掘進工作面水害防治措施

1、xxxxx掘進工作面水害防治措施編制單位：防治水中心日期：二零一八年十月xxxxx掘進工作面水害防治措施一、工作面概況（一）工作面位置及煤層情況1 .地面位置：對應(yīng)地表位于xxxxx礦南部，工作面南部有孫黃鐵路，北部有鄉(xiāng)村公路，xxxxx變電所，地表起伏不平，地表標高+180.4+200.7m。2 .井下位置及四鄰采掘情況：該工作面位于xxxxx礦井田南翼六采區(qū)，其范圍東至12900經(jīng)線，南至6.2坡，北至緯線29900,西至Fs62斷層，面積34086m2。3.煤層：工作面煤層走向NESE,傾向SES,煤層結(jié)構(gòu)復雜，中部有一層夾研平均厚度0.35m將煤層分成兩層，上層煤厚0.44m,下層厚度

2、0.73m,總厚度1.17m,傾角1022,平均傾角16。（二）構(gòu)造情況本區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育，其中對掘進有影響的，落差大于1m的斷層有2條，2條斷層具體情況如下：12468工作面地質(zhì)構(gòu)造情況表表1構(gòu)造名稱走向傾向傾角（0）落差（m）性質(zhì)對掘進影響程度備注Fs61NEE70正2.5大Fs62NE70正2.5大（三）含水層情況通過xxxxx采礦公司近幾十年來的采掘活動及疏放水工作，2#頂板的砂巖含水層已疏干，對2#煤的采掘活動已不構(gòu)成威脅。通過近幾年的追排水工作，現(xiàn)六采區(qū)野青灰?guī)r含水層已疏干，對工作面開采無影響。（四）頂?shù)装迩闆r煤層老頂巖性砂頁巖，厚度6.3m,深灰色，含少量植物化石，云母碎片；直接頂

3、巖性石灰?guī)r，厚度4.0m,深灰色，含動物化石和黃鐵礦，有裂縫充填方解石脈；煤層直接底巖性，細砂巖，厚度2.94m,灰色，泥質(zhì)膠結(jié)含云母和植物化石下部為互層狀；煤層老底巖性，砂頁巖，厚度4.94m,深灰色、含云母和植物化石，泥質(zhì)膠結(jié)。二、掘進工作面水害情況分析（一）工作面充水水源分析1、大氣降水：本區(qū)多年平均降水量544mm,多集中在7、8、9月份，約占年降水量的60%,是一種季節(jié)性、周期性影響的水源。由于本區(qū)大面積為黃土層覆蓋，不利于大氣降水沿巖層層面下滲，根據(jù)近年來礦井涌水量變化情況分析，降水量對工作面回采影響不大。2、地表水：對應(yīng)地表位于xxxxx礦南部，有彭、黃線鐵路，地表起伏不平，沖溝

4、發(fā)育，西南高東北低，不存在地表水補給。3、地下水老空水：周邊最近的12462工作面采空區(qū)，水文地質(zhì)情況已查清，不存在老空水，因此12468工作面不受老空水的威脅。斷層水：預計局部斷層處可能會出現(xiàn)滴水、淋水現(xiàn)象發(fā)生，希望生產(chǎn)單位加強排水設(shè)施管理。野青灰?guī)r含水層：為4#煤層直接頂板，呈深灰色中厚層狀，其平均厚度為4.0m,全井田分布穩(wěn)定，裂隙發(fā)育。單位涌水量0.0017-1.353L/S.m,鉆孔揭露最大涌水量1.8m3/min,滲透系數(shù)13.92m/d,原始水位標高+165m,通過近幾十年來的采掘活動及疏放水工作，4#頂板的灰?guī)r含水層已基本疏干，對工作面掘進無影響。伏青灰?guī)r含水層：6#煤層的間接

5、底板，上距6#煤層35m,厚度0.58.0m,平均3.5m。巖性為深灰色石灰?guī)r，含有黑色燧石條帶，裂隙發(fā)育，單位涌水量0.0391.316L/sm,滲透系數(shù)21.78m/d,巷道揭露最大涌水量2.2m3/min,原始水位標高+152m,水化學類型為SO22-.HCO3-Ca2+Mg2+型，水溫18C。目前本區(qū)水位已疏降至-220m標高。因其與山青灰?guī)r含水層相距很近，水位水質(zhì)相同故將其含水層統(tǒng)稱為山伏青灰?guī)r含水層。該含水層對工作面掘進無影響。大青灰?guī)r含水層：8#煤層直接頂板，巖溶裂隙發(fā)育，富水性較強，接受奧灰水的側(cè)向及垂向補給。該含水層巖溶裂隙發(fā)育不均一，發(fā)育部位通常位于頂面以下12m處。一般在

