宏圖煤礦13探放水設計方案及安全措施

1、納 雍 縣 宏 圖 煤 礦探放水設計方案及安全措施為加強我礦井下掘進探放水工作，防止透水事故發(fā)生，防患于未然，使水患消滅在事故發(fā)生之前，特編制探放水設計方案及安全措施如下：一、 概況：宏圖煤礦采掘工作面是布置在32#煤層中，32#煤層在本礦范圍內未開采，煤層傾角810，煤層平均厚度1.78米，煤層直接頂為粉砂巖、直接底為粘土巖。1、隔水煤柱選擇根據(jù)煤礦安全規(guī)程、煤礦防治水工作條例及有關探放水的規(guī)定，同時依據(jù)相鄰礦探放水經(jīng)驗，留設30m隔水煤柱。2、探水線的確定一般應沿老空積水線或老空邊界平行外推60150m，定為老空的探水線。1）構造兩側或四周留設防水煤（巖）柱的留設斷層破壞了巖層的完整性，在

2、沒有掌握斷層各區(qū)段的導水性時，應把整個斷層作為導水斷層對待。斷層防水煤柱不得小于20m。（1）煤層位于導水斷層上盤時，煤（巖）柱的留設可用下面的經(jīng)驗公式計算順層防水煤柱寬度：LMA=1.73215.85（m）式中 M煤層最大厚度或采高，m； P隔水層所承受的水壓，MPa； Kp煤的抗張強度，MPa； A安全系數(shù)，一般取12.5。當巖層傾角較大時，可用下式計算水平防水煤柱寬度；Lp=Lcos=15.85cos（11）=15.56m式中 L順層防水煤柱寬度，m； 煤層傾角。將兩次計算結果進行比較，采用較大的數(shù)值，即為15.85m，該礦斷層上盤煤（巖）柱留設取30米。（2）煤層位于導水斷層下盤時，煤

3、（巖）柱的留設煤層位于導水斷層下盤時，必須使導水裂隙帶與斷層間保持一定的防水巖柱厚度。計算公式L=L1+L2+L3=Ha/ sin+Hml/tan+Hml/tan =15.85sin80+6.38tan80+6.38tan80 =19.16m式中 L順層防水煤柱寬度，m； L1、L2、L3順層防水煤柱分段厚度，m； Ha斷層安全防水煤柱寬度，m, 15.85； Hml導水冒落裂隙帶高度，m；Hml=100M/（4.7 M +19）=1001.73/（4.7 1.73+19）=6.38m 斷層面與煤層夾角（取銳角），80； 巖移塌陷邊與斷層的夾角（取銳角）。為了安全，煤層位于導水斷層下盤時，該礦

4、斷層下盤煤（巖）柱的留設取30米。2）采空區(qū)及老窯積水區(qū)防水煤（巖）柱的留設在采空積水區(qū)下掘進時，巷道與水體之間的最小距離不得小于巷道高度的10倍。通過計算為102.8=28m,取30m。 在水淹區(qū)或老空積水區(qū)下同一煤層進行開采時，若水淹區(qū)或老空積水區(qū)的界線已基本查明，防水煤（巖）柱的尺寸可按斷層防水煤柱計算。L0.5KM（其L不得小于20m）式中：L順層防水煤柱寬度（m）；M煤厚（m），M1.73最大煤厚）；KP煤的抗張強度（kgf/cm2），KP10kgf/cm2；P水頭壓力（kgf/cm2），P70kgf/cm2K安全系數(shù)，一般取25，K=3則：L0.531.7312.78（m） 在水淹

5、區(qū)或老空積水區(qū)下回采時，防水煤（巖）柱的尺寸不得小于導水裂隙帶最大高度與保護帶厚度之和。H防=h導裂+h保=(1.12.0)h冒+h保=(1.12.0)m/(k-1)cos) + 3m=21.73/(1.4-1)cos11)+31.73=15.16m式中:h導裂導水裂隙帶高度(m)；h保 保護層厚度；m煤層厚度或采厚m，k采空區(qū)頂板巖石的碎脹系數(shù)，其大小取決于巖性，該礦取1.4；煤層傾角， 110。根據(jù)上述公式，經(jīng)計算并結合實際情況確定和安全設施設計審查標準，水淹區(qū)或老空積水區(qū)（采空區(qū)）留設30m防水煤（巖）柱。 根據(jù)上述計算，并結合實際情況，留設30m防水煤柱。二、 組織措施：設立探放水領導

