防水探放水方案設(shè)計

1、盤縣樂民鎮(zhèn)天源煤礦探放水方案設(shè)計編制日期 二00九年一月目 錄第一節(jié) 礦井水文安全條件分析.2一、礦井水文地質(zhì)情況.2第二節(jié) 礦井防治水措施.3一、礦井開拓開采所采取的安全保證措施.4二、防水安全煤巖柱留設(shè).5三、降壓措施.7四、井下探放水措施. 7五、地表水防治措施.13第三節(jié) 井下防治水安全設(shè)施.15第一節(jié) 礦井水文安全條件分析一、礦井水文地質(zhì)情況礦區(qū)位于古木背斜東翼，為高原山地地形，礦區(qū)溝系發(fā)育，地表排水條件通暢，地表水匯入礦界東部的溝河內(nèi)，其匯水標高+1670米。溝系地表水流量受季節(jié)影響極大，流量大小受降水控制，雨后山間溝系水流量較大，暴雨后有山洪發(fā)生。礦區(qū)含水層為煤層頂板間接充水巖層

2、飛仙關(guān)組（T2f）砂頁巖，為一弱含水巖組；煤礦的直接充水巖層為上二迭龍?zhí)洞舐〗M（P2ld），為一弱含水巖組；隔水層為龍?zhí)督M（P2l）凝灰質(zhì)粘土巖、炭質(zhì)頁巖、粘土質(zhì)頁巖，水文地質(zhì)條件復雜。1、含水量龍?zhí)洞舐〗M和飛仙關(guān)組主要由砂泥巖組成，該地層含淺部風化裂隙水，有泉水點出露，愈往深部含水性愈微弱。井下煤層巷道中，頂板常見淋水現(xiàn)象。第四系主要為坡積物、殘坡積物，厚度一般10米左右，透水性強，含水性中等，主要受大氣降水的控制。2、隔水層主要是含煤巖組及上伏地層中的泥巖和粘土巖。3、地表水礦區(qū)內(nèi)地表水較發(fā)育，多處泉水沿溝分布，經(jīng)調(diào)查共有5個泉點,最大流量20升/秒,一般均在2升/秒。4、地下水主要為煤系

3、地層含水，因未對已關(guān)閉停采小窯進行水文地質(zhì)工作，地下水涌水量及小窯積水等水文地質(zhì)情況不詳。5、礦井充水條件分析礦井充水水源有三種，其中大氣降水、老窯積水是礦井充水的主要因素，次為地下水。（1）、地下水：地下水是礦井的直接充水水源（2）、地表水：因礦區(qū)開采標高大部分低于當?shù)亟g基準面以下，地表水補給地下水增多，因此是造成礦井積水的主要因素。（3）、停采小窯積水：由于停采小窯常年不排水，貯有大量地下水，當采掘工作面遇到或接近停采小窯時，易發(fā)生突水事故。根據(jù)以上情況，本礦區(qū)水文地質(zhì)條件復雜，地表水匯水標高+1670米（測區(qū)內(nèi)高程）。6、礦區(qū)水文地質(zhì)特點：（1）、礦區(qū)主要含水帶煤系為成層的砂巖系，地下

4、水沿層流動。（2）、絕大部分礦床埋藏于當?shù)亟g基準面以下，煤系含水帶滲透性能力較弱，地下水循環(huán)甚為緩慢。（3）、在構(gòu)造和地形上，礦區(qū)為較明顯盆地水文地質(zhì)特征，它具有一定的補給區(qū)和排泄區(qū)，地表水均向盆地中心匯集，沿溝排出礦區(qū)。綜上所述，本井田屬于以大氣降水為主要補給來源的裂隙充水礦床，水文地質(zhì)條件中等。7、礦井涌水量礦井正常涌水量20m3/h，最大涌水量40m3/h。第二節(jié) 礦井防治水措施一、礦井開拓、開采所采取的安全保證措施1、礦井開拓工程位置 主斜井：沿煤系地層中部布置,井口標高為+1684.3m，斜長271m，方位角67.5,傾角17, 掘至+1604.22m標高時落平,落平后掘送11運輸

