煤矿防治水工程设计方案和施工安全技术措施(共41页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上盘县鸡场坪乡云脚煤矿防治水工程设计方案和施工安全技术措施云脚煤矿技术科二零一五年云脚煤矿会审表会审内容主持人会审地点参加会审人员签字职务姓名时间备注机电矿长生产矿长安全矿长调度主任总工程师矿 长煤矿会审意见前 言为进一步加大我矿防治水工作，不断提高我矿防治水能力，有效防范水害事故的发生，以科学发展观为统领，坚持安全第一、预防为主、综合治理的方针，牢固树立安全展理念，严格执行煤矿安全规程、煤矿防治水规定等规定和要求，认真贯彻落实省安监局、煤监局关于煤矿防治水专项治理工作方案的通知精神，加大我矿防治水工作力度，提升我矿防治水能力，有效防范水害事故发生，特制定本防治水设计方

2、案。第一章 矿井概况一、矿井概况盘县云脚煤矿属新建矿井，生产能力15万t/年，根据黔国土资矿管函2003253号准予划定盘县鸡场坪乡云脚煤矿矿区范围的批复，批复了云脚煤矿的矿区范围。2004年11月19日贵州省国土资源厅颁发了盘县鸡场坪乡云脚煤矿采矿许可证（证号：32），矿区面积：0.7127km2，开采深度：由1750米1450米标高。1、地理位置：矿区位于贵州省盘县特区北部，直距盘县城关镇约21km，东距鸡场坪乡3.5km，行政区划属盘县鸡场坪乡管辖。地理坐标：东经10436541043800，北纬255743255833。矿区范围由4个拐点圈定，矿区面积：0.7127km2，开采深度：由

3、1750米1450米标高。矿区拐点坐标(北京坐标系)。2、矿井开拓开采：采用斜井开拓方式：以一个水平开拓全井田，水平标高为1600m，共划分为六个采区。设计三个井筒，即主斜井、副斜井和回风斜井。副斜井利用原设计的主井，井口选择矿区中部5号煤层露之下，井口坐标：x，y，z1740m，方位角331，倾角23。以伪倾斜方式布置在5号煤层底板，最终至+1600m水平标高，然后在此标高作井底车场和中央水仓。主斜井为新建，井口位置选择在5号煤层露头与3号煤层露头之间，井口坐标：x，y，z1741m，方位角331，倾角23，平行于副斜井布置，以伪倾斜方式由3号煤层底板依次穿过3号和1号煤层，最终进入1号煤层

4、顶板至+1600m水平标高，然后与井底车场连通。回风井变更位置，布置在主斜井西34m，平行于主井布置在1号煤层顶板岩石中，井口坐标：x，y，z1745m，方位角331，倾角25。（1）、主斜井全长364m，S净7.0m2，S掘9.5m2，采用料石砌碹支护；主斜井主要用于原煤、矸石、材料的运输，安设JT-1.6型单滚筒绞车。铺设600mm轨距18kg钢轨，采用MF1.16A型翻转式矿车进行运输。（2）、副斜井副斜井，全长380m，S净7.0m2，S掘9.5m2，采用料石砌碹支护；主要用运送人员、进风及安设管线等。（3）回风斜井回风斜井：全长350m，S净7.0m2，S掘9.5m2，采用料石砌碹支

5、护；回风斜井主要用于一采区、二采区回风。二、自然地理1、地形地貌评估区属于单面山剥蚀坡地貌，地形坡度一般都在30左右，在井田中西部及西部横向冲沟繁育，沟深坡陡，致使井田内地形复杂。井田内最低高程点位于井田北端，标高1700m；最高点为井田南部山头，标高1910m，相对高差210m。属地中山地形。2、气象矿区地处贵州高原西部，气候温暖湿润，雨量充沛，属亚热带高原季风气候区。据盘县气象站资料：年平均降水量1382.9mm，月平均气温15.2，日极端最高气温36.7，日极端最低气温7.9，年平均相对湿度78%。3、地表水矿区内无大的地表水体，暴雨汇集地表散流，平水期受源头及沿途泉水补给。由于地表多为

6、缓坡，十分有利于地表水的排泄。矿区第四系零星分布，主要为坡积物、残积物，厚度较小，富水性较弱。三、矿区小煤窑开采情况1、邻近矿井情况据调查，当地小煤窑开采历史悠久，老窑遍布煤层露头。小大多是利用冬春农闲时自采自用，由于受通风、涌水等限制，一般开采巷道不长。从上世纪80年代开始，小煤矿滥挖乱采现象比较普遍。近年经政府大力整顿、清理，关闭了不具备生产条件的非法小窑，目前现已全部闭。小窑内存在着一定的积水，但由于小窑炸封后井巷毁坏，无法调查，积水量不详。2、老窑情况矿井西翼与新达煤矿一井相邻，两矿与本矿境界清楚，目前不存在越界开采现象。生产过程中两个矿井均留设了井田境界保护煤柱。第二章 矿井地质、水

