掘进工作面探放水设计

新疆吐鲁番********有限责任公司****煤矿1W5—201掘进工作面探水设计编制：***煤矿生产科日期：二〇一〇年六月二十五日-1-第一部分地质说明一、工作面位置1W5—201工作面位于矿井（井筒）西翼，地表为沙砾地、无居民及建筑物。工作面东端分别与＋550m水平轨道巷和＋511m水平运输巷相连接，以西至东7勘探线，以南与原小煤窑采空区（+580m以上水平）之间留有45米（水平距离）的隔水煤柱。该工作面上部的5—3号煤层已开采。二、地质概况矿区位于***向斜南翼，呈单斜构造，煤系地层为中侏罗统西山窑组，自上而下可开采煤层为5—3号和5—2号煤层。5-3号煤层厚度3.85m～8.82m，平均厚度5.39m，煤层构造简单—较复杂，属稳定煤层。1E5—201工作面回风顺槽和运输顺槽均布置在5—2号煤层中，5-2号煤层厚度6.81m～7.79m，平均厚度7.26m，倾角２3°—２5°，走向７5°—80°，倾向345°—350°，煤层构造简单—较较简单，属稳定煤层，与上部5-3号煤层间距5m。井田内有f16、f17、f18、f19、f23、f24断层，对煤层有影响的断层有f16、f17、f19三条小平移断层，它只影响浅部煤层但影响不大。三、顶、底板岩性5－3号煤层直接顶为细砂岩，厚度1.12m，属半坚硬——坚硬岩石；老顶以粉砂岩、细砂岩互层为主，含菱铁矿层，层理发育，厚度约26.86m属坚硬岩石。5-3号煤层直接底为粉砂岩夹细砂岩互层，层厚5.01m，；老底为粉砂岩，节理发育，厚度1.22m，属半坚硬——坚硬岩石。-2-5-2号煤层直接顶、老顶为5-3号煤层直接底、老底；5-2号煤层直接底为细砂岩、中砂岩互层，厚度2.23m，属坚硬岩石；老底为粉砂岩、粗砂岩、中砂岩、细砂岩互层，粗、中砂岩以石英为主，泥质胶结，厚度10.51m，属半坚硬—坚硬岩石。四、水文地质矿区地表无水系，煤系含水性微弱，补给条件差，水文地质条件为简单型。地质报告中指出井田内+580m水平以上5—2号煤层已被原县二号井及其他小煤窑开采，采空区位置及采空区内积水不详，又加上该工作面上部的5—3号煤层已开采。所以在施工过程中应做好探放水工作。必须严格执行“有疑必探，先探后掘”的探放水原则。五、瓦斯情况地质报告中指出矿区处于瓦斯风化带，瓦斯含量在0～0.13ml/g之间。2008年5月矿井做了瓦斯及二氧化碳等级鉴定，矿井瓦斯最大绝对涌出量为0.65m3/min，二氧化碳最大绝对涌出量为0.58m3/min，矿井瓦斯最大相对涌出量为0.85m3/t，二氧化碳最大相对涌出量为0.80m3/t。属低瓦斯矿井。六、煤尘爆炸性试验测定，火焰长度大于400㎜，岩粉含量60～85%，煤尘具有爆炸危险性。七、煤的自燃倾向性根据煤的自燃倾向性鉴定结果，井田内煤层属易自燃煤，自燃发火危险程度为Ⅱ级，原生产矿井煤炭在地面自燃发火期为30～35d；在井下，一-3-般自燃发火期为2～3个月。J2X-4-第二部分工作面概况1W5—201工作面布置在5—2号煤层中，东西走向长1200米，南北宽120米。1W5—201工作面回风顺槽：长度为1166米，沿5—2号煤层底板布置，开口在主斜井行人巷处（5—3号煤层中），方向219°，坡度-12°掘进24米后变方向为248°，沿5—2号煤层底板进528米后变方向为239°30′，最后再掘进614米到东7勘探线。巷道净宽为3.7米，巷道净高2.8米，三心拱断面，直墙部分高1.5米，拱高1.3米，掘进面积9.34m2，小圆弧半径为1.05米，大圆弧半径为2.44米。采用锚杆+金属网支护，巷道半圆拱上共打设7根锚杆，巷道两帮各打设1根锚杆。金属锚杆规格：φ16mm×2000mm,间排距700mm×700mm,排列方式为矩形。水沟留设在巷道的左帮，梯形断面，断面积0.05米2。