拜城恒泰煤业有限公司恒兴煤矿A5煤层+2010水平西探水巷探放水设计.doc

拜城恒泰煤业有限公司恒兴煤矿 A5煤层2010水平西探水巷探放水设计 施 工单 位 掘进队 队 长 夏俊成 审 核 编 制 日 期2011年04月29日 2010mA5煤层西探水巷探放水设计 会 审 意 见 安通科 生产科 机电科 调度室 机电副总 生产副矿长 安全副矿长 总工程师 矿 长 恒兴煤矿2010水平A5煤层西翼探水巷探放水设计 为认真贯彻执行关于加强煤矿水害防治工作的指导意见（安监总煤矿[2006]98号）精神，切实加强我矿水害防治工作，结合我矿实际情况，现制定2010水平A5煤层西翼探水巷探放水设计，在实际工作中严格执行。 一、 探放水地区的积水范围、积水量和水压 矿区范围内共存在三口老窑，老窑一和老窑二位于塞斯克厄肯沟西侧，老窑三位于井田东部。三个老窑除了老窑三为平硐开拓外均为斜井开拓，采用仓储式采煤法，目前均已停产且被封闭，老窑内采空区积水情况地质报告未能提供。现将老窑一、二、三号井的情况分述如下 老窑1位于A9煤层上，为斜井。井口坐标X4663508.76，Y14582242.87，H2125.2。为以前私人开采时遗留，现井口已坍塌，且封闭。经调查、访问，了解到该矿井只开采了A9煤层浅部，开采标高为2090m。斜井倾角23，斜长80m，向西开拓平巷长190m，已采空。 老窑2位于A5煤层上，为以前个体承包时开拓，井口坐标X4663596.688，Y14582373.789，H2115.993。最初为平硐开采A5浅部氧化带煤，平硐长300m，浅部煤层采完后，在平硐深35m处以13倾角向西开拓暗斜井至2085m水平，然后向西开拓运输巷165m，向东开拓运输巷135m。西翼均已采空，东翼未采。在2085m水平向南开拓石门至A7煤层，向东、西两翼开拓运输巷，向西开拓平巷长100m，已采空；向东开拓130m，已采空。该井目前已停产且井口被封。 老窑3为平硐，井口坐标X4663826.79，Y584208.34，H2038.10，垂直煤层走向180方向开拓，穿透A5、A7、A9三层煤，然后沿煤层底板向东开拓运输平巷，分别为148米、148米和150米，A9煤层已采空，A7煤层东50米已采空，A5煤层未采。 二、探放水地区的地质及水文地质情况 1、矿区水文地质情况 ①地表水排泄情况 井田内地表无常年径流河流，井田中部有一条北西--南东走向的塞斯克厄肯沟，宽约100m，为季节性河流。 喀拉苏由北向南从井田东6.5km处流过，一般流量11.0m3/s，每年11月至次年3月流量最小，为0.991.70m3/s;6至8月流量最大，为13.7518.65m3/s，为常年径流河流，河流流向与矿区地层走向近于垂直，河水位虽高于矿井水位，但由于煤系地层裂隙孔隙不发育，径流十分滞缓，所以地表水对井田地下水的补给十分微弱。根据资料，喀拉苏河水无色透明，水质较好，是矿区生活及生产的重要水源。 舒善河从井田西约7km处流过，一般流量1.1m3/s，夏季稍大，冬季甚微，为常年性河流，该河流地下水较丰富，是本区主要供水水源之一。 ②地下水 1、地下水与地表水的水力联系 井田北边约1km处有一泉水，流量达0.03L/S，夏季有所增大，井田地下水与地表水及区外地下水没有沟通的条件，因此地下水补给来源只能是大气降水，补给方式为降雨和积雪溶水入渗。年降水量100～300mm，年变化较大，由于基岩裸露，植被稀少，地形坡度大，不利于降水入渗。但积雪溶水对基岩裂隙水尚有较好的补给作用，地下水的水位随降水量的增大而抬高、减少而降低，每年两个波峰出现在4～5月和8月,两个波峰相对地下水以吸收融雪水为主,由于降水量少,地下水补给来源很小。 地下水主要与大气降水、冰雪融水关系较密切。 2、各含水层（段）之间水力联系 （1）地表水与地下水的水力联系 从水位标高来看，井田基岩裂隙水位标高高于河流及溪流水位几米乃至几十米，地下水向两侧沟谷河流排泄。