7、文地质及防治水设计第一节 矿井地质一、区域地质1、区域地质、构造特征1）地层矿区出露的地层为二叠系上统龙潭组上段、三叠系下统飞仙关组下段、三叠系下统飞仙关组上段段及第四系。二叠龙潭组上段为矿区含煤地层。现由老自新分述如下:1）二叠系上统龙潭组上段 （P2l）厚度约90米左右。岩性以灰色、浅灰色粉砂岩、粉砂质泥岩为主，夹泥岩、细砂岩及菱矿薄层。产植物化石和少量的动物化石，含煤层1215层，总厚度13米左右。其中，可采煤层67层，总后度10米左右。与上覆地层整合接触。2）三叠系下统飞仙关组下段（T1f1）平均厚度70米。绿灰色细砂岩、粉砂岩为主，灰暗紫色粉砂岩条带。下部粒度变细为粉砂岩及粉砂质泥岩

8、。3）三叠系下统飞仙关组下段（T1f2）平均厚度580米。上部为灰紫色粉砂岩、灰白色泥质灰岩及紫红色泥岩；中部为暗紫色粉砂岩、粉砂质泥岩、夹细砂岩，富产瓣鳃类动物化石；下部为暗紫灰色细砂岩及粉砂质泥岩，产少量瓣鳃类动物化石。4）第四系（Q）主要出露于矿区地势平缓、低洼地段，多为耕地、稻田，岩性主要为P3l风化残积产物，厚度010m。2）构造（1）矿区总体构造形态矿区位于照子河向斜北翼。为一单斜构造，地层走向北55西，倾向南西，倾角58左右。井田内共发现断层8条，均属逆断层，其中有四条是钻孔中发现的隐伏断层。（2）断层分述F1走向逆断层为井田北东边界，区域性较大的断层。断层走向北60西，倾向南西

9、，倾角5860左右。地面所见断层上盘龙潭组顶部与断层下盘飞仙关组上段下部地层接触，最大地层断距300米左右。该断层虽说是边界断层，但断层的产状与地层产状相近，井田内主要可采煤层（1、3号煤层）贴近断层面，起距离为数米至数十米，最大100米左右，而断层附近发育小构造，这些小构造对煤层的完整性、连续性有一定的破坏作用。F2走向逆断层属F1的分支断层，产于F1断层下盘，本井田地表无出露，据邻区资料，断层走向北55西，倾向南西，倾角6070左右，地层断距大于150米。该断层对井田无影响。F3走向逆断层属F1的分支断层，产于F1断层上盘，在本井田中部有出露，西端交于F1，可见长度0.55公里，断层走向北

10、50西，倾向南西，倾角3570，地层面呈波状，断层落差50米左右。F4走向逆断层位于井田东南的边缘。断层走向北60西，倾向南西，倾角70，全长0.7公里，断层落差175米。F105横向正断层为井田南东边界。断层走向北50东，倾向北西，倾角7080.地层断距400米左右。F5、F6、F7断层是一组隐伏断层，仅一个工程点揭穿，剖面上显示煤层重复，地层断距分别在10米左右，产状不清。（3）构造类型矿区含煤地层沿走向、倾向的产状有一定的变化，局部断层较发育，构造复杂程度属中等偏复杂构造类型。二、煤层及煤质1、煤层1）含煤性本矿区龙潭组（P2l）地层含煤一般1215层，含煤平均总厚13m，含煤系数14.

11、4%，含可采1、3号煤。可采煤层平均总厚度5.68m，可采含煤系数约6.1%，可采煤层分布于龙潭组地层的顶部。2）可采煤层本矿区龙潭组（P2l）地层含煤一般1215层，含煤平均总厚13m，含可采煤层2，即1、3煤，可采煤层平均总厚度5.68m。钻孔揭露的5号煤层厚度不稳定，为不可采煤层。1煤层：位于龙潭组最上部，属较稳定煤层，煤层厚度0.6313.76m，平均厚3.78m，含夹矸09层，单层厚度0.180.59米，煤层结构复杂，但矿区内全区可采。顶板岩性：岩性为泥质粉砂岩、粉砂质泥岩底板岩性：岩性为0.5米左右的泥岩，其下为粉砂岩。3煤层：位于龙潭组上部，属较稳定煤层，煤层偶含夹矸1层，全层厚

