11304运输开口点前100米探放水设计

鸡场霖源煤矿11304运输巷（开口点前）100米探放水设计及安全技术措施矿长:技术负责人:生产副矿长:安全副矿长:编制人:编制日期:2015年4月8日会审表制度名称11304运输巷探放水设计及安全措施开口点前100米）编制人员袁明刚-1-本单位初审意见生产矿长签字：安全矿长签字：机电矿长签字：总工程师签字：矿长签字：公司意见公章年月日11304运输巷掘进工作面（开点点前100米）探放水设计及安全技术措施第一节矿井生产概况一、矿井概况：-2-矿区位于水城县城南西方向222°，直距水城县城41公里，位于鸡场乡北东方向42°，距鸡场乡1公里。矿区距水（城）柏（果）铁路发耳站约13公里，交通十分方便。该矿地理坐标为：东经104°39′55″～104°40′29″，北纬26°16′03″～26°17′15″。二、矿井地貌、地形：矿区总体为剥蚀型中山地貌。基岩裸露，部分为第四系所覆盖，冲沟发育，并呈树枝状展布。最高点位于矿区东南部边界，标高1454.40m，最低点位于矿区北西部边界附近的小溪沟谷中，标高1160.50m，相对高差293.90m。三、井田周边煤矿水患调查分析通过调查，霖源煤矿东邻志鸿煤矿井田，北邻黔源煤矿，相邻各矿均在各自界内生产，因此当矿井开采至井田边界时应按规定留设保安煤柱，并进行探放水。第二节矿井地质一、矿井地质特点及构造：井田位于杨梅向斜西翼南端，构造形态总体为单斜，井田内共有四条断层，F1正断层、F2逆断层、F3逆断层、F4正断层地质构造中等。二、矿井水文地质条件：（1）本区地表水系不发育，地形有利于排水，井田内无大的河流及水体。（2）地层的含、隔水性①二叠系上统峨嵋山玄武岩组(P3β)—弱含水层（相对隔水层）呈条带状出露于井田的西部及外围，岩性以浅灰色、绿灰色块状玄武岩，地层厚度100～250m。该组地层由于岩石普遍抗风化能力强，岩石裂隙不发育，不易渗入大量大气降水，因此该组为一相对隔水层。②二叠系上统宣威组(P3x)——弱含水层岩性以细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩等碎屑岩为主，夹数层煤层。该组厚420～440m，平均厚度434.69m。-3-由于以碎屑岩为主，岩石含泥质成分多，因而岩石普遍抗风化能力弱，露头区有较厚的强～中风化带，易渗入大量大气降水，含浅层风化裂隙潜水，越往深部，岩石裂隙发育程度减弱，岩石含水性相应降低，仅含微弱基岩风化裂隙水，该组为一弱含水层。③三叠系下统飞仙关组(T1f)——弱含水层（相对隔水层）分布于井田东部及外围，地层厚度大于300m，根据岩性可分为第一、二段。主要由灰绿色、灰黄、灰紫色粉砂岩、泥质粉砂岩组成。该地层浅部含少量风化裂隙水、深部含构造裂隙、基岩裂隙水，其含水性弱，可视为相对隔水层。④第四系（Q）矿区内覆盖的浮土及残坡积物、崩落物松散堆积，其坡积物和崩落物主要为石黄砂岩，其坡度大者十余米，一般0.5～2m。厚度0～10m。总体上该层为孔隙弱含水层。三、矿井充水因素分析：①充水水源a.地表冲沟水冲沟水沿途接受泉水及小煤窑水补给。雨季时有较大面积大气降水汇入，水量较大，这些冲沟多汇于含煤地层露头地带，冲沟附近的网状、脉状裂隙密集，它们与煤层风化、氧化带直接接触，将来沿沟溪一带开采浅部煤层时，冲沟水可能沿风化裂隙或采矿裂隙渗入或溃入矿井，为矿井浅部开采的直接充水水源。b.第四系孔隙水矿区内覆盖的第四系，含水性弱，加之厚度小，分布面积小，蓄水量有限，对煤矿开采影响不大。c.宣威组基岩裂隙水该组主要为碎屑岩，富水性总体微弱，在构造断裂及应力破坏影响的地段，含水量相对会较大，矿床开采到这些地段，矿井出水量会比正常出水量增大。为该组煤矿床开采的直接充水水源。d.小煤矿、老窑采空区积水小煤矿、老窑内存在着一定的积水，是浅部矿井开采的重要充水因素，在开采浅-4-部煤层时，采空区积水易渗入矿井而成为矿井直接充水水源。②充水通道a.