探放水設(shè)計(jì)

探放水設(shè)計(jì)
前沿部分：
一、煤（巖）層賦存特征
1、煤(巖)層產(chǎn)狀、厚度、結(jié)構(gòu)、堅(jiān)固性系數(shù)、層間距
俗稱“三郎煤”，位于龍?zhí)督M中部，上距6煤層70m左右，下距26煤層18m左右。煤層厚度1.59－2.00m，一般1.8m左右。煤層較穩(wěn)定，區(qū)內(nèi)有見煤點(diǎn)6個(gè)，鄰區(qū)有見煤點(diǎn)4個(gè)，全部可采，為全區(qū)可采煤層，是礦區(qū)的主采煤層。煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單至較復(fù)雜，含1－3層高嶺石泥巖夾矸，單層厚0.02－0.30m。煤層呈塊狀，條帶狀結(jié)構(gòu)，屬半亮型煤，上部0.15－0.20m為暗淡型，中部1.20－1.60m為光亮煤，下部0.15－0.40m暗淡～半亮型煤。其頂板為深灰色泥質(zhì)粉砂巖，含較完整的植物化石。
2、煤層瓦斯涌出量、瓦斯等級(jí)、發(fā)火期、煤塵爆炸指數(shù)
本礦開采煤層為19煤，2008年經(jīng)礦井瓦斯等級(jí)鑒定為：二氧化碳相對(duì)涌出量為11.9m³/t.d,沼氣相對(duì)涌出量為36.73m³/t,礦井瓦斯絕對(duì)涌出量2.50m3/min，二氧化碳絕對(duì)涌出量為0.81 m3/min；
煤炭科學(xué)總院重慶研究院對(duì)19號(hào)煤層進(jìn)行煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性鑒定。鑒定結(jié)論為：“鳳山煤礦19號(hào)煤層在+1650m標(biāo)高以上區(qū)域，評(píng)價(jià)為不具有突出危險(xiǎn)性；
貴州省煤田地質(zhì)局實(shí)驗(yàn)室對(duì)該礦19煤層（報(bào)告中為M4＃煤層）煤樣鑒定報(bào)告的結(jié)論，該礦19煤層無爆炸性；
貴州省煤田地質(zhì)局實(shí)驗(yàn)室對(duì)該礦19煤層（報(bào)告中為M4＃煤層）煤樣鑒定報(bào)告的結(jié)論，該礦19煤層自燃傾向等級(jí)為三類,即為不易自燃煤層。
3、 19煤頂、底 板 巖 性 特 征
19煤層的直接頂為泥質(zhì)粉砂巖，抗壓強(qiáng)度及抗剪強(qiáng)度均較低，易破碎，穩(wěn)定性較差，厚度變化大；底板為泥巖，堅(jiān)硬致密，遇水后不膨脹。
附煤巖層綜合柱狀圖：