12、度0.845.03米，平均厚度2.10米，采用厚度0.774.53m，平均厚1.9m。顶板岩性：以细砂岩为主。底板岩性：以泥岩、粉砂质泥岩为主（少量泥质粉砂岩、粉砂岩）。上距1号煤层7.81m。5煤层：位于龙潭组中部，上距3号煤层约27m。属不稳定煤层，煤层偶含夹矸1层，全层厚度0.160.87米，平均厚度0.52米，为局部可采煤层。顶板岩性：以细砂岩为主。底板岩性：以泥岩、粉砂质泥岩为主（少量泥质粉砂岩、粉砂岩）。上距3号煤层27m。其余煤层不可采。2、煤质根据煤炭分类国家标准（GB575186），确定矿区内可采煤层均为肥煤，根据国家标准GB/T15224.1-2004，1号、2号煤层均属中

13、灰、中硫、特高热值肥煤。煤层煤质特征见表212。表212 可采煤层煤质分析结果表煤层号工业分析St,dQgr,d(MJ/kg)MadAdVdaf1原煤0.95-3.102.0315.55-29.8222.6930.74-35.8933.320.42-2.101.2634.6-35.635.1精煤1.15-2.101.636.57-12.69.5931.11-35.2333.170.38-0.880.6335.8-36.236.03原煤0.98-2.081.5315.78-33.7824.7831.57-35.3633.470.24-2.321.2834.4-35.434.9精煤1.18-2.8

14、22.08.31-12.3410.3330.67-37.6334.150.34-1.510.9335.83、煤层露头及风氧化带情况对于风化带界定目前尚无定量指标，据地表及坑道内对煤的观察，本区煤层风化带一般在由地表露头向下斜深612m左右，个别地形平缓，煤层上覆岩层较薄地段可达斜深1520m。5、 煤层柱状图四、其它开采技术条件1、煤层顶底板1煤层：岩性为泥质粉砂岩、粉砂质泥岩；底板岩性：岩性为0.5米左右的泥岩，其下为粉砂岩。3煤层：以细砂岩为主；底板岩性：以泥岩、粉砂质泥岩为主（少量泥质粉砂岩、粉砂岩）。（5）地质构造及破坏程度矿区位于照子河向斜北翼。为一单斜构造，地层走向北55西，倾向南

15、西，倾角58左右。井田内共发现断层8条，均属逆断层，其中有四条是钻孔中发现的隐伏断层。2、瓦斯、煤尘、煤的自燃及地温1）瓦斯涌出量（1）回采工作面瓦斯涌出量回采面瓦斯涌出来源于开采层瓦斯涌出、邻近层瓦斯涌出。根据预测，采煤工作面相对瓦斯涌出量为18.66m3/t，绝对瓦斯涌出量为5.5m3/t。（2）掘进工作面绝对瓦斯涌出量为1.9m3/min（3）矿井瓦斯涌出量根据对回采工作面、掘进工作面瓦斯涌出量的计算，最后得到预计矿井的相对瓦斯涌出量为42.5m3/t，绝对瓦斯涌出量为13.9m3/min。2）煤尘爆炸性根据贵州省煤田地质局实验室于2003年12月12日提供的盘县鸡场坪乡云脚煤矿煤尘爆炸

16、性鉴定报告（2003W1449），该矿井1号煤煤尘有爆炸性，3号煤层未作鉴定，本设计按煤尘有爆炸性进行设计。3）煤的自燃倾向根据贵州省煤田地质局实验室于2003年12月12日提供的盘县鸡场坪乡云脚煤矿煤炭自燃倾向性鉴定报告（2003W1449），该矿井1号煤层自燃倾向性为二类，属自燃煤层。3号煤层未作鉴定，故本设计按煤层自燃倾向性为一类容易自燃设计。第二节 矿井水文地质一、水文地质情况1矿井水文地质类型及变化规律根据各含隔水层水文地质特征、断层导水性及动态变化特征，区内地下水补给来源主要为大气降水，地表水及地下水排泄条件良好，最低开采标高+1450m，水平低于侵蚀基准面（本区最低侵蚀基准面16

17、50m）200m左右。在今后开采中要注意地下水的涌入。本矿区属于以裂隙充水为主，大气降水为矿井充水的主要水源，水文地质条件简单的煤矿床。2、地形地貌评估区属于单面山剥蚀坡地貌，地形坡度一般都在30左右，在井田中西部及西部横向冲沟繁育，沟深坡陡，致使井田内地形复杂。井田内最低高程点位于井田北端，标高1700m；最高点为井田南部山头，标高1910m，相对高差210m。属地中山地形。3、矿井充水条件经过井区内水文地质调查，根据本区水文地质条件，故对矿床充水因素分析如下：1、矿床充水因素主要为基岩裂隙水、松散岩类孔隙潜水。虽然其分布空间不一，富水程度不同，充水方式各异，但都按各自活动规律直接或间接对矿

