煤礦采煤工作面采空區(qū)探放水設(shè)計(jì)

　　煤礦采煤工作面采空區(qū)探放水設(shè)計(jì)

　　總工程師：

　　采掘副總：

　　機(jī)電副總：

　　通風(fēng)副總：

　　安全副總：

　　編 制：黃 偉

　　編制單位：地測(cè)科

　　編制時(shí)間：二〇一一年一月

　　一、420工作面水文地質(zhì)情況概述

　　1、420工作面開(kāi)采情況

　　420工作面形成可采走向長(zhǎng)1600米(平距)，傾斜長(zhǎng)度146米(斜距)，實(shí)際采長(zhǎng)1620.6米(斜距)，煤層厚度2.8-12.4米，平均7.7米，采煤平均厚度5.5米，傾角1-12°，工作面整體為一向斜構(gòu)造，軸向NWW-SEE，升降幅度約50m左右，兩翼地層傾角3-12°。

　　2、420工作面及各巷道積水范圍

　?、?20工作面積水范圍

　　從停采線到切眼處，長(zhǎng)度1620.6m，寬度146m，積水面積236607.6m2(詳見(jiàn)420工作面積水分布平面圖)。

　?、?20巷道積水范圍

　　420排水巷(從p3測(cè)點(diǎn)向里20m處到3#橫川)長(zhǎng)度975m,寬度4.2m，積水面積4095m2。

　　420運(yùn)順(從停采線向外35m處到切眼處)長(zhǎng)度1655m，寬度4.8m, 積水面積7944m2。

　　420回順(從停采線到切眼處)長(zhǎng)度1620m, 寬度4.4m，積水面積7128m2。

　　420灌漿巷(從G7測(cè)點(diǎn)向外12m處到巷道尾，長(zhǎng)度1480m，寬度4.4m積水面積6512m2。

　　420切眼長(zhǎng)度146m，寬度8m，積水面積1168m2。

　　420停采線以里所有橫川，總長(zhǎng)度229m，寬度4.4m，積水面積1007.6m2。

　　420工作面巷道總積水面積27854.6m2。

　　3、420工作面積水量計(jì)算

　　420工作面于2009年4月17日開(kāi)始回采至2010年6月20日回采結(jié)束并封閉,生產(chǎn)過(guò)程中和生產(chǎn)結(jié)束封閉后，為了解決采空區(qū)煤層自燃發(fā)火問(wèn)題,我礦對(duì)采空區(qū)進(jìn)行了黃泥灌漿,據(jù)統(tǒng)計(jì),該工作面累計(jì)灌漿量約629844m3,按水土比例1:3,灌漿水約472383 m3,灌漿水均滯留在420工作面采空區(qū)及各巷道內(nèi)，老空區(qū)正常涌水量與420工作面下山回采過(guò)程中排出的灌漿水抵消不進(jìn)行計(jì)算，灌漿未進(jìn)行脫水。綜合計(jì)算該工作面采空區(qū)及各巷道內(nèi)積水量總計(jì)472383m3，其中工作面采空區(qū)積水量390403m3，各巷道內(nèi)積水量總計(jì)81980m3。

　　4、420工作面水頭高度的計(jì)算

　　420工作面水頭最高標(biāo)高1009.9m,最低標(biāo)高909.7m(420運(yùn)順最低處),水位相對(duì)高差100.2m,422工作面排水巷最低標(biāo)高912.1m,水位相對(duì)高差97.8m。老空積水具有承壓性。

　　5、放水點(diǎn)水頭壓力的計(jì)算

　　采用公式： p=ρ×g×h計(jì)算

　　=1000×9.8×10

　　=96000÷98066.5

　　=0.99( kg f/cm2)

　　P——水頭壓力( kg f/cm2)

　　ρ——為水的密度(kg/m3)

　　g——9.8(N/kg)

　　h——深度10m (該深度為工作面最高水位與放水點(diǎn)標(biāo)高之差)

　　(1kgf/cm2=98066.5pa)

