8010掘进工作面探放水设计及安全技术措施

8010掘进工作面探放水设计及安全#技术措施#山西**有限公司8010**探放水设计及施工安全技术措施编制人：编制单位：编制日期：8010*探放水设计会审表会审时间主持人会审地点会审意见编制探水队队长施工队负责人监理公司调度室主任地测副总运输副总通风副总机电副总安全矿长通风矿长机电矿长生产矿长总工程师矿长8010**探放水设计方案贯彻签字表贯彻人贯彻地点贯彻时间被贯彻人签字签字手印签字手印签字手印8010**掘进工作面探放水设计及安全技术措施第一节概述为查明轨道回风顺槽掘进工作面前方水文情况，坚持“有掘必探、有采必探、先探后掘”探放水原则，保证巷道掘进安全，杜绝水害事故发生，根据相关资料结合现场实际情况，特编制此设计。本次探放水设计主要依据为《煤矿防治水规定》、《煤矿安全规程》，《矿井地质报告》、《矿井水文地质类型划分报告》及水仓设计图纸以及现有井巷的揭露资料。第二节工程概况一、巷道位置及相应地面位置8010**为矿井首采区的回采巷道。西部近邻80101皮带进风顺槽10m，南部连接回风巷；该巷道在工作面回风巷C2点前30米处，以方位角0°沿煤层顶板掘进，该巷道北部为矿界保安煤柱，西部为80101首采面。相应地面位置为回风斜井西北部山体，无地面水体等其他建筑物。二、巷道设计及工作面煤层变化情况8010**施工于太原组8煤，开口于工作面回风巷C2点前30米处右帮，以方位角0°沿煤层顶板掘进。根据相邻巷道揭露的煤层变化情况，结合现有的地质资料分析，巷道布置与井田倾伏背斜北翼，局部单斜构造，倾角-9°--6°，煤层厚度3.81-5.25米，平均厚度为4.3米。三、巷道施工、施工次序及支护方式等情况1、施工工艺8010**为综掘机掘进巷道，综掘机沿8#煤层顶板掘进，巷道采用锚网支护方式，总工程量205m。2、支护设计8010**为锚网支护，矩形断面：S=3.6m×2.4m；锚杆采用左旋无纵筋螺纹钢，规格：φ18×2000mm，间排距1000×1000mm，三花排列。钢托板规格：150×150×10mm。树脂药采用MSK23/35型和MSZ23/35型各一卷。预紧力矩不应小于140N*M，锚固力不小于50KN。锚索规格：φ17.8×7300mm，间距2000mm,排距3000mm，托盘采用200×200×20mm钢板，锚固力不小于200KN，张拉预紧力控制在50-120KN，树脂锚固剂采用MSK23/35型。金属网采用φ6mm钢筋网，网孔规格为100×100mm。网片搭接长度100mm,并用12-14#铁丝绑扎。附：巷道支护断面图第三节8010**工作面地质及水文地质分析一、地质及水文地质情况1、地质构造情况8010**地质构造较为相对复杂。开采的太原组8煤，煤层属单斜构造，煤层结构简单，煤层平均厚度在4.3m左右。根据相邻老巷80101皮带进风顺槽揭露的地质情况分析，倾角为-9到6°，预计掘进至165m时将揭露一陷落柱。该陷落柱长轴为70m左右，短轴为45m左右，胶结较好，揭露处无滴水、淋水情况；给8010**掘进造成一定影响。2、煤岩层产状、厚度、结构、层间距8号煤层位于太原组中下部，L1灰岩之下，煤层厚度3.51～5.25m，平均4.30m。结构较简单，含0-4层夹矸，工作面属稳定可采煤层。煤层顶板为L1石灰岩，底板为砂质泥岩、泥岩。上距4号煤层约69.8m，下距9号煤层9m，9煤未见实体煤。顶板：岩性石灰岩，质硬。底板：岩性为砂质泥岩，泥岩，质软。