坪上煤礦探放水設(shè)計安全措施

1、坪上煤礦探放水設(shè)計安全措施 坪上煤礦探放水制定安全措施之相關(guān)制度和職責(zé)，第一節(jié)?礦井水文地質(zhì)條件分析一、地層礦區(qū)內(nèi)出露地層有第四系(q)、三疊系下統(tǒng)大冶組(tldy)、二疊系上統(tǒng)長興組(p2ch)、下窯組(p2x)、龍?zhí)督M(p2l)、二疊系下統(tǒng)茅口組(p1m)、棲霞組(p1q)?，F(xiàn). 第一節(jié)? 礦井水文地質(zhì)條件分析 一、地層 礦區(qū)內(nèi)出露地層有第四系(q)、三疊系下統(tǒng)大冶組(tldy)、二疊系上統(tǒng)長興組(p2ch)、下窯組(p2x)、龍?zhí)督M(p2l)、二疊系下統(tǒng)茅口組(p1m)、棲霞組(p1q)?，F(xiàn)將井田地層由新至老分述如下: 1、第四系(q) 巖性主要為黃色亞粘土、亞砂土夾硅質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r及泥巖

2、碎塊,主要分布于井田北西、南東邊緣的緩坡部位。厚0.0010.00m。 2、三疊系下統(tǒng)大冶組(t1dy) 按巖性組合特征分為三段。本組地層總厚度>1 5 0m。 ?大冶組第三段(t1dy3):灰色中厚層狀灰?guī)r。 大冶組第二段(t1dy2):粉紅色薄中層狀泥灰?guī)r。 大冶組第一段(t1dyl):黃綠色、綠色薄層狀鈣質(zhì)頁巖。 3、二疊系上統(tǒng)長興組(p2ch) ? 按巖性組合特征可分為上、下兩段。 ? 長興組上段(p2ch2) :白色灰白色厚層狀白云巖,粗粒結(jié)晶結(jié)構(gòu),風(fēng)化后表面粗糙。厚44.0m。 ? 長興組下段(p2chl):上部為淺灰灰色中厚層厚層狀含硅質(zhì)結(jié)核灰?guī)r,結(jié)核呈不規(guī)則的團塊狀,分布

3、不均勻,微粒結(jié)構(gòu);下部為淺灰深灰色中厚層狀灰?guī)r類薄層狀硅質(zhì)灰?guī)r條帶,微粒結(jié)構(gòu),風(fēng)化后表面呈褐紅色,底部為灰?guī)r與條帶狀硅質(zhì)灰?guī)r互層,且水平層理發(fā)育。厚138.03m。 4、二疊系上統(tǒng)下窯組(p2x) 按巖性組合特征可分為上、下兩段。 1下窯組上段(p2x2) :黑灰色黑色薄層狀白云質(zhì)、灰質(zhì)泥巖,泥晶結(jié)構(gòu),節(jié)理較發(fā)育,含菊石化石,頂部為炭質(zhì)頁巖,底部夾24層薄層狀灰?guī)r。厚14.76m。 下窯組下段(p2x1) :上部為灰白色白云巖,微粒結(jié)構(gòu),厚1.303.60m,中部為淺灰色灰色厚層狀含硅質(zhì)結(jié)核灰?guī)r,硅質(zhì)結(jié)核呈不規(guī)則團塊狀;下部為灰灰黑色生物碎屑泥巖夾12層含生物碎屑灰質(zhì)白云巖。厚40.65m。

4、5、二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M(p21) 上部為炭質(zhì)泥巖,厚0.050.20m,其下為煤層,厚0.551.51m,煤層之下為含黃鐵礦炭質(zhì)泥巖,厚0.100.20m,再下部為含黃鐵礦高嶺石粘土巖。厚1.34.8m。 6、二疊系下統(tǒng)茅口組(p1m) 灰白色、淺灰色厚層狀灰?guī)r,含生物碎屑,生物結(jié)構(gòu),縫合線構(gòu)造,頂部含有星點狀黃鐵礦。厚度>180m。 7、二疊系下統(tǒng)棲霞組(p1q) 上部為深灰色厚層狀瘤狀灰?guī)r,瘤狀體為有機質(zhì)鈣質(zhì),泥質(zhì)組成,局部夾薄層狀炭質(zhì)灰?guī)r,中部為黑色厚層狀灰?guī)r,含少量燧石結(jié)核,下部黑色有機質(zhì)瘤狀灰?guī)r與炭質(zhì)頁巖構(gòu)成互層。厚度>97m。 詳見圖2-1-2煤系地層綜合柱狀圖。 圖 煤

