宏圖煤礦(13)探放水設計方案及安全措施

納雍縣宏圖煤礦探放水設計方案及平安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，使水患殲滅在事故發(fā)生之前，特編制探放水設計方案及平安措施如下：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(nèi)未開采，煤層傾角8—10°，煤層平均厚度1.78米，煤層干脆頂為粉砂巖、干脆底為粘土巖。1、隔水煤柱選擇依據(jù)《煤礦平安規(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)相鄰礦探放水閱歷，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60～150m，定為老空的探水線。1）構(gòu)造兩側(cè)或四周留設防水煤（巖）柱的留設斷層破壞了巖層的完整性，在沒有駕馭斷層各區(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閱歷公式計算順層防水煤柱寬度：①L＝MA=1.73×2＝15.85（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——平安系數(shù)，一般取1～2.5。當巖層傾角較大時，可用下式計算水平防水煤柱寬度；②Lp=Lcosβ=15.85×cos（11）=15.56m式中L——順層防水煤柱寬度，m；β——煤層傾角。 將兩次計算結(jié)果進行比較，采納較大的數(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（巖）柱的留設煤層位于導水斷層下盤時，必需使導水裂隙帶與斷層間保持確定的防水巖柱厚度。計算公式L=L1+L2+L3=Ha/sinθ+Hml/tanθ+Hml/tanδ=15.85÷sin80+6.38÷tan80+6.38÷tan80=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——斷層平安防水煤柱寬度，m,15.85；Hml——導水冒落裂隙帶高度，m；Hml=100M/（4.7M+19）=100×1.73/（4.7×1.73+19）=6.38mθ——斷層面與煤層夾角（取銳角），80°；δ——巖移塌陷邊與斷層的夾角（取銳角）。為了平安，煤層位于導水斷層下盤時，該礦斷層下盤煤（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①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10×2.8=28m,取30m。②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。L＝0.5KM（其L不得小于20m）式中：L——順層防水煤柱寬度（m）；M——煤厚（m），M＝1.73最大煤厚）；KP——煤的抗張強度（kgf/cm2），KP＝10kgf/cm2；P——水頭壓力（kgf/cm2），P＝70kgf/cm2K——平安系數(shù)，一般取2～5，K=3則：L＝0.5×3×1.73×＝12.78（m）③在水淹區(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愛護帶厚度之和。H防=h導裂+h保=(1.1～2.0)h冒+h保=(1.1～2.0)[m/((k-1)cosα)]+3×m=2[1.73/((1.4-1)cos11°)]+3×1.73=15.16m式中:h導裂——導水裂隙帶高度(m)；h?！獝圩o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；α——煤層傾角，110。依據(jù)上述公式，經(jīng)計算并結(jié)合實際狀況確定和平安設施設計審查標準，水淹區(qū)或老空積水區(qū)（采空區(qū)）留設30m防水煤（巖）柱。

依據(jù)上述計算，并結(jié)合實際狀況，留設30m防水煤柱。組織措施：設立探放水領導小組組長：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、物供應及人員調(diào)度。三、探放水措施探放水原則必需作好水害分析預報，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，必需編制探放水設計，并實行防治瓦斯和其它有害氣體危害等平安措施。探水眼的布置和超前距離，應依據(jù)水頭凹凸、煤（巖）層厚度和硬度以及平安措施等在探放水設計中詳細規(guī)定。采掘工作面遇到下列狀況之一時，必需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，有積水的井巷及采空區(qū)的積水范圍、標高和積水量，必需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，必需探水前進。（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，必需查出其位置，并按規(guī)定留設防水煤柱。巷道必需穿過上述構(gòu)造時，必需探水前進。假如前方有水，應超前預注漿封堵加固，必要時預先建筑防水閘門或?qū)嵭衅渌乐未胧?。?）打開隔離煤柱前必需探放水。（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需探放水。（5）接近未封閉又可能突水的鉆孔；接近不明井巷時必需探放水。