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14204工作面切眼探放水设计方案矿井现开采4#煤层，平均倾角4°，属近水平煤层，厚度3.5—4.2米。煤层赋存稳定，结构简单，无大的断层、陷落柱和褶曲等变化。根据柳煤字[2008]311号“关于下发《柳林县煤矿企业探放水方案编制提纲》的通知”和有关上级部门的文件精神，我矿严格执行“有掘必探，先探后掘，有水必放”的探放水原则，以确保矿井安全生产。为了能确保切眼贯通施工安全、顺利地完成，特编制本《方案》。第一章探放水工程设计内容第一节矿井水文条件简介（一）掘进工作面受影响的主要含水层情况1、奥陶系碳酸盐类岩溶水含水岩组此含水层埋藏于井田深部，地层厚度大，分布广泛，溶洞和裂隙发育，具有良好的含水空间，富水性强，是本区主要含水层。据区域水文地质资料，该井田水位标高为803-805m。2、石炭系上统太原组灰岩岩溶裂隙含水层该含水层主要为四层灰岩组成，平均总厚21.52m，灰岩岩溶裂隙较发育，单位涌水量为0.119L/s.m，渗透系数0.195m/d，水位标高816.74m，属弱含水层，水质类型为HCO3-SO4-Ca-Mg,矿化度0.968g/L。3、二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层该含水层主要为中粗粒砂岩为主，含水层裂隙发育差，富水性较弱，在补给条件较好的地带富水性强，渗透系数0.567m/d，与太原组混合水位标高2817.09m,水质类型为HCO3-SO4-Ca-Mg-Na，矿化度0.993mg/L。4、二叠系下统下石盒子组砂岩裂隙含水层该含水层主要为中粗粒砂岩组成，单井出水量小于10m3/d，富水性较弱，水质类型为HCO3-SO4-Ca-Mg-Na，矿化度0.966g/L。5、上第三系、第四系孔隙含水层上第三系上新统在沟谷中出露较多，含水层主要为底砾岩，厚度不稳，富水性弱。第四系中上更新统广泛分布于井田内，其含水层补给条件不好，连续性差，富水性弱。（二）、井田主要隔水层a、山西组隔水层山西组5号煤层一下至太原组第一层灰岩之间是以泥岩为主，砂质泥岩互层的岩层，平均厚度11.52m，连续稳定，泥岩粘土岩隔水性好，可视为山西组与太原组之间良好的隔水层。b、本溪组隔水层该隔水层厚15.24m，岩性主要为泥岩、粘土岩、粉砂岩夹薄层石灰岩，隔水性能良好，在井田内稳定。加上10号煤层以下的无煤段，厚度总计49.83m，是10号煤层与奥陶系灰岩之间良好的隔水层。（三）、井田充水因素井田内4、5号煤层直接充水含水层为山西组砂岩裂隙含水层，矿坑水由井筒进水、顶板渗水及巷道两侧进水组成。5号煤层与4号煤层之间相隔4.79m的泥岩，其直接充水含水层同4号煤层，因而5号煤层的矿井涌水量基本相同。但4号煤层现已开采形成大面积采空区，积水未探明，这些因素都可能对5号煤层的开采构成威胁。因而在开采5号煤3层前必须对4号煤层进行探放水工作。（四）、矿井涌水量据地质报告资料提供的涌水量为：正常涌水量为150m3/d，最大涌水量为250m3/d。（五）矿区水文地质类型根据地质报告提供的水文地质条件，井田内奥灰岩溶裂隙水位标高为805m左右,奥灰岩顶面标高为431m，4号煤层最低底板标高为620m，因此本矿井存在带压开采问题，4号煤层底板隔水层突水系数计算公式如下：Ts=PM-Cp式中：Ts—－底板突水系数（MPa/m）；P—－隔水层承受的水压（MPa）；M—－底板隔水层厚度（m）；Cp—－采矿对底板隔水层的扰动破坏厚度（m）。本区经验值取17m。经计算，4号煤层最低处底板突水系数为0.032MPa/m，小于非正常块0.06MPa，突水系数经验值，小于受构造破坏地段突水系数经验值0.06MPa/m，因此，开采井田4号煤层，一般情况不会受到奥灰水威胁。井田主采煤层4号是二叠系山西组煤层，山西组砂岩裂隙含水层是煤层间接充水含水层。开采4号煤层矿井涌水量120m3/d，最大涌水量240m3/d，矿井涌水量与季节有关雨季稍大。