5、系地層綜合柱狀圖 二、構(gòu)造 (一)區(qū)域地質(zhì)概況 礦區(qū)位于咸豐向斜北西翼、咸豐壓扭性斷裂破碎帶的北西側(cè),井田內(nèi)為一殘留的次一級向斜構(gòu)造,向斜南東翼地層被咸豐斷裂帶所破壞和改造,靠近軸部尚保留一部分地層,向斜北西翼地層為礦區(qū)主要賦礦(煤)地層,呈帶狀北東向分布,地層傾向南東,但由南向北有所變化,地層走向由南東漸轉(zhuǎn)向北東,南部地層產(chǎn)狀傾向140°150°,傾角20°中部地層產(chǎn)狀傾向100°,傾角27°北部地層產(chǎn)狀傾向34°70°,傾角10°20°。區(qū)內(nèi)i號勘探線及其四周處于構(gòu)造小隆起帶,巖層及煤層傾角變大,一般

6、在40°左右。由于礦區(qū)位于咸豐壓扭性斷裂破碎帶北西邊緣,斷裂構(gòu)造發(fā)育,礦區(qū)四周及其內(nèi)部主要斷裂構(gòu)造共計五條,現(xiàn)分述如下: f1斷層:分布在礦區(qū)東緣,南起劉家?guī)r,北至大河寨一帶,走向北東30°,斷距較大,致使二疊系上統(tǒng)及三疊系下統(tǒng)地層與泥盆系上統(tǒng)及志留系上統(tǒng)等老地層直接接觸,斷層面傾向北西,傾角為6 5°,為一壓扭性斷層。 f2斷層:分布在礦區(qū)北端李家田一帶,走向北東,傾向南東,傾角不明,亦為壓扭性斷層。 f3斷層:分布在礦區(qū)西部老鴉坑一帶,走向北東10°,性質(zhì)不明,此斷層位于煤層露頭線之外,因此對礦區(qū)無影響。 f4斷層:分布于三號鉆孔四周,向南與f1以銳

7、角相交,斷層面傾向南西,傾角為80°左右,向北尖滅,長度約為1000m,此斷層在一號勘探線上煤層底板垂直斷距為29m,在0號勘探線上煤層底板垂直斷距為43m。 f5斷層:分布在二號與三號鉆孔之間,即大坑一帶,向南推斷(因浮土掩蓋)亦以銳角交于f1之上,斷層面傾向北西,傾角為70°左右,向北尖滅,長度為1200m,此斷層在i號勘探線上煤層底板垂直斷距為15.1m,在o號勘探線上煤層底板垂直距38m左右,致使zk20鉆孔之煤層底板提升40m左右。 綜上所述,井田內(nèi)褶皺形態(tài)簡單,斷層f1、f2、f3構(gòu)成了井田自然邊界,斷層f1對煤層起了一定的破壞作用,但分布在井田的東緣且長度有限

8、,對上山煤層無影響,f1斷層使東側(cè)煤層底板提升40m左右(zk20煤層底板比zk2提升36.15m),為本區(qū)增加了部分上山煤,所以區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造對煤層的破壞作用不大。 綜上所述,礦區(qū)構(gòu)造復(fù)雜程度應(yīng)屬中等。 水文地質(zhì) 1、含水層 (1)上二疊統(tǒng)長興組上段(p2ch2),地表巖溶凹地,巖溶裂隙、落水洞均很發(fā)育,地下巖溶裂隙、溶洞發(fā)育,巖溶率為0.6316.89%,含弱巖溶裂隙潛水,水量甚小(小于1公升/秒)。 (2)上疊統(tǒng)下窯組下段(p2x1)為含結(jié)核灰?guī)r,地下巖溶裂隙溶洞很發(fā)育,巖溶率為1.5230.39%,含巖溶裂隙溶洞水,地表露頭甚少,為腐蝕基準(zhǔn)面以上礦坑充水之主要含水層,補給源為匯水區(qū)大氣降

9、水之滲水,涌水量0.083.85公升/秒。 (3)下二疊統(tǒng)茅口棲霞灰?guī)r組,為礦層底板以下之重要含水層,含豐富的巖溶溶洞水,涌水量9.49568.97公升/秒。 2、隔水層 主要隔水層有下窯組上段(p2x2)含硅質(zhì)、灰質(zhì)薄層狀泥巖,在無斷裂影響狀況下,普遍起隔水作用,次為下窯組下段含生物碎屑泥灰?guī)r,厚3-9米與煤層直接接觸;礦層為層狀連續(xù)分布,為塊狀粉狀煤不含水,底板為高嶺石粘土巖,無斷裂影響狀況下尚能隔水。 3、礦床充水因素分析 礦山范圍內(nèi)無大的地表水體,礦井充水因素主要有五個,一是地表水、二是大氣降水、三是含水層、四是老窯積水、五是井下突水。 地表水:礦區(qū)內(nèi)有的季節(jié)性小溪溝,雨季時溪溝水將通