（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。當導水裂隙帶范圍內(nèi)的含水層或老空積水影響平安開采時，必需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需探放水。經(jīng)探水確認無突水危急后，方可向前掘進。每年雨季后，上部采空區(qū)的積水狀況都在改變，確定要堅持“有疑必探，先探后掘”。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，必需超前探水。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（突泥砂），并剛好建議采掘部門實行相應的防水措施，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，必需按規(guī)定留設防隔水煤柱。采掘工作面接近斷層煤柱前，要復查煤柱的牢靠性。開拓下山防探水（1）下山開拓前必需充分調(diào)查，分析探討下山所在地段的地質(zhì)構(gòu)造和含水層的富水性；繪制開拓下山地段的預想水文地質(zhì)剖面圖。（2）下山頂、底板存在高壓富含水層和充水構(gòu)造帶時，應在開拓之前沿下山軸線一側(cè)，進行特地的水文地質(zhì)勘探工作，查清含水層或充水構(gòu)造的富水性及下山可能承受的水壓，并保留確定數(shù)量的勘探鉆孔，進行動態(tài)觀測。（3）預料下山的最大涌水量。（4）在揭穿下山前方富含水層或強充水構(gòu)造帶時，應提出實行平安技術(shù)措施的建議，如：疏放降壓、預注漿等。探放水留意事項（1）安裝鉆機探水前，要遵守下列規(guī)定：eq\o\ac(○,1)加強鉆場旁邊的巷道支護，并在工作面迎頭打好堅實的立柱和攔板。eq\o\ac(○,2)清理巷道，挖好排水溝。探水鉆孔位于巷道低洼處時，必需配備與探放水量相適應的排水設備。eq\o\ac(○,3)在打鉆地點或旁邊安設專用電話。eq\o\ac(○,4)測量和防探水人員必需親臨現(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）預料水壓較大的地區(qū)，探水鉆進之前，必需先安好孔口管和限制閘閥，進行耐壓試驗，達到設計承受的水壓后，方準接著鉆進。特殊危急的地區(qū)，應有躲避場所，并規(guī)定避災路途。（3）鉆孔內(nèi)水壓過大時，采納反壓和有防噴裝置的方法鉆進，并有防止孔口管和煤（巖）壁突然鼓出的措施。（4）鉆進時，發(fā)覺煤巖松軟、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，必需停止鉆進，但不得拔出鉆桿，現(xiàn)場負責人員應馬上向礦調(diào)度室報告，并派人監(jiān)測水情。假如發(fā)覺狀況緊急時，必需馬上撤出全部受水威逼地區(qū)的人員，然后實行措施，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。探放水孔必需打中老空水體，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，預料可能有瓦斯或其它有害氣體涌出時，必需有瓦斯檢查工或礦山救援隊員在現(xiàn)場值班，檢查空氣成分。假如瓦斯或其它有害氣體濃度超過規(guī)程規(guī)定時，必需馬上停止鉆進，切斷電源，撤出人員，并報告礦調(diào)度室，剛好處理。（6）鉆孔放水前，必需估計積水量，依據(jù)礦井排水實力和水倉容量，限制放水流量；放水時，必需設專人監(jiān)測鉆孔出水狀況，測定水量、水壓，做好記錄。若水量突然改變，必需剛好處理，并馬上報告礦調(diào)度室。（7）解除上（下）山的積水以及復原被淹井巷前，必需有礦山救援隊檢查水面上的空氣成分，發(fā)覺有害氣體，必需剛好處理。排水過程中，如有被水封住的有害氣體突然涌出的可能，必需制定平安措施。（8）探水鉆孔應保持適當?shù)某熬唷途嗪兔芏?。探水工作采納“探水～掘進～探水”方式進行，探水鉆孔為巷道掘進探明一段平安距離后，巷道允許掘進一段距離，然后再探再掘，確保掘進平安。①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，一般采納30m。②允許掘進距離：為經(jīng)探水證明無水害威逼，可平安掘進的長度，取20m③幫距：為使巷道兩幫與可能存在的水體之間保持確定的平安距離，即呈扇形布置的最外側(cè)探水孔所限制的范圍與巷道幫的距離，其值取20m。④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。⑤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。⑥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。⑥探水線、鉆孔深度、孔徑依據(jù)納雍縣平安監(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)定的四周采掘狀況，主要探放煤層前方及上下幫的老空水、裂隙水和頂?shù)装迳皫r含水層或采空積水。確定工作面開口5m為探水起點，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。放水措施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)礦井排水實力及水倉容量，限制放水孔的流量或調(diào)整排水實力，并清理水倉、水溝等。