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盘县乐民镇天源煤矿探放水方案设计编制日期二00九年一月1目录第一节矿井水文安全条件分析..............................................................2一、矿井水文地质情况............................................................................2第二节矿井防治水措施..........................................................................3一、矿井开拓开采所采取的安全保证措施............................................4二、防水安全煤岩柱留设........................................................................5三、降压措施............................................................................................7四、井下探放水措施...............................................................................7五、地表水防治措施..............................................................................13第三节井下防治水安全设施................................................................152第一节矿井水文安全条件分析一、矿井水文地质情况矿区位于古木背斜东翼，为高原山地地形，矿区沟系发育，地表排水条件通畅，地表水汇入矿界东部的沟河内，其汇水标高+1670米。沟系地表水流量受季节影响极大，流量大小受降水控制，雨后山间沟系水流量较大，暴雨后有山洪发生。矿区含水层为煤层顶板间接充水岩层飞仙关组（T2f）砂页岩，为一弱含水岩组；煤矿的直接充水岩层为上二迭龙潭—大隆组（P2l—d），为一弱含水岩组；隔水层为龙潭组（P2l）凝灰质粘土岩、炭质页岩、粘土质页岩，水文地质条件复杂。1、含水量龙潭—大隆组和飞仙关组主要由砂泥岩组成，该地层含浅部风化裂隙水，有泉水点出露，愈往深部含水性愈微弱。井下煤层巷道中，顶板常见淋水现象。第四系主要为坡积物、残坡积物，厚度一般10米左右，透水性强，含水性中等，主要受大气降水的控制。2、隔水层主要是含煤岩组及上伏地层中的泥岩和粘土岩。3、地表水矿区内地表水较发育，多处泉水沿沟分布，经调查共有5个泉点,最大流量20升/秒,一般均在2升/秒。4、地下水主要为煤系地层含水，因未对已关闭停采小窑进行水文地质工作，地下水涌水量及小窑积水等水文地质情况不详。5、矿井充水条件分析3矿井充水水源有三种，其中大气降水、老窑积水是矿井充水的主要因素，次为地下水。（1）、地下水：地下水是矿井的直接充水水源（2）、地表水：因矿区开采标高大部分低于当地浸蚀基准面以下，地表水补给地下水增多，因此是造成矿井积水的主要因素。（3）、停采小窑积水：由于停采小窑常年不排水，贮有大量地下水，当采掘工作面遇到或接近停采小窑时，易发生突水事故。根据以上情况，本矿区水文地质条件复杂，地表水汇水标高+1670米（测区内高程）。6、矿区水文地质特点：（1）、矿区主要含水带煤系为成层的砂岩系，地下水沿层流动。（2）、绝大部分矿床埋藏于当地浸蚀基准面以下，煤系含水带渗透性能力较弱，地下水循环甚为缓慢。（3）、在构造和地形上，矿区为较明显盆地水文地质特征，它具有一定的补给区和排泄区，地表水均向盆地中心汇集，沿沟排出矿区。综上所述，本井田属于以大气降水为主要补给来源的裂隙充水矿床，水文地质条件中等。7、矿井涌水量矿井正常涌水量20m3/h，最大涌水量40m3/h。第二节矿井防治水措施一、矿井开拓、开采所采取的安全保证措施1、矿井开拓工程位置主斜井：沿煤系地层中部布置,井口标高为+1684.3m，斜长271m，方位角67.5°,倾角17°,掘至+1604.22m标高时落平,落平后掘送11运输石门,斜长271m；4副斜井：沿煤系地层中上部布置，井口标高为+1697.0m，斜长238m，方位角68°，倾角23°，付斜井至+1647.8m标高设甩车场，与11回风石门连接，付斜井至+1604m标高设甩车场与11运输石门连接；主、副斜井掘至+1604.22m水平布置一水平车场、水仓，掘至+1400m水平布置二水平车场、水仓。回风斜井：井口标高为+1696.4m，斜长150m，方位角68°，倾+1400m水平布置二水平车场、水仓；角19°，沿3号煤层底板岩层布置，至+1648m标高落平，落平后直接以同一方位按3‰坡度作一区段穿层石门至1号煤层。2、采掘工程所采取的防治水措施（1）收集、调查和核对相邻煤矿和废弃的老窑情况，并在井上、下对照图上标出井田位置、开采范围、开采年限、积水情况等。（2）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”综合防治水措施。（3）井巷在掘进过程中必须先探后掘，掌握前方水文情况，若发现有水患时，应及时采取措施，待确认安全后才向前掘进，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。（4）采掘工作面或其它作业地点发现有挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板淋水加大、顶板来压、底版鼓起或产生裂隙出现渗水、水色发浑、有臭味等突出预兆时，必须停止作业，采取措施，立即报告调度室，发出警报，撤出所有受水威胁地点的人员。（5）井下和地面排水设施保证完好，所设沉淀池、水沟要及时清理，每年雨季前必须清理一次。