采區(qū)回風大巷掘進探放水設計說明書

目 錄
第一章 前 言 1
第二章 井田水文地質(zhì)條件 1
第三章 采區(qū)回風大巷概述 4
第四章 探水布置與安全措施 5
第五章 防排水設施、排水系統(tǒng) 13
第六章 水情及避災聯(lián)系匯報制度 14
第七章 通風與瓦斯檢查制度 15

采區(qū)回風大巷掘進探放水設計

第一章 前 言

　　　為加強煤礦防治水工作，預防和減少水害事故，保障煤礦安全生產(chǎn)，根據(jù)中華人民共和國《安全生產(chǎn)法》，以及國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局《煤礦安全規(guī)程》、《煤礦防治水規(guī)定》等法律、法規(guī)、規(guī)章，結合我礦實際情況，制定采掘工作面探放水設計，以增強煤礦做好防治水工作的責任感和緊迫感。將防治水工作列入重要議事日程，加強煤礦防治水基礎管理工作。
　　　
第二章 井田水文地質(zhì)條件

一、地貌地質(zhì)
　　　井田內(nèi)地貌為構造剝蝕低山丘陵區(qū)，地表多黃土沖溝及黃土梁。由于黃土垂直節(jié)理發(fā)育，土坎較為發(fā)育，?？梢姷蕉噶⑦吰?，并伴隨有規(guī)模較小的黃土崩塌發(fā)生。
二、地表水體
　　　本區(qū)位于太行山塊隆西緣，晉獲褶斷帶東側。區(qū)內(nèi)地形地貌類型為構造剝蝕低山丘陵區(qū)。最高標高1240m，最低標高1016m，相對高差180m，井田內(nèi)溝谷發(fā)育，無常年性水流，雨季溝谷中有短暫洪流，不利于地下補給。礦井井口位于溝谷岸上，主立井井口標高1080m，距溝谷底50m以上，根據(jù)調(diào)查，溝谷處的最高洪水位線標高1064.5米，遠未達到井口位，在井田西南部有一水庫，現(xiàn)在已經(jīng)干涸，在雨季可能會重新蓄水。
三、井泉調(diào)查
　　　井田內(nèi)出露大面積的基巖，沿溝谷壁上常有小的泉水出露，流量較小。在井田北部邊界處外有一處深水井，井口標高1055m，井深700m，水位埋深400米，水位標高655米。
四、采空區(qū)及古井老窯調(diào)查。
1.本礦采空區(qū)分布情況
　　　本礦為整合礦井，原***煤礦開采3號煤層，采空區(qū)主要位于原井田西部及東南部；原井田東北部及西南部亦存在一定面積的采空區(qū)。井田內(nèi)3號煤層已采空，形成大面積3號煤層采空區(qū)，根據(jù)我礦現(xiàn)有資料顯示，3號煤層采空區(qū)中部存有大量積水。
2.周邊煤礦采空區(qū)分布
