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采区回风大巷掘进探放水设计说明书

作者:煤矿安全网 2012-08-22 来源:煤矿安全网

目 录
第一章 前 言 1
第二章 井田水文地质条件 1
第三章 采区回风大巷概述 4
第四章 探水布置与安全措施 5
第五章 防排水设施、排水系统 13
第六章 水情及避灾联系汇报制度 14
第七章 通风与瓦斯检查制度 15


采区回风大巷掘进探放水设计

第一章 前 言

   为加强煤矿防治水工作,预防和减少水害事故,保障煤矿安全生产,根据中华人民共和国《安全生产法》,以及国家安全生产监督管理局《煤矿安全规程》、《煤矿防治水规定》等法律法规、规章,结合我矿实际情况,制定采掘工作面探放水设计,以增强煤矿做好防治水工作的责任感和紧迫感。将防治水工作列入重要议事日程,加强煤矿防治水基础管理工作。
   
第二章 井田水文地质条件

一、地貌地质
   井田内地貌为构造剥蚀低山丘陵区,地表多黄土冲沟及黄土梁。由于黄土垂直节理发育,土坎较为发育,常可见到陡立边坡,并伴随有规模较小的黄土崩塌发生。
二、地表水体
   本区位于太行山块隆西缘,晋获褶断带东侧。区内地形地貌类型为构造剥蚀低山丘陵区。最高标高1240m,最低标高1016m,相对高差180m,井田内沟谷发育,无常年性水流,雨季沟谷中有短暂洪流,不利于地下补给。矿井井口位于沟谷岸上,主立井井口标高1080m,距沟谷底50m以上,根据调查,沟谷处的最高洪水位线标高1064.5米,远未达到井口位,在井田西南部有一水库,现在已经干涸,在雨季可能会重新蓄水。
三、井泉调查
   井田内出露大面积的基岩,沿沟谷壁上常有小的泉水出露,流量较小。在井田北部边界处外有一处深水井,井口标高1055m,井深700m,水位埋深400米,水位标高655米。
四、采空区及古井老窑调查。
1.本矿采空区分布情况
   本矿为整合矿井,原***煤矿开采3号煤层,采空区主要位于原井田西部及东南部;原井田东北部及西南部亦存在一定面积的采空区。井田内3号煤层已采空,形成大面积3号煤层采空区,根据我矿现有资料显示,3号煤层采空区中部存有大量积水。
2.周边煤矿采空区分布
⑴长治***煤业有限公司:位于井田东部,批采3号煤层,生产规模15万t/a,在井田东部分布由3号煤层大量采空区,经调查采空区内含有积水,积水量在3000m 3左右。(该矿为过渡期矿井,2010年没有生产)
⑵长治***煤业有限公司:位于井田东南部,批采3号、15号煤层,现采3号煤层,生产规模60万t/a,在井田东南部分部有3号煤层采空区,根据调查,3号煤层采空区中存有大量积水。
⑶长治**煤业有限公司:位于井田西南部,批采3号、15号煤层,现采3号煤层,生产规模60万t/a,在井田西南部分布有3号煤层部分采空区,据调查,局部含有积水。
   矿区外西部的**煤业矿存在采空区,估计采空区内存在一定积水。
五、周边生产矿井调查
1.***煤业有限公司
    该矿2004年建井。批采3号煤层,现采3号煤层,生产规模15万t/a,开拓方式为混合方式,采煤方法为壁式,采煤工艺为机采。矿井正常涌水量为30m3/d。最大为80m3/d,经调查,与本井田无越界开采现象,现被整合为山西长治羊头岭东掌煤业有限公司。整合后矿井生产规模为90万t/a。
2.长治**煤业有限公司
该矿2004年建井,批采3#,15#煤层,现采3号煤层,生产规模90万t/a,开拓方式为斜、立综合方式,采煤工艺为综采放顶煤,矿井正常涌水量为40m3/d,最大为100m3/d,经调查,与本井田无越界开采现象。
3.长治**煤业有限公司
该矿1998年建井,批采3号、15号煤层,现采3号煤层,生产规模90万t/a,开拓方式为斜、立综合方式,采煤工艺为综采放顶煤。矿井正常涌水量为100m3/d,最大为140m3/d。经调查,与本井田无越界开采现象。
   总体来说,我矿属于水患矿井,不同程度受到相邻矿井采空区和本矿采空区积水的影响,在今后的采掘活动中,必须加强对周边及本矿采空区积水情况调查,采取有效的措施,真正做到“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”减少或杜绝矿井水害的发生。
   
