回风下山、轨道下山探放水方案

回风下山、轨道下山掘进探放水方案

山西临县焉头煤业有限公司

二零一零年一月

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第一章 探放水工程设计 第一节 矿井水文条件简介

一、地质条件：

本矿地质构造简单，总体上为由西南向东北倾斜的单斜构造，地 倾角4○—6○，井田内无断层及陷落柱等构造。 二、水文地质情况： 1、地表水

井田内河流不发育，只发育季节性排洪支叉冲沟，位于井田中部及西南部边界附近向西北倾斜的两条冲沟为主冲沟，平时干涸无水，雨季分别汇集分叉冲沟洪水，向西北排出井田，注入湫水河，本区属黄河流域湫水河水系支流。 2、含水层

井田内主要含水层为奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层、石炭系上统太原组沙岩裂隙及石灰岩岩溶裂隙含水层、二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层、二叠系上、下石盒子组沙岩裂隙含水层及第三、四系松散岩类空隙含水层。

（1）奥陶系灰岩广泛出露于区域东部，据收集到的资料，以上马家沟组和峰峰组含水层为最多。上马家沟组厚228m，岩性以石灰岩和泥灰岩为主，有少量白云质灰岩，下部为角砾状灰岩和角砾状白云岩;峰峰组厚约106.00m，岩性以石灰岩、泥灰岩为主，下部夹石膏层和角砾状泥灰岩。上马家沟和峰峰组含水层溶岩发育程度存在较大差异，一般来说前者明显强于后者，并且二者的变化程度也存在很大的不同。峰峰组含水层随深埋的不同，其富水性有明显差异，

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其特点是：浅埋区明显强于深埋区，深到一定程度，含水层变为隔水层。因此，峰峰组灰岩只在浅部形成条带状的强富水带，在深部则富水性很弱，直到不含水。而上马加沟组含水层虽然也和所有的岩溶水层一样，富水性具有不均衡性，并且与深埋有一定关系，但很不明显，即深浅部富水性差异不大。据三交详查区资料，埋深655m，标高760m时，岩溶裂隙依然十分发育，富水性很强。因此，其富水性的垂直分带不是那么很明显。

据收集到井田外东部湍水头镇和南部新民煤矿的两个供水孔（3号和8号孔）水文资料。

湍水头镇供水孔(3号孔)，奥陶系灰岩埋深74.71m，上覆本溪组地层，揭露奥灰岩226.11m，其中上马家沟组揭露109.82m，峰峰组116.29m。抽水试验：降深1.6m时，出水量157m3/d；降深5m时，出水量485 m3/d。水质类型为HCO3-·SO4-—Ca2+·Na+·Mg2+ 型，矿化度0.63g/L。水位标高805.12m。

新民煤矿 供水孔（8号孔）。奥陶系灰岩埋深106.45m，上覆本溪组和太原组地层，揭露灰岩194m，其中上马家沟组揭露102m，峰峰组92m。抽取上马家沟组和峰峰组含水层中水，出水量518 m3/d。水质类型为HCO3-·SO42—Ca2+·Na+·Mg2+型，矿化度2g/L，水位标高801.81m。

根据区域地质水文资料，推测本井田奥灰水水位标高在804-806m之间，奥灰水流向由东北到西南。

（2）上石炭统太原组碎屑岩类夹石灰岩岩溶裂隙含水层

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本含水层可分为两类：砂岩裂隙含水层和L1、L2、K4、L5灰岩岩溶裂隙含水层 。一般砂岩裂隙含水层 富水性弱：石灰岩除留在井田局部尖灭以外，其余大部分较稳定，岩溶裂隙不太发育，富水性弱、据三交详查区资料，太原组混合抽水试验：本含水层静止水位标高761.85-840.60m，单位涌出量q=0.008-0.01L/s.m，渗透系指数K=0.047-0.415m/d，总硬度784 mg/L,矿化度大于1g/L,为极硬的微咸水。水质类型为HCO3-·SO42—Ca2+·Na+型。 （3）下二叠统山西组砂岩裂隙含水层

山碎屑岩类的泥岩、砂质泥岩、砂岩等组成，以其以粗、中、细粒各层砂岩裂隙不同程度含水为主，随埋深增加富水性减弱。根据三交详查区钻孔抽水试验；精致水位标高739.51-822.03m，单位涌出量q=0.005-0.051L/s.m，渗透系数K=0.02-0.137m/d，总硬度37mg/L，矿化度大于1g/L，富水性弱，为极软的微咸水。水质类型为HCO3-·Cl—Na+型。

（4）二叠统上、下石盒子组沙岩裂隙含水层

该含水层主要由K4、K6及其层间粗、中、细粒砂岩含水为主，砂岩分布普遍，厚度变化较大，裂隙不太发育，富水性弱。据三交详查区资料，上、下石盒子组混合抽水试验，单位涌出量q=0.0051-0.028s.m，渗透系数K=0.04-0.63m/d，水位标高859.44-913.50m，矿化度大于0.64-1.82g/L。水质类型为HCO3—Ca2+·Na+型。