每年雨季前对矿井防治水工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。（6）在矿井采掘过程中坚持“有掘必探、先探后掘”的原则。（7）查明矿区和矿井的水文地质条件，编制中长期防治水规划和年度防治5水计划，并组织实施。做到水文地质条件可靠。3、地面防治水措施必须先查清矿区及其附近地面水流系统的汇水、渗漏情况，与水力有关的水利工程，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。二、防水安全煤柱留设1、防水煤（岩）柱的留设原则①在有突水威胁但又不宜疏放的地区采掘时，必须留设防水煤（岩）柱。②防水煤柱一般不能再利用，一般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。③留设防水煤（岩）柱必须与当地的地质构造、水文地质条件、煤层赋存条件、围岩的物理力学性质、煤层的组合结构方式等自然因素密切结合，与采煤方法、开采强度、支护形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）柱应该在它的总体设计中确定，即开采方式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在多煤层地区，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（岩）柱致使整个防水煤柱失效。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）柱必须满足各个留设煤（岩）柱的条件。⑦对防水留设煤（岩）柱的维护条件要特别严格，因为煤（岩）的任何一处被破坏，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，巷道必须穿过煤层时，必须采取加固巷道、修建防水闸门和其它防水设施，保护煤（岩）柱的完整性。⑧留设防水煤（岩（柱）所需的数据必须在本区取得。邻区或外地的数据只能参考，如果需要采用，应当加大安全系数。⑨防水煤（岩）柱中必须有一定厚度的粘土质隔水岩层或裂隙不发育、含6水性弱的岩层，否则防水岩柱将无隔水作用。2、防水煤（岩）柱的种类根据防水煤（岩）柱所处的位置，可以分成不同的种类。根据本矿的实际情况，需要留设以下防水煤（岩）柱。①断层防水煤（岩）柱在导水或含水断层两侧，为防止断层水溃入井下而留设的防水煤（岩）柱；当断层使煤层与含水层接近时，为防止含水层溃入井下而留设的防水煤（岩）柱。②主要巷道防水煤（岩）柱。3、防水煤（岩）柱的留设①断层防水煤（岩）柱的留设断层破坏了岩层的完整性，常常成为含水层间的联系通道。断层的某一区段是否导水，导水强弱等情况取决于两侧岩层的接触关系、含水层的水压以及采矿活动对断层的重复破坏作用。因此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。煤层直接和富含水层、导水断层接触，顶底板无突水可能，即煤柱主要是顺层受压时，常以下叙公式计算煤柱宽度：L=0.5kM3p/kp式中：L－顺层防水煤柱宽度（m）M－煤层厚度或宽度（m）取最大采高M=2m；Kp－煤层的抗张强度(kgf／cm2)Kp取10kgf／cm2；P－水力压头（kgf/cm2）,P=120Kg/cm2；K－安全系数，一般取2－5，本次设计取5则：L=0.5×5×23×120/10=30根据上式计算，故断层两侧各留30m防水煤柱。②主要巷道防水煤（岩）柱留设L=0.5kM3p/kp式中：L—顺层防水煤柱宽（m）7M—煤层厚度或采高（m）取最大采高M=1.62mkp—煤层的抗张强度（kg/cm2）kp取10kp/cm2;P—水头压力（kg/cm2）,P=50kgf/cm2;K—安全系数，一般取2－5，本次设计取4则：L=0.5×4×23×50/10=15m根据上述计算，并结合实际情况，故主要巷道两侧各留设15m防水煤柱。见表。防水煤柱留设表名称煤柱尺寸（m）井田一侧边界煤柱20大巷一侧20上山一侧/两侧之间15区段煤柱10落差10～20m的断层30落差小于10m的断层30采空区边界煤柱20小窑、老硐防水保护30公路保护煤柱60三、降压措施本矿无承压含水层。四、井下探放水措施（一）、探放水原则必须按“有疑必探、有掘必探、先探后掘”的原则进行。（二）、探放水设备选择探放水设备型号：采用ZY—750钻机。配备台数4台，一、二水平各一台。备用1台。（三）、井下钻工上岗条件81、井下钻探需要熟悉以下知识：2、必须熟悉《煤矿安全规程》和井下工作的一般安全知识，经专门技术培训，考核合格后，方可上岗。3、熟悉钻机的工作原理。掌握各种钻机的操作要领，维护保养及排除故障的技术知识。4、掌握瓦斯抽放、煤层注水、注浆、防灭火、防突等各种钻孔的封孔和施工方式。5、掌握《煤矿安全规程》对瓦斯抽放、煤层注水、注浆、防突等的有关规定。6、了解有关煤矿瓦斯、煤尘爆炸的知识。7、熟悉预防灾害的措施和矿井避灾路线。8、掌握井下打钻、注浆、封孔、煤层注水、防灭火、瓦斯抽放、防突等各种钻孔的施工方法。（四）、安全技术规定1、安装钻机前，必须遵守下列规定：⑴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挡板。⑵清理巷道，挖好排水沟。⑶在打钻地点或附近安设专用电话。⑷测量和防探水人员必须亲临现场，依据设计，确定主要探水孔的位置、方位、角度、深度及钻孔数目。2、钻机运往作业地点后，应仔细检查：⑴检查所有紧固件是否牢固，检查操作手轮柄是否灵活可靠，检查齿轮咬合情况。主轴转动是否灵活，皮带松紧是否适宜。皮带可通过调整螺丝进行调整，电机的接线一定要专职电工操作，并检查电机及防爆开关是否符合要求，并注意电机的旋转方向（钻机主轴应顺时针方向旋转），一定按箭头的方向旋转。先空机运转，待正常后，再正式钻进。⑵检查机油、液压油油量并加足。93、钻机固定安装在井下可借机座用木头支柱与巷道顶板或梁撑紧。同时对底座的左右后部也应支撑，防止机体左右摆动和钻机受力后向后移动，钻机安装必须平稳、牢固。4、钻探操作1）钻进规定（1）打钻人员必须对钻机的结构原理了解清楚，详细看懂说明书，严禁盲目开钻。（2）开钻前不要锁紧