3210回采工作面探放水设计

-1-第一章探放水设计第一节编制依据和探放水组织管理机构一、编制依据1、根据《煤矿安全规程》和《煤矿防治水规定》；2、根据山西省煤矿安全质量标准化标准及考核评级办法3、根据3210回采工作面《作业规程》；4、根据二盘区《地质说明书》；5、坚持“预测预报、有掘必探、有采必探、先探后掘、先探后采”的探放水原则；采取“物探先行、钻探验证、化探跟进”的综合探测技术手段；6、依据本工作面进回两顺槽在掘进期间的物探成果资料和形成工作面以后的测帮探（物探）成果资料；二、探放水领导组织机构组长：司坤善（矿长）负责探放水的全面工作；副组长：刘天祥（安全矿长）负责探放水现场安全监督工作；杨国中（总工程师）负责探放水设计的编制和技术指导工作；张三政:（生产矿长）负责督查探放水工作的真实性确认，坚持不探水或探放水工作不符合探放水设计要求不生产；李四栋:（机电矿长）负责探水钻场机电设备的正常运行工作；申随德:（防治水助理）负责落实探放水的实施工作：吉艳平:（通风区队长）负责探水钻场的瓦斯及有害气体的检查和排放-2-工作；三、探放水管理机构(水害防治办公室)主任：申随德（防治水助理）负责探放水设计、物探成果结论的审核和探放水的实施工作；副主任：苗坤龙（地测副科长）负责物探成果结论分析及探放水设计工作；成员：嵇军诺（地测技术员）负责物探和探放水现场的指导工作；刘燕雷：（探放水队长）负责探放水现场的钻探工作；刘海兵：（物探组组长）负责物探现场的物探工作；四、探放水现场检查验收工作跟班矿长、当班带班长、安全员：负责探放水工作的真实性确认；五、探放水现场瓦斯排查工作井下探放水现场空气成分、瓦斯浓度必须符合下列要求：1、施工工作面进风流中，氧气浓度不低于20%，二氧化碳浓度不超过5%，瓦斯浓度不超过0.8%。2、有害气体的浓度不超过下表之规定：矿井有害气体最高允许浓度名称最高允许浓度（%）一氧化碳CO0.0024二氧化氮NO20.00025二氧化硫SO20.0005硫化氢H2S0.00066氨NH30.004-3-第二节工作面四邻位置及煤层、岩性地质基本情况概况煤层名称3号水平名称一水平工作面名称3210回采工作面地面标高1084—1103m工作面标高648—660m奥灰水标高535—565m工作面位置属泽州县下村镇西陈庄村以东地带，地面沟谷发育，地形变化较大。工作面四邻情况3210回采工作面东面为3204和3207回采工作面采空区，经探水队对两工作面进行钻探3204回采工作面采空区内有少量老空积水，现已排干，对3210回采工作面回采不会有大的影响；南面是成庄矿界，距本工作面约有40余米的距离，双方都各留有20余米的保安煤柱，对工作面回采没有影响；西面是天地王坡煤业公司矿界，双方也都留有保安防水煤柱，对3210回采工作面回采也没有影响；北面为西回风大巷距本工作面停采线之间有30余米的保安煤柱，对本工作面回采不会造成任何影响。工作面回采对地表影响3210回采工作面地面无任何建筑物，全以侵蚀山地，陡坡沟坎，低山丘陵为主，本工作面地面标高最低为1084米工作面最高标高为660米，之间相差424米，所以本工作面回采对地表不会造成影响。工作面服务年限3210回采工作面顺槽长度为355米，工作面长度为110米，本工作面可采煤量为30.85万吨，服务年限为7个月。煤层情况煤层厚度4.90—6.22m3号煤层结构煤层倾角矸石层数平均5.56m稳定2—5度1—2层煤种3号无烟煤密度1.4t/m³为不自然煤层岩性情况名称厚度岩性特征地质特征老顶16.1m左右浅色、灰色中粒砂岩，含有少量煤屑，抗压强度（32.8-40.8）平均37.2（MPS）岩性由砂岩、夹泥岩煤层组成，赋存有裂隙水，3号煤层赋存裂隙水大部分含水弱，3210回采工作面滴水现象不严重，几乎无顶板裂隙水。直接顶4.70m左右黑色泥岩，含大量植物化石，根据岩性特征分类，为不稳定岩石伪顶0.60m左右根据岩性特征分类为不稳定岩石底板49—77m左右灰黑色泥岩、薄层泥岩、含植物碎屑灰岩，具有大量菱铁质结核。