10、過采動裂隙滲入礦井,成為地下水的補給源,同時是礦井水的間接補給源。 大氣降水:大氣降水是礦井主要的充水來源,它通過采空塌陷裂隙滲透進入礦井,據(jù)該礦多年觀測,洪水季節(jié)礦井顯然增大,在正常涌水量的4倍左右。 含水層:前已述及,礦區(qū)內(nèi)含水層主要為茅口石灰?guī)r和長興石灰?guī)r,地下水類型為巖溶裂隙水,石灰?guī)r含水性強,因此巖溶含水層水是礦井重要充水因素之一。 老窯積水:老窯及采空區(qū)水是礦井生產(chǎn)中的主要充水因素,因此,礦井在開采期間,應(yīng)強化探放水措施,保持“猜測預(yù)報、有疑必探、先探后掘、先治后采的原則,防止老窯穿水事故的發(fā)生。 采納湖北省第二地質(zhì)大隊針對礦井涌水量的說明,礦井正常涌水量為258.0m3/h,最大

11、涌水量為645.0m3/h。 第二節(jié)探放水制定及安全措施 依據(jù)“有掘必探,先探后掘,先治后采的原則,制定本安全技術(shù)措施。 一、探放水原則及出水預(yù)兆 1、探放水原則 “有掘必探、先探后掘,先治后采是防治水害的基本原則。凡是新開拓的區(qū)域和受水害威脅的地區(qū),都必須保持這一原則。碰到以下狀況都必須探水掘進。 礦井新開拓區(qū)域或新布置的巷道。 接近含、導(dǎo)水?dāng)鄬?、溶洞和?dǎo)水陷落柱時。 打開隔離煤柱放水時。 接近可能與河流、湖泊、水庫、蓄水池、水井等連通的斷裂構(gòu)造帶時。 接近有出水可能的鉆孔時。 接近有水的灌漿區(qū)時。 受底板強承壓含水層威脅的采煤工作面。 接近其它可能出水(突水)地點時。 2、工作面出水預(yù)兆

12、煤壁掛汗:溫度下降,空氣變冷,霧氣產(chǎn)生;煤層發(fā)潮、暗沉沉有害氣體增高,呼吸困難,頭痛;頂、地壓加大,底板鼓起并有滲水、淋水;出現(xiàn)壓力水流并有“嘶、嘶水叫聲;巷道掛紅,有異味等出水預(yù)兆狀況,必須馬上向礦調(diào)度室匯報撤出人員等候處理。 二、探水鉆孔制定 1、因三采區(qū)+680運輸平巷、水泵房(水倉)及軌道下山均布置在巖層中,故主要預(yù)防頂板巖溶裂隙水,因而布置三組鉆孔,每組鉆孔2個,共計6個鉆孔。(詳見鉆孔布置圖) 2、每個鉆孔的套管長度不小于10m。 3、估計前方有帶水壓的含水層時,探水孔必須安設(shè)套管?？卓谔坠鼙仨氂梅饪讋┕炭?而且必須進行耐壓試驗,耐壓試驗不小于4mpa,穩(wěn)定時間不小于30分鐘。 4

13、、對水壓高于1 mpa且水量較大的積水或強含水層進行探放水時,孔口應(yīng)安設(shè)防噴逆止閥。 5、探得水壓高于2mpa、水量大于60m3/h,需長期保留時,孔口應(yīng)使用雙水門,下門備用。 三、鉆機安裝規(guī)定: 1、強化鉆場四周的巷道支護,并在工作面迎頭打好牢固立柱和擋板。 2、清理巷道挖好排水溝,探水鉆孔位于巷道低洼處時,必須配備與探放水相適應(yīng)的排水設(shè)備。 3、在打鉆地點或四周安設(shè)專用 。 4、測量和探放水人員必須親臨現(xiàn)場,依據(jù)制定,確定主要探水孔的位置、方位、角度以及鉆孔數(shù)目。 四、探放水施工中的技術(shù)要求 (一)探水技術(shù)要求 1、鉆進時應(yīng)準(zhǔn)確判別煤、巖層厚度并記錄換層深度。 2、鉆進時,發(fā)現(xiàn)煤巖松軟、片