岩石天然节理裂隙矿区内的龙潭组含煤地层在接近地表附近，岩石风化节理、裂隙很发育，而深部则发育成构造节理、裂隙，尤其是内部菱铁质细砂岩等脆性岩石更为发育，它们是地下水活动的良好通道，并沟通上覆含水层与含煤地层的水力联系。b.人为采矿冒落裂隙采煤活动将产生大量的采矿裂隙，这些人为裂隙也会沟通上覆含水层与含煤地层的水力联系，成为地下水活动的良好通道。c.断层破碎带当矿区发育断层时，这些断层破坏了地层的完整性、连续性，降低了岩石的力学强度，塑性岩石中断层破碎带含水性和导水性不强，刚性岩石中断层破碎带有一定含水性和导水性，可能连通含煤地层上部的中强含水层或地表水，加之矿床开采中，人工采矿裂隙大量出现，改变了断层带附近应力场和地下水的天然流场，地表水、地下水更可能沿断裂带进入矿井。d.小煤矿和老窑采空区矿区内小煤矿和老窑，其废弃采面或巷道会成为老窑水、采空区积水、部分地表水进入矿井的通道。e.导水钻孔本井田及周边共施工5个钻孔，这些钻孔没有进行过启封检查，当钻孔封闭不良时，有可能成为地下水、地表水导水通道，在靠近钻孔采煤时要严加防范。（4）地下水补、径、排条件由于井田的直接充水含水层为煤系地层本身的基岩裂隙水，主要接受大气降水补给，为弱含水层，充水通道主要以岩石原生和采矿节理、裂隙为主，规模一般不大，局部为老窑巷道、采空区，因此矿井充水方式主要以渗水、滴水、淋水为主，局部可能发生突水。四、井下水患的预测预报因本矿开采水平较低，所以涌水量较大。但本矿所属井田构造以单斜为主，区内-5-断层较少，构造裂隙发育较微，为较弱含水层。各含水层夹于厚度大而多的隔水层中，彼此水力联系甚微，地表与地下水联系均差，故可知井田内水文地质条件属简单型。主要开拓巷道，涌水量较大，只要做好排水工作，勤挖排水沟，发生大的水灾事故可能性较小，掘进巷道严守“有疑必探、先探后掘”的原则，根据贵州煤田地球物理勘探有限责任公司2012年全矿井勘探结果，矿区井田范围内老空水已基本放完。且我矿井口标高高于历年洪水最高水位，但老空区可能还存在局部少量积水，因此必须严格执行先探后掘。第三节探水工作面现状一、邻近积水情况：11304运输巷与地表垂高100-150米，距底板115-104采面采空区层间距35米（平距55米），115-104采面采空区积水标高为+1092.2m，11304运输掘进标高为+1093m（掘进标高与原底板开采层积水标高相同）原115-104采面采空区积水260m3左右，11304运输巷距霖源煤矿老系统21304采面采空区200米，原老霖源21304采空区积水标高为+1096.4m，预计采空区积水300m3左右，因此11304运输巷探水主要对象是掘进前方断层裂隙水和老霖源21304采面、115-104两个采空区积水。为了保证11304运输掘进期间的绝对安全，预防15-104采空区及原老霖源21304采面采空区局部积水，必须对该11304运输巷进行先探后掘。根据2012年1月委托贵州煤田地球物理勘探有限责任公司全矿井进行勘探，及通过启封老霖源主井进行证实，+1096.8标高以上积水已全部经新井1080泄水巷进行放水放完，但仍有局部少量积水。注：原老霖源系统所有采空区积水共放水4.3万立方，1080泄水巷正常涌水量为20立方/小时左右，雨季最大为40立方/小时左右。二、物探开展情况：霖源煤矿11304运输巷掘进工作面（距离开口约100米处）。重点调查11304运输巷掘进工作面前方及左帮60m范围内富水情况。（一）、顶板斜上45°方向（含掘进工作面左帮、正前方、右帮三个方向）1、在掘进工作面左方28米以外为低阻区（可能为115-104采空区）。2、在掘进工作面前方50米范围内无低阻异常区。-6-3、在掘进工作面右方20米以外为低阻区（可能为断层带）。（二）、巷道水平方向（含掘进工作面左帮、正前方、右帮三个方向）1、在掘进工作面左方60米以外为低阻区（可能为115-104采空区）。2、在掘进工作面前方60米范围内无低阻异常区。3、在掘进工作面右方60米以外为低阻区（可能为1090底抽巷钻孔抽放区）。