3/min，矿井瓦斯最大相对涌出量为 0.85m3/t，二氧化碳最大相对涌出量为 0.80m3/t。属低瓦斯矿井。六、煤尘六、煤尘爆炸性试验测定，火焰长度大于 400，岩粉含量 6085%，煤尘具有爆炸危险性。七、煤的自燃倾向性七、煤的自燃倾向性根据煤的自燃倾向性鉴定结果，井田内煤层属易自燃煤，自燃发火危险程度为级，原生产矿井煤炭在地面自燃发火期为 3035d；在井下，一般自燃发火期为 23 个月。第二部分第二部分工作面概况工作面概况15302 工作面布置在 52 号煤层中，东西走向长 1200m，南北宽 120m。15302 工作面回风顺槽：长度为 1166m，沿 52 号煤层底板布置，开口在主斜井行人巷处（53 号煤层中），方向 219，坡度-12掘进 24m 后变方向为 248，沿 52 号煤层底板进 528m 后变方向为 23930，最后再掘进 614m 到东 7 勘探线。巷道净宽为 3.7m，巷道净高 2.8m，三心拱断面，直墙部分高 1.5m，拱高 1.3m，掘进面积 9.34m2，小圆弧半径为 1.05m，大圆弧半径为 2.44m。采用锚杆+金属网支护，巷道半圆拱上共打设 7 根锚杆，巷道两帮各打设 1 根锚杆。金属锚杆规格：16mm2000mm,间排距700mm700mm,排列方式为矩形。水沟留设在巷道的左帮，梯形断面，断面积 0.05m2。15302 工作面运输顺槽：长度为 1220m，为机轨合一的巷道，沿 52号煤层底板布置，巷道净宽为 4.1m，巷道净高 2.8m，三心拱断面，直墙部分高 1.5m，拱高 1.3m，掘进面积 10.37m2，小圆弧半径为 1.02m，大圆弧半径为 2.95m。采用锚杆+金属网支护，巷道半圆拱上共打设 7 根锚杆，巷道两帮各打设 2 根锚杆。金属锚杆规格：16mm2000mm,间排距700mm700mm,排列方式为矩形。在巷道上帮铺设 600mm 轨距轨道，以便于工作面运送设备和材料。水沟留设在巷道的左帮，梯形断面，断面积0.05m2。附：平面位置示意图附：平面位置示意图巷道断面图巷道断面图第三部分第三部分探水工作探水工作一、一、15302 工作面回风顺槽探水起点及探水眼布置工作面回风顺槽探水起点及探水眼布置1、15302 工作面回风顺槽施工过程中要进行探水工作。2、探水眼布置及孔数：该巷道共布设 3 个探水眼，呈半扇形布置。巷道中间距左帮 1.5m 处在正前方打设 1 个，钻孔坡度 2，深 50m，为 1探水钻孔；在 1探水钻孔的右边 1m 处与掘进工作面呈 17夹角打设 1 个，钻孔坡度 10，深 52m，为 2探水钻孔；在 2探水钻孔的右边 1m 处（距巷道右帮 0.2m）与掘进工作面呈 29夹角打设 1 个，钻孔坡度 10，深 57m，为 3探水钻孔.3 个探水钻孔均布置在距巷道底 1.2m 处。二、二、15302 工作面运输顺槽探水起点及探水眼布置工作面运输顺槽探水起点及探水眼布置1、15302 工作面运输顺槽按15坡度向下掘进 61m 后沿 52 煤层底板掘进 533m 后变方向为 23930，再掘进 628m 到东 7 勘探线处2、探水眼布置及孔数：该巷道共布设 3 个探水眼，呈半扇形布置。巷道中间（中心线）正前方打设 1 个，钻孔坡度 9，深 50.6m，为 1探水钻孔；在 1探水钻孔的左边 1m 处（距巷道左帮 1.05m）与掘进工作面呈 3夹角打设 1 个，钻孔坡度 7，深 50.4m，为 2探水钻孔；在 1探水钻孔的右边 1m 处（距巷道右帮 1.05m）与掘进工作面呈 6夹角打设 1 个，钻孔坡度 12，深 51.3m，为 3探水钻孔。