煤层特征表可采煤层特征表地层煤层厚度最小-最大平均（m）层间距最小-最大平均（m）结构（夹矸数）稳定性可采性顶底板岩性顶板底板山西组2+3+42.31-7.244.3947.85-61.7853.51简单1-3稳定全区可采泥岩泥岩太原组70-1.540.81简单0-2较稳定局部可采石灰岩泥岩14.07-19.1216.2983.51-5.254.30较简单0-4稳定全区可采石灰岩砂质泥岩、泥岩5.58-12.829.0090.48-2.421.22简单1-3稳定大部可采粉砂岩、砂质泥岩泥岩2、水文地质情况1）太原组灰岩水害L1灰岩为太原组8煤直接顶板，该层灰岩厚度为0.4-2.4m，富水性较弱，根据相邻80101工作面掘进期间情况分析，灰岩含水层对8010**巷道掘进影响不大。2）采空区积水根据地面物探及现有图纸资料分析，8010**巷道上部有一处2+3+4物探异常区，该异常区为以前小窑破坏区，该巷道距离上部物探异常区间距69m，根据三带计算，巷道掘进期间不受上部物探异常区威胁。2、掘进工作面水害隐患分析该区域水文条件相对简单。该巷道西部为首采80101工作面；东部为实体煤；北部为相邻嘉乐泉矿界；南部为工作面回风巷、工作面运输巷。根据相邻巷道80101皮带进风顺槽水文情况分析，该巷道在掘进过程中有出现滴水、淋水情况不大。1、顶板主要含水层水患分析开采的太原组8号煤层，顶板为太原组L1灰岩含水层，平均厚度为1.3m；因厚度较薄，富水性较弱，对工作面掘进影响不大。2、轨道回风顺槽受底板承压水威胁情况分析本井田奥灰水位+889.5～+891.0m，8010**最低底板标高980m因位于奥灰水位之上，不受承压水威胁。3、轨道回风顺槽周围附近老空水威胁情况分析该巷道西部为首采80101工作面；东部为实体煤；北部为相邻嘉乐泉矿界；南部为工作面回风巷、工作面运输巷，四周巷道基本揭露，附近无不明老空水。4、受其它水体威胁情况分析相应地面为山体，无地表河流、水库；无钻孔影响；根据相邻80101皮带进风巷道掘进地质资料分析，该巷道掘进至165m时将揭露一陷落柱。该陷落柱长轴为70m左右，短轴为45m左右，胶结较好，揭露处无滴水、淋水情况。第四节物探设计一、物探准备工作巷道开工前提前通知公司物探队，并告知施工单位将现场清理干净，为进行物探工作提供良好的环境，提供物探准确度及可靠性。二、物探设备及方法巷道掘进前采用YCS40瞬变电磁仪进行物探，探测距离为100m，8010**开口于工作面回风巷，根据其巷道工程量，对该道共物探3次。根据物探结论，合理布置钻孔设计，对（高）低阻异常区进行钻探验证。如物探无异常区域时，可按照常规布置钻孔。物探方法为矿井瞬变电磁法。三、瞬变电磁测线（点）布置方式在工作面回风巷H1点处测线布置：第一条测线沿掘进方向从掘进面左帮50度开始到右帮50度，以10度为差值，共探测11个点。第二条测线沿掘进从掘进面顶板方向50度开始到底板50度，以10度为差值，共探测11个点。四、物探结论及建议1、探测结果物探成果图沿巷道掘进方向横向探测图及沿巷道掘进方向纵向探测图中在巷道前方40m-70m处为低阻异常区。2、低阻异常区分析综合勘探范围内地质、水文地质情况及物探时现场环境分析前方40m-70m煤层可能比较潮湿或含有裂隙水。第五节钻探设计一、探放水设备设施1、利用ZYJ-260/160钻机及其配套设备，无芯三翼钻头；钻头直径为65mm，配套钻杆直径42mm，利用井下防尘水作为循环水。2、水泵需两台（一台备用），一趟排水管路，同时要保证水泵完好，管路畅通。（根据钻孔瞬时最大放水量水泵选用BQW12.5-80-5.5型潜水泵2台，1趟4寸排水管路，另在打钻处挖一个蓄水池。）3、下六根长宽高为：1m*0.2m*0.1m的方木稳固钻机底座。