第三章 采区回风大巷概述

一、巷道布置及技术特征
   该掘进巷道沿方位角90°0"00ˊ进行掘进,主要担负全矿井回风作用,向东设计长度875m,均沿煤层顶板掘进,向东掘进875米后停掘;其北侧为未采区,南邻轨道大巷。
   根据山西省煤炭地质114勘察院2010年4月编制的山西******煤业有限公司《矿井水文水文地质勘查报告》该掘进巷道煤层厚度2.33~5.34米,平均厚度4.60米,含有1-2层较明显夹矸。夹矸厚度0~0.3米,夹矸岩性为泥岩。直接顶为K2灰岩,地板为炭质泥岩,煤层结构较稳定。
二、水文情况及涌水量
   该巷水文地质条件较简单,主要充水因素为K2灰岩,15号煤层矿井正常涌水量240m3/d,最大涌水量为480m3/d。
三、施工条件
   1.该掘进巷道煤质物理性质为墨色,条痕灰黑色,快状构造,内生裂隙发育,性脆易碎,煤层结构疏松,尤其是在巷道开口掘进段,以打小炮掘进为主,具体支护方式以采区回风大巷掘进安全技术措施为依据,如有不足之处,要认真执行《煤矿安全规程》中的有关规定,切实加强巷道支护与顶板管理,防止片帮、掉渣、局部冒顶伤人。
   2.随着掘进过程中探放水钻孔向外排水量和顶帮网支护打锚杆、冲洗巷道积尘等用水量较多,在巷道低洼处会产生积水,要及时处理,防止影响掘进安全。
  3.开口方向:采区回风大巷施工中线已由技术科给定,施计长度:向北875m;施工长度875m。
  4.巷道断面和支护形式:采区回风大巷采用锚网支护,锚索补强支护,矩形断面规格为巷净高3.3m,净宽4.5m,净断面积14.85㎡。
第四章 探水布置与安全措施
   
1、坚持探、放水原则
   掘进工作面必须坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则。当掘进工作面有明显突水征兆时必须进行超前探水。
   当掘进工作面发现透水预兆时,必须停止作业,采取措施,报告矿调度室,如果情况危急,必须发出警报,撤出所有受水威胁地点的人员。
   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:
   ⑴接近水淹或可能积水的井巷、老窑或相邻煤矿时;
   ⑵接近含水层、导水断层、溶洞和导水陷落柱时;
   ⑶打开隔离煤柱放水时;
   ⑷接近可能与河流、湖泊、水库、蓄水池、水井等相通的断层破碎带时;
   ⑸接近有出水可能的钻孔时;
   ⑹接近有水的灌浆区时;
   ⑺接近其它可能出水地区时;
   ⑻经探水确认无突水危险后,方可前进,否则应采取有效措施进行处理。
2、钻孔超前距、帮距与密度
   为确保掘进工作的安全,巷道施工前,首要任务必须进行探水,探水钻孔深度与掘进距离保持30m的距离(此距离称为超前距;也就是指在巷道掘进方向上,允许掘进的终点和最浅钻孔底间的距离),如后图所示;钻孔的深度要求为60m,即,每打1次钻,可向前掘进30米。
   巷道迎头的探水钻孔,向前方呈放射状布置,有中心孔和外斜孔,中心孔的终孔位置与外斜点之间距离称为帮距。帮距等于超前距最好,特殊情况时,帮距可比超前距小1米—2米。
   钻孔密度必须满足对巷道前方的中心及其上、下或左、右都起到探水作用。
  (钻孔密度是指在允许掘进距离的终点处,探水钻孔之间的距离)
3、钻孔的直径与数目
   考虑到探水钻孔一般兼作排水钻孔,决定孔径范围Φ65—Φ113mm,满足使积水顺利地流出,又防止了冲垮煤壁。
   钻孔个数以保证钻孔有必需的密度为原则,不得少于3个,1个中心孔,2个帮孔(北帮和南帮各一个),沿顶板掘进有一孔见底。
4、探水钻孔的布置方式
    为了保障矿井与施工人员的安全,考虑钻探工程量,同时保证探水钻孔布置合理。依据山西省煤炭地质114勘察院编制的矿井水文地质补充勘探报告和我矿现有地质水文资料,针对采区回风大巷所掘进位置和井下现有及掘进巷道位置情况,综合考虑各方面因素,确定钻孔布置方式如下;
  钻孔水平夹角分为大夹角和小夹角两种,前者夹角为7°-15°,后者夹角为1°-3°,视掘进距离而定,距离远时取小夹角。距离短时取大夹角;巷道沿顶掘进时,有一孔要见底,俯角为1°-3°或7°-15°,具体视现场掘进探水距离而定。
  探水钻孔平面图:

  新设备在运输过程中,要选择合理的装车运输设备,防止跑车事故

  轻装轻放、用捆绑装置固定可靠,禁止浮放不捆绑;严格执行“行人不行车,行车不行人”制度

  6、钻机安装准备

  (1)巷道的高度应保证立柱能竖立于巷道中,如果巷道断面太小,应该挑顶落底,保证有充分调整空间。

  (2)保证地面与底板平行,而立柱必须垂直于其平行线,否则,会顶紧油缸,压力增大时导致立柱与油缸连接处弯曲甚至断裂。

  (3)调整顶紧油缸,使立柱伸高顶紧顶部。

  (4)根据钻孔位置,安装好立柱后,将钻孔机的大锥孔与立柱中间联接,套上的锥轴连接到位,并调整好角度方位与高度后,紧固其螺母及连接套的螺栓。

  (5)连接主机的付支柱,调整到最佳长度后,紧固付支柱的锁紧套螺栓,即付支柱外杆筒锁紧螺栓,使其完全牢固,不宜松动。

  (6)高压接头与泵的相连,必须使用厂家提供的配套“U”型卡连结到位。

  (7)检查泵站油位是否合理,油位应该在钻机正常工作时,液压计至红线标志以上。

  (8)接通电源后,点动电机查看转向是否与所示方向一致。

  (9)钻机安装好后,连接钻头与钻杆,并使其紧固在主机转钎套上,马达正转推进钻头,并使其钻入煤层。

  (10)当钻机完全钻进一根钻杆时,应该先停钻,两个双空阀停在中位,停水然后用钻杆装卸机构卡主钻杆,取出“U”卡,推进油缸收缩后退,再安装第二节钻杆,周而复始,进行工作。

  (11)操作钻机时的安全措施:①设备不得在超压条件下工作;②液压系统不允许在泄露状态下工作,否则应立即拆钻维修。并对泄露在工作面的矿物油及时清理或掩埋;③检修油路时,钻机周围及轴线方向严禁站人;④油缸收缩时,手不要按在油缸口以防挤伤手部;⑤钻进过程中,钻杆与钻机不得相对倾斜,以防发生意外;⑥推进速度和推进力要适度,防止卡钻;⑦钻孔时应选择适当的钻头,同时需要合适的水压用于钻头的冷却和排屑,钻机工作时,严禁反转;⑧依据设计,确定主要探水位置时,地测人员、负责探放水工作的人员要亲临现场,具体确定钻机的方位,倾角(和顶、底板)平行深度,钻孔数量;⑨在预计水压大于0.1MPa的地点探水时,预先固结套管,套管口安装阐阀;钻孔内水压大于1.5MPa时采用反压和有防喷装置的方法钻进。

  7、安装钻机探水前,必须遵守下列规定(安全措施)

  (1)探水前应加固探水工作面支架,背好帮顶,以免压力水冲垮煤壁。

  (2)清理好巷道,保证安全路线畅通无阻。

  (3)探水地点要安设电话,随时同调度室保持联系。(调度室号码8000)

  (4)测量和防探水人员必须前临现场,依据设计,确定主要探水孔的位置、方位、角度、深度以及钻孔数目。

  (5)打钻过程中,如发现煤、岩变松或沿钻杆向外流水超过正常打钻供水量时,必须立即停钻(但不得移动或拔出钻杆),派人监视水情,并报告矿调度室,如果情况紧急,必须立即通知所有受水害威胁地点撤人,并采取应急措施。

  (6)钻孔接近老空区时,估计有可能涌出瓦斯或其它有害气体时,必须有瓦斯观测员或救护人员在现场值班,检查空气成分,发现有害气体超过规定时,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。

  (7)探到水时,在水量小、水压不高的地区,可不设孔口管,积水通过钻孔直接流出。在水量和水压较大的地区或强含水层中,孔口要用套管加固,使钻杆通过套管钻进。套管上安有水压表和阀门,探到水源后,即利用套管放水。

  (8)坚持排水设备的维护保养制度,确定设备包机专人负责,保证正常排水。

  (9)掘进工作面的经轨道大巷到原南悬采工作面进风巷道直接流入采区水仓,通过原东翼采区回风大巷2寸排水管路进入措施井底,由4寸排水管路送到地面静压水池。

  (10)加强避灾路线的日常检查,确保安全畅通,确保井下作业人员安全、迅速撤离。

  具体避灾路线为:工作面→探巷→轨道大巷→井底车场→副斜井(主斜井)

  8、透水的一般预兆

  (1)巷道掘进工作面温度降低,感到发凉。

  (2)掘进工作面空气潮湿,湿度异常增大。

  (3)煤壁或掘进工作面,两帮岩层潮湿(俗称“出汗”),有水锈(俗称“挂红”)。

  (4)掘进工作面壁帮渗水,且逐渐增大。

  (5)有时可听见“嘶嘶”水流声或“底爆”响声。

  (6)矿压增大,煤岩破碎,裂隙发育,出现片帮、冒顶及底鼓等现象。

  (7)局部冒顶,有涌水或淋水,且逐渐增大并浑浊含泥砂等。

  (8)有H2S、CO2 等气体逸出。

  一旦发现上述现象都是可能发生水害的征兆,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。

  《煤矿安全规程》第266条规定:采掘工作面或其它地点发现有挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板来压、底板鼓起或产生裂隙出现渗水、水色发浑、有臭味等突水预兆时,必须停止作业,采取措施,立即报告矿调度室,发出警报,撤出所有受水威胁地点的人员。

