山西祥榮煤業(yè)探放 水 設計
第一章 探放水設計
第一節(jié): 礦井水文簡介
一、水文地質概況
井田地表為第四系中、上更新統(tǒng)及第三系上新統(tǒng)所覆蓋。
井田內(nèi)主要含水層之補給來源主要為大氣降水,其特點是受氣候變化及地理環(huán)境影響很大,在雨季,當大氣降水滲入地下而形成地下徑流后,往往順巖層傾斜方向流動,在地形切割較深的地方多以泉的形式出露。
二、井田內(nèi)主要含水層
井田內(nèi)主要含水層為第三系上新統(tǒng)礫石含水層、二疊系下統(tǒng)下石盒子組砂巖含水層、二疊系下統(tǒng)山西組砂巖含水層、石炭系上統(tǒng)太原灰?guī)r、砂巖含水層、奧陶系中統(tǒng)石灰?guī)r含水層。
現(xiàn)分述如下:
(一) 第三系上新統(tǒng)礫石含水層
礦區(qū)內(nèi)松散層中第四系不發(fā)育,第三系廣泛分布于溝谷兩側或溝底。下部為一層膠結不好的礫石層,在溝谷中易形成小泉,供人、蓄用水,水量一般很小,當有較好的補給水源時,為富含孔隙水層。
(二) 二疊系下統(tǒng)下石盒子組砂巖含水層
本組含水層一般由數(shù)層中、粗粒砂巖組成,其間多隔以泥巖、頁巖等,區(qū)內(nèi)露并頭很少,本組含水層最高單位涌水量為0.0025—0.061L/s.m,滲透系數(shù)K為0.0032—0.22m/d,水量較小,含水較弱,水質屬重碳酸鹽型,為軟淡水,水位標高882.36—1069.35m。
(三) 二疊系下統(tǒng)山西組砂巖含水層
本組主要含水層為03號煤與3號煤之間的中、粗粒砂巖,該含水層穩(wěn)定連續(xù),測井曲線上反應明顯,厚度5—9m,泥質和鈣質膠結。據(jù)離石礦區(qū)詳查勘探抽水試驗結果,q為0.00012-0.0022L/s.m,K為0.0012-0.012 m/d。富水性較差,水質類型為重碳酸鹽一氯化物型,為硬淡水,其它砂巖層不穩(wěn)定,且厚度小,多不含水。水位標高881.23-1025.42 m。
(四)石炭系上統(tǒng)太原組灰?guī)r、砂巖含水層
本組中有L5、K2、L1三層灰?guī)r,平均厚度:L5為2.29 m,K2為8.67 m,L1為7.19 m,中間多隔以細砂巖和砂質泥巖等,間距在10 m以內(nèi),L5灰?guī)r厚度小,巖芯較完整,含水相對較弱;K2灰?guī)r為本組最厚的灰?guī)r層,巖芯中見有溶蝕裂隙,其間多充填炭屑,裂隙面凹凸不平,兩個鉆孔揭露該層后泥漿消耗量增大,該層為三層灰?guī)r中相對富水的一層。L1灰?guī)r為最下部的灰?guī)r層,節(jié)理裂隙發(fā)育,并具有溶蝕現(xiàn)象,泥漿消耗量有一個鉆孔在該層增加,富水性也較弱。
就全礦來講,該組灰?guī)r富水性與埋藏深度呈明顯的反比關系,埋藏越淺富水性越強,反之越弱。本組抽水試驗結果:水位標高874.93—961.67m。q為0.0009—1.073L/s.m,K為0.0056—9m/d。水質類型為重碳酸鹽—碳酸鹽型,為軟的淡水。
(五)奧陶系中統(tǒng)石灰?guī)r含水層
奧陶系中統(tǒng)地層巖性以石灰?guī)r、白云巖為主,含水性較弱;單位涌水量為0.00076/ s.m,滲透系數(shù)為0.047 m/d,水位標高為877.7 m。
奧陶系中統(tǒng)地層巖性以石灰?guī)r、白云巖為主,夾泥灰?guī)r、泥巖、石膏。由于本層的含水性主要取決于裂隙及巖溶的發(fā)育程度,因此,灰?guī)r的埋藏濃度對其含水性起著極大的作用。資料表明,當灰?guī)r埋藏深大于347m時,巖層裂隙及巖溶極不發(fā)育,含水性微弱;當灰?guī)r埋藏深度小于267m,巖層裂隙及巖溶頗發(fā)育,含水性顯著增強。51號詳查孔在394—410m段抽水,單位涌水量僅為0.000761/s.m,滲透系數(shù)為0.0047m/d,水位標高877.70m。
總之,礦區(qū)主要含水層中,太原組灰?guī)r和奧陶系灰?guī)r含水較豐富,對開采影響較大,其它含水層富水性差、含水微弱,對開采影響很小或無影響。
三、井田地下水的補給、逕流、排泄條件
(1)碳酸鹽巖類巖溶裂隙水
區(qū)域奧陶系巖溶水屬柳林泉域,奧灰?guī)r在出露區(qū)接受大氣降水和河流水補給后,從東向西匯集、排泄。
(二)碎屑巖類裂隙水
主要在裸露區(qū)接受大氣降水和河流(包括季節(jié)性河流)水的補給,其淺層水受地形和地層產(chǎn)狀控制,大部分以侵蝕下降泉的形式排出地表,其特點是逕流途徑短,無統(tǒng)一水位。深部承壓水主要受地質構造控制,裸露區(qū)接受補給后沿巖層傾向向西南方向逕流,達到一定深度后,地下水逕流變緩,甚至停滯。各含水層間水力聯(lián)系較弱,主要排泄途徑是生產(chǎn)礦井的礦坑排水。