现主采巷道亦无法看出地表水对地下水有补给作用。 在自然条件下基岩裂隙水以缓慢的速度、微弱的水量补给河流和沟谷；而当基岩裂隙水水位低于河流和河谷水位时，随着水位的逐渐降低，地下水也会以同样的方式获得地表水的补给。 （2）各含水层（段）之间的水力联系 第四系冲、洪积层以透水不含水层（I）接受大气降水补给，并又渗透给下伏基岩地层，第四系冲、洪积层地下水与基岩水位关系密切，只有基岩地下水位升高，超过二者界面，洪积层才有地下水。 井田第四系冲洪积及坡积以透水不含水层（I）主要接受大气降水的补给，并又渗透下伏含煤层地层、或补给泉水。在构造作用下形成的裂隙带，切割相对隔水层，沟通了各含水层的通道，往往出现北边含水层补给南边含水层的现象，即塔里奇克组第一含水段通过裂隙补给第二含水段。 总的来说，矿井水文地质条件属于简单类型。 2、 邻近矿关系 1）、拜城县托克逊煤矿 井田东邻拜城县托克逊煤矿，隶属于拜城煤炭工业有限责任公司。两井田相距平均约80m。该煤矿主采A5、A7、A9三层煤。 该矿生产井为斜井，距该井田西边界2585m，现开采深度为1837m。矿井内排水量50m3/d。托克逊煤矿属低瓦斯、低沼矿井，但瓦斯含量接近低、高瓦斯临界值。1988年该煤矿在开采浅部煤层时，采用自然通风方式，曾两次造成两人因有害气体中毒死亡事件。2004年8月，4名矿工在井下掘进时，因停电致使通风不畅，H2S气体涌出，造成3名矿工死亡，另1人严重中毒的事故发生。 在三层可采煤层中，A5煤层位于井田内三层可采煤层最下部，全区可采煤层，厚度7.80～8.98m，平均厚8.37m，煤层结构简单，一般含0～1层夹矸。A5煤层为低灰、高挥发份、特低硫、低磷、高发热量的焦煤，灰熔融性为低熔级别。 该煤矿生产的煤一直被南疆各工矿企业作为动力用煤和居民取暖用煤，还用于冶金炼焦用煤等。 2、拜城县花园煤矿 井田西邻拜城县花园煤矿，亦属于拜城煤炭工业有限责任公司。该井田有三个生产矿井，自西向东分别为3号、1号和2号，其中2号井距拜城县恒泰煤业有限公司恒兴煤矿西边界最近。 最初的花园二号井因井田边界划分原因，井口坐标为X4663375.60，Y14581165.00，H2150.06，沿A7煤层底板以20倾角向东开拓，斜井深170m至2090m水平，然后向北穿石门至A5煤层底板，再沿A5煤层向东开拓运输巷200m，向西掘进150m。截止2000年该水平以上全部采空。后井田范围重新划定，目前生产的花园二号井在西侧重新开拓。距拜城县恒泰煤业有限公司恒兴煤矿井田西边界仅70m。井口位于A7煤层上，井口坐标X4663379.810，Y14581105.111，H2147.606；以26倾角向西开拓，斜井深210m。该生产井开采了A5和A7两层煤，A9未采。现一水平A5和A7两层煤均已采空，正开采二水平2052m，已向东延200m运输平巷。目前矿井日排水量60m3。 该煤矿中A5煤层厚8.28m，A7煤层厚4.34m，A9煤层厚3.50m。A5和A7两层煤均为低灰、中-高挥发份、特低硫、特低磷、高发热量的气煤。瓦斯等级鉴定结果为低沼矿井，但在开采过程中，瓦斯突出明显，在生产过程中按高瓦斯矿井的标准对待。 3、水害预测 1）地表水 井田位于天山南麓西段，塔里木盆地北缘，背靠雪山，面向平原，为中低山区，海拔高程多在2055～2205m之间，井田西部和东部地形切割较严重，山势陡峻，石崖林立，在地貌上形成陡坎。有利于大气降水汇集成表流，而不利于大气降水的垂直入渗补给地下水。井田内地表无常年径流河流，井田中部有一条北西南东走向的塞斯克厄肯沟，宽约100m，为季节性水流。喀拉苏河由北向南从井田东6.5km处流过，一般流量11.0m3/s，是矿区生活及生产的重要水源。舒善河从井田西约7km处流过，一般流量1.1m3/s，夏季稍大，冬季甚微，为常年性河流，该河流地下水较丰富，是本区主要供水水源之一。 2）老空水 在现有的掘进范围无小窑开采。