②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(nèi)的含水層和老空積水影響平安開采時，必需超前探放水并建立疏排水系統(tǒng)。③加強放水地點的通風，增加有害氣體的觀測次數(shù)。④必需監(jiān)視放水全過程，放水結(jié)束后，應馬上核算放水量與預料積水量的誤差，查明緣由。探放水設備選擇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)實力，正常生產(chǎn)期間配備2個掘進工作面。探放水設備型號及數(shù)量配備型號ZDY—620探水鉆3臺、ZDY—720探水鉆1臺。3臺工作（采面和兩個掘進頭各1臺），1臺備用。探放水方法探水起點（1）若該礦井造成的水災清晰，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；造成的水災不清晰時，探水線至推斷積水區(qū)的距離不小于60m；（2）掘進巷道旁邊有斷層或陷落柱時，探水線至預料煤柱線的距離不小于60m；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的超前距離（薄煤層不得小于6m，巖層中不得小于5～10m），鉆孔深度一般在50m左右（如此一次打孔后，可連續(xù)采掘20m）。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動身，孔徑不大于70mm為宜。鉆孔布置與孔數(shù)（1）對于采煤工作面前方和左右兩側(cè)均受水害威逼的緩傾斜煤層，鉆孔按扇形布置；當積水區(qū)確定在一側(cè)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：開孔位置必需在防水煤柱外和斷層應力影響帶以外，以防止煤巖破裂出水后，不易限制；（4）鉆孔個數(shù)以保證必要的密度為原則，一般不得少于5個。探放水的平安措施（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，保證平安撤退路途暢通無阻；（3）保證水溝暢通，并有適當?shù)钠露群蛿嗝妫畟}和排水設備要有足夠的容量和實力。（4）探水地點要安裝電話，與全部可能受水威逼的工作地點連通，并事先制定好撤退路途，以防止意外事故的發(fā)生；（5）打鉆過程中，如發(fā)覺煤、巖松軟或沿鉆桿向外流水超過打鉆正常供水量時，要馬上停止打鉆（不能移動或拔出鉆桿），派人監(jiān)視水情并報告礦調(diào)度室，假如狀況緊急，要馬上通知全部受威逼地點撤人，并實行應急措施；（6）鉆孔接近采空區(qū)，可能有有害氣體涌出，必需隨時進行有害氣體監(jiān)測；探水點通風必需按有關規(guī)定進行。（7）煤系底部有強壓含水層并有突水危急的工作面，在開采前，必需編制探放水設計，明確平安措施。（8）預料水壓較大的地區(qū)，探水鉆進之前，必需先安好孔口管和限制閘閥，進行耐壓試驗，達到設計承壓的水壓后，方準接著鉆進。特殊危急的地區(qū)，應有躲避場所，并規(guī)定避災路途。（9）鉆孔內(nèi)水壓過大時，應采納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，必需撤出探放水點以下部位受水害威逼區(qū)域內(nèi)的全部人員。探放水孔必需打中老空水體，并要監(jiān)視放水全過程，核對放水量，直到老空水放完為止。（11）鉆孔放水前，必需估計積水量，依據(jù)礦井排水實力和水倉容量，限制放水量；放水時，必需設專人監(jiān)測鉆孔出水狀況，測定水量、水壓，做好記錄。若水量突然改變，必需剛好處理，并馬上報告礦調(diào)度室。（12）排出井筒和下山的積水以及復原被淹井巷前，必需有礦山救援隊檢查水面上的空氣成分，發(fā)覺有害氣體，必需剛好處理。排水過程中，如有被水封住的有害氣體突然涌出的可能，必需制定平安措施。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，必需預防底板突水或巖溶泥石流涌出。采掘前，必需具備勘探或補充勘探資料，水文地質(zhì)條件要清晰。（2）要全面整理已有勘探、生產(chǎn)資料，分析探討含水層（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(zhì)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(zhì)實際材料）。（4）預料有突水可能的危急區(qū)。（5）預料最大涌水量，依據(jù)預料涌水量數(shù)據(jù)相應擴大排水實力。（6）底板隔水層厚度達不到平安開采要求時，原則上必需進行疏水降壓開采。有條件時，也可實行在加強排水實力前提下的分區(qū)隔離開采。（7）在可能有巖溶泥石流突出的地段采掘時，應加強前兆視察和探放，如有異樣，應剛好實行有效措施。采掘探放水措施：采掘工作面遇到下列狀況之一時，必需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裂帶時。（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，必需超前探水。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），并剛好實行相應的防水措施，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，必需按規(guī)定留設防隔水煤柱。采掘工作面接近斷層煤柱前，要復查煤柱的牢靠性。開拓下山防探水：（1）下山開拓前必需充分調(diào)查，分析探討下山所在地段的地質(zhì)構(gòu)造和含水層的富