6、小組組 長：付先成副組長：代宗福、方正如 成 員：林文壽、付華、徐元榮、何雄組長、副組長的工作職責：負責按探放水措施指標執(zhí)行探放水工作和人、財、物供給及人員調度。三、探放水措施1. 探放水原則a) 必須作好水害分析預報，堅持有掘必探，先探后掘的探放水原則接近積水地區(qū)掘進前或排放被淹井巷和積水前，必須編制探放水設計，并采取防治瓦斯和其它有害氣體危害等安全措施。探水眼的布置和超前距離，應根據(jù)水頭高低、煤（巖）層厚度和硬度以及安全措施等在探放水設計中具體規(guī)定。b) 采掘工作面遇到下列情況之一時，必須確定探水線進行探水（1）接近水淹或可能積水的井巷、老空區(qū)或相鄰煤礦時，井巷出水點的位置及其水量，有積水

7、的井巷及采空區(qū)的積水范圍、標高和積水量，必須繪制在采掘工程平面圖上。在水淹區(qū)域應標出探水線的位置。采掘到探水線位置時，必須探水前進。（2）有與溶洞、含水層及與之有水力聯(lián)系的導水斷層、裂隙（帶）、陷落柱時，必須查出其位置，并按規(guī)定留設防水煤柱。巷道必須穿過上述構造時，必須探水前進。如果前方有水，應超前預注漿封堵加固，必要時預先建筑防水閘門或采取其它防治措施。（3）打開隔離煤柱前必須探放水。（4）接近有水的采煤工作面時；接近含水層、導水層和裂隙帶等時必須探放水。（5）接近未封閉又可能突水的鉆孔；接近不明井巷時必須探放水。（6）煤層頂板有含水層和水體存在時，應當觀測“三帶”發(fā)育高度。當導水裂隙帶范圍

8、內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)。（7）煤系底部有強承壓含水層時以及采、掘工程接近其它可能突水段時必須探放水。經(jīng)探水確認無突水危險后，方可向前掘進。每年雨季后，上部采空區(qū)的積水情況都在變化，一定要堅持“有疑必探，先探后掘”。c) 防探斷層水（1）應核準（包括補鉆探明）斷層產(chǎn)狀、位置，分析斷層帶的富（導）水性，并在平面圖、剖面圖上確定斷層與采掘工作面的空間幾何關系。（2）井巷通過導水或可能導水斷層前，必須超前探水。探水線（探水起點）至斷層交面線的最小距離不得小于20m,水壓大于2Mpa時應按比例增大。（3）井巷通過含（導）水斷層時，要嚴防來壓冒頂突水或遲到突水（

9、突泥砂），并及時建議采掘部門采取相應的防水措施，如加強支護、砌碹、注漿封閉等。（4）對與強含水層連通的導水斷層，必須按規(guī)定留設防隔水煤柱。采掘工作面接近斷層煤柱前，要復查煤柱的可靠性。d) 開拓下山防探水（1）下山開拓前必須充分調查，分析研究下山所在地段的地質構造和含水層的富水性；繪制開拓下山地段的預想水文地質剖面圖。（2）下山頂、底板存在高壓富含水層和充水構造帶時，應在開拓之前沿下山軸線一側，進行專門的水文地質勘探工作，查清含水層或充水構造的富水性及下山可能承受的水壓，并保留一定數(shù)量的勘探鉆孔，進行動態(tài)觀測。（3）預計下山的最大涌水量。（4）在揭穿下山前方富含水層或強充水構造帶時，應提出采取

