桐梓縣仙巖煤礦探放水設計
二O一一年九月
目 錄
第一章 概況
1.1 交通位置及礦界范圍
1.2 自然地理、氣候特征
1.3 礦井地質及水文地質特征
1.4 礦井水調查情況
第二章 探放水設計
2.1 探放水原則
2.2 探水線確定
2.3 探放水設計
第三章 鉆機的安裝、探水、放水技術
3.1 鉆機的安裝
3.2 探水技術
3.3 放水技術
附圖：1、地形地質圖
2、礦井綜合水文地質圖
3、礦井充水性圖
4、礦井排水系統圖
第一章 概 況
1.1 交通位置及礦界范圍
仙巖煤礦位于貴州省桐梓縣城以西約25km處，礦區距九壩鎮約15km，地理位置坐標為：東經106°39′37″～106°43′35″，北緯28°09′20″～28°11′47″。礦區呈北東～南西向展布，南起灣底下～觀音廟，汔火石土～猴春坎，全長約2.5km，平均寬約1.2km，隸屬桐梓縣九壩鎮所轄。企業性質為私營獨資。
礦區以東約25km與川黔線相接，區內有公路相通，交通較為方便。
1.2 自然地理，氣候特征
1、地形地貌、氣象及地表水
礦區呈北東～南西向展布，為低中、高地貌，礦區北高南低最高海拔標高1362.9m，最低海拔標高800m。條塘河從礦區中部由北向南徑流，河谷最低標高800m。根據區域水文地質資料，條塘河谷標高800m應為礦區最低侵蝕基準面。礦區南西側發育一條由北向南徑流的河流，河谷標高為800m，區內南東側發育數條溪溝，有利于地表水的排泄。
2、含水層、隔水層特征及其與礦床充水的關系
礦區出露地層為三疊系下統茅草鋪、夜郎組，二疊系上統長興組、龍潭組及下統茅口組，其水文地質特征及對煤礦開采的影響如下：
(1) 茅草鋪組(P1m)
為薄至中厚層狀灰巖、白云質灰巖、白云巖、泥質灰巖。厚度大于200m，含水性較強，但因分布在礦區邊緣，且其下的九級灘段隔水層相隔，在無構造破壞情況下，對煤礦開采無影響。
(2) 夜郎組(T1y)
九組灘段(T1y3)：為粉砂質泥巖、泥巖、泥質粉砂巖、鈣質泥巖夾灰巖。厚度160～165m。含水性極弱，為一相對隔水層，對煤礦開采影響不大。
玉龍山段(T1y2)：為中厚層狀灰巖、含泥質灰巖。厚120～140m。為巖溶裂隙含水屋，含水性中等。雖其下有沙堡灣隔水層存在，但因沙堡灣段隔水層厚度較小，采煤時不應對其破壞。
沙堡灣段(T1y1)：厚3～8m。為泥巖、鈣質泥巖。局部夾極薄層狀泥灰巖。為一相對隔水層。
(3) 長興組(P2c)
中厚層狀含燧石灰巖，層間夾炭泥質。為巖溶裂隙含水層，含水性中等。厚55～58m。該層在礦區內大多形成陡巖或陡坡，呈窄長條形分布，出露面積較小，地表巖溶不發育，地表水補給條件不良，對煤礦開采有一定影響。
(4) 龍潭組(P2l)
為一套海陸交互相含煤地層，巖性為泥巖、生物灰巖、泥質粉砂巖、粉砂質泥巖、粉砂巖、煤及少量泥質灰巖。厚70～75m。據采煤老硐調查，區內采煤老硐大多為潮濕狀態，局部有少量滴水、滲水現象，說明其含水性較弱，為一相對隔水層，對煤層開采影響較小。
(5) 茅口組(P1m)
為淺灰色、灰色厚層塊狀灰巖，厚度大于100m。為巖溶裂隙含水層，含水性較強。是含煤巖系的直接底板，但與C13煤層間有2～5m隔水層相隔，但因其厚度較小，受破壞后易引起礦床充水。
根據已有資料，區內礦床的充水主要因素為茅口組灰巖、長興灰巖及煤系三個含水層，均屬條帶狀地下水，分布很不均一，開采過程中易造成礦井突出，威脅較大，應加以注意。玉龍山灰巖含水層為礦井充水的次要因素。此外小窯積水未來礦井的突出問題，需要注意冒落范圍的小煤窯積水影響而造成淺部礦井的突然充水。