⑴長治***煤業(yè)有限公司：位于井田東部，批采3號煤層，生產(chǎn)規(guī)模15萬t/a，在井田東部分布由3號煤層大量采空區(qū)，經(jīng)調(diào)查采空區(qū)內(nèi)含有積水，積水量在3000m 3左右。（該礦為過渡期礦井，2010年沒有生產(chǎn)）
⑵長治***煤業(yè)有限公司：位于井田東南部，批采3號、15號煤層，現(xiàn)采3號煤層，生產(chǎn)規(guī)模60萬t/a，在井田東南部分部有3號煤層采空區(qū)，根據(jù)調(diào)查，3號煤層采空區(qū)中存有大量積水。
⑶長治**煤業(yè)有限公司：位于井田西南部，批采3號、15號煤層，現(xiàn)采3號煤層，生產(chǎn)規(guī)模60萬t/a，在井田西南部分布有3號煤層部分采空區(qū)，據(jù)調(diào)查，局部含有積水。
　　　礦區(qū)外西部的**煤業(yè)礦存在采空區(qū)，估計采空區(qū)內(nèi)存在一定積水。
五、周邊生產(chǎn)礦井調(diào)查
1.***煤業(yè)有限公司
　　　 該礦2004年建井。批采3號煤層，現(xiàn)采3號煤層，生產(chǎn)規(guī)模15萬t/a，開拓方式為混合方式，采煤方法為壁式，采煤工藝為機采。礦井正常涌水量為30m3/d。最大為80m3/d，經(jīng)調(diào)查，與本井田無越界開采現(xiàn)象，現(xiàn)被整合為山西長治羊頭嶺東掌煤業(yè)有限公司。整合后礦井生產(chǎn)規(guī)模為90萬t/a。
2.長治**煤業(yè)有限公司
該礦2004年建井，批采3#，15#煤層，現(xiàn)采3號煤層，生產(chǎn)規(guī)模90萬t/a，開拓方式為斜、立綜合方式，采煤工藝為綜采放頂煤，礦井正常涌水量為40m3/d，最大為100m3/d，經(jīng)調(diào)查，與本井田無越界開采現(xiàn)象。
3.長治**煤業(yè)有限公司
該礦1998年建井，批采3號、15號煤層，現(xiàn)采3號煤層，生產(chǎn)規(guī)模90萬t/a，開拓方式為斜、立綜合方式，采煤工藝為綜采放頂煤。礦井正常涌水量為100m3/d，最大為140m3/d。經(jīng)調(diào)查，與本井田無越界開采現(xiàn)象。
　　　總體來說，我礦屬于水患礦井，不同程度受到相鄰礦井采空區(qū)和本礦采空區(qū)積水的影響，在今后的采掘活動中，必須加強對周邊及本礦采空區(qū)積水情況調(diào)查，采取有效的措施，真正做到“預測預報、有疑必探、先探后掘、先治后采”減少或杜絕礦井水害的發(fā)生。
　　　
第三章 采區(qū)回風大巷概述