（三）、底板斜下45度方向（含掘进工作面左帮、正前方、右帮三个方向）1、在掘进工作面左方40米以外为低阻区（可能为115-104采面采空区积水区）。2、在掘进工作面前方50米以外为低阻区。3、在掘进工作面右方20米以外为低阻区（可能为1090底抽巷抽放钻孔区）。（四）、顶板正上方向：50米以上为低阻区（可能为10504采面采空区），请注意20米之内的盲区。（五）、底板正下方向：55米以下为低阻区，请注意20米之内的盲区。由于受现场括板运输机、工字钢的影响较大，探测有效范围控制在60m，对于探测深度方向的阻值影响较大，因此会出现整体探测阻值较低；结合现场地质情况推断，在60m探测区域范围内富水性一般。（六）、瞬变电磁仪在这些区域内探测的盲区为0-20m之间，因此要注意盲区内的富水性。三、建议：1、对异常区域和低阻区进行钻探验证，2、钻探深度根据物探成果图实际结算（注：盲区为0-20米之间）。四、注意事项：本物探不能作为矿方安全生产依据，必须针对该物探结果进行钻探验证、分析其结果后方可进行下一阶段工作。第四节、超前距、单孔最大涌水量、及排水设备选择参照2014版《煤矿安全规程》及《防治水规定》及矿井水文地质工作手册，并结合我矿的实际情况，作出如下探放水设计。1、探放水超前距和邦距的确定：-7-a＝0.5L3p/kp式中：a:为超前距和邦距；L:为巷道的跨度（米）；p为水头压力；kp为煤柱的抗张强度（公斤/厘米）；由已我矿煤柱的抗张强度无法取得，故超前距和邦距根据经验数据法确定。（见下表）煤层厚度(米)水头高度(米)超前距和帮距(米)1.630-10010-30102016141.2-1.630-10010-30102014100.8-1.230-10010-30101813100.830-10010-301012108为安全起见,我矿采用30米为超前距和帮距（但巷道左帮以打穿115-104采空区）,探放水钻孔的超前距和帮距见探放水平、剖面设计图。2、单孔最大涌水量计算：Q=CW√2ghQ为单孔最大涌水量，g为重力加速度，h为钻孔出水处的水头高度（5.8米）取最大10米，C为系数、取0.06-0.062，W为钻孔断面积。单孔最大涌水量=0.062×0.00332×14=10.4m3/h。3、排水设备选择由于钻孔最大出水量为10.4m3/h，因此我矿采用扬程为30米，流量-8-为30m3/h的风泵台安设两台，一台工作，一台备用作为排水设备。第五节探水前的准备工作1、探水前必须清理好巷道内排水沟。2、探水钻机配备不少于两台型号为ZY-750A探水钻，并保证探水钻台台完好。3、自救器为防止探水中发生意外，所有入井人员必须佩戴自救器。4、通风掘进工作面采用局扇通风，直径800mm的抗静电阻燃胶质风筒，在探水期间加强检查维护。5、通讯在探水工作面、井底都安装有防爆电话，工作面、井底、调度室及领导办公室都能直接联系。八、其它在探水前把探水所用的风筒、管路、电线、管子、阀门、木料、木棚等设施、设备、工具、材料都备好，存放在工作面附近指定地点。第六节探水施工及钻孔设计一、探水施工1、因我矿原老霖源采空区资料比较准确，仍必须对11304运输巷先进行物探先行，钻探验证进行行局部积水的探放过程，掘进时必须严格进行探放水并按《防治水规定》执行。2、采掘工作面出现下列情况之一的，必须停止作业，进行探水。（1）工作面出现透水预兆的（2）工作面遇到断层、褶曲等地质构造的（3）工作面临近老空、钻孔、报废巷道的（4）工作面进入积水区探水线的（5）水文地质资料不清的采掘工作面或其它工作地点发现有挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶-9-板淋水加大、顶板来压、底板鼓起、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，立即报告矿调度室，撤出所有受水威胁地点的人员，并采取防水措施。3、钻孔的确定（1）探水的主要对象是对隐伏地质构造的导水带和采空区积水，采用扇形布置，布置在上帮、下帮和迎头，钻孔数为20个，具体参