岩性由砂岩、泥岩、石灰岩、夹煤组成，赋存着砂岩裂隙水和石灰岩岩溶水，富水性差异较大，岩溶、裂隙发育，有一定的含水。-4-第三节工作面水文地质基本情况地点3210回采工作面范围3210回采工作面周边20m范围内水文地质情况水文地质类型防范措施采空区及老巷积水：3210回采工作面东为本矿原3204、3207回采工作面采空区；南为我矿与成庄矿界；西为我矿与王坡矿矿界；北为西运输大巷。因此：对3210回采工作面的影响为东、南、西面这三面采空区范围内可能出现的采空积水。本工作面在钻探前，已经对本工作面进行了测帮探和坑透探测，但在回采前必须根据本探水设计进行钻探，以多种手段查清本工作面内采空积水和老巷积水等情况，方可进行回采。充水含水层对工作面的影响：本工作面直接充水含水层为顶板砂岩、泥岩等，富水性较弱，充水条件简单。主要充水因素为顶板裂隙水，预测工作面回采期间正常涌水量为0.2m³/h，最大涌水量为0.4m³/h。虽32103回采工作面富水性一般，但在回采期间，当班安全员、带班长要特别注意观察顶板及帮壁是否有渗水现象，要加大观察力度，把水害隐患消灭在萌芽状态。并及时排除工作面内出现的积水。大气降水对工作面的影响：3210回采工作面煤层深度约424m-455m左右，一般情况下，风化裂隙水及地表水不可能向矿井充水，但3号煤层埋深相对较浅，通过导水裂隙可能会沟通风化裂隙水及地表水，尤其是工作面内及周边有断层和陷落柱，如断裂构造和导水裂隙带相互沟通，也将会对矿井充水产生影响。工作面回采期间引起的顶板裂隙张开性好，无泥质充填，一般回采放顶后所形成的裂隙带向采面充水，预计工作面回采期间引起的顶板水多为滴水、淋水状态，易自然疏干，对工作面回采影响不大。在回采期间，跟班矿长、当班安全员、带班长要注意观察顶板、陷落柱及工作面周边是否有水源出现，提高水害防范意识，确保回采安全。奥灰岩溶水对工作面的影响：本工作面标高为648—660m，奥灰岩溶水位标高在535m—565m左右，3210回采工作面的底板标高高于奥灰水标高，不具备向工作面充水的条件。奥陶系岩溶裂隙静水位低于3号煤层最低底板标高，所以3210回采工作面在回采期间不存在底板突水。-5-第四节物探成果及结论分析一、工程概况采用YTD400(A)矿井全方位探测仪是运用直流电法全空间电场理论，采用AMN三极测深装置（或四极AMＮＢ探深装置，在单个巷道内作业，相对固定测量电极Ｍ、N，移动供电电极A（四极装置时A与B对称的往两侧移动）由近到远，达到由浅到深的目的。可探查工作面是否有含导水构造等异常地质体。二、工作面物探电阻低阻异常区域在坚持“预测预报、有掘必探、有采必探、先探后掘、先探后采、先治后采”的原则前提下，采取了“物探先行、钻探验证、化探跟进”的探测技术手段；预先探测到了电阻低阻异常区域范围。3210回采工作面测帮探于2014年9月11日开始，于2014年10月8日前全部完成3210回采工作面的井下数据采集工作。此次工作面探测深度为66m,总共探测物探成果24组，即：回风顺槽12组，运输顺槽24组。解释成果图中以蓝色区域表示视电阻率含富水异常区，砖红色表示不含水或弱水区，黄色表示过渡区，从探测成果图上看，以上这五组低阻异常范围较大。属于含水区域，因此；工作面在探放水时，探放水方法以“物探电阻低阻异常区域探放水设计”进行探放水。第五节探水设备根据《煤矿煤矿安全规程》和《山西省煤矿安全质量标准化标准及考核评级办法》要求，3210回采工作面装备有2台长探探水钻机，探水钻机型号ZLJ-655型；装备有1台短探探水钻机，探水钻机型号ZQJC-400/7.1型。并有专职探放水队伍和专业技术人员对3210回采工作面进行钻探。