一、巷道布置及技術特征
　　　該掘進巷道沿方位角90°0"00ˊ進行掘進，主要擔負全礦井回風作用，向東設計長度875m，均沿煤層頂板掘進，向東掘進875米后停掘；其北側為未采區(qū)，南鄰軌道大巷。
　　　根據(jù)山西省煤炭地質(zhì)114勘察院2010年4月編制的山西******煤業(yè)有限公司《礦井水文水文地質(zhì)勘查報告》該掘進巷道煤層厚度2.33～5.34米，平均厚度4.60米，含有1-2層較明顯夾矸。夾矸厚度0～0.3米，夾矸巖性為泥巖。直接頂為K2灰?guī)r，地板為炭質(zhì)泥巖，煤層結構較穩(wěn)定。
二、水文情況及涌水量
　　　該巷水文地質(zhì)條件較簡單，主要充水因素為K2灰?guī)r，15號煤層礦井正常涌水量240m3/d，最大涌水量為480m3/d。
三、施工條件
　　　1.該掘進巷道煤質(zhì)物理性質(zhì)為墨色，條痕灰黑色，快狀構造，內(nèi)生裂隙發(fā)育，性脆易碎，煤層結構疏松，尤其是在巷道開口掘進段，以打小炮掘進為主，具體支護方式以采區(qū)回風大巷掘進安全技術措施為依據(jù)，如有不足之處，要認真執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》中的有關規(guī)定，切實加強巷道支護與頂板管理，防止片幫、掉渣、局部冒頂傷人。
　　　2.隨著掘進過程中探放水鉆孔向外排水量和頂幫網(wǎng)支護打錨桿、沖洗巷道積塵等用水量較多，在巷道低洼處會產(chǎn)生積水，要及時處理，防止影響掘進安全。
　　3.開口方向：采區(qū)回風大巷施工中線已由技術科給定，施計長度：向北875m；施工長度875m。
　　4.巷道斷面和支護形式：采區(qū)回風大巷采用錨網(wǎng)支護，錨索補強支護，矩形斷面規(guī)格為巷凈高3.3m，凈寬4.5m，凈斷面積14.85㎡。
第四章 探水布置與安全措施
　　　
1、堅持探、放水原則
　　　掘進工作面必須堅持“預測預報、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原則。當掘進工作面有明顯突水征兆時必須進行超前探水。
　　　當掘進工作面發(fā)現(xiàn)透水預兆時，必須停止作業(yè)，采取措施，報告礦調(diào)度室，如果情況危急，必須發(fā)出警報，撤出所有受水威脅地點的人員。
　　　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：
　　　⑴接近水淹或可能積水的井巷、老窯或相鄰煤礦時；
　　?、平咏畬?、導水斷層、溶洞和導水陷落柱時；
　　?、谴蜷_隔離煤柱放水時；
　　?、冉咏赡芘c河流、湖泊、水庫、蓄水池、水井等相通的斷層破碎帶時；
　　?、山咏谐鏊赡艿你@孔時；
　　?、式咏兴墓酀{區(qū)時；
　　　⑺接近其它可能出水地區(qū)時；
　　?、探?jīng)探水確認無突水危險后，方可前進，否則應采取有效措施進行處理。
2、鉆孔超前距、幫距與密度
　　　為確保掘進工作的安全，巷道施工前，首要任務必須進行探水，探水鉆孔深度與掘進距離保持30m的距離（此距離稱為超前距；也就是指在巷道掘進方向上，允許掘進的終點和最淺鉆孔底間的距離），如后圖所示；鉆孔的深度要求為60m，即，每打1次鉆，可向前掘進30米。
　　　巷道迎頭的探水鉆孔，向前方呈放射狀布置，有中心孔和外斜孔，中心孔的終孔位置與外斜點之間距離稱為幫距。幫距等于超前距最好，特殊情況時，幫距可比超前距小1米—2米。
　　　鉆孔密度必須滿足對巷道前方的中心及其上、下或左、右都起到探水作用。
　?。ㄣ@孔密度是指在允許掘進距離的終點處，探水鉆孔之間的距離）
3、鉆孔的直徑與數(shù)目
　　　考慮到探水鉆孔一般兼作排水鉆孔，決定孔徑范圍Φ65—Φ113mm，滿足使積水順利地流出，又防止了沖垮煤壁。
　　　鉆孔個數(shù)以保證鉆孔有必需的密度為原則，不得少于3個，1個中心孔，2個幫孔（北幫和南幫各一個），沿頂板掘進有一孔見底。
4、探水鉆孔的布置方式
　　　　為了保障礦井與施工人員的安全，考慮鉆探工程量，同時保證探水鉆孔布置合理。依據(jù)山西省煤炭地質(zhì)114勘察院編制的礦井水文地質(zhì)補充勘探報告和我礦現(xiàn)有地質(zhì)水文資料，針對采區(qū)回風大巷所掘進位置和井下現(xiàn)有及掘進巷道位置情況，綜合考慮各方面因素，確定鉆孔布置方式如下；
　　鉆孔水平夾角分為大夾角和小夾角兩種，前者夾角為7°-15°，后者夾角為1°-3°，視掘進距離而定，距離遠時取小夾角。距離短時取大夾角；巷道沿頂掘進時，有一孔要見底，俯角為1°-3°或7°-15°，具體視現(xiàn)場掘進探水距離而定。
　　探水鉆孔平面圖：