二、排水系统根据已有资料及周围巷道揭露的地质水文情况，预计掘进期间不会出现涌水较大等情况，打钻期间仅有钻机用的静压水。在巷道低洼处设临时排水点，安装BQW12.5-80-5.5水泵及1趟4寸纳米管路，潜水泵排水管路与采区水仓连接形成排水系统。排水路线：打钻地点→工作面回风巷→轨道下山→采区水仓→主水仓→地面三、通讯信号及避灾路线相关部门在8010**打钻地点提前安装电话，保证安装电话位置距离打钻地点不能超过20m。派专人对电话进行检查维修，确保打钻期间电话能够正常使用。避水灾路线：打钻地点→回风巷→回风斜井→地面四、探水起始点的确定8010**从回风巷C2点前30米处右帮开始钻探，之后根据巷道煤层倾角变化情况、地质构造情况布置钻场，钻场布置里程：0m、30m、60m、95m、140m、170m处。在每个钻场地点做好标记，并挂牌管理。每次钻场根据实际情况，编制探放水设计及施工安全技术措施，严格按设计施工。五、超前距、帮距、允许掘进距离的划分及确定按照《煤矿防治水规定》第98条规定，最小水平钻距不得小于30m的要求，确定超前距离为30m；根据《煤矿防治水规定》及超前距离计算结果，本巷道帮距一般取20m。六、钻场布置设计根据巷道的工程量，本次共布置6个钻场，布置里程：0m、30m、60m、95m、140m、170m；在每个钻场地点做好标记，并挂牌管理。每次钻场根据实际情况，编制探放水设计及施工安全技术措施。七、钻孔设计参数该巷道西部为首采面80101皮带进风顺槽，地质及水文地质情况已揭露，故无需对左帮布置钻孔；本次共钻探2个孔，1号为中心钻孔，右帮施工2号，在揭露陷落柱处增加钻孔，具体参数见下表：1号钻场：里程0米孔号孔深（m）方位（°）倾角（°）备注1600-2巷道中间孔263.820-6终孔位置距巷道右帮20m2号钻场：里程30米孔号孔深（m）方位（°）倾角（°）备注1600-2巷道中间孔263.820-7终孔位置距巷道右帮20m3号钻场：里程60米孔号孔深（m）方位（°）倾角（°）备注1650-2巷道中间孔26917-6终孔位置距巷道右帮20m4号钻场：里程95米孔号孔深（m）方位（°）倾角（°）备注1750-7巷道中间孔28015-9终孔位置距巷道右帮20m5号钻场：里程140米孔号孔深（m）方位（°）倾角（°）备注16000巷道中间孔263.8200终孔位置距巷道右帮20m6号钻场：里程170米孔号孔深（m）方位（°）倾角（°）备注17506巷道中间孔277.63450探陷落柱范围376102探陷落柱范围480200探陷落柱范围附：探放水钻孔布置示意图、钻孔布置平面图、剖面图八、探放水钻孔孔口安全装置该巷道西部为首采80101工作面；东部为实体煤；北部为相邻嘉乐泉矿界；南部为工作面回风巷、工作面运输巷，四周巷道基本揭露，附近无不明老空水。因此钻探时无需安装孔口套管。第六节排水系统建立轨道回风顺槽钻探施工采用ZYJ-260/160全液压钻机，无芯三翼钻头；钻头直径为65mm，配套钻杆直径42mm。根据已有资料及周围巷道揭露的地质水文情况，预计掘进期间不会出现涌水较大等情况，打钻期间仅有钻机用的静压水。在巷道低洼处设临时排水点，安装BQW12.5-80-5.5水泵及1趟4寸纳米管路，潜水泵排水管路与采区水仓连接形成排水系统。排水路线：打钻地点→工作面回风巷→回风斜井底部（临时水泱）→轨道下山→采区水仓→主水仓→地面第七节探放水安全技术措施一、探放水施工程序1、检查排水系统8010**在钻探前，必须先建立临时排水系统。施工区队提前准备两台水泵（一台备用），一趟排水管路，同时要保证水泵完好，管路畅通。