5、石門,斜長271m；副斜井：沿煤系地層中上部布置，井口標高為+1697.0m，斜長238m，方位角68，傾角23，付斜井至+1647.8m標高設(shè)甩車場，與11回風石門連接，付斜井至+1604m標高設(shè)甩車場與11運輸石門連接；主、副斜井掘至+1604.22m水平布置一水平車場、水倉，掘至+1400m水平布置二水平車場、水倉。回風斜井：井口標高為+1696.4m，斜長150m，方位角68，傾+1400m水平布置二水平車場、水倉；角19，沿3號煤層底板巖層布置，至+1648m標高落平，落平后直接以同一方位按3坡度作一區(qū)段穿層石門至1號煤層。2、采掘工程所采取的防治水措施（1）收集、調(diào)查和核對相鄰煤礦

6、和廢棄的老窯情況，并在井上、下對照圖上標出井田位置、開采范圍、開采年限、積水情況等。 （2）針對主要含水層（段）建立地下水動態(tài)觀測系統(tǒng)，進行地下水動態(tài)觀測、水害預報，并制定相應(yīng)的“探、防、堵、截、排”綜合防治水措施。 （3）井巷在掘進過程中必須先探后掘，掌握前方水文情況，若發(fā)現(xiàn)有水患時，應(yīng)及時采取措施，待確認安全后才向前掘進，并將出水點位置標于井上下對照圖或采掘工程圖上。井巷揭露的主要出水點或地段，必須進行水溫、水量、水質(zhì)等地下水動態(tài)和松散含水層涌水含砂量綜合觀測和分析，防止滯后突水。（4）采掘工作面或其它作業(yè)地點發(fā)現(xiàn)有掛紅、掛汗、空氣變冷、出現(xiàn)霧氣、水叫、頂板淋水加大、頂板來壓、底版鼓起或產(chǎn)

7、生裂隙出現(xiàn)滲水、水色發(fā)渾、有臭味等突出預兆時，必須停止作業(yè)，采取措施，立即報告調(diào)度室，發(fā)出警報，撤出所有受水威脅地點的人員。（5）井下和地面排水設(shè)施保證完好，所設(shè)沉淀池、水溝要及時清理，每年雨季前必須清理一次。每年雨季前對礦井防治水工作進行一次全面檢查，成立防洪搶險隊伍，并儲備足夠的防洪搶險物資。（6）在礦井采掘過程中堅持“有掘必探、先探后掘”的原則。（7）查明礦區(qū)和礦井的水文地質(zhì)條件，編制中長期防治水規(guī)劃和年度防治水計劃，并組織實施。做到水文地質(zhì)條件可靠。3、地面防治水措施 必須先查清礦區(qū)及其附近地面水流系統(tǒng)的匯水、滲漏情況，與水力有關(guān)的水利工程，掌握當?shù)貧v年降水量和最高洪水水位資料，建立疏

8、水、防水和排水系統(tǒng)。二、防水安全煤柱留設(shè)1、防水煤（巖）柱的留設(shè)原則 在有突水威脅但又不宜疏放的地區(qū)采掘時，必須留設(shè)防水煤（巖）柱。防水煤柱一般不能再利用，一般要在安全可靠的基礎(chǔ)上把煤柱的寬度或高度降低到最低限度，以提高資源利用率。留設(shè)防水煤（巖）柱必須與當?shù)氐牡刭|(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件、煤層賦存條件、圍巖的物理力學性質(zhì)、煤層的組合結(jié)構(gòu)方式等自然因素密切結(jié)合，與采煤方法、開采強度、支護形式等人為因素相適應(yīng)。一個井田或一個水文地質(zhì)單元的防水煤（巖）柱應(yīng)該在它的總體設(shè)計中確定，即開采方式和井巷布局必須與各種煤柱的留設(shè)相適應(yīng)，否則會給以后煤柱的留設(shè)造成極大的困難，甚至無法留設(shè)。在多煤層地區(qū)，各煤層的防水

