13407回风巷掘进工作面探放水设计.docx
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1、纳雍县下对门煤矿13407回风巷掘进工作面探放水专项设计工作面名称: 13407回风巷 机电副矿长: 葛传达安全副矿长: 李应龙 生产副矿长: 王燕红 总 工 程师: 李艳波 矿 长: 卢凤荣 二一七年五月四日13407回风巷巷探放水专项设计会审意见序号工种或职务姓 名审 批 意 见日 期1机电副矿长2安全副矿长3生产副矿长4总工程师5矿 长会审综合意见:目 录第一章 概述1第一节 设计的目的1第二节 编制设计依据1第三节 设计指导思想和原则1第四节 巷道基本情况2第二章 巷道区域水文地质情况简述8第一节 围岩特征8第二节 掘进区域地质构造9第三节 掘进区域小窑分布和水文地质情况10第四节 瓦
2、斯等级、煤层自燃发火、煤尘爆炸及地温11第三章 掘进工作面防治水措施的确定11第一节 掘进工作面施工安全措施11第二节 掘进工作面探放水设施设备14第三节 掘进工作面探放水设计17第四节 探放水钻孔施工技术要求21第四章 探放水安全技术措施22第一节 安全技术措施22第二节 施工组织措施29第一章 概 述第一节 设计的目的下对门煤矿属生产矿井,开拓方式为斜井开拓,受上部31号煤层采空的影响,老空水和地表裂隙水对矿井安全生产影响较大,为加强下对门煤矿的防治水工作,防止和减少水害事故,保障煤矿职工生命安全及矿井安全顺利生产,坚持执行预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采的原则。采掘工作面实施探、防
3、、堵、疏、排、截的综合治理措施。结合中井煤矿生产实际和探放水规定,特编制13407回风巷掘进探放水设计及安全技术措施指导13407回风巷掘进探放水工作,防止矿井水害事故发生。第二节 设计的依据1、纳雍县中井煤矿开采方案设计说明书。2、纳雍县中井煤矿安全专篇。3、煤矿安全规程、煤矿防治水规定、建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程等。4、本矿现场实测的数据。6、下对门煤矿水文地质调查报告;第三节 设计的指导思想与原则1、严格遵循煤矿防治水规定、煤矿安全规程及行业主管部门关于煤矿放治水的有关规定。2、100%坚持执行“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的防治水原则,采掘工作面实施
4、“探、防、堵、疏、排、截”的综合治理措施。3、坚持“科学、经济、合理”,编制既符合行业技术规范、安全法规,又符合煤矿开采实际的切实可行的巷道掘进防治水方案。第四节 巷道基本情况一、煤层的顶底板岩性34煤层的顶底板岩性为粉砂岩为主,底板为泥岩。抗压强度及抗剪强度均较低,易破碎,稳定性较差,厚度变化不大;遇水容易膨胀。表211 可采煤层特征表煤层编号煤层厚度(m)煤层间距(m)煤 层结 构煤层稳定 性倾角顶底板岩性平均厚度(m)顶 板底 板M160.922.3211.2含夹矸00.12m稳 定4粉砂岩粘土岩泥质粉砂岩1.60M290.671.90无夹矸较稳定4砂质泥岩灰黑色泥岩1.4022.4M3
5、10.802.78含夹矸00.40m较稳定4泥质粉砂岩泥岩2.1010.8M320.752.13含夹矸00.30m稳 定4粉砂岩泥岩1.506.4M340.822.31无夹矸稳 定4粉砂岩泥岩1.6020.4M351.002.20无夹矸稳 定4泥质粉砂岩泥岩1.7010.5M360.901.931.50无夹矸稳 定4泥质粉砂岩粉砂质粘土岩 二、地质构造在矿区内岩层呈单斜产出,走向N2630,倾向39左右,平均倾角4。本矿地层受加嘎背斜构造影响较大,但在小区域内构造较为单一,倾向北西,区内无大的断裂和褶曲,在矿井中部发育一条断层F1,为正断层,断面倾向北西,呈南南西向延伸,该断层断距在12m左右