10、安全技術措施的建議，如：疏放降壓、預注漿等。e) 探放水注意事項（1）安裝鉆機探水前，要遵守下列規(guī)定：加強鉆場附近的巷道支護，并在工作面迎頭打好堅固的立柱和攔板。清理巷道，挖好排水溝。探水鉆孔位于巷道低洼處時，必須配備與探放水量相適應的排水設備。在打鉆地點或附近安設專用電話。測量和防探水人員必須親臨現(xiàn)場，依據(jù)設計，確定主要探水孔的位置、方位、角度、深度以及鉆孔數(shù)目。（2）預計水壓較大的地區(qū)，探水鉆進之前，必須先安好孔口管和控制閘閥，進行耐壓試驗，達到設計承受的水壓后，方準繼續(xù)鉆進。特別危險的地區(qū)，應有躲避場所，并規(guī)定避災路線。（3）鉆孔內水壓過大時，采用反壓和有防噴裝置的方法鉆進，并有防止孔口

11、管和煤（巖）壁突然鼓出的措施。（4）鉆進時，發(fā)現(xiàn)煤巖松軟、片幫、來壓或鉆孔中的水壓、水量突然增大，以及有頂鉆等異狀時，必須停止鉆進，但不得拔出鉆桿，現(xiàn)場負責人員應立即向礦調度室報告，并派人監(jiān)測水情。如果發(fā)現(xiàn)情況危急時，必須立即撤出所有受水威脅地區(qū)的人員，然后采取措施，進行處理。（5）探放老空水前，首先要分析查明老空水體的空間位置、積水量和水壓。老空積水區(qū)高于探放水點位置時，只準用鉆機探放水。探放水孔必須打中老空水體，并要監(jiān)視放水全過程，核對放水量，直到老空水放完為止。鉆孔接近老空，預計可能有瓦斯或其它有害氣體涌出時，必須有瓦斯檢查工或礦山救護隊員在現(xiàn)場值班，檢查空氣成分。如果瓦斯或其它有害氣體

12、濃度超過規(guī)程規(guī)定時，必須立即停止鉆進，切斷電源，撤出人員，并報告礦調度室，及時處理。（6）鉆孔放水前，必須估計積水量，根據(jù)礦井排水能力和水倉容量，控制放水流量；放水時，必須設專人監(jiān)測鉆孔出水情況，測定水量、水壓，做好記錄。若水量突然變化，必須及時處理，并立即報告礦調度室。（7）排除上（下）山的積水以及恢復被淹井巷前，必須有礦山救護隊檢查水面上的空氣成分，發(fā)現(xiàn)有害氣體，必須及時處理。排水過程中，如有被水封住的有害氣體突然涌出的可能，必須制定安全措施。（8）探水鉆孔應保持適當?shù)某熬?、幫距和密度。探水工作采用“探水掘進探水”方式進行，探水鉆孔為巷道掘進探明一段安全距離后，巷道允許掘進一段距離，然后

13、再探再掘，確保掘進安全。超前距：為探水鉆孔終孔位置應始終超前掘進工作面的一段距離，一般采用30m。 允許掘進距離：為經(jīng)探水證實無水害威脅，可安全掘進的長度，取20m。幫距：為使巷道兩幫與可能存在的水體之間保持一定的安全距離，即呈扇形布置的最外側探水孔所控制的范圍與巷道幫的距離，其值取20m。鉆孔密度（孔間距）：指允許掘進距離終點橫剖面上，探水鉆孔之間的間距，一般不超過3m，以免漏掉積水區(qū)，該礦可取2m。煤層平巷鉆孔布置：工作面迎頭布置5個探水鉆孔：中孔一個，左幫一個，右?guī)鸵粋€，頂板一個，底板一個。中孔沿巷道方向打設，距巷道兩幫1.20m，距底板1.2m；左、右?guī)涂着c巷道水平方向成15度夾角，豎

14、直方向上幫孔傾角+4度、下幫孔傾角4度，距中孔0.5m。鉆孔終孔水平方向分別距巷道兩幫20m；鉆孔終孔豎直方向分別距巷道頂、板底14m。傾斜煤層上（下）山巷道鉆孔布置：工作面迎頭布置5個探水鉆孔：中孔一個，左幫一個，右?guī)鸵粋€，頂板一個，底板一個。中孔沿巷道方向打設，距巷道兩幫1.20m，距底板1.2m；左、右?guī)涂着c巷道水平方向成15度夾角，豎直方向上幫孔傾角4度、下幫孔傾角4度，距中孔0.5m。鉆孔終孔水平方向分別距巷道兩幫20m；鉆孔終孔豎直方向分別距巷道頂、板底14m。探水線、鉆孔深度、孔徑根據(jù)納雍縣安全監(jiān)督管理局關于進一步加強煤礦探放水工作的通知的有關規(guī)定的周圍采掘情況，主要探放煤層前方