(三)松散巖類孔隙水
松散巖類孔隙水主要接受大氣降水補給,全新統(tǒng)含水層以接受河流水補給為主,逕流途徑較短,一般在溝谷中形成小泉水,與地表水關系密切,互為補排水關系,另外,人工開采也是其主要排泄途徑之一。
四、井田主要隔水層
礦區(qū)內(nèi)煤系中只有10號煤與6號煤之間的砂巖、太原組灰?guī)r的含水性較好,其余均可視為相對隔水層,隔水性能較好的主要有:
(1)山西組泥巖隔水層
山西組4號煤到太原組頂部6號煤之間是一套以泥巖為主的地層,平均厚近22m,在井田內(nèi)穩(wěn)定連續(xù),加之山西組富水性弱,是太原組與山西組之間較好的隔水層。
(2)太原組泥質巖隔水層
太原組10號煤到本溪組頂部平均厚27m,除底部晉祠砂巖(K1)外,是一套泥巖、砂質泥巖為主的地層,沉積穩(wěn)定,是一重要的隔水層。
(3)石炭系本溪組隔水層
石炭系本溪組為一套泥巖、鐵鋁巖、鋁質泥巖為主的地層,平均厚21.32m,隔水性能較好。與其上部太原組隔水層一道構成了10號煤層與奧陶系之間的重要隔水層。
五、構造對井田水文地質條件影響
本區(qū)未發(fā)現(xiàn)大的斷層及其它構造現(xiàn)象,但也要重視井下小斷層的發(fā)現(xiàn)和研究,以免開采時因之導水而造成水害,特別延伸至下水平,對斷層更要注意觀測,防止斷層帶及斷層伴生構造導水誘發(fā)突水事故的發(fā)生。
六、水文地質類型
6#號煤層厚度1.6米,基本穩(wěn)定,太原組L5灰?guī)r為直接充水含水層,單位涌水量為0.0009—0.073L/s.m。該含水層富水性較弱,但是裂隙發(fā)育,將對該煤層開采造成一定影響。根據(jù)該區(qū)開采6號煤層礦井涌水量情況,參照《礦井地質報告》中礦井水文地質類型分類標準綜合分析,井田6號煤層礦井水文地質類型應為簡單型—中等。
七、礦井充水因素分析
礦井充水因素分析
區(qū)內(nèi)多年降水量為374.4—577.7㎜,由于地形坡度較陡,植被不發(fā)育,地形有利于自然排水,對入滲補給地下水條件差,只在基巖露頭的溝谷中的少量入滲,對于太原組砂巖含水層,由于其上有較多隔水層分布,接受大氣降水的直接補給是很少的。
6號煤層的直接充水含水層是太原組灰?guī)r,山西組砂巖含水層為間接充水含水層。
綜上所述,井田中在可采煤層下部雖有較豐富的巖溶裂隙水,但其上有較厚、較穩(wěn)定的隔水層存在,目前還沒有發(fā)現(xiàn)可溝通各含水層的斷裂構造存在,致命各含水層之間水力聯(lián)系差。為此,礦井充水水源主要是煤系地層中砂巖、灰?guī)r裂隙含水層中的地下水。
(二)、井田充水因素
6號煤層的直接充水含水層是太原組灰?guī)r,山西組砂巖含水層。通過井筒的揭露而間接充水,其出水量隨季節(jié)而變化,雨季出水量大,旱季則較小。
第二節(jié) 周邊相鄰煤礦和廢棄老窯情況
一、四鄰煤礦
祥榮煤業(yè)有限公司四鄰礦為:
1、沈家峁煤礦
沈家峁煤礦位于中陽縣張子山鄉(xiāng)沈家峁村附近,井田面積1.365 km2,批準開采4#、6#、10#煤層,煤層厚度8.57米,地質構造為單斜構造,總體屬簡單型。涌水量較小,同時我礦地理高程高于沈家峁煤礦,故不受水害威脅。南采區(qū)布置一個綜采工作面。
2、后洼煤礦
后洼煤礦位于中陽縣張子山鄉(xiāng)后洼村附近,井田面積4.5099 km2,批準開采4#、10#煤層,煤層厚度7.67米,地質構造為單斜構造,總體屬簡單型。
2007后洼煤礦和張家焉煤礦及部分新增空白區(qū)整合而成,并為山西鋼原煤業(yè)有限公司。經(jīng)調(diào)查該礦涌水量較小, 同時我礦地理高程高于后洼煤礦,故不受水害威脅。
3、后王社煤礦、古家?guī)X煤礦
后王社煤礦位于我礦北部、古家?guī)X煤礦位于我礦西北部,現(xiàn)兩礦均已關閉,經(jīng)調(diào)查該礦井上、下情況,確認對我礦無任何水害威脅。
二、礦區(qū)廢棄老窯情況
經(jīng)過我礦調(diào)查周圍村民、老人及結合圖紙資料查看,6#煤層無廢棄老窯。
經(jīng)調(diào)查本礦井四周基本不受相鄰礦井的老窯積水以及其它水害的威脅。
第三節(jié) 采掘工作面及周圍情況
我礦現(xiàn)對6#煤層進行初開采,6#煤層掘進工作面為北皮帶大巷、北軌道大巷,下一步將對6202皮順和6202軌順掘進。該煤層為初開采,實體煤,經(jīng)調(diào)查同煤層井田范圍內(nèi)無老窯、采空積水等古空區(qū)。根據(jù)舊資料來看上層4#煤已采,主要采空區(qū)集中在井田的東北部,預計會有采空區(qū)積水影響下層6#煤的正常開采。所以決定6#掘進工作面的探水重點放在對上層4#煤的探水上。
第四節(jié) 設備情況