9、煤（巖）柱必須統(tǒng)一考慮確定，以免某一煤層的開采破壞另一煤（巖）柱致使整個防水煤柱失效。在同一地點有兩種或兩種以上留設(shè)煤（巖）柱的條件時，所留設(shè)的煤（巖）柱必須滿足各個留設(shè)煤（巖）柱的條件。對防水留設(shè)煤（巖）柱的維護條件要特別嚴格，因為煤（巖）的任何一處被破壞，必將造成整個煤（巖）柱無效。防水煤（巖）柱一經(jīng)留設(shè)即不得破壞，巷道必須穿過煤層時，必須采取加固巷道、修建防水閘門和其它防水設(shè)施，保護煤（巖）柱的完整性。留設(shè)防水煤（巖（柱）所需的數(shù)據(jù)必須在本區(qū)取得。鄰區(qū)或外地的數(shù)據(jù)只能參考，如果需要采用，應(yīng)當加大安全系數(shù)。防水煤（巖）柱中必須有一定厚度的粘土質(zhì)隔水巖層或裂隙不發(fā)育、含水性弱的巖層，否則防水

10、巖柱將無隔水作用。2、防水煤（巖）柱的種類 根據(jù)防水煤（巖）柱所處的位置，可以分成不同的種類。根據(jù)本礦的實際情況，需要留設(shè)以下防水煤（巖）柱。 斷層防水煤（巖）柱在導水或含水斷層兩側(cè)，為防止斷層水潰入井下而留設(shè)的防水煤（巖）柱；當斷層使煤層與含水層接近時，為防止含水層潰入井下而留設(shè)的防水煤（巖）柱。主要巷道防水煤（巖）柱。3、防水煤（巖）柱的留設(shè)斷層防水煤（巖）柱的留設(shè)斷層破壞了巖層的完整性，常常成為含水層間的聯(lián)系通道。斷層的某一區(qū)段是否導水，導水強弱等情況取決于兩側(cè)巖層的接觸關(guān)系、含水層的水壓以及采礦活動對斷層的重復破壞作用。因此在沒有掌握斷層各區(qū)段的導水性時，應(yīng)把整個斷層作為導水斷層對待。

11、煤層直接和富含水層、導水斷層接觸，頂?shù)装鍩o突水可能，即煤柱 主要是順層受壓時，常以下敘公式計算煤柱寬度：L=0.5kM式中：L順層防水煤柱寬度（m）M煤層厚度或?qū)挾龋╩）取最大采高M=2m；Kp煤層的抗張強度(kgfcm2)Kp取10kgfcm2；P水力壓頭（kgf/cm2）,P=120Kg/cm2；K安全系數(shù)，一般取25，本次設(shè)計取5則：L=0.552=30根據(jù)上式計算，故斷層兩側(cè)各留30m防水煤柱。主要巷道防水煤（巖）柱留設(shè)L=0.5kM式中：L順層防水煤柱寬（m）M煤層厚度或采高（m）取最大采高M=1.62mkp煤層的抗張強度（kg/cm2）kp取10kp/cm2;P水頭壓力（kg/cm

12、2）,P=50kgf/cm2;K安全系數(shù)，一般取25，本次設(shè)計取4 則：L=0.542=15m 根據(jù)上述計算，并結(jié)合實際情況，故主要巷道兩側(cè)各留設(shè)15m防水煤柱。見表。防水煤柱留設(shè)表名 稱煤柱尺寸（m）井田一側(cè)邊界煤柱20大巷一側(cè)20上山一側(cè)/兩側(cè)之間15區(qū)段煤柱10落差1020m的斷層30落差小于10m的斷層30采空區(qū)邊界煤柱20小窯、老硐防水保護30公路保護煤柱60三、降壓措施 本礦無承壓含水層。四、井下探放水措施（一）、探放水原則 必須按“有疑必探、有掘必探、先探后掘”的原則進行。（二）、探放水設(shè)備選擇探放水設(shè)備型號：采用ZY750鉆機。配備臺數(shù)4臺，一、二水平各一臺。備用1臺。（三）、