　　新設備在運輸過程中，要選擇合理的裝車運輸設備，防止跑車事故。

　　輕裝輕放、用捆綁裝置固定可靠，禁止浮放不捆綁;嚴格執(zhí)行“行人不行車，行車不行人”制度。

　　6、鉆機安裝準備

　　(1)巷道的高度應保證立柱能豎立于巷道中，如果巷道斷面太小，應該挑頂落底，保證有充分調(diào)整空間。

　　(2)保證地面與底板平行，而立柱必須垂直于其平行線，否則，會頂緊油缸，壓力增大時導致立柱與油缸連接處彎曲甚至斷裂。

　　(3)調(diào)整頂緊油缸，使立柱伸高頂緊頂部。

　　(4)根據(jù)鉆孔位置，安裝好立柱后，將鉆孔機的大錐孔與立柱中間聯(lián)接，套上的錐軸連接到位，并調(diào)整好角度方位與高度后，緊固其螺母及連接套的螺栓。

　　(5)連接主機的付支柱，調(diào)整到最佳長度后，緊固付支柱的鎖緊套螺栓，即付支柱外桿筒鎖緊螺栓，使其完全牢固，不宜松動。

　　(6)高壓接頭與泵的相連，必須使用廠家提供的配套“U”型卡連結到位。

　　(7)檢查泵站油位是否合理，油位應該在鉆機正常工作時，液壓計至紅線標志以上。

　　(8)接通電源后，點動電機查看轉向是否與所示方向一致。

　　(9)鉆機安裝好后，連接鉆頭與鉆桿，并使其緊固在主機轉釬套上，馬達正轉推進鉆頭，并使其鉆入煤層。

　　(10)當鉆機完全鉆進一根鉆桿時，應該先停鉆，兩個雙空閥停在中位，停水然后用鉆桿裝卸機構卡主鉆桿，取出“U”卡，推進油缸收縮后退，再安裝第二節(jié)鉆桿，周而復始，進行工作。

　　(11)操作鉆機時的安全措施：①設備不得在超壓條件下工作;②液壓系統(tǒng)不允許在泄露狀態(tài)下工作，否則應立即拆鉆維修。并對泄露在工作面的礦物油及時清理或掩埋;③檢修油路時，鉆機周圍及軸線方向嚴禁站人;④油缸收縮時，手不要按在油缸口以防擠傷手部;⑤鉆進過程中，鉆桿與鉆機不得相對傾斜，以防發(fā)生意外;⑥推進速度和推進力要適度，防止卡鉆;⑦鉆孔時應選擇適當?shù)你@頭，同時需要合適的水壓用于鉆頭的冷卻和排屑，鉆機工作時，嚴禁反轉;⑧依據(jù)設計，確定主要探水位置時，地測人員、負責探放水工作的人員要親臨現(xiàn)場，具體確定鉆機的方位，傾角(和頂、底板)平行深度，鉆孔數(shù)量;⑨在預計水壓大于0.1MPa的地點探水時，預先固結套管，套管口安裝闡閥;鉆孔內(nèi)水壓大于1.5MPa時采用反壓和有防噴裝置的方法鉆進。

　　7、安裝鉆機探水前，必須遵守下列規(guī)定(安全措施)

　　(1)探水前應加固探水工作面支架，背好幫頂，以免壓力水沖垮煤壁。

　　(2)清理好巷道，保證安全路線暢通無阻。

　　(3)探水地點要安設電話，隨時同調(diào)度室保持聯(lián)系。(調(diào)度室號碼8000)

　　(4)測量和防探水人員必須前臨現(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。

　　(5)打鉆過程中，如發(fā)現(xiàn)煤、巖變松或沿鉆桿向外流水超過正常打鉆供水量時，必須立即停鉆(但不得移動或拔出鉆桿)，派人監(jiān)視水情，并報告礦調(diào)度室，如果情況緊急，必須立即通知所有受水害威脅地點撤人，并采取應急措施。

　　(6)鉆孔接近老空區(qū)時，估計有可能涌出瓦斯或其它有害氣體時，必須有瓦斯觀測員或救護人員在現(xiàn)場值班，檢查空氣成分，發(fā)現(xiàn)有害氣體超過規(guī)定時，立即停止鉆進，切斷電源，撤出人員，并報告礦調(diào)度室，及時處理。