本礦購置ZLJ--360型煤礦用變速巖石電鉆兩臺,電機功率:
25kw,探水鉆桿為:0.8m×45mm×200根。
第二章、探水巷道的斷面、支護形式及探水孔的布置
第一節(jié) 探水巷道的斷面規(guī)格及支護形式
一、巷道規(guī)格:
現(xiàn)探水巷道為6#北軌道大巷,巷道為矩形斷面:3.6m×2.2m,斷面積:7.92㎡。沿6#煤層頂板起底掘進。
二、支護形式:
巷道支護形式采用錨桿支護。錨桿間、排距為:
第二節(jié) 探放水鉆孔布置
為保證我礦安全生產(chǎn),不受水害的威脅,根據(jù)“有掘必探、先探后掘”的原則及采礦設計手冊與實際情況進行我礦探水鉆孔的布置。
布孔要求為:
一、探放水巷道:
巷道名稱:北軌道大巷
開采層位:6#煤層
水害類型:主要為上層4#煤層的老窯積水。
二、探水設備
規(guī)格型號:ZLJ—360
鉆探深度:160m
電機功率:25kw
鉆頭直徑:φ45mm
鉆桿數(shù)量: 200根。
三、探水鉆孔布置
根據(jù)探放水規(guī)定,探水掘進巷道前進終點處各探水孔之間的距離不得大于6m 。計劃6#北軌道大巷和北皮帶大巷進行交叉探放水作業(yè)。因水害威脅主要為上層4#煤,為確保安全布置1個中心眼,(垂直于巷道掘進方向向頂板以垂直角90°進行探,)以巷道中心方向開始向兩幫布置3個孔,間距0.6米,一次鉆孔數(shù)為7個,深度為:探到4#煤頂為止,孔徑為45mm,允許掘進距離為15m。
鉆孔布置詳見附圖—1
第三章 探放水
第一節(jié) 探水前的準備工作
1、加強鉆場附近的巷道支護,并在工作面迎頭打好堅固的立柱和攔板。
2、清理巷道,挖好排水溝,探水鉆孔位于巷道低洼時,必須配備與探水量相適應的排水設備。
3、在打鉆地點或附近安設專用電話。
4、測量和探放水人員必須親臨現(xiàn)場,依據(jù)設計,確定主要探水孔的位置、方位、角度、深度以及鉆孔數(shù)目。
5、預計水壓較大的地區(qū),探水鉆進前,必須先安好孔口管和控制匣閥,進行耐壓試驗,達到設計承受的水壓后,方準繼續(xù)鉆進,特別危險的地區(qū),應有躲避場所,并規(guī)定避災路線。
6、探放水人員必須熟悉避災撤退路線。
7、下井前由技術科、安檢科組織探放水人員認真學習掌握設計各項參數(shù)的測定方法和施工要求的安全技術措施和避災路線、方法等相關知識。
8、根據(jù)工作安排、準備、檢查、帶足本班所需的工具,材料等。
第二節(jié) 探水鉆的安裝與操作
一、安裝鉆機前的準備工作
1、設備的運輸必須遵守下列規(guī)定。
?、巽@機在車盤上必須捆綁結實,不得超長、超寬、超高、超重,并符合井下運輸?shù)挠嘘P規(guī)定。拆下的螺 釘?shù)攘?件要妥善保存。
②井下人工搬運設備時,要用繩子系牢,并要輕抬輕放,有專人統(tǒng)一指揮,起落行動一致。
2、進入安裝地點前,應先檢查巷道支護及通風情況,發(fā)現(xiàn)問題及時處理。整修、加固鉆場,應清理干凈臟雜物,挖好清水池,疏通好水溝。
3、無風地點必須安設局部通風機或采用導風筒通風,在打鉆過程中不準停風,且要有可靠的風電、瓦斯電閉鎖裝置。
4、水壓、機件、電源開關等均應良好,符合要求。
二、安裝鉆機時的注意事項
1、安裝前要檢查、整修設備,并檢查加因鉆場及其周圍支架,防止冒頂片幫,清理各種雜物,檢查并安設好排水管路、水泵等排水設施。
2、機身安放平穩(wěn),上緊底固螺絲。各種電氣設備必須防爆,機械傳動部分要安裝防護欄,保護罩。
3、在下山施工斜孔時,需支設密集支柱,防止鉆機下滑。
4、施工前要具備自然匯水條件(即在探水巷道下側掘進不小于20m2小水倉)。
5、加強鉆機前、后10m范圍內(nèi)的巷道支護,并打好堅固的立柱和欄板。
6、清理巷道,挖好排水溝。探水鉆孔位于巷道低洼處時,必須配備與探放水量相適應的排水設備。
7、在打鉆地點或附近安設專用電話。
8、測量和探放水人員必須親臨現(xiàn)場,依據(jù)設計,確定主要探放水孔的位置、方位、角度、深度以及鉆孔數(shù)目。
9、在鉆機操作前認真學習使用說明書,工作過程 中嚴格執(zhí)行說明書的操作方法。
10、鉆機安裝應牢固變速箱及油箱內(nèi)的油位應合適,安全防護罩及防塵蓋必須齊全。
11、各部分操作手把應處在正確位置。
12、調(diào)試鉆機時,要求各轉動部分運轉正常,開關啟動靈活可靠。鉆機空載運行10分鐘,確認無問題后,方可接上鉆桿、鉆頭,接通水源,由司機操作開始鉆孔。
三、操作前注意事項
1、探放水前必須由組長或副組長負責全過程跟班、指揮、協(xié)調(diào)、監(jiān)督,是本班的安全責任人,技術人員跟班測量定位。
2、探水鉆前進時,安設探放水鉆孔孔口管及其固定的方法必須符合設計的要求。
3、操作鉆機時,應遵守以下規(guī)定:
①打開立軸箱時,橫、立軸齒輪應加防護罩。合立軸時,應待齒輪停止轉動后進行。
②、禁止用手和腳直接制動機械的運轉部件。
?、邸⒉僮鞲邏浩鲿r,應戴絕緣手套,穿絕緣靴,腳踏絕緣墊。
④、在探放水鉆機后面和前面的給進手把活動范圍內(nèi),不準站人,防止高壓水將鉆具頂出傷人或給進手把翻起傷人。
4、下置的孔口管,必須選用φ75×3.0的耐壓無縫鋼管,封管砼強度不c=30,且充填不留空隙,安裝閘閥后,方準繼續(xù)鉆進。
5、鉆孔內(nèi)水壓大時,就采取反壓和有防噴裝置的方法鉆進,并有現(xiàn)場備足錨桿機、錨桿、錨固劑、凝劑等防止孔口管和煤(巖)壁突然鼓出的材料。
6、在鉆進中,一但發(fā)現(xiàn)“見軟”、“見空”、“見水”和變層,要立即停鉆,丈量鉆孔進尺并記錄其深度。
7、鉆孔時要嚴格按照測量人員標定的孔位及施工措施中規(guī)定的方位、角度、孔深等進行施工,不經(jīng)測量人員同意不得擅自改動。
四、安裝鉆桿時應注意事項
1、先檢查鉆桿,應不堵塞、不彎曲、絲口未磨損,不合格不得使用。
2、連接鉆桿時要對準絲口,避免歪斜和漏水。
3、裝卸鉆桿時,應嚴防管鉗夾傷硬質合金卡、夾扁鉆頭和巖芯管。
4、安裝鉆桿時,必須在探水機完全停止時,再安鉆桿。
5、鉆桿安裝前鉆桿螺紋部分應清理干凈并圖上黃油,以便于拆卸。
五、鉆機的操作
1、在開孔時,將鉆機卸壓閥按減壓箭頭方向旋轉,使鉆機緩慢轉動,當鉆頭全部進入煤層后,再加壓正常鉆進。
2、當鉆到所需深度時,停止鉆進,松開鉆桿卡瓦,按照手柄操作牌指示將手柄板至回程位置,主機迅速退回,然后將手柄轉至空擋位置,再停機進行拆裝鉆桿工作。
3、鉆頭送入孔內(nèi)開始鉆進時,壓力不宜太大,要輕壓慢鉆,以免崩刃或打壞變速齒輪,待鉆頭不到孔底工作平穩(wěn)后,壓力再逐漸增大。
4、鉆進時,鉆工要認真觀察鉆機運轉情況,即觀察送水,鉆孔的給排水,鉆孔內(nèi)的震動聲音情況。
5、鉆進過程中要準確測量距離,對所鉆進的鉆桿數(shù)要有專人進行記錄,同時探水人員要做到心中有數(shù)。
6、鉆機運轉過程中要注意觀察軸承部位,液壓油、電機變速箱、軸套、黃立軸齒輪等有無超溫現(xiàn)象,有無異常聲音,發(fā)現(xiàn)問題應立即停機查找原因,及時處理。
7、當探水完畢后,把鉆機的各部件及鉆桿進行清理,以備下次使用。
第三節(jié) 探放水鉆孔孔口安全裝置
1、探放水鉆孔應安設孔口安全裝置??卓诎踩b置由孔口管、泄水測壓三通、孔口水門和鉆桿逆止閥。(必要時安裝)等組成。為確保安全,做到萬無一失,在每鉆一個孔時,都要做孔口管,以便安水門控制水量。因此每個鉆孔在鉆探5m后,先安好放水管和控制閘閥,并封嚴封實接口處,并打貼幫點柱,卡住放水管。
2、孔口管安裝前首先用大口徑鉆頭開孔至與孔口管長度一致時,將孔內(nèi)沖洗干凈,注入水泥漿液,再將孔口管放入孔內(nèi),放好后將管固定,待水泥漿凝固,在孔口外露部分裝上壓力表、水閥門,即可在孔口管內(nèi)探水鉆進。
3、為保證孔口套管安裝的質量,一般都需要進行注漿檢查。在孔口管放入鉆孔后,于孔口用較稠的水泥漿將套封死,并在套管上留一個小管,待水泥凝固后由孔口套管向孔內(nèi)注漿,使水泥漿進入套管與孔壁之間的空隙和巖石裂隙中。
4、鉆完一個鉆孔后,如鉆孔內(nèi)無水涌出,應及時將鉆孔封好,封孔采用帶有速凝劑的水泥漿和棉紗布進行封孔。
第四節(jié) 放水及排水
掌握和探明水源后,就要采取一定的措施,有計劃的將威脅性水源全部或部分地放出,并排出地面。
一、放水前的準備
1、在探水孔的鉆桿兩側打上兩根磨擦式金屬支柱,用鐵絲將鉆桿牢固在磨擦式金屬支柱上,方可撤出鉆機。
2、放水前必須通知附近有關人員撤到安全地點,并要求水泵房排水工作人員做好排水準備工作。
3、放水時一般采用探水鉆放水,用旋轉鉆桿的方法,如水量較大時,必須另打放水眼,并安設套管乾地放水,嚴禁用放炮方法放水。
4、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放水流量,放水時必須有專人監(jiān)測鉆孔出水情況,測定水量、水壓,做好記錄,如水量突然變化,必須及時處理并報礦調(diào)度室。
5、放水全過程必須有瓦斯員在現(xiàn)場,隨時檢查探放水地點的有害氣體情況,超限時停止一切作業(yè)進行處理。
二、放水措施
1、當探到老空水時,水量不大,不超過礦井排水能力時,可利用探水鉆孔直接放水,當水量較大時或水質較差,腐蝕排水設備時應先放后堵,暫先隔離,做好排水準備后再排放。
2、放水前應進行放水量,水壓煤層透水性試驗,并根據(jù)排水設備能力及水倉容量擬定專項排放順序和控制水量措施。
3、放水時隨時注意水量變化,出水水質,有無有害氣體涌出,有無特殊聲響,發(fā)現(xiàn)異狀應及時采取措施并匯報值班領導。
4、按避水災路線撤退人員,沿途要有良好照明,保證路線暢通。