1W5—201工作面运输顺槽：长度为1220米，为机轨合一的巷道，沿5—2号煤层底板布置，巷道净宽为4.1米，巷道净高2.8米，三心拱断面，直墙部分高1.5米，拱高1.3米，掘进面积10.37m2，小圆弧半径为1.02米，大圆弧半径为2.95米。采用锚杆+金属网支护，巷道半圆拱上共打设7根锚杆，巷道两帮各打设2根锚杆。金属锚杆规格：φ16mm×2000mm,间排距700mm×700mm,排列方式为矩形。在巷道上帮铺设600mm轨距轨道，以便于工作面运送设备和材料。水沟留设在巷道的左帮，梯形断面，断面积0.05米2。附：平面位置示意图巷道断面图-5-采空区-6-运输顺槽断面图1︰50单位：mm回风顺槽断面图1︰50单位：mm风筒水管压风管氮气管风筒水管压风管电缆钩-7-第三部分探水工作一、1W5—201工作面回风顺槽探水起点及探水眼布置1、1W5—201工作面回风顺槽施工过程中要进行探水工作。2、探水眼布置及孔数：该巷道共布设3个探水眼，呈半扇形布置。巷道中间距左帮1.5米处在正前方打设1个，钻孔坡度2°，深50米，为1＃探水钻孔；在1＃探水钻孔的右边1米处与掘进工作面呈17°夹角打设1个，钻孔坡度10°，深52米，为2＃探水钻孔；在2＃探水钻孔的右边1米处（距巷道右帮0.2米）与掘进工作面呈29°夹角打设1个，钻孔坡度10°，深57米，为3＃探水钻孔.3个探水钻孔均布置在距巷道底1.2米处。二、1W5—201工作面运输顺槽探水起点及探水眼布置1、1W5—201工作面运输顺槽按－15°坡度向下掘进61米后沿5—2煤层底板掘进533米后变方向为239°30′，再掘进628米到东7勘探线处。2、探水眼布置及孔数：该巷道共布设3个探水眼，呈半扇形布置。巷道中间（中心线）正前方打设1个，钻孔坡度9°，深50.6米，为1＃探水钻孔；在1＃探水钻孔的左边1米处（距巷道左帮1.05米）与掘进工作面呈3°夹角打设1个，钻孔坡度7°，深50.4米，为2＃探水钻孔；在1＃探水钻孔的右边1米处（距巷道右帮1.05米）与掘进工作面呈6°夹角打设1个，钻孔坡度12°，深51.3米，为3＃探水钻孔。3个探水钻孔均布置在距巷道底1.2米处。三、探水眼深度及超前距离探水眼直径为50mm，探水深度为50米，超前距离为10米。巷道每次只允许掘进40米，停掘地点与探水眼终孔位置必须保持10米。-8-允许掘进距离超前距中眼17°探眼29°探眼回风顺槽A中间探眼长50m坡度＋2°29°夹角探眼长57m坡度＋10°17°夹角探眼长52m坡度＋6°回风顺槽掘进工作面A——A剖面图A回风顺槽探水钻孔平面布置示意图5—2号煤层1W5—301工作面采空区5—3号煤层＋580m水平以上采空区钻窝中间探眼29°夹角探眼长57m坡度＋10°17°夹角探眼长52m坡度＋6°1W5—301回风顺槽B——B剖面图1W5—201回风顺槽BB-9-中间探眼长50.6m坡度＋9°右帮探眼长51.3m坡度＋12°左帮探眼长50.4m坡度＋7°运输顺槽掘进工作面运输顺槽探水钻孔平面布置示意图Ⅰ——Ⅰ剖面图ⅠⅠⅡⅡ运输顺槽掘进工作面中间探眼长50.6m坡度＋9°右帮探眼长51.3m坡度＋12°左帮探眼长50.4m坡度＋7°5—2号煤层1W5—301工作面采空区1W5—301运输顺槽1W5—201运输顺槽5—3号煤层中间探眼长50.6m坡度＋9°右帮探眼长51.3m坡度＋12°左帮探眼长50.4m坡度＋7°Ⅱ——Ⅱ剖面图-10-二、探水眼的打设（1）探水设备：用TXU—150型探水钻机探水。（2）安装孔口管：孔口管用φ89mm无缝钢管制作，长2米左右，一头连接控制闸阀（安设压力表）。钻机安装固定后，先按设计方向及坡度钻一大孔，孔深比管长大2米左右，将孔口管插入大孔内，固定不动，在孔口外用水玻璃和水泥将管口固定死，并在孔口管的上方另留设一个小管。然后用挤浆泵从孔口管内向管的四周压入水泥浆，当稠水泥浆从小管跑出时，即将小管关死。这时挤浆泵继续开动，达到一定压力后停止挤浆，关闭孔口管水门，等水泥浆凝固后，孔口管即安装完毕。（3）孔口管做成后即可扫孔。