本礦井直接充水因素為煤層頂板裂隙水，主要充水因素為老空水，斷層水次之。
1、 涌水量
勘查地質報告中未提供涌水量資料。
礦井在進行正常生產時必須進行礦井水文地質調查，進行涌水量的實測，以便指導生產。
2、 水文地質條件分類
根據《礦井水文地質規程》分類，本礦井水文地質條件屬簡單類型。
第二章 探放水設計
2.1 探放水原則
本礦井設計為：平硐開拓，中央分區式通風，長壁法采煤，后退式回采，生產能力為15萬噸/年，礦井在平硐開拓、階段平巷、回風平巷，開切巷掘進，回采煤過程中，應將礦井水害預防工作放在首位，本著“預測預報、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原則，安排好探放水工作。遇到下列情況都必須探水掘進。
?、诺V井新開拓區域或新布置的巷道。
?、平咏?、導水斷層、溶洞和導水陷落柱時。
?、谴蜷_隔離煤柱放水時。
?、冉咏赡芘c河流、湖泊、水庫、蓄水池、水井等連通的斷裂構造帶時。
?、山咏谐鏊赡艿你@孔時。
?、式咏兴墓酀{區時。
?、耸艿装鍙姵袎汉畬油{的采煤工作面。
?、探咏渌赡艹鏊?突水)地點時。
?、凸ぷ髅娉鏊A兆：煤壁掛汗：溫度下降，空氣變冷，霧氣產生;煤層發潮、暗沉沉有害氣體增高，呼吸困難，頭痛;頂、地壓加大，底板鼓起并有滲水、淋水;出現壓力水流并有“嘶、嘶”水叫聲;巷道掛紅，有異味等出水預兆情況，必須立即向礦調度室匯報撤出人員等候處理。
2.2 探水線確定
根據貴州省地質礦產勘查開發局一O二地質大隊對我礦進行的地質及水文地質成果資料，結合本礦實際開采深度，礦井水來源及分布調查情況，本礦無老塘、老窯積水，標高1270米水平以上的老采空區局部存在有積水，現狀開采位置尚未采掘采動區域視為可疑區，以礦界向相鄰礦各100米距離作為本礦探水線位置。并按此要求進行探放水設計。
2.3 探放水設計
2.3.1 主平硐、運輸大巷、總回風巷掘進設計
主平硐、主運輸巷、回風平硐巷道掘進凈斷面：寬4.2m，高2.8m，巷道斷面形狀為三心拱形，斷面積11.24m2，水溝布置于巷道西側，水溝斷面：0.4×0.4m。巷道支護采用錨網噴漿支護，巷道坡度為3‰度。
探放水設備選用ZLJ—380坑道鉆機進行探水，迎頭面一次布置五個探水眼，探水眼孔徑65mm，眼孔按一字型排列，距底板高度0.5m，與煤、巖層垂直布置，眼深40m，邊眼與中眼的夾角為30度，鉆眼間距0.6m。
排水設備：因該工作面涌水由主平硐水溝自流排出井外。故不考慮排水設備。
主平硐經探放水作業，由探水眼中流出的水量低于5m3/h，水壓不超過1毫米水注，視為涌水正常，可以進行平硐掘進施工。當平硐掘進到探水眼超前距離為20米時，回復進行下一次探放水作業工作。
2.3.2 運輸、回風順槽掘進設計
煤層運輸、回風平巷與階段平巷，均為順煤層走向掘進，巷道以上仰3‰坡度水平掘進，保持水流方向。
平巷斷面形狀為梯形布置，巷道凈斷面：頂寬度2m，底寬度3m，高度2.4m，斷面積6m2，水溝布置于巷道下幫，水溝斷面0.3×0.3m，巷道支護采用11#礦工鋼架箱支護。
探放水設備選用ZLJ—380坑道鉆機進行探水，迎頭面一次布置五個探水眼，探水眼孔徑65mm，眼孔按一字型排列，距底板0.5m，眼間距0.6m，眼深40m，探水眼成扇形，順煤層布置，邊眼與中眼間的夾角為30度。
排水由巷道水溝自流入運輸平巷水溝，再流向井底水倉經水泵排出。
探水眼中流出的水量低于5m3/h，水壓不超過1毫米水柱，視為涌水正常，可以進行掘進施工，當掘進到探水眼，超前距離為20米時，必須停止掘進，回復探放水作業工作。
