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1031首采面切眼探放水设计
目 录 第一章 1031首采工作面切眼掘进探放水设计
一、概况
二、矿井水文地质
三、水患类型及威胁程度
四、矿井水文安全条件评价
五、探水设计
第二章 探放水的安全技术措施
1、探放水原则
2、采掘工作面遇到下列情况之一时，必须确定探水线进行探水
3、掘进工作面探放水注意事项
4、探放水的安全措施
5、钻孔施工安全技术措施
6、遇水灾、火灾时的撤人路线及要求 大树脚煤矿 1031首采工作面切眼探放水设计
第一章 1031首采工作面切眼掘进工作面探放水设计
一、概况
1031首采工作面切眼布置1031运输巷103m位置，标高为+1385.8m的岩层中以148?开口，开口的中心线与1031运输巷夹角为90?，掘进坡度为?，掘进110m至+1430.8m标高与1031回风巷贯通。26 为确保掘进期间安全，结合《1031首采工作面切眼掘进作业规程》及巷道实际情况为基础编制本设计，与本工程相关的单位及人员必须严格遵照执行。
我矿为新建矿井，在矿区有小窑开采的的历史，煤层露头线一带分布有小窑，其开采深度一般都不大。但因其已关闭较长时间，故其积水情况不详。地表水将会沿导水裂隙进入采空区形成老窑水，在采空区掘进或接近采空区时，应注意观察煤层含水的变化;1031首采工作面切眼掘进前方无老窑，但掘进前方地质资料不清，地表无建筑物;1031首采工作面切眼掘进断面
26.08m，支护采用采用单体支柱配合铰接顶梁支护巷道顶板。
二、矿井水文地质
1、区域水文地质
大树脚煤矿位于格目底向斜南翼东端转弯处，地质构造发育。地形起伏变化大，地形走势与构造线方向基本一致，属高中山侵蚀,岩溶地貌类型。区内最高点为矿区东部边缘山顶，海拔2180m，最低点为矿区西部的巴郎河河谷中，海拔1030m，相对高差约1150m。区内地表水系较甚发育，多为山区雨源型，流量变化迅速，雨季大，旱季小，长期不雨则干枯。当地侵蚀基准面为巴郎河河床标高1030m，矿井最低排泄基准面标高1600m，降雨是地下水的主要补给来源。矿区内地下水类型主要为碳酸盐岩岩溶裂隙水和基岩裂隙水，其次为松散岩类孔隙水。
大树脚煤矿 1031首采工作面切眼探放水设计 深部影响煤系第三段，造成地表及钻孔中地层缺失，如ZK51孔缺失C16,18煤层，属正断层。此断层地表可追索，有4个点和两个钻孔控制。含水性中等。
F13断层:位于东段6线TC56往北东23,25?延至2线ZK21孔北，全长2460m。断层面起伏较大，倾角为35,65?，控制最深标高1164m，垂直断,87m，在5线最大，往两头变小至消失。地层切割煤系第三段及下三距为34 迭统飞仙关地层，深部影响煤系第三段，造成地表及钻孔中地层重复，如ZK52孔C54,65煤层重复，属平移逆掩断层。此断层在地表6线附近及4线以北均可追索，其它地方被浮土掩盖，有7个点和3个钻孔控制。含水性中等。
F57断层:位于东段4线ZK41孔南往北东40,55?延至3线ZK32孔以西，全长650m。断层面倾向北西，倾角为58?，控制最深标高1150m，垂直断距为30m。地层切割下三迭统飞仙关地层，深部影响煤系第二、三段，属正断层。此断层有2个点和1个钻孔控制。含水性中等。
2)裂隙水
区内主要可采煤层赋存于以裂隙、岩溶水型为主的地层中，煤组地层中含水层相对较薄，其富水性不强，且各含水层间均有隔水层隔离，原始状态下无直接水力联系。在开采裂隙形成后，局部存在上、下含水层之间的水力联系导水性相对增强。
3)陷落柱
矿区目前未发现陷落柱，当采空塌陷裂隙形成后，特别是当塌陷裂隙向上连通地表后。除含水带中岩溶裂隙水外，将有更大范围的大气降雨(尤其是雨季期间)在沿塌陷裂隙流入渗入矿井，对矿井造成季节性水患。
3、矿井充水因素(1)充水水源大树脚煤矿 1031首采工作面切眼探放水设计
通过对大树脚煤矿矿区范围内地表和井下的调查，矿区内无河流、水库等大型地表水体，该矿是以大气降水为主的裂隙充水矿床，主要为顶板中所含裂隙水向巷道内渗漏，其次为老窑积水及采空区积水等。?地表水及冲沟水:井田内河流、溪沟虽然发育，且雨季流量较大，但在自然状态下是地下水补给河水，河流、溪沟是地下水的排泄地带，所以河流、溪沟水不是矿床充水的主要因素。