布置首采面1501时，由于对周围巷道开采无可靠资料，因此巷道掘进必须严格执行“预测预报，有掘必探，先探后掘，先治后采”的防治水方针，对巷道掘进必须编制专项防治水措施，保证施工的安全。 3）地质水 根据水文地质报告，井田内没有成型的断裂构造。在井田西部发育一条倾向平移断层，地表出露长约100米，断层走向为28，断面倾向298，倾角73。断层东西两盘水平位移为2～3m，该断层只切割了A5煤层，具有一定的富水性和导水性，在井田下一步的开采中应对该断裂构造引起重视，在施工过程中，通过对地质情况的调查，进一步摸清井下的地质构造，进一步加强对井下各类水源的分析和研究，进一步搞好矿井水防治工作。 4）其他 矿井1937m水平以上，矿井正常涌水量为398.52m3/d，结合矿井实际情况及邻近矿井涌水量分析，估算矿井最大涌水量为597m3/d。 矿井在开采过程中，要加强矿井水文地质工作，取得矿井可靠的水文地质资料，制定针对性强的防治水措施，确保矿井安全生产。为防止突发性事件造成对矿井安全的影响，应加强机电设备、排水系统的检查、维护管理工作，制定合理、完善的措施，保证矿井水防治的安全。 三、探放水巷道的布置、断面规格、支护形式、巷道坡度、施工程序以及巷道内的水沟断面 1、 掘进巷道的布置。 掘进巷道布置在A5煤层中，沿底板水平掘进。 2、 断面规格、支护形式、巷道坡度以及巷道内的水沟断面 名 称 断 面 规格尺寸 支护形式 坡 度 A5西翼探水巷 矩 形 2.8m2.4m 锚 网 5‰ 水 沟 矩 形 0.3m0.3m 5‰ 四、探水施工中的技术要求 1、掘进工作面必须执行“有疑必探、先探后掘”的探放水原则，探眼布置3组，每组3个，钻眼呈扇形布置，钻孔深度不低于60m，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、老空或小窑时； ②接近水文地质复杂区域，并有透水预兆时； ③接近导水断层、溶洞和导水陷落柱时； ④打开隔离煤柱放水时； ⑤接近可能与河流、水库、渠道、蓄水池、水塘等相通的断层破碎带时； ⑥接近有出水可能的钻孔时； ⑦矿井最低水平和涌水水位降落疏干漏斗以外的巷道掘进时； ⑧接近其它有积水可疑或透水威胁的区域时； 2、钻进时应准确判别煤、岩层厚度并记录换层深度。一般每钻进10m或更换钻具时，测量一次钻杆并核实孔深。终孔前再复核一次，如有可能应进行孔斜测量。 3、钻进时，发现煤岩松软、片帮、来压或孔中的水压、水量突然增大，以及有顶钻等现象时，必须立即停钻，记录其孔深并同时将钻杆固定，但不得取出钻杆。要立即向矿调度室汇报，及时采取措施，进行处理。 4、钻进中发现有害气体喷出时，应立即停止钻进、切断电源，将人员撤到有新鲜风流的地点。立即报告矿调度室，采取措施。 5、钻孔内水压过大或喷高压水时，应采用反压和防喷装置的方法钻进，应有防止孔口管和煤岩壁突然鼓出的措施 （1）背紧工作面，在拦板外面加设顶柱或木垛，必要时还应在顶、底板坚固地点砌筑防水墙之后方可放水。 （2） 对于水压大于2MPa，中间要穿过煤层的探断层水钻孔，在打穿断层或含水层前，还应下第二层孔口管并超过煤层1 m以上。 6、在探水孔施工中，见到含水层、断层、陷落柱和积水区之前，应停止钻进，安好防水门后再继续钻进。 7、遇高压水顶钻杆时，可用立轴卡瓦和逆止阀交替控制钻杆，使其慢慢地顶出孔口，操作时禁止人员直对钻杆站立。 8、必须做到交接班时不停钻。 9、探放断层水的探水孔终孔后，孔内有水应进行放水试验。孔内无水时应选择一个孔进行压水试验，检验断层隔水性能；压力一般应略大于断层所承受的静水压力。 10、探放水钻孔，完成探测任务后必须全孔注浆封闭，并做好封孔记录。 五、探水眼布置 1、平巷施工探水钻孔布置示意图（后附）。 2、探水后超前距离60m，允许掘进距离 20m。 3、探放水时，探水钻孔的布置平巷掘进探水时，可对正前和巷道上帮进行钻孔探水，布置钻孔为3组，如需增加可根据现场实际情况，具体确定。