二、地質(zhì)構(gòu)造
礦區(qū)位于大方背斜東翼北段，為一單斜構(gòu)造，地層近南北走向，傾向近東，傾角平緩，一般5 °左右。
區(qū)內(nèi)褶曲、斷層均不發(fā)育，僅在井田外東側(cè)邊緣發(fā)育一斷層，即鳳元場(chǎng)斷層。鳳元場(chǎng)斷層為逆斷層，走向近SN，傾向E，傾角70°左右，地表西盤二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M與東盤二疊系中統(tǒng)茅口組呈斷層接觸，斷層地貌特征明顯，落差大于100m。
據(jù)礦井資料，井下有走向?yàn)楸蔽飨蚺c北東向兩組小斷層，斷距一般0.6～3m。對(duì)該巷道掘進(jìn)影響不大
三、水文地質(zhì)
1 含水層及其富水性
礦井范圍主要出露的地層，自上而下有：第四系（Q）、三疊系下統(tǒng)夜郎組（T1y）、二疊系上統(tǒng)長(zhǎng)興大隆組（P3c＋d）、二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M（P3l）及二疊系中統(tǒng)茅口組（P2m）。
2 地下水補(bǔ)徑排條件
根據(jù)地質(zhì)報(bào)告提供的資料，第四系孔系水、煤系地層基巖裂隙水是礦坑主要充水因素，大氣降水是充水因素主要的補(bǔ)給水源，礦井涌水量雨季有所增加，并且裂隙越發(fā)育，涌水量越大。鳳山煤礦井田水文地質(zhì)條件復(fù)雜類型屬中等。
3 礦床充水因素分析
當(dāng)?shù)刈畹颓治g基準(zhǔn)面為渣坪南徐家寨小河溝，海拔高程為1600m，而礦區(qū)范圍內(nèi)煤炭資源大部分埋藏深度均在該地侵蝕基準(zhǔn)面以上，且主采煤層（19煤）基本上全部在該地侵蝕基準(zhǔn)面以上。
含煤地層二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M（P3l）厚度145.08－161m，巖性以砂巖、泥巖、泥質(zhì)粉砂巖為主，主要含基巖裂隙水及風(fēng)化裂隙水，富水性弱，是礦坑的直接充水來源。
上覆弱含水層二疊系上統(tǒng)長(zhǎng)興組（P3c）與三疊系下統(tǒng)夜郎組（T1y）,為間接充水因素, 自然狀態(tài)下各含水層之間無水力聯(lián)系，對(duì)礦坑充水影響不大，但隨著礦床的開采，冒落裂隙帶的形成和擴(kuò)展，可能形成水力聯(lián)系，增大礦井的涌水量。
下伏二疊系中統(tǒng)茅口組（P2m）強(qiáng)含水層，距19煤層約90m，在無大的隱伏構(gòu)造的情況下對(duì)于19煤層中的巷道掘進(jìn)影響不大。
四、巷道布置及支護(hù)說明
1、巷道布置及開拓方式
軌道上山為斜巷,自主斜井井底開門后，按284°方位角、沿煤層頂板施工，全長(zhǎng)374m。軌道上山全段必須施工排水溝，水溝在巷道右下幫，位置及尺寸見巷道支護(hù)斷面圖。
附：軌道上山平面位置圖
2、支護(hù)設(shè)計(jì)
軌道上山斷面形狀為矩形，毛高2.6米、毛寬3.7米，S荒 =9.62m2 ，凈高2.5米，凈寬3.5米，S凈 =8.75m2。排水溝毛寬0.6米，深0.4米，錨桿掛網(wǎng)配噴漿支護(hù)。
附：巷道支護(hù)斷面圖：

探放水安全技術(shù)措施
一、 概況：根據(jù)“預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)，有疑必探，先探后掘，先治后采”的原則，結(jié)合我礦的實(shí)際情況采取探、防、堵、截、排的措施。為了施工的安全開展，制定本安全技術(shù)措施。
施工地點(diǎn)：軌道上山掘進(jìn)工作面
水源性質(zhì)：預(yù)計(jì)水源主要為老空水、煤層頂、底板水和斷層導(dǎo)水等。
鉆機(jī)型號(hào)：ZDY-620型煤礦用坑道鉆機(jī)
鉆具配備：Ф75mm鉆桿80m，泥漿泵1臺(tái)，合金鉆頭3個(gè)及鉆具1套。
二、探放水前的準(zhǔn)備工作
1、在組織施工前，要求施工單位將打鉆所需的材料及工具，設(shè)備準(zhǔn)備到位，不能因?yàn)闇?zhǔn)備工作的原因而影響施工。
2、在運(yùn)輸ZDY-620型煤礦用坑道鉆機(jī)等大件設(shè)備的過程中，運(yùn)輸人員應(yīng)輕拿輕放，避免設(shè)備因受力碰撞而受損。
3、鉆機(jī)及其附屬設(shè)施及各部件間連接要牢固可靠，并在每次使用前檢查，確保施工的安全。
4、每次開鉆前，檢查鉆桿接頭的牢固情況，嚴(yán)防脫鉆事故的發(fā)生；鉆桿要達(dá)到不堵塞、不彎曲、絲口不磨損。
5、在組織施工前，要求施工人員對(duì)鉆機(jī)附近10米范圍內(nèi)的巷道支護(hù)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)巷道支護(hù)受損的及時(shí)處理并加強(qiáng)支護(hù)，并打好立柱和擋板。
6、保持鉆場(chǎng)有足夠的安全空間，便于施工。
7、在巷道低洼處非人行側(cè)及時(shí)挖好水倉(cāng)，清理好臨時(shí)水溝，確保排水暢通無阻。
8、平巷時(shí)，將3寸的排水管隨掘進(jìn)向前延接，迎頭20米范圍使用軟管。
9、在打鉆地點(diǎn)附近安設(shè)專用電話及報(bào)警裝置，并保證隨時(shí)與調(diào)度室聯(lián)系。
10、技術(shù)人員和防探放水人員必須親臨現(xiàn)場(chǎng)，依據(jù)設(shè)計(jì)，確定主要探水鉆孔位置、方位，深度以及鉆孔數(shù)目。
11、帶班礦領(lǐng)導(dǎo)和當(dāng)班安全員、瓦斯員必須在探放水地點(diǎn)監(jiān)督安全和隨時(shí)檢查空氣成分。如果瓦斯?jié)舛瘸^0.8%或其他有害氣體濃度超過《煤礦安全規(guī)程》第一百條規(guī)定時(shí)，必須立即停止鉆進(jìn)，切斷電源，撤出人員，并報(bào)告礦調(diào)度室，及時(shí)處理。