6、,对矿井内煤层稳定性和连续性无较大影响。矿井范围内无对矿体造成破坏的陷落柱、剥蚀带等地质构造。M16、M29、M31可采煤层在井田南东角有煤层露头出露,M32、M34、M35、M36煤层露头线均在矿井范围以外。煤层风氧化带倾宽度按30m考虑。区内构造复杂程度类型属简单。 三、水文地质 13407回风巷工作面段内地质构造简单,岩层结构稳定,缓倾斜状,顶板为粉砂岩岩,厚度约5m,由于上面煤层存在采空区,可能出现顶板淋水。 四、可能突水因素分析: M34号煤层存在M31煤层采空区,并且层间距只有68米,加之局部小型构造裂隙存在,因此突水因素有老空水、裂隙水。 五、巷道布置及支护说明1、巷道概况:13
7、407回风巷设计全长300m,巷道设计方位216; 2、巷道布置及掘进方式 13407回风巷设计为沿煤层底板走向布置,全长300m。3、水沟:宽250mm深200mm附图1-4-2巷道平面位置图4、支护设计 临时支护:采用11#工字钢做前探悬臂梁,厚度在5cm以上的木板背顶。巷道断面形状为矩形,上帮棚腿长2.60m、棚腿长2.3m,巷道净宽3.2m;排水沟毛宽0.25m,深0.2m; 附图1-4-3:巷道支护断面图 五、探放水设计 1、探水起点的确定: 探水线的起点是本煤层巷道开口位置为起点,设计探水线至积水区的最小距离:煤层中不得小于30m。每隔允掘长度在巷道右帮施工一个钻场,便于排水和施钻
8、,钻场宽度3米,高度2米,深度5米。 2、超前距离:探水钻孔终孔位置始终超前掘进工作面的安全距离采用30m。 3、允许掘进距离:经探水证实无水害威胁,可安全掘进的距离:探水中心钻孔深度(或5个钻孔的最小平距)减去30m。 4、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,布置的最外侧探水钻孔所控制的范围与巷道帮的距离取30m。 7、超前距离的计算: a=0.5A L (3p/kp)1/2 式中:a -超前距离(m) L-巷道的跨度(宽或高,取其最大者)m Kp-煤的抗张强度(Mpa) P-水头压力(Mpa) A-安全系数,一般取25;本设计取5。 a=0.533.5320/10=0
9、.533.52.4513(m),a(实)13m 据此,超前距取30m,帮距取30m。 8、钻孔参数的确定 每钻孔5个(1#、2#、3#、4#、5#),1#孔为中心孔。 钻孔直径: 75mm。 探放水钻孔设计:钻孔沿煤层倾向呈扇形布置,安全超前距30m,设计最短水平投影距离70m,准掘40m。 在每个钻场地点做好标记,并挂牌管理。 9、老空的探水线:沿老空积水线或老空边界平行外推80m,其探水设计同上。 10、井巷通过导水或可能导水断层前的探水设计: 超前探水:探水线(探水起点)至断层交面线的最小距离为30m,当水压大于2Mpa时按每增加0.1Mpa增加1m。 其他技术参数同上(探水设计)。探放
10、水钻孔布置示意图: 11、另外掘进过程中每间隔30米,用锚杆钻机朝顶板打两个探眼,探透空区,检验是否有水。六、探水设备选择:探水设备选用MYZ-150液压钻机,有效钻进深度可达120m,配套直径75mm钻杆。七、 止水套管 在有水压的地点探放水,必须预先固结套管,套管安设闸阀,止水套长度不少于10米。 第二章 巷道区域水文地质情况简述第一节 围岩特征根据地质报告,M34煤层:位于龙潭组下段中部,上距M32煤层6.4m,无夹矸,层位及厚度稳定。颜色呈黑色,灰黑色至深黑色,结构简单。倾角39,平均4 厚度0.822.31m,平均厚1.60m,顶板为泥质粉砂岩,底板为泥岩。第二节 掘进区域地质构造区
11、域构造区内无大的断裂和褶曲,在矿井中部发育一条断层F1,为正断层,断面倾向北西,呈南南西向延伸,该断层断距在12m左右。矿井内地层主体倾向北东东,倾角在39,平均倾角4。该断层断距在3m左右。矿井范围内无对矿体造成破坏的陷落柱、剥蚀带等地质构造。M16、M29、M31可采煤层在井田南东角有煤层露头出露,M32、M34、M35、M36煤层露头线均在矿井范围以外。矿山地质构造条件为中等。第三节 掘进区小窑分布和水文地质情况区内采煤历史悠久。由于区煤层的煤质好,厚度稳定,地质构造中等,因此长期以来,一此地方小煤窑分布于可采煤层露头线附近,主要为当地村民的生活用煤。由于这些个体开办的小煤窑缺乏合理规划