13、井下鉆工上崗條件 1、井下鉆探需要熟悉以下知識： 2、必須熟悉煤礦安全規(guī)程和井下工作的一般安全知識，經(jīng)專門技術(shù)培訓，考核合格后，方可上崗。3、熟悉鉆機的工作原理。掌握各種鉆機的操作要領(lǐng)，維護保養(yǎng)及排除故障的技術(shù)知識。 4、掌握瓦斯抽放、煤層注水、注漿、防滅火、防突等各種鉆孔的封孔和施工方式。 5、掌握煤礦安全規(guī)程對瓦斯抽放、煤層注水、注漿、防突等的有關(guān)規(guī)定。6、了解有關(guān)煤礦瓦斯、煤塵爆炸的知識。7、熟悉預防災害的措施和礦井避災路線。 8、掌握井下打鉆、注漿、封孔、煤層注水、防滅火、瓦斯抽放、防突等各種鉆孔的施工方法。（四）、安全技術(shù)規(guī)定 1、安裝鉆機前，必須遵守下列規(guī)定： 加強鉆場附近的巷道支

14、護，并在工作面迎頭打好堅固的立柱和擋板。清理巷道，挖好排水溝。在打鉆地點或附近安設(shè)專用電話。測量和防探水人員必須親臨現(xiàn)場，依據(jù)設(shè)計，確定主要探水孔的位置、方位、角度、深度及鉆孔數(shù)目。 2、鉆機運往作業(yè)地點后，應(yīng)仔細檢查： 檢查所有緊固件是否牢固，檢查操作手輪柄是否靈活可靠，檢查齒輪咬合情況。主軸轉(zhuǎn)動是否靈活，皮帶松緊是否適宜。皮帶可通過調(diào)整螺絲進行調(diào)整，電機的接線一定要專職電工操作，并檢查電機及防爆開關(guān)是否符合要求，并注意電機的旋轉(zhuǎn)方向（鉆機主軸應(yīng)順時針方向旋轉(zhuǎn)），一定按箭頭的方向旋轉(zhuǎn)。先空機運轉(zhuǎn)，待正常后，再正式鉆進。檢查機油、液壓油油量并加足。3、鉆機固定安裝在井下可借機座用木頭支柱與巷道

15、頂板或梁撐緊。同時對底座的左右后部也應(yīng)支撐，防止機體左右擺動和鉆機受力后向后移動，鉆機安裝必須平穩(wěn)、牢固。4、鉆探操作1）鉆進規(guī)定 （1）打鉆人員必須對鉆機的結(jié)構(gòu)原理了解清楚，詳細看懂說明書，嚴禁盲目開鉆。 （2）開鉆前不要鎖緊鉆桿，先試旋轉(zhuǎn)方向（主軸應(yīng)順時針方向），待方向正確后，才能鎖緊鉆桿。嚴禁開反車！以防鉆桿、巖芯管、鉆頭在鉆孔中脫扣（落），造成事故和損失。（3）鉆機工作時，通過給進裝置驅(qū)動，實現(xiàn)主軸和鉆桿一體前進。在鉆機鉆進一個行程后，松開主軸卡環(huán)將給進手柄扳至回程，主軸后退，退回主軸后。再用卡瓦夾緊鉆桿，進行二次給進。如此往復實現(xiàn)鉆進，在需添加鉆桿時，須先關(guān)掉電源、水源，將前一根鉆桿

16、后的給水器取下，所加鉆桿接在前鉆桿末端，并用兩把600管子鉗夾住鉆桿將其擰緊，然后再接上給水器，便可繼續(xù)鉆進。鉆進結(jié)束后，將鉆桿從鉆孔拖出，拖出的每根鉆桿應(yīng)及時松下，避免由于取出的鉆桿過長而對鉆桿部分的螺紋造成損壞。（4）按地質(zhì)技術(shù)人員所標定的孔位及施工措施中規(guī)定的方位、角度施工，不經(jīng)地質(zhì)技術(shù)人員同意，不得擅自改動。（5）鉆探工人穿戴要整齊、利落，衣襟、袖口、褲腳必須束緊。（6）啟閉開關(guān)時，注意力要集中，做到手不離按鈕，眼不離鉆機，隨時觀察和聽從司機命令，準確、及時、迅速地啟動和關(guān)閉開關(guān)。（7）禁止用手、腳直接制動機械運轉(zhuǎn)部分；禁止將工具和其他物品放在鉆機、電機保護罩上。（8）司機要站在鉆機后