-6-ZLJ-655钻机主要技术参数表参数名称单位ZLJ-655钻进深度m200钻孔直径开孔mm108终孔mm76钻杆直径mm42立轴额定转速r/min27015188立轴额定转矩N·m214382655钻孔倾斜角度0-36立轴行程mm400液压系统额定压力MPa7溢流阀定压力MPa8给进力提升力KN23绞车最大提升能力KN34卷筒容绳量KN14使用钢丝绳直径m40油泵型号YBC-12/80电机型号YBK2-132M-4额定功率KW7.5额定电压V380/660额定电流A15.4/809油箱有效容积L43外形尺寸长×宽×高1297×655×1230主机重量Kg900ZQJC-400/7.1气动架柱式钻机主要技术参数参数名称单位ZQJC-400/7.1钻进深度mm钻杆直径mm69钻杆型号螺旋钻杆Φ69×1000-7-钻孔倾斜角度°可调额定压力MPa0.5额定转矩N*m400额定转速r/min170额定功率Kw7.1耗气量M3/min8.1最大负荷转矩N.m515动力启动转矩N.m525动力失速转矩N.m535空载转速r/min4001/2空载转速r/min2001/2空载转速下转矩N.m340声功率级噪声db(A)120声压级噪声db(A)110导轨长度mm2030导轨推进行程mm1280推进力kN7推进速度mm/min4550最大工作高度mm1690最小工作高度mm860外形尺寸长×宽×高2030*530*2550架柱机重Kg155安全标志编号MED130158生产厂家郑州神力钻采设备有限公司第六节单孔设计为了杜绝回采施工过程中水灾事故发生，确保3210回采工作面施工安全，回采工作面在回采前必须坚持“预测预报、有掘必探、有采必探、先探后掘、先探后采”的探放水原则，采取“物探先行、钻探验证、化探跟进”的探放水技术手段，根据《煤矿安全规程》《煤矿防治水规定》和-8-《山西省煤矿安全质量标准化标准》，结合我矿现场水文地质条件，特制定防治水单孔钻探施工设计：一、单孔孔口安全装置的布置根据《山西省煤矿安全质量标准化标准》，采掘工作面超前探测设计可不进行孔口管设计。警戒线以内的探放水工程要执行《煤矿防治水规定》第九十四条的有关规定布置探放水钻孔。1、孔口安全装置设计孔口安全装置由矿自行加工，孔口管为长度10m的φ4寸钢管制做，距离管口30cm处焊接扶正肋骨片，配套规格为厚16mm,60cm×60cm的钢板中间打孔正好套上钢管，扶正肋骨片四周打4个中间孔18mm的小孔，便于固定孔口安全装置。2、孔口安全装置安装技术要求（1）按照钻孔布置要求确定钻孔的位置、角度、方位后使用钻机打设钻孔，孔径大于孔口管直径1-2级。钻孔过程中应已钻杆长度做好钻孔深度标志，钻至预定深度后停钻并将钻孔内煤尘冲洗干净。（2）将孔口管插入孔内在煤壁上做下扶正助骨片周边的4个固定孔口管的眼位标记，然后将孔口管拔出用锚杆钻机打设此4个钻眼。（3）安装孔口管，使孔口管与孔壁之间充满水泥浆，并将水泥浆扎实，以保证水泥浆充分凝固。然后用一次性圆钢锚杆将孔口管固定，使其紧贴煤壁。（4）待水泥浆充分凝固后进行扫孔，扫孔深度为2.5m。（5）扫孔后对孔口管进行耐压试验。耐压试验使用探放水钻机向孔内注水，水压必须大于采空区积水或预计突水的水头压力并稳定30min后，如-9-孔口周围不漏水，则可以开始施工。钻杆进10—15m时，重新加固探水安全档板锚杆螺丝。（6）节理裂隙发育，岩石松软或破碎，无条件另选放水地点时，应注浆加固后，再安设孔口管。(7)探水钻孔超前距和止水套管长度应符合煤矿防治水第98条之规定。①探放老空积水的超前钻距，根据水压、煤（岩）层厚度和强度及安全措施等情况确定，但最小水平钻距不得小于30m，止水套管长度不得小于10m；②沿岩层探放含水层、断层和陷落柱等水体时，探水钻孔超前距和止水套管长度按煤矿防治水99条之规定（及下表）确定其长度。探水钻孔超前钻距和止水套管长度水压（MPa）钻孔超前钻距（m）止水套管长（m）＜1.01.0-2.02.0-3.0＞3.0＞10＞15＞20＞25＞5＞10＞15＞20（8）在探放水钻进时，发现煤岩松软、片帮、来压或者钻眼中水压、水量突然增大和顶钻等透水征兆时，应当立即停止钻进，但不得拔出