12、和管理,布局不合理,加上设备简单陋,技术含量低,采煤方法落后,不仅回率低,资源浪费严重,而且生产很不安全,伤亡事故时有发生。矿区范围内非法开采的小煤窑已全部关闭、停产。矿区浅部小窑采空区估计积水较多,生产中必须查清其开采范围和积水情况,留设足够的老采空区防水煤柱,防止水灾事故发生,生产中也要注意其积水可能带来的水患影响。矿区无相邻矿井。1、地表水害:有无名小河在矿区外围北部流过,地表水大多为雨季“V”型冲沟水,冲沟流程短,水量较小,汇入岩溶洼地滲入地下。矿区地势北高南底,地下水径流由北向南径流,并受到地形因素影响,矿区东北地区岩溶侵蚀形成缓丘,地形坡度较小,侵蚀基准面标高约为1500.0m(位
13、于矿区北部外围无名小河河流水面)2、地下水害:岩石破碎,透水性较强,特别在雨季水量猛增。3、老窑水:区内有老窑和小煤矿分布,且开采历史悠久,大部分被关闭。老窑采空冒落造成地表开裂、塌陷,致使地表水及降雨由裂隙渗入老窑蓄积。因此,老窑大多有积水。开采浅部煤层,应预防老窑水涌入。当矿山进行生产时,在生产矿井掘进过程中,若沟通老窑积水,会形成老窑突水,当突水量较大时,将产生老窑积水淹没矿井、冲毁矿井的采矿设备、造成人生伤亡及财产损失的安全事故。4、采空区水:矿区范围内的一采区的M16、M29、M31煤层已基本采空,M32煤层部分采空,首采面布置在M34煤层,该矿采空区面积、积水量虽已基本查清(见表7
14、11),但老采空积水仍是矿井水患的主要威协,存突水淹井的危险,采掘过程中要坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”,以及“有疑必停”的原则,并采取疏水措施,疏干老空区水后方能进行采掘。本矿井水文地质简单,矿区内无大的地表水体,各充水岩组之间在自然状况下无水力联系。矿井充水的主要因素为:矿井裂隙水及地表通过采支裂隙带导入、空区水。由于本矿区内地表冲沟较发育,泄洪条件较好,且受季节性大气降水控制,故对矿井影响不大。矿井涌水量一般在1035m3/h。第四节 瓦斯等级、发火期、煤尘爆炸、地温一、瓦斯、煤尘爆炸性和煤炭自燃倾向性1、瓦斯 根据贵州省煤炭管理局文件(黔能源发2010第699号)关于毕
15、节地区工业和能源委员会的批复,下对门煤矿的瓦斯等级鉴定数据见下表,鉴定结论的瓦斯等级为高瓦斯 矿井瓦斯等级鉴定结果汇总表鉴定年度批复文件瓦斯涌出量CO2涌出量结论备注相对m3/t绝对m3/min相对m3/t绝对m3/min2010黔能源发2010第699号10.260.514.020.2高瓦斯该矿区范围内未发生过煤与瓦斯突出;经鉴定:该矿井的M34煤层在1485m标高以上不具有突出危险性。2、煤的自燃倾向性 根据贵州省煤田地质局实验室2008年4月29日提交的M16、M29、M31、M32、M34、M35、M36煤层煤尘爆炸性和煤炭自燃倾向等级鉴定报告的结论:本矿的M16、M29、M31、M3
16、2、M34、M35、M36煤层自燃倾向性为类,即为不易自燃煤层。该矿井按类不易自燃煤层进行设计。3、煤尘爆炸危险性根据贵州省煤田地质局实验室2008年4月29日提交M16、M29、M31、M32、M34、M35、M36煤层煤尘爆炸性鉴定报告的结论:本矿的M16、M29、M31、M32、M34、M35、M36煤层煤尘无爆炸危险性,该矿井按煤尘无爆炸危险性进行设计。(二)地温根据矿井提供的资料,矿井在划定的开采标高内,属地温正常型矿井。第三章 掘进工作面防治水措施的确定第一节 掘进工作面施工安全措施1、防隔水煤(岩)柱的尺寸,应当根据地质构造、水文地质条件、煤层赋存条件、围岩性质、开采方法以及岩层
17、移动规律等因素,在矿井设计中确定。2、 在采掘工程平面图和矿井充水性图上必须标绘出井巷出水点的位置及其涌水量、积水的井巷及采空区的积水范围、底板标高和积水量等。在水淹区域应当标出探水线的位置。3、每次降大到暴雨时和降雨后,应当有专业人员分工观测井上积水情况、洪水情况、井下涌水量等有关水文变化情况以及矿区附近地面有无裂缝、老窑陷落和岩溶塌陷等现象,并及时向矿调度室及有关负责人报告,并将上述情况记录在案、存档备查。情况危急时,矿调度室及有关负责人应当立即组织井下撤人,确保人员安全。4、受水淹区积水威胁的区域,必须在排除积水、消除威胁后方可进行采掘作业;如果无法排除积水,开采倾斜、缓倾斜煤层的,必须