17、側(cè)，不得緊靠鉆機；鉆機后面和前面的給進范圍內(nèi)，不準站人，給壓要均勻，根據(jù)孔內(nèi)情況及時調(diào)整鉆法及壓力。（9）采用清水鉆進時，要保證有足夠的水量，不準打干鉆。（10）鉆進過程中，一旦發(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，但不得拔除鉆桿，現(xiàn)場負責人員應(yīng)立即向礦調(diào)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。（11）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)高于探放水地點位置時，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

18、放完為止。鉆空接近老空，預計可能有瓦斯或其他有害氣體涌出時，必須有瓦斯檢測工或礦山救護隊員在現(xiàn)場值班，檢查空氣成分。如果瓦斯或其他有害氣體濃度超過規(guī)定時，必須立即停止鉆進，切斷電源，撤出人員，并報告調(diào)度室，及時處理。（12）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，控制排放水流量，放水時，必須設(shè)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(diào)度室。 （13）透老空后，需經(jīng)瓦檢員檢查有無有害氣體溢出，并嚴格按作業(yè)規(guī)程要求對鉆孔進行處理。2）探水鉆孔必須保持一定的超前距、幫距和密度，見附圖，探水工作采用“探水掘進探水”方式進行，探水孔為掘進

19、巷道掘進探明一段安全距離后，巷道允許掘進一段距離，然后再探再掘，確保掘進安全。（1）超前距：為探水鉆孔終孔位置應(yīng)始終超前掘進工作面的一段距離，取20米。（2）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20米。（3）幫距：為使巷道的兩幫與可能存在的水體之間保持一定的安全距離，即成扇形布置的最外則探水孔所控制的范圍與巷道幫的距離，其值與超前距相同，取20米。（4）鉆孔密度（孔間距）：指允許掘進距離終點橫剖面上，探水鉆孔之間的距離，一般不超過3米，以免漏掉積水區(qū)。（5）煤層平巷鉆孔布置：主要是探巷道上幫小窯老空水，鉆孔成扇形布置在巷道上幫，薄煤層一般布置三組，每組12個孔，鉆孔之間的

20、夾角為8.50。4、遇到水災時避災路線：視工作面所處位置而定五、地表防治水措施1）防洪標準及防洪壩墻設(shè)計要求 由于工業(yè)廣場布置在緩斜坡處，故無內(nèi)澇之患。為滿足工業(yè)場地防洪要求，設(shè)計在場內(nèi)排水溝沿公路、邊坡角、擋土墻下布置，排水溝端面為0.5m0.5m矩形端面，穿公路時加蓋水泥鋼筋蓋版。 2）地形、水系和匯水面積 本礦區(qū)位于盧家寨大坪地井田，為一北北東向，向南東傾斜的開闊向斜構(gòu)造，礦區(qū)位于向斜西翼中部，主要為侵蝕剝蝕及巖溶峰叢中高山地貌，地形陡峭，礦區(qū)最高海拔+1808.7m，最低海拔+1515m，相對高差293m左右。 3）開采塌陷、裂隙對地表水系和降雨滲漏的影響 由于地下煤層的開采，使得采空

21、區(qū)上方的地表有不同程度的移動和變形。其影響范圍將略大于采空區(qū)范圍。而當開采深度越大時，地表水的影響將越小。本礦區(qū)處于山區(qū)，地形高差較大，采空區(qū)引起的地表塌陷，可能會引起陡峭的地形發(fā)生崩裂、滑坡。因此設(shè)計中對地表沉陷影響的重要建筑設(shè)施按規(guī)定留設(shè)保安煤柱，對于地表沉陷形成的塌陷坑，要盡量整平，回填造地，易產(chǎn)生滑坡的地方應(yīng)提前修筑擋土墻，打抗滑樁或削坡減載等，另外，經(jīng)常有巡視人員，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。2、地表水防治 1）必須及時查清礦區(qū)及附近地面水滲漏情況，掌握當?shù)貧v年降水量和最高洪水位資料，建立疏水、防水、排水系統(tǒng)。 2）井口附近或塌陷區(qū)內(nèi)外的地表水體可能潰入井下必須采取措施：容易積水的地點應(yīng)修筑溝