（5）第三、四系松散岩类空隙含水层

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井田内地表大部被第三、四系松散层覆盖，可直接接受大气降水补给，部分向下补给基岩含水层，部分于沟谷低洼处以泉的形式排泄。该含水层富水性较弱，局部中等。其中出露于梁、峁之上的第四系中上更新呢统，由于补给和蓄水条件的限制，可视之为透水而不含水层；沟谷中的第四系统含水层比较富水，主要是一些透镜状砾石层，单井出水量为5-20m3/d；上第三系上新统富水性较弱，单井涌水量小于10m3/d。

3、主要隔水层

（1）中石炭统本溪组隔水层

由泥岩、粘土岩、铝质泥岩贴纸泥岩组成，厚度33.71米左右，系一较好的隔水层。

（2）石炭系太原组和二叠系山西组及下石盒子组层间隔水层组 本隔水层由泥岩、砂质泥岩粘土质泥岩及煤层等组成。分布于各层石灰岩和各层砂岩含水层之间，起到层间相对隔水的作用。 （3）第三、四系松散层隔水层

第三、四系松散层间的粘土层、亚粘土、砂质岩土均为良好的隔水层。

4、矿井涌水量

该矿现采5号煤层，实际生产能力为210Kt/a，目前矿井实际涌水量最大为100m3/d，正常60m3/d。 5、矿井涌水量预算

本井田面积不大，水文地质条件基本一致，故采用富水系数比拟法较为合适，预算公式如下：Q=KP·A

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Q—矿井生产能力提升至300Kt/a时预算的涌出量（m3/d） KP—富水系数（m3/d），该矿现开采5号煤层，实际生产能力为900Kt/a，按一年300天工作日计算，平均日产煤均为700t，矿井正常涌水量为60 m3/d，最大为100m3/d，矿井富水系数为KP =0.086-0.143m3/t；

A-矿井生产能力（t/d）。按拟提升至300 Kt/a预算，一年按300天工作日计算，平均日产原煤1000t/d。

经计算，该矿实际生产能力带到300 Kt/a时，矿井正常涌水量为86m3/t，最大涌水量为143 m3/d，本次预算结果可供参考。

随着矿井范围的进一步扩大，采空区积水增多，采空区顶板冒落后，产生的导水裂隙带会加强上覆各含水层间的上下水力联系，故今后矿井涌水量将有增大的趋势，应注意检测涌水量的变化，加强水文地质工作，必要时实施探放水措施，确保矿井安全生产。

第二节 周边矿井调查情况

一、寺沟煤矿位于本井田的西南面，开采5号煤层，现关闭，与我矿相邻为5401采空区，5401采空区已密闭。

二、东风煤矿位于本井田的东部边界，面积0.63km2，与我矿二采区采空区相邻，我矿二采区已密闭。

三、裕民煤矿位于本井田的北部，与我矿矿界相邻大约二百米左右，不存在水患。

本矿与周围煤矿矿界明确，无越界开采现象。现开采范围不受周边矿井水情危胁。

第三节回风下山、轨道下山掘进工作面及

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周围的水文地质条件

该井田所属煤系地层为山西组上组煤层，煤层基岩出露少，多为黄土层覆盖，各含水层补给条件差，所以开采时受第四系含水组和二迭系山西组及上下石盒子组，多层厚层砂岩含水组两组含水层的影响，该掘进工作面伪顶炭质泥岩含水层有少量涌水，对该工作面的采掘影响不大，在回风下山、轨道下山以北为我矿矿界，在掘进时严格执行“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的探放水原则，确保该工作面的掘进工程顺利进行。

第四节 回风下山、轨道下山掘进工作面概况

回风下山、轨道下山由南向北沿煤层底板联合开拓同时掘进，掘进巷道断面为12㎡，净宽3.8m，净高3.2m，采用铺网+锚杆+钢带+锚索进行联合支护，该工作面位于5＃煤层，东邻我矿一采区，西南靠寺沟煤矿，北邻我矿矿界保安煤柱。

第五节 回风下山、轨道下山掘进工作面探放水设计

为了确保回风下山、轨道下山掘进工作的安全，依据《煤矿安全规程》中有水患威胁的地区，必须坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则，结合井下实际情况，制定如下设计：

探放水钻孔布置及探放水钻孔设计：

1、在工作面采用两台ZDY1900S型 全液压坑道钻机探水，分别在两下山尽头布置一组探水点。

2、根据掘进实际情况决定回风下山、轨道下山钻探深度为60m，超前距30m，水平扇形面内各组钻孔间的终孔水平距离为3m，终孔直径

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为54m,侧帮距为20m。

3、探水钻孔个数、方向、深度、倾角：

①回风下山在探水点沿巷道前进方向，先按中线方向布置一个中心钻孔，然后以中心孔起以1°54′的间隔，偏东布置8个钻孔，偏西布置11个，从左到右编号为（16、14、12、10、8、6、4、2、1、3、5、7、9、11、13、15、17、18、19、20）,孔（1、2、3、4、5）深60m，孔（6、7、8、9、）深60.5m，孔（10、11、12、13）深61.2m，孔（14、15、16、17）深62.1m，孔（18、19、20）深63.9m。