3 个探水钻孔均布置在距巷道底 1.2m处。三、探水眼深度及超前距离三、探水眼深度及超前距离探水眼直径为 50mm，探水深度为 50m，超前距离为 10m。巷道每次只允许掘进 40m，停掘地点与探水眼终孔位置必须保持 10m。四四、探水眼的打设、探水眼的打设（1）探水设备：用 TXU150 型探水钻机探水。（2）安装孔口管：孔口管用89mm 无缝钢管制作，长 2m 左右，一头连接控制闸阀（安设压力表）。钻机安装固定后，先按设计方向及坡度钻一大孔，孔深比管长大 2m 左右，将孔口管插入大孔内，固定不动，在孔口外用水玻璃和水泥将管口固定死，并在孔口管的上方另留设一个小管。然后用挤浆泵从孔口管内向管的四周压入水泥浆，当稠水泥浆从小管跑出时，即将小管关死。这时挤浆泵继续开动，达到一定压力后停止挤浆，关闭孔口管水门，等水泥浆凝固后，孔口管即安装完毕。（3）孔口管做成后即可扫孔。扫孔超过孔口管深度后，需要对孔口管做一次耐压试验，检查孔口管的强度。如发现漏水，或达不到强度要求时，应进行第二次挤浆处理。（4）打钻孔前，要先调整钻杆的倾斜角度，按设计方位打设。探水钻杆插入孔口管后，打开供水管闸阀，开动钻机，拨动给进手把使钻杆慢慢进入实岩中，一节钻杆钻完后即可安装下一节钻杆。钻进过程中注意观察回水情况，不得强行推进钻杆。钻头与钻杆及钻杆与钻杆之间必须连接牢固以防打钻及回钻过程中钻杆脱落丢失。第四部分第四部分通风、排水及供电通风、排水及供电一、通风一、通风1、探水地点采用压入式通风，各用 DSFA5 型（5.5kw2）对旋式局部通风机供风。2、风机安放位置：（1）15302 回风顺槽风机安放位置：主斜井行人巷口。（2）15302 运输顺槽风机安放位置：511m 水平车场内各地点的风机均要安装在距回风口不小于 10m 的进风巷内。3、风筒采用矿用阻燃型胶质风筒。风筒口距探水地点的距离不得超过5m。风筒悬挂高度和质量符合掘进工作面设计要求，挂破时必须采取有效措施进行处理。接头不得反接，应严密不透风，异径风筒要设过渡节，先大后小，不得花接。4、安装甲烷断电仪，甲烷传感器的安设位置及报警、断电和复电浓度必须符合煤矿安全规程第 168 条的规定。5、通风线路：（1）15302 回风顺槽通风线路新鲜风：风机行人巷风筒15302 工作面回风顺槽风筒工作面乏风：工作面15302 工作面回风顺槽550 m 水平轨道巷回风巷1斜风井地面（2）15302 运输顺槽通风线路新鲜风：风机+511m 水平车场风筒511m 水平运输巷15302 工作面运输顺槽风筒工作面乏风：工作面15302 工作面运输顺槽回风巷 2 斜风井地面二、排放水二、排放水1、根据已探明的煤层的赋存状况，掘进回风顺槽时，沿煤层走向采用伪倾斜（正坡度）布置巷道，排水沟设在巷道的左帮，使探水工作面的水能顺水沟自行流下。2、在巷道低洼处安设排水设备（如潜水泵等设备），及时将水排至斜风井水沟内，使水流入井底水仓内。3、如探水钻孔打到采空区积水并进行放水时，根据排水设备的排水能力和水仓的容量利用孔口管上的控制闸阀控制放水流量。同时，要放专人监视放水全过程，测定水量、水压，做好记录，核对放水量，直至老空区积水放完为止。附：通风、排水系统示意图三、供电三、供电15302 工作面回风顺槽、运输顺槽用电均由 KBSGZY500/10 型移动工作面所有电气设备防爆合格率必须达到 100%，并有可靠的接地。