扫孔超过孔口管深度后，需要对孔口管做一次耐压试验，检查孔口管的强度。如发现漏水，或达不到强度要求时，应进行第二次挤浆处理。（4）打钻孔前，要先调整钻杆的倾斜角度，按设计方位打设。探水钻杆插入孔口管后，打开供水管闸阀，开动钻机，拨动给进手把使钻杆慢慢进入实岩中，一节钻杆钻完后即可安装下一节钻杆。钻进过程中注意观察回水情况，不得强行推进钻杆。钻头与钻杆及钻杆与钻杆之间必须连接牢固以防打钻及回钻过程中钻杆脱落丢失。挤入水泥浆固定孔口管的水泥小管孔口管大钻孔孔口管安装示意图-11-第四部分通风、排水及供电一、通风1、探水地点采用压入式通风，各用DSFA—5型（5.5kw×2）对旋式局部通风机供风。2、风机安放位置：（1）1W5—201回风顺槽风机安放位置：主斜井行人巷口。（2）1W5—201运输顺槽风机安放位置：＋511m水平车场内各地点的风机均要安装在距回风口不小于10米的进风巷内。3、风筒采用矿用阻燃型胶质风筒。风筒口距探水地点的距离不得超过5米。风筒悬挂高度和质量符合掘进工作面设计要求，挂破时必须采取有效措施进行处理。接头不得反接，应严密不透风，异径风筒要设过渡节，先大后小，不得花接。4、安装甲烷断电仪，甲烷传感器的安设位置及报警、断电和复电浓度必须符合《煤矿安全规程》第168条的规定。5、通风线路：（1）1W5—201回风顺槽通风线路新鲜风：风机→行人巷风筒→1W5—201工作面回风顺槽风筒→工作面乏风：工作面→1W5—201工作面回风顺槽→＋550m水平轨道巷→回风巷1→斜风井→地面（2）1W5—201运输顺槽通风线路新鲜风：风机→+511m水平车场风筒→＋511m水平运输巷→1W5—201工作面运输顺槽风筒→工作面乏风：工作面→1W5—201工作面运输顺槽→回风巷2→斜风井→地面-12-二、排放水1、根据已探明的煤层的赋存状况，掘进回风顺槽时，沿煤层走向采用伪倾斜（正坡度）布置巷道，排水沟设在巷道的左帮，使探水工作面的水能顺水沟自行流下。2、在巷道低洼处安设排水设备（如潜水泵等设备），及时将水排至斜风井水沟内，使水流入井底水仓内。3、如探水钻孔打到采空区积水并进行放水时，根据排水设备的排水能力和水仓的容量利用孔口管上的控制闸阀控制放水流量。同时，要放专人监视放水全过程，测定水量、水压，做好记录，核对放水量，直至老空区积水放完为止。附：通风、排水系统示意图三、供电1W5—201工作面回风顺槽、运输顺槽用电均由KBSGZY—500/10型移动工作面所有电气设备防爆合格率必须达到100%，并有可靠的接地。风机应单独供电并做到各种闭锁装置（风电闭锁和瓦斯电闭锁），电缆的敷设及连接符合《煤矿安全规程》的规定。附：供电系统示意图-13-图例采空区-14-DWQCQCQCQCQBRQBRZC供电系统图1W5—201工作面运输顺槽QCQCQCQCQBRQBRZC1W5—201工作面回风顺槽QCDWQC-15-第五部分避灾线路一、1W5—201工作面回风顺槽避灾线路1、当工作面发生火灾、瓦斯及煤尘爆炸时，避灾撤人路线为：工作地点→1W5—201工作面回风顺槽→行人巷→主斜井→地面2、当工作面发生水灾时，避灾撤人路线为：工作地点→1W5—201工作面回风顺槽→＋550m水平轨道巷二、1W5—201工作面运输顺槽避灾线路1、当工作面发生火灾、瓦斯及煤尘爆炸时，避灾撤人路线为：工作地点→1W5—201工作面运输顺槽→＋511m水平运输巷→＋511m水平车场→副斜井→地面2、当工作面发生水灾时，避灾撤人路线为：工作地点→1W5—201工作面运输顺槽→＋550m水平运输巷三、无论发生水灾或瓦斯突出时，施工人员都必须在班组长的带领下，有组织、有纪律、有秩序地按撤退路线撤退到安全地点，并及时准确地向矿井调度室或值班人员汇报。附：避灾线路示意图+550m水平车场→副斜井→地面回风巷1→斜风井→地面+511m水平车场→副斜井→地面回风巷2→斜风井→地面-16-图例采空区-17-第六部分安全技术措施一、水灾预防措施1、根据设计要求合理布置巷道，及