? 第四系孔隙水:矿区内覆盖的第四系结构松散，孔隙度大，渗透性好，雨季能入渗并储存地表水及大气降雨，内部积水与煤层之间无隔水层，开采浅部煤层时可直接渗入矿井，其地下水是浅部煤层开采的直接充水水源。但因厚度不大，分布不广，蓄水量有限，对煤矿开采影响小。
? 龙潭组弱裂隙水:该组主要为粉砂岩及细砂岩，富水性总体微弱，地下水以风化裂隙水为主，深部则以构造裂隙水为主，因此，在节理裂隙发育、受构造断裂及应力破坏影响的地段，含水量会较大，矿床开采到这些地段，矿井出水量会比正常出水量增大。该组为煤矿床开采的直接充水水源。
?飞仙关组第一段，在自然状态下对矿井充水影响已是很小的。
?采空区积水:根据调查，矿区内煤矿开采历史较长，老窑采空区积水的可能性大，是矿井充水的主要因素。目前老窑早已关闭，对其采空区积水情况不明，开采过程中应引起重视。
地表水将会沿导水裂隙进入采空区形成老窑水，在采空区掘进或接近采空区时，应注意观察煤层含水的变化，做好探水工作(“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采、有疑必停”)，严防老窑水涌入工作面。
(2)充水通道及充水方式大树脚煤矿 1031首采工作面切眼探放水设计
? 岩石天然节理裂隙:矿区的含煤地层在接近地表附近，岩石风化节理、裂隙很发育，而深部则发育成岩或构造节理、裂隙，它们是地下水活动的良好通道，并沟通上覆含水层与含煤地层的水力联系。? 人为采矿冒落裂隙:未来的采煤活动将产生大量的采矿裂隙，这些人为裂隙也会沟通上覆含水层与含煤地层的水力联系，成为地下水活动的良好通道。
? 老窑采空区:根据调查，矿区内煤矿开采历史较长，老窑采空区积水的可能性大，是矿井充水的主要因素。目前老窑早已关闭，对其采空区积水情况不明。其废弃采面或巷道会成为老窑水、部分地表水进入矿井的通道。但根据调查一般采深在15-20m之内。
矿井充水通道主要以岩石原生和采矿节理、裂隙为主，规模一般不大，少量为断层裂隙、老窑巷道，当井巷穿越断层破碎带时，由于周围岩层的风化节理裂隙较发育，使含煤地层上覆地层中的岩溶水、基岩裂隙水等成为矿井的直接充水水源，井巷可能发生渗水、淋水和涌水现象。因此本矿井充水方式主要以渗水、滴水、淋水为主，局部可能发生突水。
综上所述，本矿是以大气降水为主的裂隙充水矿床，主要为顶板中所含裂隙水向巷道内渗漏，其次为老窑积水及采空区积水。水文地质条件属简单-中等类型。
在开采程中，应加强水文地质工作，严格按照黔煤办字[2007]37号文关于加强小煤矿水害防治工作的通知要求，按“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”和有疑必停的原则采取探放水措施，本矿必须高度重视的防治水工作。
三、水患类型及威胁程度 1.水患类型大树脚煤矿 1031首采工作面切眼探放水设计
根据本煤矿水文地质条件分析，水文地质条件中等，矿井水害类型主要有含水层、采空区积水，大气降水、顶板裂隙水、断层水、采空区突水。其中对矿井威胁程度最大的为老窑采空区积水。局部可能发生突水。矿井充水通道主要以岩石原生和采矿节理、裂隙为主，规模一般不大，少量为断层裂隙、老窑巷道，当井巷穿越断层破碎带时，由于周围岩层的风化节理裂隙较发育，使含煤地层上覆地层中的岩溶水、基岩裂隙水等成为矿井的直接充水水源，井巷可能发生渗水、淋水和涌水现象。因此本矿井充水方式主要以渗水、滴水、淋水为主，局部可能发生突水。
2.主要含水层富水性和突水点水量预计 1)、主要含水层富水性
三叠系下统永宁镇组(Tyn):上部为浅灰紫、淡绿、浅色中厚层状白云1 岩、白云质灰岩、泥质灰岩、夹薄层灰绿色粉砂岩及泥岩。中部为浅灰、灰色薄至厚层状灰岩、白云质灰岩夹泥质条带。下部为紫黄、黄绿等杂色页岩