22、渠，排泄積水，對較低洼地點、塌陷區(qū)及地面裂隙應(yīng)及時進行充填壓實：排到地面的礦井水，必須妥善處理，避免再滲入井下；每次降大到暴雨時和降雨后，必須派專人檢查礦區(qū)及附近地面有無裂縫、老窯陷落及巖溶塌陷等現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)漏水情況，必須及時處理。 3）為了防止雨水滲入井下，在礦區(qū)內(nèi)采取充填、補凹、平整地表、修筑排洪溝等措施。另外為防止山洪爆發(fā)及地表水不至沖跨地面建造物，應(yīng)及時清理河床。 4）井口上方，地面工業(yè)廣場建造物周圍等修筑排截水溝，進行防排水。 5）嚴禁將矸石、爐灰、垃圾等雜物堆放在山洪、河流可能沖刷到的地段。3、地表防治工程及設(shè)備 1）防洪堤壩工程：在井口上邊緣砌1m高，厚0.6m的防洪擋水墻。 2）

23、排澇工程：井口及工業(yè)場地排水溝匯集后排入小河溝。 3）地表水體必須留設(shè)的安全煤柱：地表無大的水體，但在雨季有一定影響，所以無需留設(shè)地表水體煤柱。第三節(jié) 井下防治水安全設(shè)施一、排水設(shè)施1、排水設(shè)施設(shè)計依據(jù) 本設(shè)計只考慮+1604m標高的排水需要，后期開采時重新選擇水泵進行排水。排水垂高81m，本礦涌水量按照現(xiàn)有排水量測算并，參照周邊礦井的涌水量，本設(shè)計按下列參數(shù)考慮： 1）礦井正常涌水量：QB=20m3/h 2）礦井最大涌水量：QB=40m3/h 3）排水垂高：HP=81m2、水泵選型 1）水泵參數(shù)計算 所需水泵最小流量 QB=24QB/20=2420/20=24（m3/h）所需水泵最大流量QB

24、m=24Qmax/20=2440/20=48(m3/h) 水泵揚程HP=(HP+HZ)k1=（81+5.5）1.28=111（m）2）水泵型號及臺數(shù)的確定依據(jù)煤礦安全規(guī)程規(guī)定，選用三臺水泵，一臺工作、一臺備用、一臺檢修。根據(jù)QXB和QXM值，水泵選用IS80-50-315水泵。配套功率37KW.Q=50m3,H=125m。選擇上述水泵三臺，一臺工作，一臺備用，1臺檢修。排水管徑=150mm，安設(shè)兩趟，一趟使用、一趟備用。初期可通過調(diào)整水泵級數(shù)，以滿足礦井排水需要。從主井鋪設(shè)兩路排水管路至井底水倉，水泵的吸、排水管道管徑=150mm。礦井階段水倉布置在+1604m標高。根據(jù)計算，礦井主水倉容量為299m3副水倉容量為253m3，合計水倉容量為552m3，滿足礦井排水要求。3、防水設(shè)施 1）在采空區(qū)、斷層破碎帶周圍，開采水平和采區(qū)之間留設(shè)防水安全煤柱；巷道掘進時，必須探水前進。 2）在采空區(qū)等有突水危險的地區(qū)設(shè)置防水閘門。防水閘門要設(shè)在巷道穿過有足夠強度隔水層的地段上。 3）采掘工作面或其他地點發(fā)現(xiàn)有掛紅、掛汗、空氣變冷、出現(xiàn)霧氣、水叫、頂板淋水加大、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)，發(fā)出警報，