18、床充水影响，它们都接受大气降水补给，大气降水是矿床充水的补给来源。矿井充水以基岩裂隙水、松散岩类孔隙潜水为主，其水量取决于地下富水程度及其与采煤层密切程序，同时很大程度也取决于降水强度和时间，由于本区降水量少，加之基岩裂隙水富水性弱，孔隙潜水富水性差，水量贫乏，故其对矿床充水强度不大，影响较弱，是构成矿床充水的一个因素。2、 矿床水文地质勘探类型。根据井区水文地质条件及矿床充水因素，矿床位于当地侵蚀基准面以上，地质构造较简单，附近无地表水体，矿床充水方式为裂隙充水顶底板间接进水，水文地质条件简单，水文地质勘探类型为简单。4、矿床开采技术条件矿区内可采煤层2层，即1号、3号煤层，煤层倾角56，煤

19、层厚度分别3.78m、2.1m，层间距8m。可采煤层顶板多为泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、细砂岩，底板为泥岩、粉砂质泥岩。矿井采用斜井开拓方式，有主斜井、副斜井、回风井三个井筒，全矿井划分一个水平、六个采区开采；矿井通风方式：中央并列式通风方式，主斜井、副斜井进风，回风井回风，主要通风机为FBCDZ615A型防爆轴流式通风机2台。排水方式：矿井采用斜井开拓方式，在主井井底+1600m标高设置中央水仓，矿井涌水由中央水仓经副斜井直接排至地面。排水泵选择D46504型水泵三台，其流量46m3/h，扬程为200m；配电动机功率为45kw，一台工作，一台备用，一台检修。矿井涌水流量较大时，可两台水泵同时工作

20、。运输：采煤工作面采用滑槽自溜；工作面运输顺槽采用STJ650/222型胶带输送机运输；主斜井选用JTK1.6型单滚筒绞车车车提升作混合提升；副斜井采用RJK22型架空乘人装置运送人员压风：选择L-20/8型地面固定式空气压缩机二台，排气量20m3/min，排气压力0.8Mpa，配套电机功率120kw、380V。瓦斯抽放：设置一套高负压抽放系统和一套低负压抽放系统，采取本煤层预抽与采空区抽放的抽放方法。低负压抽放系统选择SKW27(D)型水环式真空泵2台，其最大气量为Q=30.4 m3/min，瓦斯泵的极限真空约压H = 160hPa，配套电机YB280M6dI，电机功率55kw，电压380/

21、660v，转速550r/min。高负压抽放系统选择SKW27(B)型水环式真空泵各2台，其最大气量为Q=25 m3/min，瓦斯泵的极限真空约H = 240hPa，配套电机YB280M6dI，电机功率55kw，电压380/660v，转速930r/min。抽放主管路共两趟，高负压系统主管选择200mm的焊缝钢管，低负压系统主管选择200mm的焊缝钢管。5、矿井涌水量预计矿井生产时正常涌水量为25m3h，最大涌水量主要在雨季，为75m3h。第三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（一）矿井开拓工程位置及层位选择该矿采用斜井开拓，主斜井、副斜井和回风斜井均布置在龙潭组煤系地层的岩层

22、中，各区段石门均为穿层布置在煤系地层中，井底水仓及泵房布置在1煤层底板岩层中，回采巷道均布置在煤层中，所有井巷均处在二叠统龙潭组煤系地层中，未穿过含水层，亦未穿过断层，有利于防治水工作。具体开拓工程布置详见附开拓系统平面图和立、剖面图。（二）采掘工程所采取的防治水措施1、坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则，做到“有疑必停”。2、定期收集、调查和核对相邻煤矿和废弃的老窑情况，并在井上、下对照图上标出其位置、开采范围、开采年限、积水情况等。3、针对主要含水层（段）建立地下水动态观测系统，进行地下水动态观测、水害预报，并制定相应的“探、防、堵、截、排”综合防治措施。4、井巷在掘进过

23、程中必须先探后掘，掌握前方及上方采空区的水文情况，若发现有水患时，应及时采取措施，待确定安全后再向前掘进，并将出水点位置标于井上下对照图或采掘工程图上。井巷揭露的主要出水点或地段，必须进行水温、水量、水质等地下水动态和松散含水层涌水含砂量综合观测和分析，防止滞后突水。5、在采掘工作面或其他地点发现有挂红、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。6、井下和地面排水设施保证完好，井下主、副水仓、沉淀池、水沟要及时进行清理，每年雨季前对矿井防治水工