6、井田淺部、南區(qū)向斜翹起端和中央鞍部地帶最發(fā)育，特別在斷層交匯、尖滅處巖層較為破碎，裂隙及巖溶相對較發(fā)育，其富水性也較強。單位涌水量0.00672.029L/s.m,滲透系數(shù)17.94m/d。鉆孔涌水量差異很大。凡是涌水量大者均位于斷裂構(gòu)造比較發(fā)育地段。近三年水位+87.9m+107.0m。奧陶系石灰?guī)r含水層：為巖溶一裂隙承壓含水層，為煤系地層基底，本井田內(nèi)該層厚度為584m,主要巖性為灰色純灰?guī)r、白云巖和白云質(zhì)灰?guī)r組成，組織致密，厚層狀，上距8煤層2040m,距9煤層1030m,根據(jù)巖性可劃分為三組八段；自下而上二、四、五、七段由厚層純灰?guī)r和花斑灰?guī)r組成，為強含水層段；一、三、六、八段由白云質(zhì)

7、角礫巖、鈣質(zhì)、泥質(zhì)巖組成，富水性較差，為弱含水層段或相對隔水層段。相對隔水層段某些部位由于構(gòu)造影響而使其裂隙發(fā)育，透水性較好，成為溝通上下強含水段的通道。奧陶系石灰?guī)r各含水段既有各自本身特點，又相互間存在著密切的水力聯(lián)系，因而形成一個復雜的裂隙巖溶含水體。目前井田內(nèi)奧灰水位+125.0m左右，每年雨季水位升高，單位涌水量1.152.5L/s.m。（二）工作面底板隔水層巖性及厚度分析野青煤底板與山青灰?guī)r含水層之間隔水層厚度31.78m,由數(shù)層灰色、深灰色，組織致密的砂質(zhì)頁巖、細砂巖和幾層0.10.35m小煤組成。山青灰?guī)r含水層與伏青灰?guī)r含水層之間隔水層厚度7.24m,由灰色、深灰色，致密的砂質(zhì)頁

8、巖與淺灰色、泥質(zhì)膠結(jié)的砂頁巖互層及6#煤組成。伏青灰?guī)r含水層與大青灰?guī)r含水層之間隔水層厚度30.36m,由深灰色、灰黑色，致密的砂質(zhì)頁巖與灰色、灰白色、泥質(zhì)膠結(jié)的細砂巖及5#、7#煤組成。大青灰?guī)r含水層與煤系基底奧灰含水層之間隔水層厚度28.44m,由9i#、9#煤、深灰色、灰黑色致密的砂質(zhì)頁巖、淺灰色、灰黑色組織致密的鋁土頁巖及盡頭煤組成。由上述可知，本工作面各含水層之間在垂向上巖層一般厚度介于8-50米之間，多為組織致密的穩(wěn)定的泥質(zhì)頁巖及粉砂巖，除山青、伏青兩含水層，其他含水層間，間隔很大均有數(shù)層隔水巖石隔水，具有良好的隔水作用，自然條件下彼此之間不發(fā)生水力聯(lián)系，但不排除是否存在的隱伏導（

9、含）水構(gòu)造，導致高承壓奧灰含水層通過導水構(gòu)造帶涌出，威脅礦井安全。三、工作面水害防治措施（一）工作面防治水技術(shù)路線1、巷道掘進前要對工作面的水文地質(zhì)條件進行分析，主要分析工作面的充水水源、頂?shù)装甯羲畬?、?gòu)造及導水通道情況，確定工作面掘進過程中的主要水害因素為含水層水。2、掘進期間要提前確定超前距，按照設(shè)計要求對巷道前方、前方底板及兩幫一定幫距范圍內(nèi)可能存在的隱伏導（含）水構(gòu)造進行超前探測，查清水文地質(zhì)情況，根據(jù)探測結(jié)果采取相應(yīng)措施。3、掘進期間采用鉆探與物探相結(jié)合的方法，探測工作面底板一定范圍以內(nèi)水文地質(zhì)情況，根據(jù)探測結(jié)果采取相應(yīng)措施。保證安全前提下由生產(chǎn)單位按照工作面預計涌水量提前安裝、鋪設(shè)