15、及上下幫的老空水、裂隙水和頂?shù)装迳皫r含水層或采空積水。1、 確定工作面開口5m為探水起點，2、 鉆孔孔深50m，鉆孔超前距離30m，允許掘進距離20m?？讖綖?2mm。探水鉆鉆孔布置見下圖。 f) 放水措施鉆孔探到水后，要觀測水壓、水質、水量和估計積水量或補給量。根據(jù)礦井排水能力及水倉容量，控制放水孔的流量或調整排水能力，并清理水倉、水溝等。煤層頂板有含水層和水體存在時，應當觀測“三帶”發(fā)育高度。當導水裂隙帶范圍內的含水層和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)。加強放水地點的通風，增加有害氣體的觀測次數(shù)。必須監(jiān)視放水全過程，放水結束后，應立即核算放水量與預計積水量的誤差，查明

16、原因。2. 探放水設備選擇a) 探放水設備選擇依據(jù)礦井用1個采煤工作面保證礦井年生產(chǎn)能力，正常生產(chǎn)期間配備2個掘進工作面。b) 探放水設備型號及數(shù)量配備型號ZDY620探水鉆3臺、ZDY720探水鉆1臺。3臺工作（采面和兩個掘進頭各1臺），1臺備用。3. 探放水方法a) 探水起點（1）若該礦井造成的水災清楚，壓力不小于1MPA時，探水線至積水區(qū)的最小距離：煤層中不小于30m，巖層中不小于20m；造成的水災不清楚時，探水線至推斷積水區(qū)的距離不小于60m；（2）掘進巷道附近有斷層或陷落柱時，探水線至預計煤柱線的距離不小于60m；b) 鉆孔深度及超前距離探水鉆孔眼底至采掘工作面的距離不得小于30m的

17、超前距離（薄煤層不得小于6m，巖層中不得小于510m），鉆孔深度一般在50m左右（如此一次打孔后，可連續(xù)采掘20m）。c) 鉆孔直徑從既探、排有效，又能防止沖垮煤壁和放水過大的原則出發(fā)，孔徑不大于70mm為宜。d) 鉆孔布置與孔數(shù)（1）對于采煤工作面前方和左右兩側均受水害威脅的緩傾斜煤層，鉆孔按扇形布置；當積水區(qū)肯定在一側時，鉆孔可按半扇形布置。薄煤層以上掘進探水，同時要考慮垂直方向和密度，使鉆孔進入頂板圍巖；（2）老塘探水：探后掘進停掘處的鉆孔眼距不得超過3m，以防漏探；（3）探斷層水：開孔位置必須在防水煤柱外和斷層應力影響帶以外，以防止煤巖破碎出水后，不易控制；（4）鉆孔個數(shù)以保證必要的密

18、度為原則，一般不得少于5個。4. 探放水的安全措施（1）探水前應加固探水工作區(qū)支架，背好幫頂，以免壓力水沖垮煤壁和支架；（2）清理巷道，保證安全撤退路線暢通無阻；（3）保證水溝暢通，并有適當?shù)钠露群蛿嗝?，水倉和排水設備要有足夠的容量和能力。（4）探水地點要安裝電話，與所有可能受水威脅的工作地點連通，并事先制定好撤退路線，以防止意外事故的發(fā)生；（5）打鉆過程中，如發(fā)現(xiàn)煤、巖松軟或沿鉆桿向外流水超過打鉆正常供水量時，要立即停止打鉆（不能移動或拔出鉆桿），派人監(jiān)視水情并報告礦調度室，如果情況危急，要立即通知所有受威脅地點撤人，并采取應急措施；（6）鉆孔接近采空區(qū)，可能有有害氣體涌出，必須隨時進行有害