　　(7)探到水時，在水量小、水壓不高的地區(qū)，可不設孔口管，積水通過鉆孔直接流出。在水量和水壓較大的地區(qū)或強含水層中，孔口要用套管加固，使鉆桿通過套管鉆進。套管上安有水壓表和閥門，探到水源后，即利用套管放水。

　　(8)堅持排水設備的維護保養(yǎng)制度，確定設備包機專人負責，保證正常排水。

　　(9)掘進工作面的經(jīng)軌道大巷到原南懸采工作面進風巷道直接流入采區(qū)水倉，通過原東翼采區(qū)回風大巷2寸排水管路進入措施井底，由4寸排水管路送到地面靜壓水池。

　　(10)加強避災路線的日常檢查，確保安全暢通，確保井下作業(yè)人員安全、迅速撤離。

　　具體避災路線為：工作面→探巷→軌道大巷→井底車場→副斜井(主斜井)

　　8、透水的一般預兆

　　(1)巷道掘進工作面溫度降低，感到發(fā)涼。

　　(2)掘進工作面空氣潮濕，濕度異常增大。

　　(3)煤壁或掘進工作面，兩幫巖層潮濕(俗稱“出汗”)，有水銹(俗稱“掛紅”)。

　　(4)掘進工作面壁幫滲水，且逐漸增大。

　　(5)有時可聽見“嘶嘶”水流聲或“底爆”響聲。

　　(6)礦壓增大，煤巖破碎，裂隙發(fā)育，出現(xiàn)片幫、冒頂及底鼓等現(xiàn)象。

　　(7)局部冒頂，有涌水或淋水，且逐漸增大并渾濁含泥砂等。

　　(8)有H2S、CO2 等氣體逸出。

　　一旦發(fā)現(xiàn)上述現(xiàn)象都是可能發(fā)生水害的征兆，必須立即停止鉆進，切斷電源，撤出人員，并報告礦調(diào)度室，及時處理。

　　《煤礦安全規(guī)程》第266條規(guī)定：采掘工作面或其它地點發(fā)現(xiàn)有掛紅、掛汗、空氣變冷、出現(xiàn)霧氣、水叫、頂板來壓、底板鼓起或產(chǎn)生裂隙出現(xiàn)滲水、水色發(fā)渾、有臭味等突水預兆時，必須停止作業(yè)，采取措施，立即報告礦調(diào)度室，發(fā)出警報，撤出所有受水威脅地點的人員。

　　9、疏放水時的安全注意事項

　　(1)探到水源后，在水量不大時，一般可用探水鉆孔放水;水量很大時，需另打放水鉆孔。放水鉆孔直徑一般為50mm～75mm，孔深不大于70m。

　　(2)放水前應進行放水量、水壓及煤層透水性試驗，并根據(jù)排水設備能力及水倉容量，擬定放水順序和控制水量，避免盲目性。

　　(3)放水過程中隨時注意水量變化，出水的清濁和雜質(zhì)，有無有害氣體涌出，有無特殊聲響等，發(fā)現(xiàn)異狀應及時采取措施并報告調(diào)度室。

　　(4)事先定出人員撤退路線，沿途要有良好的照明，保證路線暢通。

　　第五章 防排水設施、排水系統(tǒng)

　　目前，井下水倉位于原回風立井(措施井)井底，經(jīng)井筒中的4寸排水管路排到靜壓水池。礦井正常涌水量為60m3/h;最大涌水量為120m3/h，排水高度211米，礦井水容重：r=1.01t/m3。;