3夹少量灰色泥灰岩。厚200,312 m。碎屑岩段涌水量2210m/日，单位涌水量 30.063L/t.m;灰岩段涌水量278.13m/日，消水量0.096L/t.m，属弱至中等的裂隙含水层，含水层水位标高不详。其与最上的C1煤层间有相对隔水层飞仙关组隔断，对煤层开采影响较小。
下二迭茅口组(P):本层为灰白色灰岩，可溶性强，富含岩溶水及岩lm 溶管道水，强含水层。该组未在矿区内出露，离C煤层较远，对C煤层开2929采影响不大。
2)、突水点水量预计
根据岩层的含水性、导水性、本矿地表最低侵蚀基准面、隔水层分布情况和小煤窑的分布情况分析判断，本矿的主要突水点应发生在小窑积水地带。
789大树脚煤矿 1031首采工作面切眼探放水设计 井巷和积水前，必须编制探放水设计，并采取防止瓦斯和其它有害气体危害等安全措施。
探水眼的布置和超前距离，应根据水头高低、煤(岩)层厚度和硬度以及安全措施等在探放水设计中具体规定。2)掘进工作面遇下列情况之一时，必须确定探水线进行探水。
(1)接近水淹或可能积水的井巷、老空或相邻煤矿时，井巷出水点的位置及其水量、有积水的的井巷及采空区积水范围、标高和积水量，必须绘制在采掘工程平面图上。在水淹区域应标出探水线位置。采掘到探水线位置时，必须探水前进。
(2)有与溶洞、含水层及与之有水力联系的导水层、裂隙(带)、陷落柱时必须查出其位置，并按规定留设防水煤柱。巷道必须穿过上述构造时，必须探水前进。如果前方有水，应超前预注浆封堵加固，也可采取其它防治措施。
(3)打开隔离煤柱前必须探放水。
(4)接近有水的采煤工作面时必须探放水。(5)接近未封闭又可能突水的钻孔时必须探放水。
(6)煤层顶板的含水层和水体存在时，应当观测“三带”发育高度。当导水裂隙带范围内的含水层或老空积水影响安全开采时，必须超前探放水并建立疏排水系统。
(7)采、掘工程接近其它可能突水段时必须探放水。
经探水确认无突水危险后，方可向前掘进。每年雨季后，上部采空区的积水情况都在变化，一定要坚持“有掘必探，先探后掘”的原则。
区内有采煤历史。长期以来，一些地方小煤窑分布于可采煤层露头附近，形成的采空区较多。但其开采深度较浅。由于地质资料没有提供小煤窑及老空区开采深度和范围，因此无法确定小煤窑积水探水线的位置。所以在工作中一定要收集有关资料，确定小煤窑积水位置，以防开采浅部煤层时和小窑、老窑穿透而产生透水事故。
112大树脚煤矿 1031首采工作面切眼探放水设计(2)预计水压较大的地区，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，并规定避灾线路。
(3)钻孔内水压过大时，采用反压和有防喷装置的方法钻进，并有防止孔管和煤壁突然鼓出的措施。
(4)钻进时，发现煤岩松软、片帮、来压和钻孔中的水压、水量突然增大，以及有顶钻等异状时，必须停止钻进，但不得拔出钻杆，现场负责人员应立即向矿调度室报告，并派人监测水情。如果发现情况危急时，必须立即撤出所有受水威胁地区的人员，然后采取措施，进行处理。
(5)探放老空水前，首先要分析查明老空水体的空间位置、积水量和水 只准用钻机探放水。探放水孔必须打压。老空积水区高于探放水点位置时，中老空水体，并要监视放水全过程，核对放水量，直到老空水放完为止。钻孔接近老空，预计可能有瓦斯或其他有害气体涌出时，必须有瓦斯检查工或矿山救护队员在现场值班，检查空气成分。如果瓦斯或其他有害气体浓度超过规程规定时，必须立即停止钻进，切断电源，撤出人员，并报告矿调度室，及时处理。
(6)钻孔放水前，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。若水量突然变化，必须及时处理，并立即报告矿调度室。
(7)排除上山的积水以及恢复被淹井巷前，必须有矿山救护队检查水面上的空气成分，发现有害气体，必须及时处理。排水过程中，如有被水封住的有害气体突然涌出的可能，必须制定安全措施。
4大树脚煤矿 1031首采工作面切眼探放水设计(6)、钻进时，发现煤岩松软、片帮、来压或钻孔中的水压、水量突然增大，以及有顶钻等异状时，必须停止钻进，但不得拔出钻杆，现场负责人应立即向矿调度室报告，并派人监测水情，如果发现情况危急时，必须立即撤出1031首采工作面切眼所有人员，然后采取措施进行处理。