上、下山掘进前，探水钻孔布置在巷道正前和左右两帮探水，钻孔不少于3组，每组3个孔。钻孔角度根据深度在15～ 45之间。 4、钻孔深度根据施工的情况，煤巷保证超前距离不低于30m保护煤柱，岩巷保证超前距离不低于15m的保护岩柱，探水距离减去超前距为可掘进距离。必须采用ZY650型液压钻机，保证足够的探水深度和巷道掘进时有足够的超前距离。 六、探水主要安全技术措施 1、 巷道在掘进中，必须坚持“有疑必探、先探后掘、先治后采”的防治水原则，采取防、堵、疏、排、截的综合治理措施。 2、 探水前，必须加强探水附近巷道的支护，工作面打上坚固的顶柱，以防高压水冲垮煤（岩）壁和支架。 3、 施工前，电工必须对钻机检查维修，保证钻机完好，设备不失爆，将钻机运到位，接好钻机后，并做到风电闭锁。 4、 风筒必须接至打钻地点，并保证足够的风量，保证巷道的正常通风，打钻时，必须有专职瓦检员检查瓦斯，保证施工地点及打钻过程中瓦斯浓度都不得大于1.0，否则停止作业，采取措施进行处理，正常后方可继续作业。 5、 打钻前要清理好巷道、水沟，并在附近安装直通调度室电话。 6、 打钻时，班组长必须携带便携式报警仪，并悬挂在钻机上方，加强对瓦斯的检查，严禁瓦斯超限作业。 7、 开始打钻时，严格按给定的参数进行开孔，保证钻孔符合施工要求。 8、 打钻时，要先给钻机上水，钻孔中水流出后，再进行开钻，严禁干打眼。 9、 开钻后，要做好钻孔施工记录，施工记录包括深度、岩性、见煤位置、煤层厚度、见水深度、水量、瓦斯涌出量等，并填好记录。 10、 钻孔当班一次不能施工结束，必须将钻杆全部退出，防止卡钻。 11、 一个钻孔施工结束，无水涌出时，必须用黄泥将眼口封堵，防止瓦斯涌出造成瓦斯积聚或超限。 12、 探水时，如遇到钻孔水压、水量突然增大，应立即停止探水，固定钻杆，严禁移动钻机或拔出钻杆。 13、 探水眼深度不到5m即穿透积水区时，所有受水威胁地区人员全部撤出，并汇报矿调度室，等待指示后行动。 14、 出现透水预兆时，必须立即撤出受水威胁地区人员，并向上汇报，采取措施处理，透水预兆有 （1）、工作面温度降低，人感觉发凉； （2）、空气潮湿，湿度增大； （3）、煤壁出现“挂红”（水锈）、“挂汗”（渗水）现象； （4）、前方听见“嘶、嘶”的水叫等声音； （5）、工作面压力增大，支架变形、煤壁片帮、顶板冒顶、底鼓等现象； （6）、淋水、涌水增大等异常现象。 15、 发生水灾时采取的措施 1、立即撤出灾区人员及受威胁区域人员到安全地点。 2、立即组织救护和其他人力物力救援被淹、受困人员。 3、抢救人员时应搞清水量，水流流动路线，被困人员位置，注意防止二次透水。防止被困人员地点瓦斯积聚，及时疏通或强行排除被困人员所在地点的积水、浮煤、淤泥。 4、水量太大超过矿井排水量时，主要排水设备要采取一切办法进行保护，并立即向矿领导及有关领导汇报。 16、跟班矿长必须现场指挥，发现异常及时汇报处理。 17、撤退路线 2010水平西翼探水巷工作面→2010水平回风石门→中央风井→ 地面 七、组织落实 1、煤矿成立矿井探放水领导小组，主要负责矿井探放水的监督落实工作； 2、领导小组成员如下 组 长 纪奉玉 副组长 孙有明 霍忠义 邝贤仕 吕学堂 岳栋桥 成 员 王安华 苟春军 杨 斌 尉成洁 关治国 马治国 欧 超 赵应宝 李拥国 夏俊成 王威威 司钻人员由掘进队长负责组织，人员必须稳定，成立矿井专门的探放水施工小组。 探水过程必须由副队长、验收员、瓦检员、安检员跟班，验收员必须做好探水记录。 3、人员分工组长是探放水工作的第一负责人。副组长负责解决探钻所需的设备及配件，探钻地点的安全检查及落实探钻人员的组织与分工。生产科科长根据该设计及探水地点的地质情况具体布置探水钻孔数、方位、倾角、进尺，确定允许掘进距离，组织贯彻学习安全规程和探放水安全技术措施，并及时收集整理资料上图填表。掘进技术员负责探钻工作时的技术指导和对工程进展情况的监督。 4、施工人员及跟班人员必须每班对探放水工作情况向调度室进行汇报，并填写探放水记录。 