19、氣體監(jiān)測；探水點通風必須按有關規(guī)定進行。（7）煤系底部有強壓含水層并有突水危險的工作面，在開采前，必須編制探放水設計，明確安全措施。（8）預計水壓較大的地區(qū)，探水鉆進之前，必須先安好孔口管和控制閘閥，進行耐壓試驗，達到設計承壓的水壓后，方準繼續(xù)鉆進。特別危險的地區(qū)，應有躲避場所，并規(guī)定避災路線。（9）鉆孔內水壓過大時，應采用反壓和有防噴裝置的方法鉆進，并有防止鉆孔口管和煤（巖）壁突然鼓出的措施。（10）探放老空水前，首先要分析查明水體的空間位置、積水量和水壓。老空積水區(qū)高于探放水點位置時，只準鉆孔探放水；探放水時，必須撤出探放水點以下部位受水害威脅區(qū)域內的所有人員。探放水孔必須打中老空水體，并

20、要監(jiān)視放水全過程，核對放水量，直到老空水放完為止。（11）鉆孔放水前，必須估計積水量，根據(jù)礦井排水能力和水倉容量，控制放水量；放水時，必須設專人監(jiān)測鉆孔出水情況，測定水量、水壓，做好記錄。若水量突然變化，必須及時處理，并立即報告礦調度室。（12）排出井筒和下山的積水以及恢復被淹井巷前，必須有礦山救護隊檢查水面上的空氣成分，發(fā)現(xiàn)有害氣體，必須及時處理。排水過程中，如有被水封住的有害氣體突然涌出的可能，必須制定安全措施。防探底板水：（1）當煤層底板以下賦存高壓水、巖溶裂隙水層（組）時，必須預防底板突水或巖溶泥石流涌出。采掘前，必須具備勘探或補充勘探資料，水文地質條件要清楚。（2）要全面整理已有勘探

21、、生產(chǎn)資料，分析研究含水層（組）的含水性特征和已采掘區(qū)的突水規(guī)律，并在采掘地質說明書中，對可能發(fā)生的水害提出預防措施。（3）編制隔水層或相對隔水層等厚線圖（包括水文地質實際材料）。（4）預測有突水可能的危險區(qū)。（5）預計最大涌水量，根據(jù)預計涌水量數(shù)據(jù)相應擴大排水能力。（6）底板隔水層厚度達不到安全開采要求時，原則上必須進行疏水降壓開采。有條件時，也可采取在加強排水能力前提下的分區(qū)隔離開采。（7）在可能有巖溶泥石流突出的地段采掘時，應加強前兆觀察和探放，如有異常，應及時采取有效措施。采掘探放水措施：采掘工作面遇到下列情況之一時，必須確定探水線進行探水：（1）接近水淹或可能積水的井巷、老空或相鄰煤

22、礦時。（2）接近含水層、導水斷層、溶洞和導水陷落柱時。（3）打開隔離煤柱放水時。（4）接近可能與河流、湖泊、水庫、蓄水池、水井等相通的斷層破碎帶時。（5）接近有出水可能的鉆孔時。（6）接近有水的灌漿區(qū)時。（7）接近其它可能出水地區(qū)時。防探斷層水：（1）要核準（包括補鉆探明）斷層產(chǎn)狀、位置，分析斷層帶的富（導）水性，并在平面圖、剖面圖上確定斷層與采掘工作面的空間幾何關系。（2）井巷通過導水或可能導水斷層前，必須超前探水。探水線至斷層交面線的最小距離不得小于30m，水壓大于2Mpa時應按比例增大。（3）當井巷通過含（導）水斷層時，要嚴防來壓冒頂突水或遲到突水（突泥砂），并及時采取相應的防水措施，如加強支護、砌碹、注漿封閉等。（4）對與強含水層連通的導水斷層，必須按規(guī)定留設防隔水煤柱。采掘工作面接近斷層煤柱前，要復查煤柱的可靠性。開拓下山防探水：（1）下山開拓前必須充分調查，分析研究下山所在地段的地質構造和含水層的富水性；繪制開