根据地质报告确定该矿矿井水文地质类型为简单类型。第二节周边四邻情况和废弃老窑我矿井田东邻贺昌煤矿、贾家沟联营煤矿，南邻刘家焉头煤矿，西邻华晋焦煤有限公司沙曲煤矿。据县煤炭局组织的每年两次的交换图纸情况可知，相邻矿井均开采4#煤层，与本矿开采同一煤层，四邻矿井均未进入本井田。4第三节掘进工作面水文地质条件及水患类型1、掘进工作面的水文地质条件山西组砂岩裂隙含水层是掘进工作面的间接充水含水层。山西组含多层细-粗粒砂岩，含水性很弱，单位涌水量为0.001L/s.m，渗透系数为0.01206m/d，水位标高790.68m。含水层对工作面影响不大，当遇顶板裂隙发育时，可能造成顶板淋头水增大。奥灰水在4号煤层最低处底板突水系数为0.032MPa/m，小于非正常块0.06MPa，突水系数经验值，小于受构造破坏地段突水系数经验值0.06MPa/m，因此，开采井田4号煤层，一般情况不会受到奥灰水威胁。2、水患类型：①井田受区域构造的控制，基本呈单斜构造，但是随着地下煤层的开采对地应力的进一步破坏，使上覆各含水层相互沟通，增加矿井涌水量。井田内主采煤层4号煤层位于奥陶系岩溶水水位之下，一般情况奥灰水不会突水，若遇导水构造，亦会发生突水事故。②随着煤矿的开采，顶部岩层遭到破坏，会使地表岩层裂隙加大、增多，甚至形成地面塌陷，因此一定要采取防范措施，以防沟谷地表水及泥砂贯入矿坑，造成危害。③4204工作面切眼与8顺槽相贯通。8顺槽积水会威胁4204工作面切眼的掘进工作，因此在掘进过程中必须加强水文地测工作，坚持“有掘必探，先探后掘”的探放水工作，把8顺槽内的积水全部放出，方可进行工作面的贯通。第四节掘进工作面情况简介4204工作面切眼位于北采区西部，为我矿的最后一个回采工作面，设计长度80米。巷道净宽2.8米，净高2.5米，采用II型钢梁+液压支柱+菱形铁丝网支护。巷道坡度为3—5°。工作面采用综掘机落煤，刮板、胶带运煤。5第五节探放水钻孔技术指标探水钻孔布置在9顺槽距切眼口13米处，每次布置19个钻孔,沿东呈扇形布置。相邻钻孔之间的夹角为1°17′21″。钻孔的水平深度为82m，直径Φ=45mm。8顺槽巷道净宽为2.8米，终孔距定为2米。钻孔全部布置在煤层中，以防止夹钻。矿井严格执行“有掘必探，先探后掘”放水原则，故掘进工作面不需要标定探水线。第六节探放钻孔孔口安全装置及耐压要求在探放水量和水压较大的积水或强含水层时，探放水钻孔应安设孔口安全装置。孔口安全装置由孔口管、泄水测压三通、孔口水门、水压表和钻杆逆止阀等组成。由孔口管向孔内注水泥浆，待水泥凝固，孔口管固定后，用较小直径的钻头在管内扫孔，然后向孔内注水进行耐压试验，要求注水压力超过6.68×105Pa，并且稳定30分钟后，孔口周围不漏水时，即可以为孔口管安装符合要求。第七节探放水施工与掘进工作的安全规定1、掘进工作面发现以下透水预兆如：挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板淋水加大、顶板来压、底板鼓起、产生裂隙、出现渗水、水色发浑有臭味等异状时，必须停止作业，报告调度室采取措施。如果情况危急，必须立即发出警报，撤出所有受水害威胁地点的人员。2、要加强探放巷道20m范围内的支架，严格执行“四六盘帮”制度，背好帮顶，并在工作面迎头打好坚固的立柱和拦板，以免压力水冲垮煤壁和支架。3、清理巷道中的杂物和浮煤，材料码放要整齐，以确保安全撤退路线畅通无阻，并且提前规定好避灾路线。4、先规化好排水路线和排水沟，使水流畅通。在巷道最低处配备与探放水量相适应的排水设备，并能保证排水设备正常运转。65、在探水工作面或工作面附近安设专用电话，遇有水情及时向矿井调度室汇报。6、要经常检查探水工作面的瓦斯含量，配备专职瓦斯员跟班检查，发现瓦斯浓度过1%时要立即停止打钻，切断电源，撤出人员，进行处理。7、若水泵送水正常而钻孔不回水时，说明已经穿透老空。如无水流出，则应采取防止有害气体的措施，用黄泥、破布、木塞等将钻孔临时封闭。