2.3.3 上山開切巷設計
上山開切巷是聯通運輸平巷與回風平巷的通道，巷道沿煤層傾斜方向布置，煤層傾角即為巷道坡度，施工由下向上掘進，巷道斷面為梯形，巷道凈斷面：頂寬1.8m，底寬2.4m，高2.0m，斷面積4.2m2，水溝布置于主巷道右側，水溝斷面0.25×0.25m。
巷道支護采用液壓支柱支護，鉸接頂梁接頂，迎頭面進行探水作業時，必須加固支護，裝好擋板，做到上鑿鉆眼不發生片幫。探水設備選用電動75型探水鉆機，迎頭面一次布置五個探水眼，探水眼孔徑65mm，眼孔按一字型排列，底眼距底板0.4m，眼間距為0.5m，眼深40m，順煤層布置，中眼與巷道平行，邊眼與巷道成30度夾角。
排水由巷道水溝自流入運輸平巷水溝，再流向井底水倉經水泵排出。
檢測探水眼中流出的水量低于5m3/h，水壓不超1毫米水柱，視為涌水正常，可以進行掘進施工，當掘進到探水眼超前距離為20m時，必須停止掘進，回復探放水作業工作。
2.3.4 采煤工作面探放水設計
采煤工作面沿煤層傾向布置，煤壁高1.2--2米，工作面支撐采用液壓支柱支護，3~4排控頂，最大控頂距3.6米，最小控頂距2.6米，工作面探放水設備選用電動探水鉆機、鉆眼采用單排眼布置，每眼與煤壁成30度夾角。眼底向上，眼間距2m，眼深40m，孔徑65mm，順層布置，距底板高度0.6m。工作面探水孔起止位置在距離下出煤口10m起至距離回風出口10m位置處止，排水由煤壁下方水溝自流入運輸平巷水溝，再流向井底水倉經水泵排出。
探水作業完畢，檢測探水眼中流出的水量低于3m3/h，水壓不超過1毫米水柱，視為滲水正常，可以進入采煤作業，當工作面推進到探水眼超前距離為20m時，必須停止采煤，回復探放水作業工作。
2.3.5 老采空區探放水。
一、每日檢測一次引經導流水流數據，發現水流變小，應及時檢測導流管道，發現阻塞，應及時修復疏通，經常保持穩定的水流量。
二、定期監測老空區積水的流水壓力狀況，做好監測記錄，防止水壓超高沖擊保安煤柱或引發突水事故。
三、落實責任，每班安全員為老空區、積水管理監控責任人，誰當班、誰負責。
2.3.6 礦井排水系統
本礦在井底布置有永久性水倉一座，容積350m3?？諅}容積常年保持在70%以上。
主要排水設備為三臺礦用離心式水泵(DM85-67x3)，配兩趟Φ108排水管至地面。功率90KW，單機小時排水量為85m3，設計一臺工作，一臺備用，一臺檢修，用一臺水泵排除礦井正常涌水量，兩臺水泵可滿足礦井最大涌水量，能夠滿足礦井排水要求。
第三章 鉆機的安裝、探水、放水技術
3.1鉆機安裝規定：
1、加強鉆場附近的巷道支護，并在工作面迎頭打好堅固立柱和擋板。
2、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場，依據設計，確定主要探水孔的位置、方位、角度以及鉆孔數目。
3.2探放水施工中的技術要求
3.2.1探水技術要求
1、 鉆進時應準確判別煤、巖層厚度并記錄換層深度。一般每鉆進10m或更換鉆具時，測量一次鉆桿并核實孔深。終孔前再復核一次，如有可能應進行孔斜測量。
2、 鉆進時，發現煤巖松軟、片幫、來壓或孔中的水壓、水量突然增大，以及有頂鉆等現象時，必須立即停鉆，記錄其孔深并同時將鉆桿固定。要立即向礦調度室匯報，及時采取措施，進行處理。
3、 鉆進中發現有害氣體噴出時，應立即停止鉆進、切斷電源，將人員撤到有新鮮風流的地點。立即報告礦調度室，采取措施。
4、 鉆孔內水壓過大或噴高壓水時，應采用反壓和防噴裝置的方法鉆進，應有防止孔口管和煤(巖)壁突然鼓出的措施：