风机应单独供电并做到各种闭锁装置（风电闭锁和瓦斯电闭锁），电缆的敷设及连接符合煤矿安全规程的规定。附：供电系统示意图第五部分第五部分避灾线路避灾线路一、一、15302 工作面回风顺槽避灾线路工作面回风顺槽避灾线路1、当工作面发生火灾、瓦斯及煤尘爆炸时，避灾撤人路线为：工作地点15302 工作面回风顺槽行人巷主斜井地面2、当工作面发生水灾时，避灾撤人路线为：工作地点15302 工作面回风顺槽550m 水平轨道巷二、二、15302 工作面运输顺槽避灾线路工作面运输顺槽避灾线路1、当工作面发生火灾、瓦斯及煤尘爆炸时，避灾撤人路线为：工作地点15302 工作面运输顺槽511m 水平运输巷511m 水平车场副斜井地面2、当工作面发生水灾时，避灾撤人路线为：工作地点15302 工作面运输顺槽550m 水平运输巷三、无论发生水灾或瓦斯突出时，施工人员都必须在班组长的带领下，有组织、有纪律、有秩序地按撤退路线撤退到安全地点，并及时准确地向矿井调度室或值班人员汇报。附：避灾线路示意图第六部分第六部分安全技术措施安全技术措施一、水灾预防措施一、水灾预防措施1、根据设计要求合理布置巷道，及时测量和标定巷道的施工方向和位置，回风顺槽与采空区之间的防水煤柱不得少于 45m（平距）。2、根据已探明的煤层的赋存状况，沿煤层走向采用伪倾斜（正坡度）布置巷道，掘进时沿底板掘进，排水沟设在巷道的左帮，使工作面的水能顺水沟自行流下。3、当掘进工作面发现挂红、挂汗、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、有臭味等透水预兆时，都必须停止作业，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。要坚持做到“有疑必探，先探后掘”的探放水原则。4、探水工作面的支护质量及支护材料和规格必须符合作业规程的规定和要求，同时要加强探水地点附近的巷道支护，并在工作面迎头打好坚固的立柱和挡板，防止高压水冲垮煤壁及支架。5、在探水地点应准备一定数量的坑木、麻袋、木塞、木板、黄泥、棉线、水管和潜水泵等堵、排水材料以及锯、斧等工具，以便出水或来压时及时处理。6、在中央变电所通道及中央水泵房通道内安设防水闸门，定期对防水闸门进行检查和维修，附近不得有石块、木料、矿车等堵塞物，保证铁门能随时关闭，以便出水时不致淹没水泵房和变电所，使矿井能尽快恢复生产。7、探水前，检查并维护好排水设备，清挖水沟和水仓，以便在探出水时使水仓有相当大容积的缓冲余地。8、探水前，在探水地点附近应预先开掘安全躲避硐，躲避硐应开在巷道的右帮，规格：长宽深（净）=2m2m2m，矩形断面，用锚杆支护。9、在探水地点，工作人员要及时清理巷道内杂物并运走，材料靠巷道的一侧牢固堆放，必须保证有不少于 0.8m 宽的行人通道，确保退路畅通。10、井下巷道或硐室的入口处以及巷道的交叉点处应设置明显的标志牌，标清巷道的名称和避灾撤人路线。每个井下作业人员都应熟知避灾撤人线路和联络信号。11、在探水工作地点安设专用电话，遇有水情要立即通知探水工作面以下可能被水淹区域的工作人员，并及时向矿井调度室汇报。12、探水工作面要放专职瓦斯检查员，经常检查瓦斯和其它有害气体浓度，发现沼气浓度超过 1.0%，二氧化碳浓度超过 1.5%时，要立即停止打钻，切断电源，撤出人员，然后加强通风吹散有害气体。