（根据钻孔瞬时最大放水量水泵选用BQW12.5-80-5.5型潜水泵2台，1趟4寸纳米管路，另在打钻处挖一个蓄水池。）2、测量放线在安装钻机前，探放水队长与测量人现场勘察，确定钻机安装位置后，测量人员按探放水设计要求，标定钻孔方向线。3、钻机运输及安装施工单位负责钻机的运输和安装，探放水技术人员现场指导。4、调试钻机调试钻机各传动部分运转是否正常，开关启闭是否灵活可靠，各种零部件及钻具是否齐全、合格。发现不符合规定者，必须进行处理或更换。5、钻机安全检查钻机安装后施工前，地测科组织探水队、安检员、施工区队进行联合验收，钻机安全可靠、信号齐全、排水系统健全，具备探放水施工条件时，验收人员在验收表中签字，探放水队方可开工。6、钻探1）根据本次探放水设计参数，施工人员严格按照地测技术人员所标定方位、角度执行，未经允许不得随意更改。2）钻孔施工及根据探放水设计施工钻孔，施工人员严格记录钻探情况，及时记录施工钻孔、倾角、方位、钻探进尺、岩性描述等情况，根据打钻期间记录有无异常情况。3）单孔验收探放水单孔验收由施工区队、探放水队、安全、生产、地测各科室相关人员现场验收，全部钻孔经验收合格后，撤出钻机，地测部门及时下发允许掘进通知单，施工区队开始掘进，在巷道掘进过程中时刻保持超前距不小于30m，严禁超标掘进。严格按探水----掘进---探水----掘进的程序进行施工。4）撤离钻机当最后一个钻孔施工完毕，验收合格，施工单位负责钻机的撤离。探放水人员及时清理钻机设备，主要应做到：1、所有液压油缸的活塞杆缩回缸内，不能缩回的活塞杆应用油纸包好，以防划伤。2、卸口的油管接口处必须用堵头堵住，严防杂物进入管内。3、不需拆下的钻机油管应堵好管口并牢固盘扎在运输钻机的平车上，严禁在运输过程中松散、损坏。4、排除冷却器中的全部冷却水。5、将清点后的钻机零部件、工具及配套设备等装箱，不能装箱的大件也应捆扎好，不得丢失任何器件。6、钻孔竣工后，应做好各种善后处理工作。其中包括：钻机的撤除、搬迁、检修、存放；钻杆及接头、接箍的更换；钻孔质量验收和封孔；场地中脏杂物的清理及有关资料的移交等。7、钻孔资料的整理，每个班都必须填写班报，包括钻孔角度、进尺、套管下置深度、设备运转、钻程记录、作业时间、交接班记录等原始资料。记录要真实反映施工情况，做到全面、准确、详细和整洁。二、钻机运输、安装安全的措施1、钻机的运输1）钻机在车盘上必须捆绑结实，不得超长、超宽、超高、超重，并符合井下运输的有关规定。2）拆下的螺钉等零件，要用有盖的箱子装好。容易丢失的零件，由钻工自带，不得装车。3）运送超长管材时，必须遵守有关运输安全技术措施。4）井下人工搬运设备时，要用绳子系牢，并要轻抬轻放，有专人统一指挥，起落行动一致。2、钻机的安装要根据具体情况编制1）安装前要检查、整修设备，并检查加固钻场及其周围支架，防止片帮冒顶；清理各种杂物，挖好清水池和疏水沟。2）钻机立轴对准钻孔位置，摆正钻机架，根据钻机情况描述钻机固定方式。当使用木柱时，直径不小于18厘米。3）机身安放平稳。各种电气设备必须防爆，机械传动部分要安装防护盖、保护罩。4）电器设备的安装，必须执行《煤矿安全规程》和有关规定。5）在上山施工斜孔时，需支设密集支柱，防止钻机下滑。6）准备好各种材料、配件、备用工具，摆放要整齐有序。7）调试钻机。检查钻机各传动部分运转是否正常，开关启闭是否灵活可靠，各种零部件及钻具是否齐全、合格。发现不符合规定的，必须进行处理或更换。8）施工前要具备自然泄水条件。三、钻孔施工安全措施一）开钻1、检查有害气体含量。当瓦斯浓度达到或超过l％时，不得开钻。2、工作人员进入钻场必须首先检查钻场及其周围的安全状况，如有不安全因素，不得开钻。