神华乌海能源责任有限公司利民煤矿

神华乌海能源责任有限公司利民煤矿09115工作面探放水工程设计煤炭科学研究总院西安研究院二零一零年十月神华乌海能源责任有限公司利民煤矿煤炭科学研究总院西安研究院09115工作面探放水工程设计XI’ANBRANCH.CCRI神华乌海能源责任有限公司利民煤矿09115工作面探放水工程设计项目负责利民煤矿：吴朝阳西安研究院：黄选民技术负责利民煤矿：金祥波西安研究院：李凯主要参加人员利民煤矿：金祥波樊海军西安研究院：李凯吕汉江刘英峰朱开鹏李超峰王世东赵春虎姚珂君设计编写：李凯审核：黄选民南生辉完成日期：二O一O年十月神华乌海能源责任有限公司利民煤矿煤炭科学研究总院西安研究院09115工作面探放水工程设计XI’ANBRANCH.CCRI1目录前言.............................................................................................................11矿井概况..................................................................................................11.1矿井生产概况..................................................................................11.2矿井排水系统概况..........................................................................12探水工作面概况.....................................................................................32.1工作面地质和水文地质条件..........................................................32.2工作面附近小窑概况......................................................................42.3工作面附近物探成果......................................................................53探水工作面水文地质条件分析.............................................................74探放水的原则和注意事项.....................................................................84.1探放水的原则..................................................................................84.2探放水前的注意事项......................................................................95探放水工程设计...................................................................................105.1起探点的确定................................................................................105.2积水线、探水线和警戒线的确定................................................105.3超前距、允许掘进距离和帮距的确定........................................115.4探放水钻孔布置............................................................................135.5探放水钻孔单孔设计....................................................................18神华乌海能源责任有限公司利民煤矿煤炭科学研究总院西安研究院09115工作面探放水工程设计XI’ANBRANCH.CCRI25.6探放水钻孔施工技术要求............................................................206老空水防治措施...................................................................................236.1疏放老空水....................................................................................236.2留设防水煤柱................................................................................237探放水过程中的安全措施...................................................................257.1巷道掘进时的安全措施................................................................257.2钻孔施工时的安全措施................................................................267.3放水后掘进的安全措施................................................................277.4其它安全措施................................................................................27神华乌海能源责任有限公司利民煤矿煤炭科学研究总院西安研究院09115工作面探放水工程设计XI’ANBRANCH.CCRI1前言内蒙古利民煤焦有限责任公司煤矿（简称利民煤矿）是神华集团下属的国有控股企业，主采山西组9煤和太原组16煤。