24、作进行一次全面检查，成立防洪抢险队伍，并储备足够的防洪抢险物资。7、应加强对地面小窑、老窑的调查并标注在实测的采掘工程图中，划定其探放水红线，在接近探放水线时，必须采取探放水措施。8、必须先查清矿区及其附近地面水流系统的汇水、渗漏情况，掌握当地历年降水量和最高洪水水位资料，建立疏水、防水和排水系统。9、工业场地内建筑物，必须修筑防洪沟渠或采取其它防、排水措施。10、鉴于井口附近及塌陷区内的地表水体有可能溃入井下，因此，应遵守下列规定：严禁开采煤层露头线的防水煤柱。容易积水的地点应修筑沟渠排泄积水。修筑沟渠时，应避开露头、裂隙和导水岩层，特别是低洼地点不能修筑沟渠排水时，应填平压实，防止积水进入

25、井下。排到地面的矿井水，必须妥善处理，避免再次渗入井下。对漏水的排洪沟，应及时堵漏，地面裂缝和塌陷必须填塞，填塞工作必须有安全措施，防止人员陷入塌陷坑内。二、防水安全煤（岩）柱的留设1、防水安全煤（岩）柱的种类由于井田各含水层之间的垂直水力联系通道不很清楚，含水层的裂隙发育情况以及含水层的水力补给情况有待查明，含水层横向富水性及块段间的差异也不明，断层的含水性及与含水层的水力联系也有待进一步查明，因此防水煤（岩）柱的留设尤为重要，设计的防水煤（岩）柱主要有以下几种：1）煤层露头防水煤（岩）柱2）断层防水煤（岩）柱3）井田技术边界防水煤（岩）柱4）水淹区(小窑积水区)防水煤柱防水煤（岩）柱的留设

26、原则：1）在有突水威胁但又不宜疏放或注浆堵水（疏放或注浆很不经济时）的地区采掘时，必须留设防水煤（岩）柱。2）防水煤柱一般不能再利用，故要在安全可靠的基础上把煤柱的宽度或高度降低到最低限度，以提高资源利用率。为了多采煤炭，充分利用资源，也可以用采后充填，疏水降压、改造含水层（充填岩溶裂隙）等方法，消除突水威胁，创造少留煤柱的条件。3）留设防水煤（岩）柱必须与矿井的地质构造、水文地质条件、煤层赋存条件、围岩的物理力学特性、煤层的组合结构方式等自然因素密切结合，还要与采煤方法、开采强度、支护方式等人为因素相适应。4）一个井田或一个水文地质单元的防水煤（岩）柱应该在它的总体开采设计中确定。即开采方式

27、和井巷布局必须与各种煤柱的留设相适应，否则会给以后煤柱的留设造成极大的困难，甚至无法留设。5）在多煤层块段，各煤层的防水煤（岩）柱必须统一考虑确定，以免某一煤层的开采破坏另一煤层的煤（岩）柱，致使整个防水煤（岩）柱失效。6）在同一地点有两种或两种以上留设煤（岩）柱的条件时，所留设的煤（岩）柱必须满足各留设煤（岩）柱的条件。7）对防水煤（岩）柱的维护要特别严格，因为煤（岩）柱任何一处被破坏，必将造成整个煤（岩）柱无效。防水煤（岩）柱一经留设即不得破坏，巷道必须穿过煤柱时，必须采取加固巷道、修建防水闸门和其它防水措施，保护煤（岩）柱的完整性。8）留设防水煤在（岩）柱需要的数据必须在本地区取得。邻区

28、或外地的数据只能参考，如果需要采用，应适当加大安全系数。9）防水岩柱中必须有一定厚度的粘土质隔水层或裂隙不发育、含水层极弱的岩层，否则防水岩柱将无隔水作用。2防水煤柱的留设宽度计算(1)煤层露头防水煤（岩）柱的计算方法与计算结果该矿井的1号、3号煤层均出露地表，以及部分冲沟距离煤层较近，应防止地表水和风化基岩水渗入井下，根据“三下开采规程”的规定留设防水煤柱。按“三下开采规程”水体类型的规定，本矿井水体采动等级属I级，设计采用下列公式计算防水煤柱高度：HshHli+Hb式中：Hsh煤层露头防水煤柱高度，m；Hli导水裂隙带高度，m；Hb保护层厚度，m；Hbili地表裂缝深度，m。矿区范围可采煤