10、足夠排水能力的排水設(shè)備及管路。4、掘進期間生產(chǎn)單位要做好排水管理工作，做好掘進期間工作面水文地質(zhì)情況的觀測工作，發(fā)現(xiàn)異常及時匯報，并根據(jù)情況采取相應(yīng)措施。5、掘進后水文地質(zhì)技術(shù)人員要對整個防治水工作進行分析、總結(jié)。（二）工作面疏排水系統(tǒng)工作面預計正常涌水量0.5m3/min;最大涌水量1.0m3/min。由掘進區(qū)提前安裝排水能力不小于1.5m3/min的水泵及管路，通過排水通道將水排至六采區(qū)水倉。（三）工作面水文地質(zhì)條件探查方案由前述分析可知，為防范本工作面掘進過程中巷道前方、前方底板及兩幫一定幫距范圍內(nèi)可能存在的隱伏導（含）水構(gòu)造，導致高承壓奧灰含水層通過導水構(gòu)造涌出，威脅礦井安全。根據(jù)煤礦

11、防治水細則、冀中能源峰峰集團礦井防治水管理規(guī)定及峰峰集團公司有關(guān)文件要求編制超前探測設(shè)計對本工作面實施防治水超前探測。（四）工作面超前鉆探設(shè)計1、工作面超前鉆探設(shè)計要求超前水文勘探工程量表2項目名稱鉆場（個）孔數(shù)（個）工程量備注超前探鉆孔9273495.2m物探900m（1）安全隔水層厚度的確定根據(jù)煤礦防治水細則附錄五5-1公式，掘進工作面安全隔水層厚度計算公式計算:L（，r2L28KpprL）式中：t安全隔水層厚度，m;L一巷道底板寬度，取3m;r一底板隔水層平均重度，取0.022MN/m3;Kp一底板隔水層的平均抗拉強度，取0.2Mpa;p一底板隔水層承受的水頭壓力，Mpa。P一底板實際承

12、受的水壓力，MPa,取大青3.82MPa,奧灰4.38MPaM一底板實際隔水層厚度，m,取大青69.38m,奧灰97.82m對大青：t對奧灰：tt值取最大值3(v0.0222380.23.820.0223)9.1m40.23(0.02223280.24.380.0223)9.7m40.29.7m野青煤底板到伏青灰?guī)r層間距39.02m大于t值9.7m,探測層位為伏青灰?guī)r(2)超前距和幫距的確定L0.5KM根據(jù)煤礦防治水細則附錄六6-3公式，掘進工作面超前距和幫距計算公式計算:式中：L一超前距和幫距，m;M煤層厚度，取1.2m;kp一煤的抗拉強度，取0.46MPa;取0.2Mpa;p一底板隔水層承

13、受的水頭壓力，Mpa;K一安全系數(shù)，取5m;P一底板實際承受的水壓力，MPa,取奧灰4.38MPaL0.551.234.3816.1m0.46為保證施工安全，將探水超前距和幫距控制為A26m。(3)止水套管的確定根據(jù)xxxxx采礦公司井田內(nèi)大19觀測孔、大20觀測孔觀測資料，近三年大青含水層最高水位+107m,最低水位+87.9m,平均水位標高+97.4m,奧灰水文觀測孔數(shù)據(jù)顯示，近三年最高水位+134.5m,最低水位+116.3m,平均水位+125.4m。工作面最低標高-205m,大青水位標高取最高值+107m,奧灰水位標高取最高值+134.5m,野青煤底距大青灰?guī)r頂面69.38m,野青煤底

14、距奧灰頂面97.82m,大青含水層對工作面產(chǎn)生的水壓為3.82Mpa,奧灰含水層對工作面產(chǎn)生的水壓為4.38Mpa,取最大值4.38Mpa,根據(jù)煤礦井防治水細則的要求，水壓3.0Mpa,止水套管長度應(yīng)大于20m,為保證施工安全，止水套管長度設(shè)計為22米。2、鉆孔施工設(shè)計掘進工作面超前探測巷道1000m,共設(shè)計9個鉆場，27個鉆孔，每個鉆場超前鉆探時施工3個鉆孔，呈扇形布置，鉆孔沿掘進方向的前方布置3個，每間隔100米做一個鉆窩（規(guī)格：長海漓=4mx4mx3m）,且在鉆場開口處下幫設(shè)水窩（規(guī)格：長M采漓=2mMmMm）。各孔設(shè)計超前平面距離為130m,保持A26m超前距，探測目標層位為山伏青灰?guī)r