　　通過(guò)計(jì)算作用于放水點(diǎn)煤墻的水壓為0.99kgf/cm2。

　　6、420老空水對(duì)422工作面的威脅程度

　　422排水巷距420灌漿巷凈煤柱37m,420灌漿巷距420回順凈煤柱25m,422排水巷距420回順凈煤柱66m(灌漿巷在內(nèi))。420工作面回采到向斜核部時(shí)，422排水巷和運(yùn)順均施工至向斜核部，420排水巷和運(yùn)順受420采動(dòng)壓力影響(側(cè)壓)，422排水巷和運(yùn)順在向斜核部段巷道受壓變形嚴(yán)重，同時(shí)煤柱受壓煤層間隙變大導(dǎo)通，目前420排水巷2#橫川向里180m范圍內(nèi)靠420工作面?zhèn)让簤Τ霈F(xiàn)“掛汗”滴水現(xiàn)象(透水預(yù)兆現(xiàn)象之一)。420工作面采空區(qū)積水對(duì)422工作面回采形成嚴(yán)重安全威脅。隨著422工作面的開(kāi)采,工作面壓力增大,導(dǎo)致420工作面與422工作面間煤柱裂隙大量導(dǎo)通,420工作面采空區(qū)的水會(huì)沿裂隙進(jìn)入422工作面,造成工作面大量涌水，預(yù)計(jì)涌水量60-300m3/h，排水不及時(shí)時(shí)會(huì)造成淹面。

　　二、放水降壓方法

　　1、鉆孔布置

　　鉆孔布置在420排水巷，從開(kāi)口向里160m處到排水巷最低點(diǎn)(p14測(cè)點(diǎn)處)，長(zhǎng)度806m,由外向里依次設(shè)計(jì)10個(gè)鉆孔，從里向外斜方向呈放射狀，由高就地放水，鉆孔開(kāi)口均距巷道底板1.2米，鉆孔終孔穿透420回順煤墻處設(shè)計(jì)在420工作面此段回采平均采高中心，除2#鉆孔放水高差為5m外，其它9個(gè)鉆孔放水高差均為10m，鉆孔穿透420回順煤墻處標(biāo)高與最高水頭位置標(biāo)高之高差。

　　2、施工方法

　　采用TXU-150型鉆機(jī)，每個(gè)鉆孔先用φ75鉆頭施工10m后，再用φ113組合鉆頭擴(kuò)孔，采用φ100mm封孔管進(jìn)行封孔，預(yù)先固結(jié)套管，套管口安裝閘閥，然后用φ75鉆頭鉆進(jìn)，打鉆前必須進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。

　　3、封孔

　　封孔采用聚胺脂和水泥砂漿封孔工藝，封孔長(zhǎng)度不小于10m，外段用水泥砂漿充實(shí)填滿，凝固24小時(shí)，孔口捆綁8#鐵絲固定在幫部錨桿上，以防水壓增大沖出封孔管。

　　三、探放水設(shè)計(jì)參數(shù)

　　四、組織機(jī)構(gòu)

　　組 長(zhǎng)：師同民 孫相斌

　　副組長(zhǎng)：邢彥民 徐同寶

　　成 員：趙三星 王體文 于宏斌 張亞軍 王新民 寇義民 黃 焱

　　劉東平 劉運(yùn)杰 宋增運(yùn) 齊寶清 閆振玉 石 偉 王同春

　　尚貴生

　　五、業(yè)務(wù)科室職責(zé)劃分

　　地測(cè)科：1、負(fù)責(zé)放水鉆孔的施工設(shè)計(jì)、放線等技術(shù)工作。

　　2、負(fù)責(zé)觀察測(cè)量水量變化，記錄、整理數(shù)據(jù)，分析水情。

　　3、負(fù)責(zé)探放水工作的協(xié)調(diào)以及探放水措施的審批工作。

　　生產(chǎn)科：負(fù)責(zé)420排水巷排水系統(tǒng)的完善工作(放水水溝和最低點(diǎn)水倉(cāng)施工，且滿足放水要求)。

　　調(diào)度室：負(fù)責(zé)探放水地點(diǎn)的通訊工作。

　　通滅科：負(fù)責(zé)探放水期間的“一通三防”管理工作。

　　安質(zhì)科：負(fù)責(zé)探放水期間的安全檢查工作，監(jiān)督檢查探放水措施的執(zhí)行情況。

　　動(dòng)力科：負(fù)責(zé)探放水期間排水泵及管路的選型計(jì)算及設(shè)備的配置工作。

　　六、工作安排

　　1、防火隊(duì)負(fù)責(zé)探放水打鉆施工以及422排水巷水倉(cāng)(探放水)的排水工作。探放水前必須按照地測(cè)科的要求完成探放水前期的準(zhǔn)備工作以及措施的審批工作，在探放水過(guò)程中必須嚴(yán)格按照措施要求施工，嚴(yán)禁違章蠻干，違章指揮。要對(duì)本次探放水工作高度重視，區(qū)隊(duì)干部要嚴(yán)格分工，責(zé)任落實(shí)到人，編制探放水施工安全技術(shù)措施。