29、层顶板为砂岩和粘土岩。根据上覆岩层岩性及硬度，按中硬岩计算导水裂隙带高度：式中： 采厚，m；开采1号煤层时：48.9m开采3号煤层时：39m保护层厚度，根据地质资料按松散层厚度小于累计采厚考虑，Hb=5开采1号煤层时：53.7818.9m开采3号煤层时：52.110.5m则：煤层露头防水煤岩柱分别为：1号煤层：48.9+18.967.8m3号煤层：39+10.549.5m需要指出的是，由于地质条件的不确定性，设计与实际情况难以完全吻合。生产时应加强“三带”观测，积累经验，必要时调整安全煤柱，以使安全煤柱符合安全、经济的原则。(2)井田边界煤(岩)柱的留设该矿井水文地质属中等类型,可用下面公式计

30、算；但煤柱宽度不得小于20m。L=MAM煤层厚度或采高,m；p隔水层所承受的水压,Mpa；取3MpaKp煤的抗张强度,Mpa；取1.0 MpaA安全系数,一般25，取4.0；开采1号煤层时： L=3.78445.4m开采3号煤层时： L=2.1425.2m(3)断层防水煤(岩)柱的留设断层破坏了岩层的完整性,在没有掌握断层各区段的导水性时,应把整个断层作为导水断层对待。断层防水煤柱不得小于20m。1)煤层位于导水断层上盘时, 防水煤 (岩)柱的留设L=MAM煤层厚度或采高,mP隔水层所承受的水压,MPa(以采深300m考虑) Kp煤的抗张强度,MPaA安全系数,一般12.5；开采1号煤层时：3

31、.782.528.4m开采3号煤层时：2.12.515.8m，取20m2)断层两側相邻煤层的防水煤柱的留设断层两側相邻煤层的防水煤柱,应同时考虑确定,每一侧煤层的防水煤柱,不得破坏另一侧煤层的防水煤柱;既不能使断层两盘设计采空区勾通,又要防止强含水层水涌入巷道,两侧防水煤柱关系确定后,按上述方法计算。留设断层两側相邻煤层的防水煤柱时,必须注意断层的实际破坏影响宽度,而适当增加煤柱的宽度。(4)水淹区或老窑积水区防水煤柱的留设在水淹区或老窑积水区下掘进时，巷道与水体之间的最小距离不得小于巷道高度的10倍。根据巷道断面，该矿取22m。在水淹区或老窑积水区下同煤层中进行开采时，先查明积水区边界，然后

32、用“井田边界煤(岩)柱的留设”公式进行计算。故本矿井在水淹区(小窑积水区)与井田边界煤(岩)柱的留设相同在水淹区(小窑积水区)下的煤层中进行开采时, 防水煤(岩)柱尺寸不得小于导水裂隙带最大高度与保护带厚度之和。根据本矿井条件: 开采1号、3号煤层时,煤(岩)柱分别留设67.8m、49.5m。各类防隔水煤（岩）柱严格按表621的要求进行留设。(5)井筒、大巷及上山保护煤柱井筒、大巷及上山保护煤柱宽度均为20m。(6)工业广场煤柱工业广场其围护带宽度取15m，然后按75基岩移动角确定保护煤柱范围，最终工业广场煤柱宽度为29m。表721 煤层防水煤柱留设表序号名 称煤柱尺寸（m）1号3号1煤层露头

33、防水煤岩柱67.849.52井田边界煤(岩)柱的留设45.425.23断层防水煤岩柱28.4204相邻水平(采区)防水煤(岩)柱的留设67.849.5三、区域、局部探放水措施及设备（一）探放水原则矿井必须作好水害分析预报，坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的探放水原则，还必须做到“有疑必停”。（二）探放水注意事项1安装钻机探水前，要遵守下列规定：（1）加强钻场附近的巷道支护，并在工作面迎头打好坚固的立柱和拦板。（2）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。（3）在打钻地点或附近安设专用电话。（4）测量和防探水人员必须亲临现场，依据设计，确

34、定主要探水孔的位置、方位、角度、深度以及钻孔数目。2探水钻孔应保持适当的超前距、帮距和密度。3预计水压较大的地区，探水钻进之前，必须先安好孔口管和控制闸阀，进行耐压试验，达到设计承受的水压后，方准继续钻进。特别危险的地区，应有躲避场所，并规定避灾路线。4钻孔内水压过大时，采用反压和有防喷装置的方法钻进，并有防止孔口管和煤(岩)壁突然鼓出的措施。5钻进时，发现煤岩松软、片帮、来压或钻孔中的水压、水量突然增大，以及有顶钻等异状时，必须停止钻进，但不得拔出钻杆，现场负责人员应立即向矿调度室报告，并派人监测水情。如果发现情况危急时，必须立即撤出所有受水威胁地区的人员，然后采取措施，进行处理。6在钻探过