5、當水壓大放水時必須有防噴裝置,并用檔板背緊工作面,檔板后加設頂柱或木垛,必要時還必須砌筑防水墻后方可放水。
6、放水前必須調(diào)整中央水倉、采區(qū)水倉、工作面小水倉的排水能力,并清理好工作面水溝、水倉。
7、放水時要專人觀察出水情況,注意水流的變化,未經(jīng)批準嚴禁拔出鉆桿。
8、放水時,若遇鉆孔不出水或水流大小不均時,要小心謹慎地用鉆桿捅透堵眼雜物。
三、掘進區(qū)接近積水區(qū)的安全技術措施
1、探到積水時,應將下山范圍內(nèi)與探放水工作無關人員撤離。
2、在探水眼掩護下,且保持規(guī)定超前距和幫距時,可采用多打眼,少裝藥的方法掘進。
3、嚴格執(zhí)行三不裝藥“制度”,即炮眼或掘進面有出水征兆不裝藥,超前距不夠或偏離探水方向不裝藥,掘進工作面支架不牢或空頂距超過規(guī)定不裝藥。
4、掘進或探水時沿鉆桿向外流水時,應停止工作,嚴禁拔出或搖晃鉆桿,沒法固定,立即匯報值班領導。
5、交接班時必須現(xiàn)場交接清允許掘進剩余距離,嚴禁超越掘進。
6、所有作業(yè)人員必須熟悉避災路線,懂得透水后的急救知識,懂得并隨時觀察下列透水預兆。
①掛紅:在井下水中含有鐵的氧化物,在水壓作用下,通過煤(巖)裂隙時,附著在裂隙表面,出現(xiàn)暗紅色水銹。
?、趻旌梗寒斁蜻M工作面接近積水區(qū)時,水在自身壓力作用下,通過煤巖裂縫而在煤巖壁上凝結成許多水珠,當遇到掛汗時,用水鎬剝?nèi)ヒ槐?,觀察新暴躁面是否有了潮氣,如果煤巖潮濕則是透水征兆。
?、劭諝庾兝洌壕蜻M工作面接近大量積水區(qū)時,氣溫驟然降低,煤壁發(fā)涼,人一進入就有涼爽感,時間愈長就愈感到陰涼。
④出現(xiàn)霧氣:當巷道內(nèi)溫度很高時,積水滲到煤壁后引起蒸發(fā)而迅速形成霧氣。
?、菟校壕碌母邏悍e水,向煤巖裂縫強烈擠壓與兩壁磨擦而發(fā)現(xiàn)嘶嘶叫聲,說明掘進工作面距積水區(qū)已很接近,若是煤巖掘進,則透水即將發(fā)生,這時必須立即發(fā)出警報,撤出所有受水威脅的人員。
⑥頂板淋水加大:原有裂隙淋水突然增大,應視作透水前征兆。
?、唔敯鍋韷?、底板鼓起。
?、嗨l(fā)渾,有臭味。
?、峁ぷ髅嬗泻怏w增加:積水區(qū)向外散發(fā)出瓦斯、二氧化碳和硫化氫等有害氣體。
?、饬严冻霈F(xiàn)滲水:如果出水清凈,則離積水區(qū)尚遠,若出水渾濁,則離積水區(qū)已近。
四、排 水
1、每班探水點安排一人進行臨時水倉的排水,將臨時水倉的水及時通過排水管路和排水溝排至主水倉,再由主水倉的主水泵排出地面。
2、探水點的排水設施必須及時安裝到位,采用兩臺潛水泵、管路用3寸管路安設兩趟于北軌道大巷。
3、配專職水泵司機,水泵司機必須經(jīng)過培訓后才能擔任。在探水過程中司機必須堅守崗位,不得擅自離崗。主排水泵必須保證隨時能夠正常啟動,探水前,應檢查下列各項:①各連接螺絲是否松動。②盤轉水泵主軸一圈以上,檢查轉動是否靈活,盤根松緊是否適當。③電動機及電氣開關的接地線是否良好。
第五節(jié) 三線標定
沈家峁煤礦位于我礦西部,但井下高程均低于我礦,故我礦不受沈家峁煤礦水害威脅。
后王社煤礦位于我礦北部,現(xiàn)以關閉,經(jīng)調(diào)查確認對我礦無任何水害威脅。
后洼煤礦位于我礦南部(于2007年整合張家焉煤礦),但井下高程均低于我礦,故我礦不受后洼煤礦水害威脅。
古家?guī)X煤礦位于我礦西北部,現(xiàn)以關閉,經(jīng)調(diào)查確認對我礦現(xiàn)采掘工作面無任何水害威脅。
井田范圍內(nèi)6#煤層為初開采、實體煤。所以基本可以排除同煤層的水患威脅,因此現(xiàn)只考慮上層4#煤層的積水威脅,探水線向頂板上布置。
第四章 探放水安全技術措施
第一節(jié) 探水過程中注意事項及安全措施
1、鉆機司機必須經(jīng)過培訓考核,取得合格證后方可操作鉆機。
2、操作鉆機要嚴格按照鉆機的技術要求和說明進行。
3、操作人員必須衣著整齊,穿絕緣鞋,戴絕緣手套。
4、鉆機和鉆架的支撐安裝必須可靠。
5、使用的鉆頭應是銳利的。
6、電鉆需變速時,必須先停機,方能變速。
7、在鉆孔中,若發(fā)生突然卡桿或鉆桿彎曲,應立即退出鉆桿,檢查鉆頭是否有崩片或刃口磨損過大等情況,以決定更換鉆頭否。
8、探水前,首先要將掘進巷道內(nèi)的一切設備和工具都安放在巷道的一側,并清理巷道的一切雜物,保證其暢通無阻,一旦突水或涌出瓦斯,探放人員能安全撤退。
9、探放點加強支護,并有專職支護人員每班檢查支護情況。
10、探水前必須加強探放地點前后20m內(nèi)的巷道支護,并在工作面迎頭打好堅固的立柱和擋板,確保探放作業(yè)的安全進行。