3、检查机械设备安装质量及安全设施情况，经试车合格后，方可开钻。二）钻探1、按地测技术人员所标定的孔位及施工中规定的方位、角度和钻孔防斜措施施工，未经地质技术人员同意，不得擅自改动。2、钻探工人穿戴要整齐、利落，衣襟、袖口、裤脚必须束紧。3、启闭开关时，注意力要集中，做到手不离按钮，眼不离钻机，随时观察和听从机长命令，准确、及时、迅速地开启和关闭开关。4、禁止用手、脚直接接触机械运转部分。禁止将工具和其它物品放在钻机、水泵、电机保护罩上。5、扶把时，要站在立轴和手把一侧，不得紧靠钻机。钻机后面和前面的给进手把活动范围内，不准站人，防止高压水将钻具顶出伤人或给进手把翻起打伤人。给压要均匀，根据孔内情况及时调整钻法及压力。6、打开立轴箱时，横、立轴齿轮应加以防护罩。合立轴时，应待齿轮停止转动后进行。7、采用清水钻进时，要保证有足够的水量，不准打干钻。为防止埋钻，钻具下至距孔底1～2米时，立即开泵送水，见返水后，方能钻进。8、钻进过程中，一旦发现“见软”、“见空”、“见水”和变层，要立即停钻，丈量残尺并记录其深度。9、若发现孔内涌水时，应测定水压、水量。10、若发现煤岩松动、片帮、来压、见水或孔内水量、水压突然加大或顶钻时，必须立即停止钻进，但不得拔出钻杆，不得直对或任意跨越钻杆，迅速向调度汇报，并派人监视水情。如果发现情况危急时，必须立即撤出所有受水威胁地区的人员，然后采取措施，进行处理。11、透老空后，需经瓦检员检查有无有害气体溢出，并严格按作业规程要求对钻孔进行处理。12、钻孔内水压过大时，应采取反压和有防喷装置的方法钻进，并有防止孔口管和煤(岩)壁突然鼓出的措施。四、通风及其它有害气体防范措施1、探放气体的采掘工作面，必须加强附近巷道支护，严禁空顶作业.2、施工地点必须保持通风良好。在局部通风机供风地点施工，风筒必须跟到工作面，局部通风机必须由所在单位安排专人进行管理，杜绝无停电停风。3、施工地点必须安设专用电话。4、施工地点必须有瓦斯检查员或矿山救护队员监护，否则严禁施工。5、探放气体时，必须思想集中，边钻进边观察孔内变化，发现异常及时停钻处理。6、钻孔透采空区发现有害气体喷出时，要停钻加强通风，并用黄泥封孔，同时向矿有关部门汇报。7、钻瓦斯抽放孔、防突孔出现瓦斯急剧增大、顶钻杆等现象时，要立即停钻，按规定及时采取措施。8、钻孔打到设计位置时，必须检查孔内气体含量，确定无溢出后，方可拔出钻杆。五、其他要求1、探放水人员经专门技术培训，持证上岗。2、井下钻探施工前，必须学习《探放水设计及安全技术措施》及钻探，了解工程的设计目的、任务，严格按照设计施工。3、熟悉钻机的工作原理。掌握钻机的操作要领，维护保养及排除故障的知识。掌握钻孔的封孔和施工方式。5、了解有关煤矿瓦斯及有毒有害气体的知识。6、熟悉预防灾害的措施和矿井避灾路线。7、钻机附近必须安装专用电话。第八节应急救援和避灾一、制定针对探放水施工工程可能会出现的水害应急救援措施。1、探放水人员必须贯彻学习探放水设计及安全技术措施，熟知井下应急避灾路线。2、钻探过程中钻孔出水量变大，出现顶钻、钻机困难等异常情况时，必须停止钻进并汇报调度室，确定安全后方可施工。3、保证排水泵及备用泵能够正常运转，出现水量增大等情况时，及时开启备用泵。保证排水管路通畅，打钻期间派专人进行抽排水。4、其他严格按照水害应急预案执行。二、简述水害避灾要求和路线。必须保证避灾路线通畅、无杂物，避灾路线标示明显清晰并用箭头标注。避水灾路线：打钻地点→工作面运输巷→轨道下山→井底车场→副斜井→地面第九节附图附：1、巷道支护断面图、巷道钻场总体布置图2、探放水钻孔断面图3、钻孔布置平面图、钻孔布置剖面图4、排水系统图、避灾路线图