18、按照建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程中有关水体下开采的规定,编制专项开采设计,由煤矿企业主要负责人审批后,方可进行。一、防治老窑积水的措施1、探放老空水前,应当首先分析查明老空水体的空间位置、积水量和水压。2、钻孔放水前,应当估计积水量,并根据矿井排水能力和水仓容量,控制放水流量,防止淹井;放水时,应当设有专人监测钻孔出水情况,测定水量和水压,做好记录。如果水量突然变化,应当及时处理,并立即报告矿调度室。3、当钻孔接近老空时,预计可能发生瓦斯或者其他有害气体涌出的,应当设有瓦斯检查员或者矿山救护队员在现场值班,随时检查空气成分。如果瓦斯或者其他有害气体浓度超过有关规定,应当立
19、即停止钻进,切断电源,撤出人员,并报告矿井调度室,及时处理。4、探放水孔应当钻入老空水体,并监视放水全过程,核对放水量,直到老空水放完为止。二、防探断层水措施1、应核准(包括补钻探明)断层产状、位置、分析断层带的富(导)水性,并在平面图、剖面图上确定断层与采掘工作面的空间几何关系。2、井巷通过导水或可能导水断层前,必须超前探水。探水线(探水起点)至断层交面线的最小距离不得于20m,水压大于20kgf/cm2时应按比例增大。3、当井巷通过(导)水断层时,要严防来压冒顶突水或迟到突水(突泥砂),并及时建议采掘部门采取相应的防水措施,如加强支护、砌碹、注浆封闭等。4、对与强含水层连通的导水断层,必须
20、按规定留设隔水防煤柱。采掘工作面接近断层煤柱前,要复查煤柱的可靠性。三、防探底板水措施1、探放底板水前,应当首先分析查明水体的空间位置、积水量和水压。2、钻孔放水前,应当估计积水量,并根据矿井排水能力和水仓容量,控制抽放水流量,防止淹井;放水时,应当设有专人监测钻孔出水情况,测定水量和水压,做好记录。如果水量突然变化,应当及时处理,并立即报告矿调度室。3、当钻孔接近底板水时,预计可能发生瓦斯或者其他有害气体涌出的,应当设有瓦斯检查员或者矿山救护队员在现场值班,随时检查空气成分。如果瓦斯或者其他有害气体浓度超过有关规定,应当立即停止钻进,切断电源,撤出人员,并报告矿井调度室,及时处理。4、探放水
21、孔应当钻入底板水体,并监视抽放水全过程,核对放水量,直到矿井不受底板水威胁为止。5、在施工过程中必须注意探测巷道与茅口灰岩的法距,并注意探放水和疏水工作,可采取防水闸门、注浆加固底板、留防水煤柱、增强排水能力等技术措施,确保安全。第二节 掘进工作面探放水设施设备一、掘进工作面水害预测要求1、该掘进工作面必须坚持执行“预测预报、有掘必探、先探后、掘先治后采”的原则。根据现场实际进行充水条件分析,并遵守下列规定:根据本年度采掘接续计划,结合矿井水文地质资料,全面分析水害隐患,提出水害分析预测表及水害预测图;在实际施工中,必须对掘进工作面预测图、表逐月进行检查,不断补充和修正。现场作业人员发现水患险
22、情,必须及时沿避灾撤人路线发出水害警报,并报告矿调度室,通知可能受水害威胁地点的人员立即撤到安全地点;2、采掘工作面年度和月度水害预测资料及时报送矿井总工程师及生产安全部门。二、探放水安全注意事项1、安装钻机探水前,要遵守下列规定:加强钻场附近的支护,并在工作面迎头打好坚固的立柱和拦板。清理好巷道和排水沟。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。在打钻孔地点或附近安设专用电话。测量和探放水人员必须亲临现场,严格遵照设计,确定主要探水孔的位置、方位、角度、深度以及钻孔数目。2、预计水压较大的地区,探水钻进之前,必须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
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