三、探放水設(shè)計(jì)
1、探水起點(diǎn)的確定：
軌道上山因其邊界準(zhǔn)確，水壓不超過10kPa，所以，設(shè)計(jì)探水線至積水區(qū)的最小距離：煤層中不得小于30米；
2、警戒線的確定：沿探水線終孔位置外推30米。
3、超前距離：探水鉆孔終孔位置始終超前掘進(jìn)工作面的距離采用30米。
4、允許掘進(jìn)距離：經(jīng)探水證實(shí)無水害威脅，可安全掘進(jìn)的距離：探水中心鉆孔深度（或5個(gè)鉆孔的最小平距）減去30米。
5、幫距：為使巷道兩幫與可能存在的水體之間保持一定的安全距離，布置的最外側(cè)探水鉆孔所控制的范圍與巷道幫的距離取30米。
6、超前距離的計(jì)算：
a=0.5A L ×(3p/kp)1/2
式中：a ------超前距離（m）
L-----巷道的跨度（寬或高，取其最大者）m
Kp-----煤的抗張強(qiáng)度（Mpa）
P------水頭壓力（Mpa）
A-----安全系數(shù)，一般取2～5；本設(shè)計(jì)取5。
a=0.5×5×3.5×√3×20/10=0.5×5×3.5×2.45≈21（m），
a（實(shí)）＞21m
據(jù)此，超前距取30米，幫距取30米。
8、鉆孔參數(shù)的確定
（1）、每鉆孔5個(gè)（1#、2#、3#、4#、5#），1#孔為中心孔。
（2）、鉆孔直徑： 75mm。
（3）、鉆孔沿煤層傾向呈扇形布置，超前距30米，準(zhǔn)掘30米。
（4）、在每個(gè)鉆場(chǎng)地點(diǎn)做好標(biāo)記，并掛牌管理。．
9、老空的探水線：沿老空積水線或老空邊界平行外推60米，其探水設(shè)計(jì)同上。
10、井巷通過導(dǎo)水或可能導(dǎo)水?dāng)鄬忧暗奶剿O(shè)計(jì)：
（1）、超前探水：探水線（探水起點(diǎn)）至斷層交面線的最小距離為30米，當(dāng)水壓大于2Mpa時(shí)按每增加0.1Mpa增加1m。
（2）、其他技術(shù)參數(shù)同上（探水設(shè)計(jì)）。
探放水鉆孔參數(shù)設(shè)計(jì)表：見附圖
探放水鉆孔布置示意圖：見附圖