5、 背緊工作面，在攔板外面加設頂柱或木垛，必要時還應在頂、底板堅固地點砌筑防水墻，之后方可放水。
6、對于水壓大于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，還應下第二層孔口管并超過煤層1 m以上。
7、 在探水孔施工中，見到含水層、斷層、陷落柱和積水區之前，應停止鉆進，安好水門后再繼續鉆進。
8、 遇高壓水頂鉆桿時，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，操作時禁止人員直對鉆桿站立。
9、應做到交接班時不停鉆。
10、 探放斷層水的探水孔終孔后，孔內有水應進行放水試驗?？變葻o水時應選擇一個孔進行壓水試驗，檢驗斷層隔水性能;壓力一般應略大于斷層所承受的靜水壓力。
11、 探放水鉆孔，完成探測任務后必須全孔注漿封閉，并做好封孔記錄。
3.2.2 放水的技術要求
1、 鉆孔探到水后，要觀測水壓、水質、水量和估計積水量或補給量。根據礦井排水能力及水倉容量，決定是注漿堵水還是放水?？刂品潘椎牧髁炕蛘{整排水能力，并清理水倉、水溝等。
2、 煤層頂板有含水層和水體存在時，應當觀測“三帶”發育高度。當導水裂隙帶范圍內的含水層或老空積水影響安全開采時，必須超前探放水并建立疏排水系統。
3、 加強放水地點的通風，增加有害氣體的觀測次數。
4、 必須監視放水全過程，放水結束后，應立即核算放水量與預計積水量的誤差，查明原因。
第四章 探放水安全技術措施
1、探水前的安全準備工作
(1)、探水前對排水設備進行徹底檢查，探水過程中要有專人維護、保證正常排水。
(2)、探水前對水溝、沉淀池進行徹底清理，保持水流暢通。
(3)、要有專人對鉆場附近的頂板進行檢查維護，避免發生冒頂事故。
(4)、探水鉆場后方必須有安全躲避峒室。
(5)、保證鉆場的正常通風，并制定專項檢查措施。
(6)、鉆場附近要安裝電話，并保持通訊暢通。
(7)、明確水害避災路線，并認真貫徹至施工人員。
2、鉆機運輸、安裝的安全措施
(1)、運輸、安裝鉆機人員，要互相配合好，防止鉆機反倒傷人和擠傷手腳事故發生。
(2)、鉆場在穩鉆前，應清凈浮煤。鉆場巷道支護要符合質量要求，禁止有空幫、空頂現象。鉆機要穩牢、穩平，底座墊上底木梁，鉆機穩固在底木梁上，四角要大好四根立柱，并用鐵絲聯在一起。將鉆機穩定牢固后，方準開鉆。
(3)鉆具應統一放在鉆場內，禁止在巷道內亂放。
3、鉆機操作的安全措施。
(1)、鉆工上崗前，必須經過培訓，學習作業規程并持證上崗。
(2)、鉆孔必須嚴格按設計的方位、角度、深度施工，嚴禁私自變更鉆孔參數。
(3)、鉆孔施工期間，必須有專職瓦斯檢查員隨時檢查鉆孔、鉆場瓦斯，若瓦斯達到1 %，應立即通知停鉆撤人。
(4)、操作鉆機人員，要由班組長或有經驗的工人擔任，另一人跟前監護。鉆機操作按扭，應設在距司機工作處不超過0.5m的地方,確保能及時停送電。
(5)每班開鉆前，鉆機要先試正、反轉。鉆機開始運轉后，任何人不準觸摸鉆桿及機器旋轉部位，防止鉆機絞人。
(6)、操作鉆機要嚴格執行操作規程。在鉆進中，掌握好鉆進速度，壓力要適當，注意孔內水循環，禁止干鉆，避免損壞鉆機和發生卡鉆事故。
(7)打鉆過程中，要嚴格執行現場交接班制度，現場交清孔內情況和鉆機運轉情況。
(8)、鉆孔透水后，要詳細觀測和記錄水情變化。起鉆時，工作人員禁止站在鉆桿的正后方向。鉆桿全部起出后，立即關閉閥門，并向調度室匯報透水情況。
(9)打鉆出水后，若水量較大，威脅到巷道內人員安全時，要通知巷道內所有人員和受威脅的其他人員，一并撤出，并迅速向調度室匯報。