　　正常涌水時所需水泵為一臺工作，一臺備用，一臺檢修，最大涌水時為2臺同時工作;現(xiàn)有裝備配置為二臺63kw主、副水泵，副斜井敷設2趟排水管路，正常涌水時為1趟工作;一趟備用，最大涌水時為2趟管路同時工作，排水管路選用直徑Ф133型無縫鋼管;水泵房采用雙回路380V電壓供電，水泵配電開關至于主扇風機房內(nèi)，分別接在地面變電所380V母線不同段上，另設專用控制柜起動器，作為水泵的起動裝置;該掘進工作面的排水管路已經(jīng)鋪設到位，可以滿足工作面安全排放水需要。

　　第六章 水情及避災聯(lián)系匯報制度

　　為了進一步做好煤礦防治水工作，努力提高礦井安全保障能力和安全管理水平，逐步構建預防為主的安全生產(chǎn)長效機制，確保我礦安全發(fā)展;依據(jù)《煤礦安全規(guī)程》、《煤礦防治水規(guī)定》、《長治市人民政府關于印發(fā)長治市煤礦防治水暫行規(guī)定的通知》特制定本制度。

　　1、根據(jù)本單位實際，采用先進鉆探技術弄清礦區(qū)及其附近地面水流系統(tǒng)的江水滲漏情況，疏水能力和有關水利工程情況。

　　2、了解當?shù)厮畮?、河道，河道中障礙物情況。

　　3、掌握當?shù)貧v年降水量和最高洪水位資料，建立完善疏水、防治和排水系統(tǒng)。

　　4、組建井上、井下專業(yè)防治水隊伍，進行全方位、全天候巡查治理工作，及時補充地測防治水專業(yè)骨干力量，提高隊伍戰(zhàn)斗力。

　　5、加強調(diào)度值班管理制度，及時掌握、收集、整理、分析各種水情資料，同時做好及時向上級領導匯報工作。保證通訊系統(tǒng)正常運行，便于及時采取有效措施。

　　6、總結分析各階段地測技術工作及防治水安全情況，找出存在的問題，制定相應措施。

　　7、事先加強安全避災撤退路線的日常維護，保護路線暢通，有條件的情況下完善良好的照明。

　　8、一旦發(fā)生礦井水災事故，現(xiàn)場人員應盡可能了解和弄清事故性質(zhì)、地點、發(fā)生范圍和影響程度，迅速用附近的電話向礦調(diào)度室匯報。

　　9、調(diào)度室接到事故匯報告，應立即向當天礦值班領導和礦長匯報，同時通知事故影響范圍內(nèi)所有作業(yè)人員按照避災路線撤離。

　　第七章 通風與瓦斯檢查制度

　　由于礦井3號煤層采空區(qū)和周邊小窯水的存在，加之大量采空區(qū)的出現(xiàn)，積水量相對增加、為各種有毒有害氣體存在了提供了空間，在礦井開采過程中;相對較容易誤揭老空，造成水害事故。依據(jù)《煤礦安全規(guī)程》、《煤礦防治水規(guī)定》、《長治市人民政府關于印發(fā)長治市煤礦防治水暫行規(guī)定的通知》特制定本制度。

　　1、加強通風系統(tǒng)檢查，創(chuàng)造良好的通風環(huán)境。

　　2、瓦檢員必須現(xiàn)場跟班隨時檢查作業(yè)地點的瓦斯?jié)舛龋苑乐广@孔內(nèi)瓦斯突出，如有異常，應及時匯報處理。

　　3、接近老空區(qū)時，估計有可能涌出瓦斯或其它有害氣體時，必須在瓦斯檢查員或救護人員在現(xiàn)場值班、檢查空氣成分，發(fā)現(xiàn)有害氣體超過規(guī)定立即停鉆停電、撤人，并報告礦調(diào)度室處理。

　　4、分析查明老空區(qū)水體空間位置，積水量、同時做好預測是否可能發(fā)生瓦斯或其他有害氣體涌出。

　　5、放水時，要有專人負責，并檢測有害氣體的變化情況。