四、安鉆探水前的技術(shù)要求：
　1 安鉆地點(diǎn)與積水區(qū)間距小于探水規(guī)定的超前距，或有突水征兆時(shí)，應(yīng)在采取加固措施或用水閘墻封閉后，另找安全地點(diǎn)探放水。
　2 鉆窩應(yīng)避免做在斷層帶或松軟巖層內(nèi)。
　3 鉆機(jī)安裝必須平穩(wěn)牢固。安好鉆機(jī)接電時(shí)，要嚴(yán)格執(zhí)行停送電制度。
　4 按預(yù)計(jì)流量修建排水溝，清理巷道并掛好風(fēng)筒、電纜、管道等。
五、 探水施工中的技術(shù)要求：
　1 鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)準(zhǔn)確判別煤、巖層厚度并記錄換層深度。一般每鉆進(jìn)10m或更換鉆具時(shí)，測(cè)量一次鉆桿并核實(shí)孔深。終孔前再?gòu)?fù)核一次，如有可能應(yīng)進(jìn)行孔斜測(cè)量。
　2 鉆進(jìn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)煤巖松軟、片幫、來壓或孔中的水壓、水量突然增大，以及有頂鉆等現(xiàn)象時(shí)，必須立即停鉆，記錄其孔深并同時(shí)將鉆桿固定，但不得取出鉆桿。要立即向礦調(diào)度室匯報(bào)，及時(shí)采取措施，進(jìn)行處理。
　3 鉆進(jìn)中發(fā)現(xiàn)有害氣體噴出時(shí)，應(yīng)立即停止鉆進(jìn)、切斷電源，將人員撤到有新鮮風(fēng)流的地點(diǎn)。立即報(bào)告礦調(diào)度室，采取措施。
　4 鉆孔內(nèi)水壓過大或噴高壓水時(shí)，應(yīng)采用反壓和防噴裝置的方法鉆進(jìn)，應(yīng)有防止孔口管和煤(巖)壁突然鼓出的措施：
　?。?）背緊工作面，在攔板外面加設(shè)頂柱或木垛，必要時(shí)還應(yīng)在頂、底板堅(jiān)固地點(diǎn)砌筑防水墻，之后方可放水。
　?。?） 對(duì)于水壓大于2MPa，中間要穿過煤層的探斷層水鉆孔，在打穿斷層或含水層前，還應(yīng)下第二層孔口管并超過煤層1 m以上。
　5 在探水孔施工中，見到含水層、斷層、陷落柱和積水區(qū)之前，應(yīng)停止鉆進(jìn)，安好水門后再繼續(xù)鉆進(jìn)。
　6 遇高壓水頂鉆桿時(shí)，可用立軸卡瓦和逆止閥交替控制鉆桿，使其慢慢地頂出孔口，操作時(shí)禁止人員直對(duì)鉆桿站立。
　7 必須做到交接班時(shí)不停鉆。
　8 探放斷層水的探水孔終孔后，孔內(nèi)有水應(yīng)進(jìn)行放水試驗(yàn)?？變?nèi)無水時(shí)應(yīng)選擇一個(gè)孔進(jìn)行壓水試驗(yàn)，檢驗(yàn)斷層隔水性能；壓力一般應(yīng)略大于斷層所承受的靜水壓力。
　9 探放水鉆孔，完成探測(cè)任務(wù)后必須全孔注漿封閉，并做好封孔記錄。
六、放水的技術(shù)要求：
　1 鉆孔探到水后，要觀測(cè)水壓、水質(zhì)、水量和估計(jì)積水量或補(bǔ)給量。根據(jù)礦井排水能力及水倉(cāng)容量，控制放水孔的流量或調(diào)整排水能力，并清理水倉(cāng)、水溝等。
　2 加強(qiáng)放水地點(diǎn)的通風(fēng)，增加有害氣體的觀測(cè)次數(shù)。
　3 必須監(jiān)視放水全過程，放水結(jié)束后，立即核算放水量與預(yù)計(jì)積水量的誤差，查明原因。
七、探放水的安全措施：
　1 探水巷道中間不得有低洼積水段。
　2 探水巷必須在探水鉆孔有效控制范圍內(nèi)掘進(jìn)，探水孔的超前距、幫距及孔間距應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。每次探水后、掘進(jìn)前，應(yīng)在起點(diǎn)處設(shè)置標(biāo)志，并建立掛牌制度。
　3 巷道支護(hù)應(yīng)牢固，頂、幫背實(shí)，無高吊棚腳，傾斜巷有撐桿，使巷道有較強(qiáng)的抗水流沖擊能力。
4受水威脅地區(qū)的施工人員必須學(xué)習(xí)掌握?qǐng)?bào)警信號(hào)及避災(zāi)路線。
　5 探水巷道應(yīng)加強(qiáng)出水征兆的觀察，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)摻水、水色發(fā)揮、有臭味等突水預(yù)兆時(shí)，一旦發(fā)現(xiàn)立即停止施工，采取措施，立即報(bào)告調(diào)度室，情況緊急時(shí)必須立即發(fā)出警報(bào)，撤出所有受水威脅地區(qū)的人員。
　6 “鉆孔接近老空，預(yù)計(jì)可能有瓦斯或其他有害氣體涌出時(shí)，必須有瓦斯檢查員或礦山救護(hù)隊(duì)員在現(xiàn)場(chǎng)值班，檢查空氣成分。如果瓦斯或其他有害氣體超過本規(guī)程有關(guān)條文規(guī)定時(shí)，必須立即停止打鉆，切斷電源，撤出人員，并報(bào)告礦調(diào)度室，采取措施，進(jìn)行處理。
　7 探放水人員必須按照批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)施工，未經(jīng)審批單位允許，不得擅自改變?cè)O(shè)計(jì)。
8其他未盡事宜的按《煤礦安全規(guī)程》執(zhí)行。

探放水組織及人員

一、探防水小組
為了強(qiáng)化對(duì)礦井水害的預(yù)防工作，加強(qiáng)對(duì)探放水工作，礦成立探放水領(lǐng)導(dǎo)小組：
組 長(zhǎng)：盧小波
副組長(zhǎng)：左亮金
成 員：岳仁勝 曲上海 彭明超 成水生 梅汝剛 陳啟浪 蒲定
領(lǐng)導(dǎo)小組負(fù)責(zé)探放水工作的措施制定、人財(cái)物的組織和探放水工作的具體安排，確定開、停鉆的位置及時(shí)間。