(7)、工作点附近起雾、空气变冷、听见水响、顶板淋水增大，底板涌水，巷壁“挂汗”，煤层发潮变暗等，发现这些预兆，必须采取措施进行处理，如情况危急，必须立即发出报警，撤出所有人员。
(8)、施工之前，水沟要进行清理，保证水体畅通。
(9)、施工之前，机电人员对所有的设备进行全面的检查，保证钻探老窖水正常排水，防止淹井事故。
(10)、地面经检查合格的设备安装好后经运转合格验收后，方可入井使用。(11)、施工人员必须熟悉钻探工具操作。
(12)、机电工必须每天对机电设备进行一次全面检查，发现问题及时处理，杜绝失爆。
(13)、施工过程中，安装钻杆时，必须配合好，防止误操作伤人。(14)、施工中，如有喷孔严重现象，必须在工作迎头打好坚固的立柱和挡板，防止喷出的煤矸颗粒伤人。
(15)、必须确定打钻地点的正常通风，并派专职瓦检员检查瓦斯，当钻探地点风流中瓦斯浓度到达到0.8%时，必须停止打钻:当钻探地点风流中电动机或开关设地点附近20米内风流中瓦斯浓度达到0.5%时，必须停止作业，切断电源，撤出人员，进行处理。
(16)、每天每班坚持先探后掘，探60米深，只掘进30米，保持超前距30米，发现异常情况及时汇报值班人员进行处理。
6大树脚煤矿 1031首采工作面切眼探放水设计 ?减速箱内加足机油(初用)，每班检查机油是否正常，三个月更换机油(长期用的情况下)。
?安装时打四根木立柱固定，钻机底座用150mm、80mm长1mm的木枕两块垫在下面，并用马钉固定。
?操作者应按下列程序进行操作。
a、开钻前不要锁紧钻杆，先试旋转方向为轴顺时针后才能锁紧钻杆。严禁开反车，防止钻杆，岩芯管、钻头脱落造成事故的损失。
b、固定安装，用园木将机座上一个园环固定，对底座垫枕木2根，同时固定左、右及后部支撑加固。
c、空机运转正常后，先将钻杆通过卡盘插入钻机主轴，用两端卡盘的顶丝夹紧，钻杆固定好后，将岩心管接在钻杆前，钻头接在岩心管上，钻头离工作面最好不超过0.1m，然后将给水器接在钻杆末端，开启电源，水源即可正式钻进。工作时专人操作钻机和操作防爆开关(按扭)，另配一至二人协助钻探。
d、钻机工作时，通过加力装置驱动，实现主轴一体前进。不断转运，不断钻进。在钻机钻进一个行程后，断开电源和水源，松开主轴两端顶丝，将给进手轮反转，主轴后退，退回后再用顶丝卡瓦夹紧钻杆进行第二次给进，需添加钻杆时，先关掉电源，水源，将前一根钻杆后的给水器取下，新加钻杆接在前钻杆末端，并用两把600mm管子钳杆将其拧紧，然后再接上给水器，便可继续钻进。钻进结束后，将两紧钻杆顶丝卡瓦松开，同管子钳将钻杆及岩心管从孔中拖出，及时松下。、操作人员与工作面保持1.5m以上的安全距离，并注意避免被后端卡盘e 螺丝搅住衣袖和人背。
(3)、钻进时，发现煤岩松软，片帮来压或钻孔中水压，水量突然增大，大树脚煤矿 1031首采工作面切眼探放水设计 以及有项钻异常时，必须停止钻进，不得拔出钻杆，立即向矿调汇报，如果发现情况危急时，立即撤出所有人员到地面。
(4)、施钻过程中必须严格检测瓦斯，当发生瓦斯涌出异常时停止掘进，立即向矿调汇报，查明原因，采取措施处理后才能钻进。
(5)、严格按设计要求进行施钻，并详细做好记录。
(6)、当工作地点20m范围内CH超过0.8%时，停止作业，切断电源，撤出4 人员，待处理CH降0.8%以下时才能施钻。4(7)、施钻过程中设专职瓦检员和安全员现场跟班。(8)、及时收集，编录分析钻孔资料，提供设计依据。
(9)、封孔采用水泥砂浆配合黄泥使用，封孔深度不少于3m。
6、遇水灾、火灾时的撤人路线及要求
(1)、遇水灾时的撤人路线: 1031首采工作面切眼工作面?1031运输巷?+1385m运输石门?1012运输石门?材料暗斜井?副平硐?地面。
2、遇火灾、煤尘与瓦斯灾害时的撤人路线: 1031首采工作面切眼工作面?1031运输巷?+1385m运输石门?1012运输石门?材料暗斜井?副平硐?地面。
3、最先发现灾情的人员，立即将工作面所有人员按避灾路线撤出，并向矿调度室汇报灾情，矿调随即通知有关领导及部门组织抢险、救灾，确保灾情减少到最小程度。
大树脚煤矿 生产技术科