11、要配備足夠的排水設施(有備用的),水泵開關安設在北軌道大巷與北皮帶大巷的聯(lián)絡巷內(nèi)。探水處與水泵開關處要安裝專用電話,并有專人守電話,遇有情況能及時聯(lián)系,同時要配備專職電工,確保水泵和探水工作面供電。
12、發(fā)生下列情況時禁止探鉆:
?、侔l(fā)生漏電麻手
②減速箱內(nèi)聲音不正常,如有碰擊聲等
③電機運轉聲音不正常,如發(fā)生尖叫聲等
13、不要在現(xiàn)場拆開鉆機。
14、探水工作面要加強支護,防止高壓水沖跨煤壁及支架。
15、事先檢查并維護好排水設備,清挖水溝和水倉,以便在出水時使水倉有相當大容積的緩沖余地。
16、探水工作面要經(jīng)常檢查瓦斯,發(fā)現(xiàn)瓦斯超過1%時要立即停止打鉆,切斷電源,撤出人員,然后加強通風吹散有害氣體。
17、在水壓較大的地點探水時,應預先開掘安全躲避硐,規(guī)定好聯(lián)絡信號及人員的避災線路。
18、打鉆時鉆孔中水壓、水量突然增大,以及出現(xiàn)沖頂鉆具等異常情況時,不要慌張,千萬不要拔出鉆桿,應馬上將鉆桿固定。還應派人監(jiān)視水情和報告礦井調(diào)度室,不得擅自放水。如果情況危急時,要立即撤出受水威脅地區(qū)的所有人員,然后采取措施,進行處理。
19、探水鉆機后面和前面給進手把活動范圍內(nèi)不得站人,以防高壓水將鉆桿頂出傷人,或者鉆機翻轉打人。
20、鉆眼內(nèi)水壓過大時,應該采用反壓、防壓和安設防噴裝置的方法鉆進,控制鉆桿不被高壓水猛然沖出,確保鉆探安全。
21、探水鉆探過程中應時刻注意鉆孔內(nèi)情況,發(fā)現(xiàn)煤層變軟,鉆桿推進困難,或順鉆桿出水增大時,要特別注意,立即停止鉆進,不要拔出或移動鉆桿。如果拔出鉆桿,鉆眼會流水沖大,水量無法控制,造成透水事故。當探水孔孔深小于5米時孔內(nèi)出水加大,說明距離積水已經(jīng)很近;如果孔內(nèi)水壓很大,水噴射很遠,必須馬上將鉆機鉆桿固定,在巷道正前打牢點柱,保護煤壁和頂板,不使煤壁被水沖垮。人員應盡快撤離現(xiàn)場,另選安全地點對此處積水進行探放。探水過程中如發(fā)現(xiàn)鉆孔透老空無水,應立即檢查是否有有害氣體噴出,防止人員受到傷害。
22、加強靠近探水地點的支護,打好堅固的立柱和攔板,以防高壓水沖垮煤壁和支柱,鉆機固定牢固
23、認真檢查排水系統(tǒng),保持狀態(tài)完好,準備好適當坡度和斷面的排水溝及相當體積的緩沖水倉,加大排水能力。確定專職排水人員,并嚴格交接班。
24、在探水時,指定安全出口并使其暢通無阻;同時要與相鄰工作地點保持信號聯(lián)系,以便萬一出水,好馬上通知受水害威脅地點的人員安全撤離。
25、嚴格鉆探交接班制度,每次鉆探完,應將結果及時匯報礦調(diào)度,包括鉆孔參數(shù)及鉆孔出水量情況。
26、鉆探施工完畢,應將鉆機挪至安全地點,防止掘進時損壞。
27、在接近積水地區(qū)掘進前或排放被淹井巷的積水前進行探放水時,必須根據(jù)編制的探放水設計及安全措施規(guī)定的方位、角度、孔深等進行施工,不經(jīng)技術人員同意不得擅自改動。
28、探放老空水必須遵守下列規(guī)定:
?、偬椒爬峡账?,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)高于探放水點位置時,只準用鉆機探放水。
?、诜潘妆仨毚蛑欣峡账w,并監(jiān)視放水全過程,核對放水量,直到老空水放完為止。
③鉆孔放水前,必須要估計放水量,根據(jù)礦井排水能力和水倉容量,控制放水量。
?、芊潘畷r,必須設專人監(jiān)測鉆孔出水情況,測定水量、水壓、做好記錄。
?、萑羲客蝗蛔兓?,必須及時處理,并立即報告調(diào)度室。
?、抻隼峡蘸螅缈變?nèi)無水流出,經(jīng)瓦斯檢查員檢查有有害氣體涌出時,必須立即停止鉆進,進行封孔。
?、咛椒爬峡账@孔接近老空,預計有瓦斯或其他有害氣體涌出時,必須有瓦斯檢查員在現(xiàn)場值班,檢查空氣成分。如果瓦斯或其他有害氣體濃度超出《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定時,必須立即停止鉆進,切斷電源,撤出人員,并報告礦調(diào)度室及時處理。
第二節(jié) 通風措施和瓦斯檢查制度
工作面探放水過程中,要保持正常通風,通風措施嚴格按《煤礦安全規(guī)程》、《掘進作業(yè)規(guī)程》、及有關通風管理制度規(guī)定執(zhí)行。
1、探水工作面必須有一名瓦斯員跟班作業(yè),隨時檢查掌握瓦斯及co、co2等氣體的變化情況,如果沼氣或其它有害氣體超過《規(guī)程》規(guī)定,必須停止打鉆,切斷電源,撤出人員,并報告礦領導和調(diào)度室,采取措施進行處理。
2、建立健全瓦斯、二氧化碳和其它有害氣體檢查管理制度。