35、程中，如发现孔内显著变软，沿钻杆向外流水等透空征兆时，应立即停钻，旋紧安全套管上的钻杆卡，切勿移动和起拔，钻机后面严禁站人，以免有害气体和大量积水突然涌出或高压水将钻杆顶出伤人。待检查各项措施并加固迎头等工作进行完毕后再行放水。7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，只准用钻机探放水。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规程规定时，必须立即停止钻进，切断电源，撤出人

36、员，并报告矿调度室，及时处理。8）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。放水过程中应经常检查孔内放出的瓦斯及其他有害气体的含量，以便采取措施。9排除下山的积水以及恢复被淹井巷前，必须有矿山救护队检查水面上的空气成分，发现有害气体，必须及时处理。排水过程中，如有被水封住的有害气体突然涌出的可能，必须制定安全措施。10严格鉴定放水效果，放水工作应尽量避免在雨季进行。放水终了时将会出现下列一些现象：a、完全不淌水，向里进风或向外出风；b、水流始终不断，但没有

37、压力；c、捅捣时有小水流，不捅捣时无水。这时可停止放水，继续进行掘进工作。11进行探放水施工作业前，矿技术负责人必须结合探水巷道的实际情况，另行编制安全技术措施，明确探放水作业人员一旦面临突水威胁时的避灾路线。12进行探放水施工作业前，必须提前撤出可能受探放水作业地点突水威胁的其它掘进工作面和其它工作地点的所有人员。（三）探放水设计1探放水钻孔布置：探水钻孔应保持适当的超前距、帮距和密度。探水工作采用“探水掘进探水“方式进行，探水钻孔为巷道掘进探明一段安全距离后，巷道允许掘进一段距离，然后再探再掘。超前距：为探水钻孔终孔位置应始终超前掘进工作面一定距离，一般不小于20m。本次按L=0.5 AL

38、A安全系数（25），m；取4L巷道垮度，取3m；p隔水层所承受的水压，Mpa，取3；Kp煤的抗张强度，Mpa，取1.0；L=0.5 AL0.54318m，取20m。允许掘进距离：为经探水证实无水害威胁，最短的探水钻孔控制范围减掉20m的超前距即为允许掘进距离，本矿设计为20m。帮距：为使巷道两帮与可能存在的水体之间保持一定的安全距离，即呈扇形布置的最外侧探水孔所控制的范围与巷道帮的距离，其值与超前距相同，取20m。钻孔密度（间距）：竖直扇形面内钻孔间的终孔垂距不得超过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。倾斜煤层平巷探水钻孔布置：钻孔呈半扇形布置在巷道上帮，一般布置3组钻

39、孔，每组12孔。钻孔夹角分大夹角与小夹角两种，前者钻孔夹角715，后者13，视小窑老空的规模而定，老空规模大取大夹角，规模小取小夹角。见图621图621 倾斜煤层平巷探水钻孔布置图倾斜煤层上山巷道探水钻孔布置：钻孔呈扇形布置在巷道前方，一般布置5组钻孔，每组12孔。钻孔夹角分大夹角与小夹角两种，视小窑老空的规模而定。见图622图622 倾斜煤层上山巷道探水钻孔布置图2、探水施工中的技术要求（1）钻进中应做好岩芯的采取和编录工作；必要时可保留岩芯。（2）钻进时应准确判别煤、岩层厚度并记录换层深度。一般每钻进10m或更换钻具时，测量一次钻杆并核实孔深。终孔前再复核一次，如有可能应进行孔斜测量。（3

40、）钻进时，发现煤岩松软、片帮、来压或孔中的水压、水量突然增大，以及有顶钻等现象时，必须立即停钻，记录其孔深并同时将钻杆固定。要立即向矿调度室汇报，及时采取措施，进行处理。（4）钻进中发现有害气体喷出时，应立即停止钻进、切断电源，将人员撤到有新鲜风流的地点。立即报告矿调度室，采取措施。（5）钻孔内水压过大或喷高压水时，应采用反压和防喷装置的方法钻进，应有防止孔口管和煤(岩)壁突然鼓出的措施：(6)背紧工作面，在拦板外面加设顶柱或木垛，必要时还应在顶、底板坚固地点砌筑防水墙，之后方可放水。(7)对于水压大于2MPa，中间要穿过煤层的探断层水钻孔，在打穿断层或含水层前，还应下第二层孔口管并超过煤层1