15、。3、鉆孔參數(shù)要求底板超前探測開孔用127mmi占進24m,下108mmfL口管22m,變065mm鉆頭鉆進至終孔位置，孔口套管使用425#以上標號水泥漿固管，孔口管必須和孔壁固結(jié)牢固，固管72小時后再掃空鉆進，鉆進深度大于原孔深0.5m,進行耐壓試驗，試驗壓力不小于7.0Mpa,穩(wěn)定時間不小于30min,無漏水現(xiàn)象為合格，否則重新注漿。4、物探工程設(shè)計由委托的資質(zhì)單位編制物探設(shè)計。（五）工作面掘進期間的安全技術(shù)措施1 .工作面掘進前必須安裝好1.5m3/min排水能力的水泵、管路。2 .預計工作面掘進期間斷層處局部會出現(xiàn)滴水或頂板、淋水，生產(chǎn)單位要加強掘進期間的排水設(shè)備管理工作。3 .掘進期

16、間要加強對四采區(qū)泵房排水設(shè)備的維護，保證排水設(shè)備運轉(zhuǎn)正常。4 .斷層處頂板破碎，生產(chǎn)單位要加強頂板管理。5 .加強水文情況觀察，發(fā)現(xiàn)異常情況及時匯報。6 .工作面必須安裝有直通礦調(diào)度室專線電話，電話應(yīng)保持靈敏可靠，施工單位安排專人接聽電話，確保聯(lián)系暢通。7 .工作面掘進前，生產(chǎn)單位要組織工人學習避水災(zāi)路線，做到每個工人熟知本工作面避水災(zāi)路線。8 .避水災(zāi)路線：掘進工作面-6.2軌道下山巷一南大巷一副井升井（六）工作面掘進期間水害應(yīng)急預案工作面掘進期間一旦出現(xiàn)突水的情況時，為保證水害事故處理能夠有條不紊地進行及井下人員安全撤離，使礦工人身安全得以保障、減少礦井財產(chǎn)損失，制定如下水害應(yīng)急救援預案：

17、1 .成立應(yīng)急救援指揮部，下設(shè)現(xiàn)場指揮組、搶險救災(zāi)組、技術(shù)支援組、物資供應(yīng)組、信息通訊組、警戒保衛(wèi)組、醫(yī)療救護組、后勤保障組、善后處理組、事故調(diào)查組、擴大應(yīng)急組。2 .工作面發(fā)生水害事故后，應(yīng)當立即停止作業(yè)，撤出所有受水害威脅地點人員，報告礦調(diào)度室，并發(fā)出警告。3 .礦調(diào)度室接到井下工作面出水報告后，立即啟動水害應(yīng)急預案，隨及通知值班礦領(lǐng)導和礦長，并依事故匯報順序依次通知有關(guān)人員和上級部門，將水患情況通報周邊所有礦井。4 .礦井水害事故應(yīng)急救援救災(zāi)指揮部中各小組和成員，接通之后應(yīng)立即趕到礦調(diào)度室集中待命，值班礦領(lǐng)導負責向指揮部各單位成員介紹水害有關(guān)情況，相關(guān)部門及時統(tǒng)計井下人員數(shù)量與分布情況，

18、災(zāi)情態(tài)勢及發(fā)展趨勢，提出防患對策及安全技術(shù)處置措施，并發(fā)布指揮部命令。5 .指揮部下各小組根樨指揮部命令對水害事故應(yīng)急處置。四、工作面防治水工程實施(一)鉆探工程要求1、鉆探前準備工作(1)施工設(shè)備：下井前必須對施工設(shè)備進行檢修，保證施工設(shè)備完好。(2)供水管路：供水管路按鉆探施工要求鋪設(shè)到鉆場位置，滿足鉆探要求。(3)供電系統(tǒng)：供電功率不小于80KW。(4)在鉆場附近要安裝一部電話，以便和地面聯(lián)系，如果出現(xiàn)問題，要及時匯報調(diào)度室和防治水中心。(5)生產(chǎn)單位根據(jù)施工單位指定位置施工泥漿池，泥漿池規(guī)格：長2亦寬1.5m麻1.0m(6)開孔前，生產(chǎn)單位負責按設(shè)計位置施工水窩，水窩規(guī)格：長2mx高1