按照采掘计划，拟开采09115工作面，该工作面位于井田北部边界，与多个小煤窑相邻。周边小煤窑与利民煤矿同采9煤，现已全部关闭，由于小煤矿开采时间较长，又缺乏准确详细的测量资料，停产后采空区可能有大量积水，同时小煤矿还有可能越界开采，对利民矿在井田北部的工作面布置和掘进安全造成很大水害威胁。09115工作面两头分别还有FS15和DF1两条断层，小煤窑老空水有可能通过断层导入矿井。因此，有必要采取相应的探放措施，防治断层水和老空突水。鉴于上述原因，利民煤矿特委托煤炭科学研究总院西安研究院对09115工作面的探放水工作进行设计。本次探放水设计的目的和任务包括：1）对09115工作面水文地质条件进行分析研究；2）对09115工作面附近断层进行探查设计，查明断层的含（导）水性及积水范围；3）结合物探资料，对物探资料显示的异常区域进行探查设计，对物探资料显示的老空积水区和构造富水区进行钻探验证；4）提出探放水钻孔的布置方式以及单孔设计；5）对井下探放水过程中出现的最大涌水量进行预测；5）提出对断层水和老空水防治措施以及探放水过程中的安全措施。神华乌海能源责任有限公司利民煤矿煤炭科学研究总院西安研究院09115工作面探放水工程设计XI’ANBRANCH.CCRI2为了制定科学合理的探放水技术方案，西安院组织专业技术人员与利民煤矿相关技术人员进行了深入交流，收集了矿井地质、水文地质资料和地球物理勘探资料，并在此基础上，制定了详细的工作计划，并付诸实施。经过对现有的矿井北部地质、水文地质资料的认真分析研究，制定了利民煤矿09115工作面探放水技术方案，并在认真讨论和反复研究的基础上，制定了探放水技术要求。现提交利民煤矿09115工作面探放水设计及相关图件。神华乌海能源责任有限公司利民煤矿煤炭科学研究总院西安研究院09115工作面探放水工程设计XI’ANBRANCH.CCRI11矿井概况1.1矿井生产概况利民煤矿位于内蒙古自治区鄂尔多斯市鄂托克旗境内，卓子山煤田棋盘井矿区东南部，行政区划隶属鄂托克旗棋盘井镇管辖。矿井井田面积7.986km2（分两块相邻井田，一块为利民煤矿原井田2.0913km2，一块为利民煤矿接续井田5.8947km2），设计的生产能力为60万t/年。矿井目前在原井田范围内进行9煤开采，其9煤只剩下09114工作面和09115工作面未采，09114工作面巷道开拓已完成，下一步需要对09115工作面巷道进行掘进开拓。1.2矿井排水系统概况矿井中央水泵房原有MD85-67×7型水泵三台，一台工作，一台备用，一台检修；主排水管路安装二趟φ133无缝钢管排水；中央水仓设主水仓和副水仓，为两条独立的互不渗漏的锚喷岩巷组成，主、副水仓合用一个配水井，当一个水仓清理时，另一个水仓应能正常使用，有效容量1435立方米。目前矿井正常涌水量约为50m3/h，最大涌水量70m3/h，原有的主排水系统排水能力仅仅只能满足目前矿井涌水量排水需求，不能满足抗灾排水能力。因此，利民煤矿对矿井排水系统进行了改造，将原有的3台85型的泵更换为280型多级耐磨离心泵；从主立井铺设2条DN219排水管路，增大矿井排水能力；将三台85型水泵中的两台神华乌海能源责任有限公司利民煤矿煤炭科学研究总院西安研究院09115工作面探放水工程设计XI’ANBRANCH.CCRI2做成流动泵车，利用原133排水管道在矿井涌水量增加时一起排水。至2010年10月为止，利民煤矿排水系统已基本改造完毕。经过改造后，矿井正常排水能力预计为280m3/h，预计最大抗灾排水能力为840m3/h。神华乌海能源责任有限公司利民煤矿煤炭科学研究总院西安研究院09115工作面探放水工程设计XI’ANBRANCH.CCRI32探水工作面概况本次探水工作面为09115工作面，该工作面位于井田东北部，紧邻井田东北部边界，在FS15和DF1断层之间，与09114工作面相邻。09115工作面具体位置可见图2.1。X.XXXXX.........X.X..?H=30－48mL01471205.862.852.61L011171.591151209.3141212.613.902.43L021146.011159.94L03091采区回风上山XXXXX....XXXXX....09115工作面09114工作面图2.1探水工作面位置示意图2.1工作面地质和水文地质条件09115工作面为9煤工作面，其附近有前期施工的钻孔6个，分别是4、5、7、L01、L02和L03孔，各孔终孔层位均为石炭系太原组。根据各孔实际揭露钻孔柱状，9煤顶板为砂质泥岩和砂岩互层，其顶板砂岩水是9煤开采时的直接充水水源。根据早期钻孔抽水试验资料，9煤顶板砂岩含水层水质类型为为HCO3-Na型，富水性弱，对煤层开采影响不大。下伏奥灰含水层是9煤开采的间接充水含水层，根据区域资料，奥灰含水层水质类型为SO4-Ca·Mg型，富水性弱到中等。利民井田内奥灰与9煤平均间距约80m，9煤底板为砂质泥岩、泥岩以及砂岩互层，层位连续、稳定，隔水性能良好。根据三维地震资料，09115工作面附近断裂构造发育较少，工作神华乌海能源责任有限公司利民煤矿煤炭科学研究总院西安研究院09115工作面探放水工程设计XI’ANBRANCH.CCRI4面内部仅有2条小