　　2、機(jī)電車(chē)間在探放水工作開(kāi)展前從422排水巷水倉(cāng)到416水倉(cāng)鋪設(shè)4寸管路，安裝兩臺(tái)排水設(shè)備，每臺(tái)設(shè)備排水能力必須達(dá)到80m3/h以上，并具備兩臺(tái)同時(shí)運(yùn)行的能力，排水系統(tǒng)完善后移交防火隊(duì)管理。

　　3、物管中心負(fù)責(zé)探放水工作的材料、配件、儀器、儀表的采購(gòu)及供應(yīng)工作，由防火隊(duì)提供所用器材的規(guī)格尺寸，探放水前所用器材必須到位。

　　4、探放水期間由生產(chǎn)、地測(cè)、安質(zhì)每班一人進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)跟班。

　　5、調(diào)度室負(fù)責(zé)在水倉(cāng)口安裝一臺(tái)專用電話，保證排水期間通訊暢通。

　　6、通維區(qū)在探放水期間每班安排一名瓦檢員檢查氣體情況，若發(fā)現(xiàn)氣體超限必須停止工作，撤出現(xiàn)場(chǎng)施工人員。

　　7、救護(hù)隊(duì)每班安排一名救護(hù)隊(duì)員現(xiàn)場(chǎng)跟班，監(jiān)護(hù)、處理應(yīng)急情況。

　　8、探放水前安質(zhì)科要組織相關(guān)部室對(duì)探放水周?chē)姆浪O(shè)施，排水設(shè)備，管路、鉆機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)行全面檢查，對(duì)排水設(shè)備進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理，驗(yàn)收通過(guò)方可探放水。

　　9、參與探放水的人員必須認(rèn)真學(xué)習(xí)探放水安全措施并組織職工簽字。

　　七、安全措施

　　1、施工前的準(zhǔn)備

　?、琶總€(gè)鉆探工必須領(lǐng)會(huì)設(shè)計(jì)內(nèi)容及施工要求，并做到持證上崗。

　?、泼看伍_(kāi)鉆前。跟班隊(duì)長(zhǎng)或班組長(zhǎng)需配合瓦檢員，救護(hù)隊(duì)員、安監(jiān)員詳細(xì)檢查施工區(qū)域巷道支護(hù)，瓦斯?jié)舛?、通風(fēng)、鉆機(jī)完好及水溝暢通等情況，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題立即處理，否則嚴(yán)禁施工。

　?、谴蜚@前，必須提前挖設(shè)排水溝，確保打鉆廢水及時(shí)排入水倉(cāng)。

　?、茹@機(jī)必須支實(shí)墊穩(wěn)，四個(gè)戧柱打穩(wěn)打牢，機(jī)身前后用鋼絲繩拉緊固定牢靠。

　　⑸采用反壓和有防噴裝置的方法鉆進(jìn)，防火隊(duì)制定防止孔口管和煤(巖)避突然鼓出的措施。

　　2、打鉆時(shí)注意事項(xiàng)

　　⑴鉆孔應(yīng)嚴(yán)格按照地測(cè)科標(biāo)定的孔位及鉆孔要素進(jìn)行施工。

　　⑵在上、下鉆桿過(guò)程中，鉆桿正下方嚴(yán)禁站人，以免鉆桿滑落傷人。

　　⑶機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)中，任何人嚴(yán)禁用手、腳或其它物件直接觸摸機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)部位，禁止將工具等物品放在鉆機(jī)、油泵、電機(jī)等部位上。

　　⑷開(kāi)鉆前，必須先供水，待水退回后，方可給壓鉆進(jìn)，并要保征足夠的流量，不準(zhǔn)鉆干孔。

　?、墒┕み^(guò)程中，除打鉆人員外，其它無(wú)關(guān)人員嚴(yán)禁在422排水巷作業(yè)、通行或逗留，并安排專人把守好警戒。

　?、拭看毋@進(jìn)時(shí)，若發(fā)現(xiàn)孔巖松散、片幫、鉆孔中的水壓、水量突然增大，以及有頂鉆等透水征兆時(shí)，必須立即停止鉆進(jìn)，但不能拔出鉆桿，現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人員立即向礦調(diào)度室匯報(bào)，并派人監(jiān)測(cè)水量。若發(fā)現(xiàn)情況危急時(shí)，必須立即撤出所有受水害危脅地區(qū)人員，然后采取措施進(jìn)行處理。