19、.0m深1.0m。調(diào)度室負責協(xié)調(diào)安裝排水系統(tǒng)，實際排水能力不小于1.0m3min,實行雙泵雙電源，2、鉆探技術(shù)要求及質(zhì)量要求(1)施工單位對全部工程施工質(zhì)量負責，鉆孔施工要嚴格按設(shè)計的方向、傾角進行，鉆機施工時要用地錨或點柱固定牢固可靠，鉆孔開孔前要將鉆孔周圍1m活碎徹底挖去至露出完整隔水巖層，開孔鉆進0.5m后，要核對鉆孔方向、角度是否準確。偏差超過1°,必須重新開孔。(2)所有鉆孔必須施工在巖巷內(nèi)，不得在煤層中開孔。(3)探放水現(xiàn)場施工實行掛牌負責制，每次探水后掘進開始前應(yīng)在起點處設(shè)置明顯標志。(4)掘進過程中，隊長必須每天向班長交清任務(wù)，各班班長必須在掘進工作面交接班，交接允許

20、掘進剩余距離，嚴禁超掘。(5)鉆孔下套管前，必須將孔內(nèi)巖粉沖洗干凈，下套管時絲口要上緊、上嚴、到位，絲口處上麻或鉛油。(6)施工單位負責在鉆進過程中每班將觀測結(jié)果和鉆探情況向水文地質(zhì)技術(shù)人員匯報，防探水人員負責及時整理、分析探水資料，適時調(diào)整探水設(shè)計。(7)施工現(xiàn)場必須有備用水閘閥門，水閘閥門可抗壓力不小于8.0Mpa。(8)在揭露山青灰?guī)r含水層前要通知防治水中心水文技術(shù)人員，施工人員要做好見山青含水層詳細記錄。(9)為了預防鉆孔在山青灰?guī)r含水層時，發(fā)生突水難以控制，必須在耐壓試驗合格后帶閥門作業(yè)。(10)為防止孔內(nèi)有破碎巖石噴出或提前出水，孔口管外應(yīng)安設(shè)孔口防噴裝置，在出水、噴碎等異?，F(xiàn)象出

21、現(xiàn)時，施工單位應(yīng)立即停止鉆進，但不準撥出鉆桿，應(yīng)當立即向礦調(diào)度室匯報，派人監(jiān)測水情。發(fā)現(xiàn)情況緊急，應(yīng)當立即撤出所有受水威脅地區(qū)的人員到安全地點，然后采取安全措施，進行處理。(11)揭露山青灰?guī)r含水層后立即停鉆、匯報，實測涌水量、水壓。(12)出水后由水文技術(shù)人員取水樣進行化學分析。(13)在見煤層時，施工單位要及時向防治水中心匯報。(14)鉆孔施工單位完畢后應(yīng)及時進行封孔，封孔壓力應(yīng)依據(jù)采煤工作面不同的標高和不同的地質(zhì)條件確定，一般應(yīng)大于孔口水壓的1.02.0倍，注漿量應(yīng)不小于鉆孔實際體積。(15)現(xiàn)場施工人員必須攜帶便攜式瓦斯報警儀。(16)停風或瓦斯超限時，施工單位要立即撤人。(17)下列

22、情況必須跟班，無規(guī)定跟班人員，不得作業(yè)超前探測跟班表表3情況防治水中心鉆機隊下套管與套管固結(jié)VV孔口管做耐壓試驗時VV見含水層前3mVV(18)施工現(xiàn)場電器完好，鉆機、鉆桿等各種物件擺放整齊。(19)施工現(xiàn)場必須懸掛設(shè)計圖、措施和各種記錄。(20)施工單位必須按要求填報以下記錄：原始班報表、各巖層段厚度、水量、水壓等情況。(21)施工單位編制具體施工安全措施。(22)施工過程中遇到含水層出水要及時匯報防治水中心及有關(guān)領(lǐng)導。(二)物探工程要求1、物探工程前準備工作(1)物探工程實施前，物探施工單位要編制物探設(shè)計和施工組織措施。(2)每次物探前，巷道質(zhì)量要達到物探設(shè)計要求。2、物探工程施工質(zhì)量要求(1)嚴格按照物探設(shè)計和施工措