  9、疏放水时的安全注意事项

  (1)探到水源后,在水量不大时,一般可用探水钻孔放水;水量很大时,需另打放水钻孔。放水钻孔直径一般为50mm~75mm,孔深不大于70m。

  (2)放水前应进行放水量、水压及煤层透水性试验,并根据排水设备能力及水仓容量,拟定放水顺序和控制水量,避免盲目性。

  (3)放水过程中随时注意水量变化,出水的清浊和杂质,有无有害气体涌出,有无特殊声响等,发现异状应及时采取措施并报告调度室。

  (4)事先定出人员撤退路线,沿途要有良好的照明,保证路线畅通。

  第五章 防排水设施、排水系统

  目前,井下水仓位于原回风立井(措施井)井底,经井筒中的4寸排水管路排到静压水池。矿井正常涌水量为60m3/h;最大涌水量为120m3/h,排水高度211米,矿井水容重:r=1.01t/m3。;

  正常涌水时所需水泵为一台工作,一台备用,一台检修,最大涌水时为2台同时工作;现有装备配置为二台63kw主、副水泵,副斜井敷设2趟排水管路,正常涌水时为1趟工作;一趟备用,最大涌水时为2趟管路同时工作,排水管路选用直径Ф133型无缝钢管;水泵房采用双回路380V电压供电,水泵配电开关至于主扇风机房内,分别接在地面变电所380V母线不同段上,另设专用控制柜起动器,作为水泵的起动装置;该掘进工作面的排水管路已经铺设到位,可以满足工作面安全排放水需要。

  第六章 水情及避灾联系汇报制度

  为了进一步做好煤矿防治水工作,努力提高矿井安全保障能力和安全管理水平,逐步构建预防为主的安全生产长效机制,确保我矿安全发展;依据《煤矿安全规程》、《煤矿防治水规定》、《长治市人民政府关于印发长治市煤矿防治水暂行规定的通知》特制定本制度。

  1、根据本单位实际,采用先进钻探技术弄清矿区及其附近地面水流系统的江水渗漏情况,疏水能力和有关水利工程情况。

  2、了解当地水库、河道,河道中障碍物情况。

  3、掌握当地历年降水量和最高洪水位资料,建立完善疏水、防治和排水系统。

  4、组建井上、井下专业防治水队伍,进行全方位、全天候巡查治理工作,及时补充地测防治水专业骨干力量,提高队伍战斗力。

  5、加强调度值班管理制度,及时掌握、收集、整理、分析各种水情资料,同时做好及时向上级领导汇报工作。保证通讯系统正常运行,便于及时采取有效措施。

  6、总结分析各阶段地测技术工作及防治水安全情况,找出存在的问题,制定相应措施。

  7、事先加强安全避灾撤退路线的日常维护,保护路线畅通,有条件的情况下完善良好的照明。

  8、一旦发生矿井水灾事故,现场人员应尽可能了解和弄清事故性质、地点、发生范围和影响程度,迅速用附近的电话向矿调度室汇报。

  9、调度室接到事故汇报告,应立即向当天矿值班领导和矿长汇报,同时通知事故影响范围内所有作业人员按照避灾路线撤离。

  第七章 通风与瓦斯检查制度

  由于矿井3号煤层采空区和周边小窑水的存在,加之大量采空区的出现,积水量相对增加、为各种有毒有害气体存在了提供了空间,在矿井开采过程中;相对较容易误揭老空,造成水害事故。依据《煤矿安全规程》、《煤矿防治水规定》、《长治市人民政府关于印发长治市煤矿防治水暂行规定的通知》特制定本制度。

  1、加强通风系统检查,创造良好的通风环境。

  2、瓦检员必须现场跟班随时检查作业地点的瓦斯浓度,以防止钻孔内瓦斯突出,如有异常,应及时汇报处理。

  3、接近老空区时,估计有可能涌出瓦斯或其它有害气体时,必须在瓦斯检查员或救护人员在现场值班、检查空气成分,发现有害气体超过规定立即停钻停电、撤人,并报告矿调度室处理。

  4、分析查明老空区水体空间位置,积水量、同时做好预测是否可能发生瓦斯或其他有害气体涌出。

  5、放水时,要有专人负责,并检测有害气体的变化情况。

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