　　⑺鉆機(jī)鉆進(jìn)過(guò)程中，操作人員必須穿著防水服，其它人員遠(yuǎn)離鉆機(jī)。

　?、坍?dāng)鉆孔接近老空區(qū)時(shí)，操作人員更要集中精力，輕壓慢鉆，時(shí)刻觀察水量變化情況。下鉆時(shí)，如水壓過(guò)大，則不要急于抽鉆，當(dāng)泄壓一段時(shí)間后，水量減小，經(jīng)調(diào)度室及現(xiàn)場(chǎng)跟班人員同意，方可抽鉆。

　?、豌@進(jìn)過(guò)程中，預(yù)計(jì)可能有瓦斯或其它有毒有害氣體涌出，必須有瓦斯檢查員和礦山救護(hù)隊(duì)員在現(xiàn)場(chǎng)跟班，隨時(shí)檢查空氣成分，如果瓦斯或其它有害氣體濃度超過(guò)《規(guī)程》規(guī)定時(shí)，必須停止鉆進(jìn)，切斷電源，撤出人員，并報(bào)告礦調(diào)度室。

　?、问┕r(shí)鉆孔開(kāi)口處適當(dāng)位置要懸掛便攜式瓦斯報(bào)警儀。

　?、戏阑痍?duì)在鉆孔放水前，應(yīng)當(dāng)估計(jì)積水量，并根據(jù)礦井排水能力和水倉(cāng)容量控制放水流量，防止淹面;放水時(shí)應(yīng)當(dāng)設(shè)專人監(jiān)測(cè)鉆孔出水情況，測(cè)定水壓和水量，做好記錄，如國(guó)水量突然變化，應(yīng)當(dāng)及時(shí)處理，并立即向調(diào)度室匯報(bào)。

　　⑿避災(zāi)路線：422排水巷—就近橫川-422運(yùn)順-皮下延伸-輔助運(yùn)輸大巷2#橫川-人車(chē)場(chǎng)。

　　3、封孔

　?、欧饪撞捎镁郯分退嗌皾{封孔工藝，封孔長(zhǎng)度不小于10m，外段用水泥砂漿充實(shí)填滿，孔口捆綁8#鐵絲固定在幫部錨桿上，以防水壓增大沖出封孔管。

　?、品饪坠芤冻隹卓?00-250mm，并按要求在孔口安裝放水閘門(mén)，壓力表及水表。

　?、欠饪祝惭b閘門(mén)、水表、壓力表時(shí)，作業(yè)人員嚴(yán)禁站在探水孔口的正下、正前方，防意外事故發(fā)生。

　　4、鉆機(jī)搬運(yùn)

　?、虐徇\(yùn)距離較近時(shí)，采用撬桿等工具人工進(jìn)行搬運(yùn)，最少4人以上配合作業(yè)，并設(shè)1人協(xié)調(diào)指揮，作業(yè)時(shí)人員嚴(yán)禁站在機(jī)身兩側(cè)。

　?、七\(yùn)輸距離較遠(yuǎn)時(shí)，必須將鉆機(jī)解體裝車(chē)或人工運(yùn)到指定地點(diǎn)。

　　⑶裝、卸鉆機(jī)前車(chē)輛必須用卡軌器卡死擋平，防止車(chē)輛下滑傷人。

　?、忍岱跑?chē)過(guò)程中，必須嚴(yán)格執(zhí)行《小絞車(chē)運(yùn)輸管理辦法》及“五位一體”檢查確認(rèn)制度。

　　5、其它

　　⑴打鉆期間，區(qū)隊(duì)干部及地測(cè)人員必須現(xiàn)場(chǎng)跟班，及時(shí)處理有關(guān)問(wèn)題，確保打鉆工作順利進(jìn)行。

　?、乒╇姳仨氉龅?ldquo;七無(wú)、七有、三齊、七全、三堅(jiān)持”嚴(yán)禁失爆。

　?、切断碌你@桿必須放在制定地點(diǎn)堆放整齊，并做好施工區(qū)域的文明衛(wèi)生工作。

　　八、附圖

　　1、420工作面積水分布平面圖1：2000

　　2、420工作面采空區(qū)放水鉆孔布置設(shè)計(jì)圖1：2000

　　2、420工作面采空區(qū)放水鉆孔剖面圖1：200