3、每次檢查瓦斯的結果都必須記入瓦斯檢查班報手冊和瓦斯記錄牌上,并告知現(xiàn)場作業(yè)人員。
4、探水掘進面采用壓入式局部通風,局部通風機由指定專人負責管理,三班正常運轉,不得隨意停開。
5、探水工作面的電氣設備,必須安裝風電閉鎖和瓦斯電閉鎖裝置,具有斷電功能。
6、無論是否工作或交接班時工作面都不準停風,因檢修停電等原因停風時,必須撤出作業(yè)人員切斷電源,恢復通風前,必須先檢查工作面瓦斯?jié)舛?,確無超限時,方可送電。
7、要求每個探水工作面的風筒接頭嚴密、無破口,保持平直,逢環(huán)必掛,風筒拐彎處要設彎頭或緩慢拐彎,不準拐死彎,風筒距工作面不得超過7m。
8、每個探水工作面和安設鉆機處必須裝設甲烷傳感器,且傳感器必須是經(jīng)過標校合格方可使用。
9、應注意探出的有害氣體,必須加強通風和氣體檢查工作,配專職瓦斯員跟班負責有害氣體的檢查。
10、探放期間必須加強瓦斯檢查工作,發(fā)現(xiàn)瓦斯或其他有害氣體濃度超過規(guī)程規(guī)定時,必須立即停止鉆進,切斷電源,撤出人員,并報告礦調(diào)度室,及時處理。
第三節(jié) 防排水設施的能力、系統(tǒng)
一、排水能力
煤礦排水水泵為DF46-30×10型水泵三臺,電動機功率為75KW,主排水管為φ108×4mm,吸水管為φ80×4.5mm,均為無縫鋼管。
二、排水系統(tǒng)
6#探水工作面→工作面附近小水倉→暗斜井水倉→10#主水倉→由主水泵排至地面。
第四節(jié) 突發(fā)情況的安全措施
井下一旦發(fā)生突水事故,在現(xiàn)場的工作人員應立即將突水情況向礦調(diào)度室匯報,現(xiàn)場人員必須聽從班組長指揮,迅速撤退,并以近快的方式通知附近地點的工作人員一起撤退。
1、撤退要服從命令,不可慌亂,要注意往高處走,并沿著避災路線出井。
2、鉆進時,發(fā)現(xiàn)煤巖松軟、片幫、來壓或鉆孔中的水壓、水量或瓦斯涌出量突然增大,以及有頂鉆等異狀時,必須停止鉆進,但不得拔出鉆桿,現(xiàn)場負責人員應立即向礦調(diào)度室報告,并派人監(jiān)測水情或瓦斯?jié)舛?。如果發(fā)現(xiàn)情況危急時,必須立即撤出所有受水或瓦斯威脅地區(qū)的人員,然后采取措施,進行處理。
3、在突水迅猛、水流急速的情況下,現(xiàn)場人員應立即避開出水口和泄水流,躲到硐室、拐彎巷道或其它安全地點,如果情況緊急,來不急轉移躲避時,可抓牢棚梁、棚腿或其它固定物,防止被涌水打倒或沖走。
4、外出巷道已被水阻,無法撤出時,應選擇地勢最高,離井筒或大巷最近地點或上山獨頭巷道躲避,被堵在上山獨頭巷道內(nèi)的人員要有長時間被堵的思想準備,要節(jié)約用燈或食品,有規(guī)律地敲打鐵管等物,發(fā)出求救信號,同時要發(fā)揚團結互助的精神,共同克服困難,要忍饑靜臥,降低體力消耗,等待救援脫險。
5、若突水來自老空、老窯積水,在突水的同時有大量有害氣體涌出,撤離時要迅速戴好自救器或用濕毛巾捂住口鼻,以防中毒或窒息。
6、撤退人員需要從立井升井時,應按次序上,避免搶上或慌亂,爬梯時應注意手抓牢,腳蹬穩(wěn),保證自己安全,也要照顧別人安全。
7、人員撤至安全地點或地面后,應立即清點人數(shù),如發(fā)現(xiàn)有人被堵入災區(qū),應立即組織營救。
第五節(jié) 受水害威脅地區(qū)信號聯(lián)系和避災路線
一、聯(lián)系方式
探放水工作開始前,探水工作面要安裝通訊聯(lián)絡電話,受水害威脅區(qū)域、調(diào)度室、礦長、技術礦長的電話要保持暢通,以防出現(xiàn)水害時及時通知,撤離。
二、工作面透水后的避災路線
?、牛?#北軌道大巷:掘進工作面→石門→暗斜井→主斜井→地面。
?、疲?#北皮帶大巷:掘進工作面→第一聯(lián)絡巷→石門→暗斜井→主斜井→地面。
第六節(jié) 探放水施工與掘進作業(yè)的安全規(guī)定
為保障礦井的安全及工人不受水害的危脅,必須堅決貫徹執(zhí)行有掘必探,先探后掘,有水必放的原則。
1、每個掘進工作面開工前必須執(zhí)行探放水制度。
2、探水結束后,要明確允許掘進距離。
3、掘進進尺完成后,進行下一步探放水。
4、探水過程中嚴格執(zhí)行探放水設計。
5、發(fā)現(xiàn)水害預兆時,必須通知調(diào)度室礦長。
6、掘進時嚴格執(zhí)行掘進作業(yè)規(guī)程。
第七節(jié) 探放水管理制度
在探放水前由技術負責人主持,由安監(jiān)科、技術科組織探放水人員以及瓦斯員、機電工等進行探放前集中學習探放安全技術措施,學習探放水工作的目的和意義,以及操作和安全注意事項,進行講解和貫徹,以便安全順利地進行探放水工作。
一、必須熟悉透水的各種預兆,發(fā)現(xiàn)透水危險必須停止作業(yè),撤出人員,報礦安全礦長、技術負責人,及時采取措施處理。