41、 m以上。(8)在探水孔施工中，见到含水层、断层、陷落柱和积水区之前，应停止钻进，安好水门后再继续钻进。（9）遇高压水顶钻杆时，可用立轴卡瓦和逆止阀交替控制钻杆，使其慢慢地顶出孔口，操作时禁止人员直对钻杆站立。（10）应做到交接班时不停钻。（11）探放断层水的探水孔终孔后，孔内有水应进行放水试验。孔内无水时应选择一个孔进行压水试验，检验断层隔水性能；压力一般应略大于断层所承受的静水压力。（12）探放水钻孔，完成探测任务后必须全孔注浆封闭，并做好封孔记录。3、放水的技术要求（1）钻孔探到水后，要观测水压、水质、水量和估计积水量或补给量。根据矿井排水能力及水仓容量，控制放水孔的流量或调整排水能力，

42、并清理水仓、水沟等。（2）煤层顶板有含水层和水体存在时，应当观测“三带”发育高度。当导水裂隙带范围内的含水层或老空积水影响安全开采时，必须超前探放水并建立疏排水系统。（3）加强放水地点的通风，增加有害气体的观测次数。（4）必须监视放水全过程，放水结束后，应立即核算放水量与预计积水量的误差，查明原因。 (四)探放水设备选择1）探放水设备选择依据矿井用一个采煤工作面保证矿井年生产能力，配备2个准备巷道掘进工作面。2）探放水设备及数量在2个准备巷道掘进工作面共配备TXU75探水钻4台（2用2备）。其技术参数为：最大钻进深度75m，开孔89mm，终孔50mm，钻孔倾斜角度0360，立轴最大压力800k

43、g，配套电机BJO2414，功率4kw。水泥砂浆封孔泵选择SLB1型，共3台，用于钻孔封孔。并使用HCZ型钻机油枕应力计，共10个。（五）探放水的安全措施1）探水前应加固探水工作区支架，背好帮顶，以免压力水冲垮煤壁和支架；2）清理巷道，保证安全撤退路线畅通无阻；3）保证水沟畅通，并有适当的坡度和断面，水仓和排水设备要有足够的容量和能力。4）探水地点要安装电话，与所有可能受水威胁的工作地点连通，并事先制定好撤退路线，以防止意外事故的发生；5）探水巷道应加强出水征兆的观测，一旦发现异常应立即停止工作，及时处理。情况紧急时必须立即发出警报，撤出所有受水威胁地区的人员； 6）钻孔接近采空区，预计可能有

44、瓦斯或其他有害气体涌出时，必须有瓦斯检查员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超过井下探放水技术规范（MT/T6321996）有关条文规定时，必须立即停止打钻，切断电源，撤出人员，并报告矿调度室，采取措施，进行处理。7）探水的上山、下山及平巷，中间不得有低洼积水段；8）探水巷必须在探水钻孔有效控制范围内掘进，探水巷的超前距离、帮距及孔间距应符合设计要求。每次探水后，掘进前，应在起点处设置标志，并建立挂牌制度；9）巷道支护应牢固，顶、帮背实，无高吊棚脚，倾斜巷有撑杆，使巷道有较强的抗水抗水流冲击能力；10）上山探水时，一般应双巷掘进。其中一条超前探水、汇水，另一条随后用

45、来安全撤人。双巷间每隔3050m掘一联络巷并设挡水半墙；11）放水工作应尽量避免在雨季进行；12）探放水人员必须按照批准的设计施工，未经审批单位允许，不得擅自改变设计。四、疏水降压措施1、疏水降压地点、方法的确定由于各含水层含水的不均匀性，增加了开采煤层时突水的危险性。因此矿井生产期间应加强水文地质工作，对具突水危险性区域，应及时进行探放水，以保证矿井生产安全。疏水降压地点主要是在煤层开采时从采区巷道底板及顶板打疏放水孔放水降压，具体布置应在专门的疏放水方案中确定。根据煤矿生产经验，煤层顶底板砂岩水存在局部富水的可能，矿井在生产过程中要高度重视顶底板砂岩水局部充水影响，超前进行查探、疏放。2、疏水降压设备选择疏水降压设备与井下探放水设备共用，不铺设专门管道，井下疏水通过水沟自流至工业场地矿井水处理站。3、疏水降压的措施1）疏水降压利用疏水钻孔降低水头压力。在工作面巷道掘进期间，在适当位置施工疏水降压钻孔。钻孔一般施工在设计疏放安全水压线与设计的疏水巷道中间部位。贯穿整个含水层，钻孔施工完毕后即可对承压含水层进行疏水降压，同时定期进行涌水量、水压的观测，检查验证疏水降压效果。直到把水位降至安全水头值以下。2）施工专门疏水巷道。对于水压大、含水丰富的承压