14、幫、來壓或孔中的水壓、水量突然增大,以及有頂鉆等現(xiàn)象時,必須馬上停鉆,記錄其孔深并同時將鉆桿固定。要馬上向礦調(diào)度室匯報,及時采用措施,進行處理。 3、鉆進中發(fā)現(xiàn)有害氣體噴出時,應(yīng)馬上停止鉆進、切斷電源,將人員撤到有新鮮風(fēng)流的地點。馬上報告礦調(diào)度室,采用措施。 4、鉆孔內(nèi)水壓過大或噴高壓水時,應(yīng)采納反壓和防噴裝置的方法鉆進,應(yīng)有防止孔口管和煤(巖)壁突然鼓出的措施: 5、背緊工作面,在攔板外面加設(shè)頂柱或木垛,必要時還應(yīng)在頂、底板牢固地點砌筑防水墻,之后方可放水。 6、關(guān)于水壓大于2mpa,中間要穿過煤層的探斷層水鉆孔,在打穿斷層或含水層前,還應(yīng)下第二層孔口管并超過煤層1 m以上。 7、在探水孔施

15、工中,見到含水層、斷層、陷落柱和積水區(qū)之前,應(yīng)停止鉆進,安好水門后再持續(xù)鉆進。 8、遇高壓水頂鉆桿時,可用立軸卡瓦和逆止閥交替控制鉆桿,使其慢慢地頂出孔口,操作時禁止人員直對鉆桿站立。 9、應(yīng)做到交接班時不停鉆。 10、探放斷層水的探水孔終孔后,孔內(nèi)有水應(yīng)進行放水試驗。孔內(nèi)無水時應(yīng)選擇一個孔進行壓水試驗,檢驗斷層隔水性能;壓力一般應(yīng)略大于斷層所承受的靜水壓力。 11、探放水鉆孔,完成探測任務(wù)后必須全孔注漿封閉,并做好封孔記錄。 (二) 放水的技術(shù)要求 1、鉆孔探到水后,要觀測水壓、水質(zhì)、水量和估計積水量或補給量。依據(jù)礦井排水能力及水倉容量,決定是注漿堵水還是放水?？刂品潘椎牧髁炕蛘{(diào)整排水能力

16、,并清理水倉、水溝等。 2、煤層頂板有含水層和水體存在時,應(yīng)當(dāng)觀測“三帶發(fā)育高度。當(dāng)導(dǎo)水裂隙帶范圍內(nèi)的含水層或老空積水影響安全開采時,必須超前探放水并建立疏排水系統(tǒng)。 3、強化放水地點的通風(fēng),增加有害氣體的觀測次數(shù)。 4、必須監(jiān)視放水全過程,放水結(jié)束后,應(yīng)馬上核算放水量與估計積水量的誤差,查明原因。 四、探放水安全技術(shù)措施 1、探水前的安全準(zhǔn)備工作 (1)、探水前對排水設(shè)備進行徹底檢查,探水過程中要有專人維護、保證正常排水。 (2)、探水前對水溝、沉淀池進行徹底清理,堅持水流暢通。 (3)、要有專人對鉆場四周的頂板進行檢查維護,避免發(fā)生冒頂事故。 (4)、探水鉆場后方必須有安全躲避峒室。 (5

17、)、保證鉆場的正常通風(fēng),并制定專項檢查措施。 (6)、鉆場四周要安裝 ,并堅持通訊暢通。 (7)、明確水害避災(zāi)路線,并認(rèn)真貫徹至施工人員。 2、鉆機運輸、安裝的安全措施 (1)、運輸、安裝鉆機人員,要互相配合好,防止鉆機反倒傷人和擠傷手腳事故發(fā)生。 (2)、鉆場在穩(wěn)鉆前,應(yīng)清凈浮煤。鉆場巷道支護要符合質(zhì)量要求,禁止有空幫、空頂現(xiàn)象。鉆機要穩(wěn)牢、穩(wěn)平,底座墊上底木梁,鉆機穩(wěn)固在底木梁上,四角要大好四根立柱,并用鐵絲聯(lián)在一起。將鉆機穩(wěn)定牢固后,方準(zhǔn)開鉆。 (3)鉆具應(yīng)統(tǒng)一放在鉆場內(nèi),禁止在巷道內(nèi)亂放。 3、鉆機操作的安全措施。 (1)、鉆工上崗前,必須經(jīng)過培訓(xùn),學(xué)習(xí)作業(yè)規(guī)程并持證上崗。 (2)、鉆孔必須嚴(yán)格按制定的方位、角度、深度施工,嚴(yán)禁私自變更鉆孔參數(shù)。 (3)、鉆孔施工期間,必須有專職瓦斯檢查員隨時檢查鉆孔、鉆場瓦斯,假設(shè)瓦斯達(dá)到1 %,應(yīng)馬上通知停鉆撤人。 (4)、操作鉆機人員,要由班組長或有經(jīng)驗的工人擔(dān)任,另一人跟前監(jiān)護。鉆機操作按扭,應(yīng)設(shè)在距司機工作處不超過0.5m的地方,保證能及時停送電。 (5)每班開鉆前,鉆機要先試正、反轉(zhuǎn)。鉆機開始運轉(zhuǎn)后,