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中煤能源有限公司鄂尔多斯分公司伊化矿业资源有限责任公司母杜柴登煤矿30201工作面顶板疏放水钻孔施工组织设计徐州大屯工程咨询有限公司2013年8月目录一、概况...................................................................................................................1二、工程目的和任务...............................................................................................2三、工作面水文地质概况.......................................................................................2四、工程量及质量标准...........................................................................................3㈠工程量...........................................................................................................3㈡质量标准.....................................................................................................11五、施工技术要求及施工技术措施.....................................................................11六、劳动组织和施工工期保证措施.....................................................................15七、主要施工设备和材料配备.............................................................................17八、质量保证措施.................................................................................................18九、施工安全措施.................................................................................................19十、环保及职业健康要求.....................................................................................23十一、附图：.........................................................................................................241一、概况中煤能源集团有限公司鄂尔多斯分公司所属母杜柴登矿是蒙陕亿吨级煤炭基地的主力矿井之一。母杜柴登矿位于鄂尔多斯市乌审旗呼吉尔特矿区东南部，行政区划隶属鄂尔多斯市乌审旗图克镇管辖。井田为一不规则多边形，南北最长约10.23km，东西最宽约7.86km，面积约59.59km2，井田内资源量为1116.36Mt，可采储量704.51Mt，设计生产能力6.0Mt/a。母杜柴登井田内含煤地层为侏罗系中统延安组（J2y），该组地层平均厚度为287.67m。含煤9～20层，平均14层，含煤总厚11.24～23.39m，平均19.80m，含煤系数6.88%；可采煤层8层,即2-2中、3-1、4-1、4-2中、5-1、5-2、6-2上、6-2中煤层，均为全区可采或大部可采的稳定～较稳定煤层，可采煤层总厚9.22～20.80m，平均16.83m，可采含煤系数5.85%。含可对比成层的不可采煤层4层（4-2上、4-2下、5-2上、6-2下）。初设中将开采2-2中煤层的201盘区和开采3-1煤层302盘区作为首采盘区，面积近40km2，首采工作面为3-1煤层302盘区30201工作面。母杜柴登煤矿为立井开拓方式，共设3个井筒，即主立井、副立井和回风立井。目前，矿井处于建设期，3个井筒已经全部落底，井底巷道即将完成，3条大巷掘进已经展开，生产系统建设已经初具规模，首采工作面（30201工作面）准备巷道即将开始掘进。30201首采工作面位于井田南翼中部，302盘区东侧，主采煤层为3-1煤，设计采高4.8m，生产能力4.2Mt/a。工作面设计长度3500m，宽度240m，走向南北，向302盘区西部接续。根据勘探钻孔H126、B11、H134、B22及MB05孔统计分析，30201工作面3-1煤层厚度为3.8～6m，总体南部厚，北部薄；煤层埋深为630.8～654.61m，南浅北深；煤层底板标高在+631.1～+646.132m之间，南高北低；整体为单斜构造，工作面煤层倾角1～2°，煤层倾向为北西向，工作面回采将以小角度俯采为主。目前30201首采工作面巷道掘进正处于准备阶段。根据以往勘探、探查资料及建井过程中揭露的地质、水文地质资料，本区影响3-1煤开采的直接充水含水层为煤层顶板碎屑岩类孔隙裂隙承压水含水层，其中包括3-1煤与2-2中煤之间的延安组中-粗砂岩孔隙裂隙承压含水层、2-2中煤顶板延安组砂岩孔隙裂隙承压含水层以及直罗组底部中粗砂岩孔隙裂隙承压含水层。