13、探水工作面应有专人负责，按设计要求打设钻孔，并及时调整探水钻孔的方位和角度，记录钻探的详细情况和钻孔深度，并在每次探水后作专门的标记（如在巷道一帮或顶板涂标记或打入木楔和铁钉等），以防实际掘进距离超过允许的掘进距离。14、在掘进过程中如遇到断层，必须慎重对待，向断层另一盘打钻探水，探清另一盘的含水层位置，水量大小，不可冒险掘过断层。15、探水时，先按设计要求安设孔口管，并进行耐压试验，在孔口管外部安设控制闸阀和压力表，以便出水时控制水的流量；然后再进行扫孔，打钻扫孔时应遵守下列规定：（1）打钻过程中如果发现煤岩变松软、片邦、来压或钻孔中水压、水量突然增大，以及出现冲顶钻具等异常情况时，绝对不要移动或拔出钻杆，应马上将钻杆固定。派人监视水情并立即报告矿井调度室，如果情况危急时，必须立即撤出受水威胁地区的所有人员，然后采取措施，进行处理；（2）探水钻机后面和前面给进手把活动范围内不得站人，以防止高压水将钻杆顶出伤人，或者手把翻转打人；（3）钻眼内水压过大时，应该采用反压、防压和安设防喷装置的方法钻进，控制钻杆不被高压水猛然冲出，确保钻探安全。二、发生透水事故时的处理措施二、发生透水事故时的处理措施1、当探水工作面或其他地点发现有突水预兆时，必须发出警报，撤除所有受水威胁地点的人员。2、最先发现透水的现场工作人员一方面报告矿调度室，另一方面迅速组织抢救。打木垛或用密集柱，堵住出水点，防止事故继续扩大；水势猛来不及进行加固时，人员应向高处撤退，安全出井。3、井下突然突水，破坏了巷道中的照明和避灾路线上的指示牌，人员一旦迷失方向，必须朝着有风流通过而又能通达地面的上山巷道方向撤退，切勿进入独头下山巷道。三、透水后现场人员撤退时的注意事项三、透水后现场人员撤退时的注意事项1、透水后，应在可能的情况下迅速观察和判断透水的地点、水源、涌水量、发生原因、程度等情况，根据灾害预防和处理计划中规定的撤退路线，迅速撤退到透水地点以上的水平，而不能进入透水点附近及下方的独头巷道。2、行进中，应靠近巷道一侧，抓牢支架或固定物体，尽量避开压力水头和泄水流，并应注意防止被水中流动的矸石或其它物料撞伤。3、如透水破坏了巷道中的照明和路标，迷失行进方向时，遇险人员应朝着有风流通过的上山巷道方向撤退。4、在撤退沿途和所经过的巷道交叉口，应留设指示行进方向的明显标志，以提示救护人员的注意。5、如唯一的出口被水封堵无法撤退时，应有组织的在独头工作面躲避，等待救护人员营救。严禁盲目潜水逃生等冒险行为。四、透水后被围困时的避灾自救措施四、透水后被围困时的避灾自救措施1、当现场人员被涌水围困无法退出时，应迅速进入预先筑好的避难硐室中避灾，或选择合适地点快速建筑临时避难硐室避灾。迫不得已时，可爬上巷道中高冒空间待救。如系老窑透水，则须在避难硐室处建临时挡墙或吊挂风帘，防止被涌出的有毒有害气体伤害。进入避难硐室前，应在硐室外留设明显标志。2、在避灾期间，遇险矿工要有良好的精神心理状态，情绪安定、自信乐观、意志坚强。要做好长时间避灾的准备，除轮流担任岗哨观察水情的人员外，其余人员均应静卧，以减少体力和空气消耗。3、避灾时，应用敲击的方法有规律、不间断地发出呼救信号，向营救人员指示躲避洞的位置。4、被困期间断绝食物后，即使在饥饿难忍的情况下，也应努力克制自己，决不嚼食杂物充饥。需要饮用井下水时，应选择适宜的水源，并用纱布或衣服过滤。5、长时间被困井下，发掘救护人员到来营救时，避灾人员不可过渡兴奋和慌乱，以防发生意外。