二、要堅持“有掘必探、先探后掘”的方針,探孔要有三個呈扇狀鉆孔超前。
三、地面防治水,井口高于原年洪水位,防止井口入水,防止地面涌水和積水,要及時疏干排凈。
四、探水設備,排水設施,要配套齊全。
五、掘進巷道,接近積水地區(qū)時,要防止透水事故發(fā)生,其安全措施如下:
1、探水巷道斷面不宜過大,從而縮小受壓面積。
2、掘進工作面遇到透水征兆時,必須停止前時,加固支架,撤出人員報告領導。
3、在探水眼嚴密的掩護下,且保持設計超前距,可采取多打眼、少裝藥、放水炮的方法,以利保持掘進工作面煤體抗壓強度。
六、每次探水后,應在探水地點做專門標記(如在巷道一幫或頂板涂標記或打入木楔及鐵釘?shù)?,以備后來丈量巷道長度使用,認真作好有關探放水記錄,并由在場人員和有關責任人簽字后,必須與交接班記錄當班交回礦調(diào)度室以備核查。
七、報告災情的方法是:
1、災害事故發(fā)生后,在事故地點及附近的人員應利用電話或派人迅速將事故的性質,發(fā)生地點,原因和危害程度向生產(chǎn)辦匯報 ,井下其他人員在發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象后,應及時向礦級領導匯報。
2、根據(jù)事故的性質和蔓延趨勢,以最迅速有效的方法向可能受威脅區(qū)域的人員發(fā)出警報通知。
3、礦調(diào)度室接到災害事故報告后,應立即報告礦長,并對全體救災組織人員發(fā)出待命命令。
4、礦長總指揮接到報警后,應根據(jù)災情情況迅速組織有關人員根據(jù)事故應急救援預案進行搶救。
第八節(jié) 礦井防治水制度
一、做好礦井水文地質工作,對井上、下防治水做到有的放矢。
二、地面修筑提壩或擋水墻、水渠、疏通水路,采取有效的地面防水措施。
三、雨季或雨期必須組織人員及時對我礦區(qū)及其附近進行檢查,發(fā)現(xiàn)有裂縫、老窯塌和巖溶塌陷等現(xiàn)象時,必須及時處理。
四、按規(guī)定預留井下防水煤柱、巖柱。
五、采掘工作面或其它地點發(fā)現(xiàn)透水預兆,如掛汗空氣變冷發(fā)生霧氣、水叫、頂板淋頭加大、頂板下壓、底板鼓起或產(chǎn)生裂縫出現(xiàn)滲水,水色發(fā)渾有臭味等其它異狀時,必須停止工作撤出所有受水威脅的人員,迅速報告礦長和坑口負責人,采取措施進行處理。
六、采掘工作接近可能積水的井巷、老空和可能出水區(qū),必須采取措施先進探水,探水前要加固工作面支護,鉆眼探水時,發(fā)現(xiàn)鉆眼流水增大或有臭味時,必須立即停止鉆探,不得拔出鉆桿,待人員撤至安全地點,并做好防止準備后,再進行放水,嚴禁用放炮法進行放水。
七、礦井發(fā)生水災后,首先要堵斷水源,其次是截斷水路,使巷道只水分隔,按照排水計劃排出積水,恢復生產(chǎn)。
八、為防止井下水害事故的發(fā)生,堅持“有掘必探,先探后掘”的原則,做到探明情況,確無水患威脅再掘進,并嚴格執(zhí)行“探”“防”“堵”“截”“排”的綜合防治水措施。
九、為確保“安全第一,預防為主,綜合治理,整體推進”的方針,杜絕水害事故的發(fā)生,作業(yè)過程中嚴格執(zhí)行本礦的《探放水措施》,并組織有關人員認真學習。
第六節(jié) 水災處理措施
1、查:查明礦區(qū)和礦井的水文地質條件,加強水害預測,制定并實施防治水的規(guī)劃。
2、探:堅持有掘必探,先探后掘的方針,達到下列情況之一,必須確定探水線進行探水。
a、接近水淹或積水的井巷、老巷或相鄰煤礦時。
b、接近含水層、導水斷層、溶洞和導水陷落柱時。
c、打開隔離煤柱放水時。
d、接近可能與河流、蓄水池、水井等相通的斷層破碎帶時。
e、接近有出水可能的鉆孔時。
f、接近其他可能出水地區(qū)時。
經(jīng)探水確認無突水危險后,方可前進。
3、放:將威脅性水源彩地面打鉆抽水,井下疏水巷道疏水、井下鉆孔疏水,立井泄放水等方法,全部或部分疏放掉。是消除水患的有效措施之一。
4、截:利用水閘墻、水閘門和防水煤(巖)柱等物體,臨時或永久地截住涌水,將采掘區(qū)與水源區(qū)隔離,使隔離地點突水時不至于危及其它地區(qū),是減輕水災危害的重要措施。
5、堵:是將水泥砂漿或化學漿堵水材料通過鉆孔注入到滲水的地層裂隙、深洞、斷層破碎帶,使其凝結硬化,將裂隙、裂縫和溶洞充填,達到堵水目的,是防治水害的重要措施之一。
6、排:煤礦地上井下的防治水的設備設施,如水泵、水管、水倉、防水煤(巖)柱、防水閘門、水閘墻以及疏水渠道等,對防治礦井水害十分重要,煤礦職工要愛護,發(fā)現(xiàn)問題要及時報告或采取相應措施。
第五章 其 它
附: 1:組織機構示意圖
2:鉆孔布置示意圖
3:避災路線示意圖
探 放 水 設 計
山西祥榮煤
業(yè)
有
限
公
司