8、打钻过程中应时刻注意积水对煤壁的压力，钻孔水的流量变化情况，当发现孔中的水压、水量突然增大，或煤岩松软、片帮、来压、以及顶钻等异状时，必须立即停钻，并且不得拔出钻杆，现场负责人要立即上报调度室，并派专人监测水情。如果发现情况危急时，必须撤出所水害威胁地区的人员，然后采取措，进行处理。9、探水钻机后面和前面给进手把活动范围内不得站人，以防止高压水将钻杆顶出伤人，或者手把翻转打人。10、水压较大的地区，探水钻进之前，必须先安好孔口管和控制闸阀，进行耐压试验，达到设计承受的水压后，方准继续钻进。特别危险的地区，应有躲避场所，并规定避灾路线。11、钻孔内水压过大时，应采用反压和有防喷装置的方法钻进，并有防止孔口管和煤（岩）壁突然鼓出的措施。12、测量和探防水人员必须亲临现场，依据设计，按照《探放水方案》，确定主要探水孔位置、方位、角度、浓度以及钻孔数目。13、钻探过程中，必须派专职电工，严格执行停送电制度，严格按照矿井各机电管理制度进行操作。14、探放水前，必须估计积水量，根据矿井排水能力和水仓容量，控制放水流量；放水时，必须设专人监测钻孔出水情况，测定水量、水压，做好记录。7若水量突然变化，必须及时处理，并立即报告矿调度室。15、每次探放水工作结束时，必须填写探放水记录，探放水记录必须包括以下内容：探水地点、孔号、日期班次、钻探水人员签字、钻孔的方位角、孔深、专门的验收人员签字等内容，并且要有附图。第八节信号联系和避灾路线一、在4204切眼掘进工作面和9顺槽探水地点必须安设专用电话。当探放水工作面出现水害危险情况时，探放水负责人要及时通知受水害威胁工作面的人员撤退，并立即向矿调度室汇报。二、进行探放水工作时，必须事先规定人员撤退路线，应保持撤退巷道畅通无阻。并在巷道中挂有明显避灾撤退路线标志牌。4204切眼掘进工作面避灾路线：工作面——9顺槽——北采区运输下山——井底车场——主斜井——地面。第九节通风措施和瓦斯检查制度1、8顺槽巷内可能积存大量二氧化碳、瓦斯等有毒有害气体，故打钻探水时必须要有专职瓦检员跟班作业，检查瓦斯。如果有害气体超出规定，必须立即停止打钻，切断电源，撤出人员，报告调度室，进行处理。2、掘进工作面的局扇由专人进行管理，杜绝无计划停风现象，消灭漏风和循环风现象，并将风筒未端接到探水钻的迎头，对着钻孔，及时吹散瓦斯，避免积骤。3、在探水工作面挂设瓦斯探头，按规定进行标校、调试，确保能全天监控掘进工作面的瓦斯涌出情况。4、若水泵送水正常而钻孔不回水时，说明已经穿透老空。如无水流出，则应采取防止有害气体涌出的措施，用黄泥、破布、木塞等将钻孔临时封闭。5、探水工作面要经常检查瓦斯，发现沼气超过1%时要立即停止打钻，切断8电源，撤出人员，然后加强通风吹散有害气体。6、严格执行《煤矿安全规程》和矿井关于瓦斯管理制度中的有关通风和瓦斯规定。第十节防排水设施一、4204切眼掘进工作面的排水路线：工作面的积水（自流）——9顺槽——10顺槽——主水仓（水泵）——地面。二、矿井在进行探放水工作的同时，要设置好防排水设施，防排水设施主要有：水闸门、水闸墙、水仓、水泵、水管、水沟等。1、水闸门：水文地质条件复杂或有突水危险的矿井，必须在井底车场周围设置防水闸门。在其他有突水危险的地区，只有在其附近设置防水闸门，方可掘进。当矿井出现上述情况时，必须严格按《煤矿安全规程》第二百七二三条的要求，设置防水闸门。2、水闸墙：一般设在需要永久或长期阻挡水的地方。矿井应根据实际情况和实际需要修筑水闸墙。3、主排水设施矿井井下设有中央水仓、水泵房、中央水仓位于中央变电所旁，采用砌碹支护，水仓有效容积：主仓660m3，副仓228m3，能够满足矿井排水及清仓的要求。本矿井涌水量为6.25m3/h，最大涌水量为10.41m3/h，现安装型号为D25—50×6型耐腐蚀水泵3台，电机45KW两台，扬程300m，其中一台工作，一台备用，一台检修。主排水管直径89×4.55mm，吸水管直径为109×4.55mm。排水管路两趟，均敷设在主斜井中。若矿井发生应急水患时，可以开动两台水泵，使用两趟排水管路进行排水。4、水泵、水管、闸阀、排水用的机电设备