上述含水层水可通过煤层开采引起的顶板导水裂隙、封闭不良钻孔、含导水构造及裂隙、煤层顶板冲刷带等对井巷工程和回采工作面充水，威胁矿井生产安全。根据勘探资料统计分析，30201工作面3-1煤与2-2中煤间砂岩含水层与3-1煤顶板间距0～23.43m，中粗砂岩层厚1.3～24.6m。该含水层厚度分布极不均一，富水性随之不均一性特2征十分明显。在巷道掘进阶段将隔水层较薄的区段将通过锚杆、锚索孔对巷道充水，厚度较大的区段在工作面回采后对空区充水，成为直接充水含水层。局部区段为3-1煤直接顶板，在巷道掘进阶段应高度重视。3-1煤与2-2中煤顶板第一层中-粗砂岩孔隙裂隙承压含水层层间距25～37.05m，砂岩层厚26.62～69.6m。本层砂岩含水层处于工作面采后顶板冒落导水裂缝带发育范围之内，也是工作面回采直接充水含水层，将通过采空区对工作面充水，是本次探放水的重点。3-1煤与2-2中煤顶板第二层中-粗砂岩孔隙裂隙承压含水层层间距65.2～75.05m，砂岩层厚12.68～23.4m。局部缺失，在工作面采后可能成为直接充水含水层。此外，根据根据山东泰山地质勘查公司2011年11月提交的《内蒙古东胜煤田呼吉尔特矿区母杜柴登井田综合补充勘探报告》中地面瞬变电磁勘探成果，31201工作面里段3-1煤顶板及2-2中煤顶板均存在相对富水异常区，该异常区南北长约2.2Km，东西宽约950m，呈近似半椭圆形，面积约2Km2，覆盖了31201工作面里段1.7～3.45Km范围，工作面近一半区域处于异常区范围之内。本次设计的钻孔布置在30201首采工作面的回风顺槽和辅运顺槽内。二、工程目的和任务1）、通过对以往资料对矿井地质、水文地质条件分析，结合条件相近矿井防治水工作经验，提前对煤层顶板中-粗砂岩孔隙裂隙含水层进行疏放，以防止工作面采后大量顶板砂岩水通过顶板冒落裂隙带向采空区集中涌出，保障30201工作面安全开采。2）、通过对顶板水的超前可控探放，减小工作面采后涌水量，减轻矿井排水负担，实现“削峰平谷”，使顶板水均匀泄出，化解开采期间的水害威胁。三、工作面水文地质概况根据以往勘探、探查资料及建井过程中揭露的地质、水文地质资料，本区影响3-1煤开采的直接充水含水层为煤层顶板碎屑岩类孔隙裂隙承压水含水层，其中包括3-1煤与2-2中煤之间的延安组中-粗砂岩孔隙裂隙承压含水层、2-2中煤顶板延安组砂岩孔隙裂隙承压含水层以及直罗组底部中粗砂岩孔隙裂隙承压含水层。上述含水层水可通过煤层开采引起的顶板导水裂隙、封闭不良钻孔、含导水构造及裂隙、煤层顶板冲刷带等对井巷工程和回采工作面充水，威胁矿井生产安全。根据勘探资料统计分析，30201工作面3-1煤与2-2中煤间砂岩含水层与3-1煤顶板间距0～23.43m，中粗砂岩层厚1.3～24.6m。该含水层厚度分布极不均一，富水性随之不均一性特3征十分明显。在巷道掘进阶段将隔水层较薄的区段将通过锚杆、锚索孔对巷道充水，厚度较大的区段在工作面回采后对空区充水，成为直接充水含水层。局部区段为3-1煤直接顶板，在巷道掘进阶段应高度重视。3-1煤与2-2中煤顶板第一层中-粗砂岩孔隙裂隙承压含水层层间距25～37.05m，砂岩层厚26.62～69.6m。本层砂岩含水层处于工作面采后顶板冒落导水裂缝带发育范围之内，也是工作面回采直接充水含水层，将通过采空区对工作面充水，是本次探放水的重点。3-1煤与2-2中煤顶板第二层中-粗砂岩孔隙裂隙承压含水层层间距65.2～75.05m，砂岩层厚12.68～23.4m。局部缺失，在工作面采后可能成为直接充水含水层。此外，根据根据山东泰山地质勘查公司2011年11月提交的《内蒙古东胜煤田呼吉尔特矿区母杜柴登井田综合补充勘探报告》中地面瞬变电磁勘探成果，31201工作面里段3-1煤顶板及2-2中煤顶板均存在相对富水异常区，该异常区南北长约2.2Km，东西宽约950m，呈近似半椭圆形，面积约2Km2，覆盖了31201工作面里段1.7～3.45Km范围，工作面近一半区域处于异常区范围之内。四、工程量及质量标准（一）工程量30201工作面位于井田南翼中部，工作面设计长度3500m，宽240m，30201工作面3-1煤层厚度为3.8～6m。工作面内探放水钻场：在回风顺槽和辅运顺槽以100m为步距，回风顺槽布置33个钻场、运输顺槽布置35个钻场（布置在联络巷中），每个钻场布置4~6个钻孔，钻孔为扇形布置（具体位置由矿方指定），切眼附近钻场加密布置；工作面内顶板疏放水总共布置钻孔数量321个，总进尺48480m，平均每个钻孔施工倾角为45°，倾斜长度150～160米，垂直施工高度约106米。钻孔详情见30201工作面井下疏放水钻孔参数一览表。30201工作面井下疏放水钻孔参数一览表巷道钻窝编号钻孔编号钻孔仰角（°）方位角（°）预计进尺（m）孔口管长度（m）终孔层位回风巷H1H1-14516515020直罗组底部砂岩含水层H1-24512915020H1-3409316020H1-4455715020H1-5452115020H1-645345150204巷道钻窝编号钻孔编号钻孔仰角（°）方位角（°）预计进尺（m）孔口管长度（m）终孔层位H2H2-14516515020H2-24512915020H2-3409316020H2-4452115020H2-54534515020H3H3-14516515020H3-24512915020H3-3409316020H3-4452115020H3-54534515020H4H4-14516515020H4-24512915020H4-3409316020H4-4452115020H4-54534515020H5H5-14516515020H5-24512915020H5-3409316020H5-4452115020H5-54534515020H6H6-14516515020H6-24512915020H6-3409316020H6-4452115020H6-54534515020H7H7-14516515020H7-24512915020H7-340931602