5、安通科全程负责监督落实，跟班监督人员每班必须向调度室汇报两次，使调度室能及时了解探水情况并进行调度。 6、如有特殊情况及时向调度室汇报，调度室人员必须立即通知生产副矿长和总工程师，并迅速召开小组成员会议，拿出解决方案和处理意见。 7、机电科必须每天检查钻机维护情况，确保钻机正常运行。 8、生产科必须根据现场探钻情况对地质条件、出水位置等进行填图、填表，并及时汇报。 八、放水主要安全技术措施 1、 放水时要有专人监视、观察水情，并携带便携式瓦斯报警仪，当出现有毒有害气体超限时，必须立即采取措施处理，并向矿调度室汇报。 2、 放水人员填写好放水记录，记录内容有水量大小、水量变化时间、有毒有害气体情况、水色的变化、本班抽水情况以及其他异常情况，并认真进行交接班，出班后填写记录，并向调度室汇报，便于矿领导分析水量情况。 3、 放水过程中，出现钻孔堵水、水量变小等情况时，及时采取措施，将钻孔疏通，保证出水正常，采取措施水仍然变小或不出水，重新钻孔进行放水，直至无水流出为止。 4、 放水过程中，遇紧急情况，马上发出警报撤出受水威胁地点人员。 5、 瓦检员加强瓦斯检查，瓦斯超限时及时采取措施进行处理。 九、接近老空区巷道掘进安全技术措施 1、 探水巷道的掘进断面不宜过大，以缩小受压面积。 2、 上山方向的水害威胁未消除或正在探水时，下山以下的地点暂停作业，水害消除方可安排工作。 3、 探水巷道必须严格掌握巷道掘进方向，沿着探水孔的中心线掘进，以免造成超前距和帮距缩小而遭遇老空透水，如因地质变化偏离时，应进行补充钻探或采取其它措施进行放水。 4、 合理选择巷道掘进的爆破方法，在保持超前距和帮距时，采取多打眼、少装药、放小炮的方法，保证巷道煤体的稳定性。 5、 严格执行“三不装药”制度，即炮眼或掘进工作面有出水征兆不装药，超前距不够或偏离探水方向禁止装药，掘进工作面支架不牢或空顶距超过规定时禁止装药。 6、 老空放水后允许恢复掘进时，当掘进到离老空35m处应先打23个检查孔进行一次再检查，只有证实积水确已放净后方可揭露老空，揭露老空时，要先由小断面从放水钻孔上方与老空打透，透老空后加强对有毒有害气体的检测，当发现有害气体浓度超标时，必须立即采取措施进行处理。 7、 在受水威胁地区施工的所有人员，都必须熟悉避灾路线，出现透水时所有人员必须按避灾路线立即撤离，不得在井下滞留。 8、 掘进中各班班长必须在掘进工作面交接班，剩余允许掘进距离必须交接清楚，严禁超掘。 9、 全体从业人员必须掌握突水预兆，当采掘工作面或其它地点发现有挂红、出汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板淋水加大、顶板来压、底板鼓起或产生裂隙出现渗水、水色发浑、有嗅味等突水预兆时，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。 10、 与矿井贯穿的原有老窑要封闭严实，若不能封闭严实，要在原老窑井口修筑拦水坝，并开挖引水道，将能流经老窑的水流引离。 十、其他 1、 井下除必须有维持正常排水的工作水泵外，还应有备用水泵，备用泵要和工作泵一样安装就位，随时可以启动，其中工作水泵的能力应能在20小时内排出矿井24小时的正常涌水量。 2、 水管的排水能力必须与水泵的排水能力相适应。配电设备应同工作泵、备用泵相适应，能同时开动工作泵与备用泵。 3、 水仓的进口处要有阻挡杂物的设施，对水仓进行定期清理，保证有足够的容水能力。 4、 水泵的日常维护保养。 5、 发生水灾事故时的撤离线路 1）、发生透水事故后，各施工地点的人员必须严格按作业规程或措施规定的避灾线路撤离。 2）、发生透水事故后，不同地点的井下人员严格按下列线路撤离 2010水平A5煤层西翼探水巷迎头→2010水平回风石门→中央风井→ 地面 6、 本措施未提及处严格按煤矿安全规程、煤矿防治水规定相关规定执行。 附图避灾路线图