②轨道下山在探水点沿巷道前进方向，先按中线方向布置一个中心钻孔，然后以中心孔起以1°54′的间隔，偏东布置11个钻孔，偏西布置8个，从右到左编号为（16、14、12、10、8、6、4、2、1、3、5、7、9、11、13、15、17、18、19、20）,孔（1、2、3、4、5）深60m，孔（6、7、8、9、）深60.5m，孔（10、11、12、13）深61.2m，孔（14、15、16、17）深62.1m，孔（18、19、20）深63.9m。 ③钻孔布置在5#煤层，仰角与煤层倾角一致，呈偏扇形。 ④探水钻孔示意图（附后）

第六节 探放水施工与掘进工作的安全规定

回风下山、轨道下山探水时，一次打到含水体的情况较小，往往探水与掘进相结合，即探水—掘进—探水循环进行，当探水钻孔为巷道探明了一段安全距离后，巷道即向前掘进一段，然后再探水，为确保该工作的安全可靠，特制定如下规定：

1、加强钻场附近的巷道支护，并在工作面迎头打好坚固的立柱和栏板。

2、清理巷道，做好排水设施。探水孔位于巷道低凹处时，必须配备

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与探放水量相适应的排水设备。

3、在打钻地点必须配备跟班专职瓦斯员和专职机电工，并在打钻地点附近安设专用电话。

4、测量和探水人员必须亲临现场，依据设计确定主要探水孔的位置、角度、深度以及孔数。

5、预计水压较大时，探水钻进之前，必须先安好孔口管和控制闸阀，进行耐压实验，达到承受水压后，方准继续钻进。

6、采掘工作面必须执行“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的探放水原则，确认无突水危险后，方可掘进。

7、掘进过程中发现有透水预兆或发生大量涌水时，必须停止作业，采取措施，报告矿井调度室，如情况危急，必须立即发出警报，撤出所有受水害威胁地点的人员。

第七节 水灾应急通讯系统与避灾路线

一、水灾应急通讯系统

通讯系统是保障水灾应急救援工作正常开展的一个关键。水灾应急救援体系必须有可靠的通讯保障系统，保证整个水灾应急救援组织内部以及内部与外部之间畅通的通讯网络，为此，我公司设有专用的地面、井下通讯网络，电话型号HBZ（G）A型选号报警扩音电话，其电话即可双向对讲，遇到紧急情况时，可全线扩音呼叫，电话安装地点和电话号码见附表1、2。 二、避灾路线

掘进工作面一旦发生透水事故，队长（班组长）立即派专人报告值班矿长，由值班矿长报告矿长（刘永珍）立即启动《水灾事故专项应急救援预案》，同时组织在场人员尽量了解或判断事故的地点和灾

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害程度，在保证人员安全的条件下，迅速组织抢救尽可能就地取材，加固工作面，设法堵住出水点。以防止事故的继续扩大，如无法抢救，则应根据当时当地的实际情况避开水头有组织地沿：

??联络巷???井底车场???主斜井???地面回风下山、轨道下山?安全撤出。

第八节 通风措施和瓦斯检查制度

一、掘进进风下山贯眼上风侧10m处安设局扇送风，掘进工作面必须装设风电、瓦斯电闭锁、甲烷风电闭锁装置，确保钻场安全。 二、进入探水点的风流中，瓦斯浓度不超过1.0%、二氧化碳浓度不超过1.5%，其它有害气体都应符合《规程》第100条之规定。 三、探水点通风路线：

新风??井底车场???联络巷???轨道下山???贯眼 主斜井?????

回风下山探水点轨道下山探水点?污风???专用回风巷???回风井???地面。

四、在探水点附近5m设置监控探头，在回风口和混合回风流10—15m处设置回风探头，以监测探水巷道瓦斯浓度，探水机与监控分站进行瓦电闭锁连接。

五、探水点必须配备跟班专职瓦斯检查员检查瓦斯，发现沼气浓度超过1%时，要立即停止打钻、撤出人员加强通风，待有害气体浓度降到安全浓度以下方可重新开钻。

第九节 防排水设施

一、在回风下山、轨道下山各安设一趟二寸管路，具体路线：轨道下

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的人员。

七、钻孔接近老空时，预计可能有瓦斯或其它有害气体涌出时，必须有瓦斯检查员或矿山救护队人员在现场值班，检查空气成份，如果瓦斯或其它有害气体超过《规程》有关规定时，必须立即停止打钻，切断电源撤出人员，并报告调度室采取措施，进行处理。

八、探放水人员必须按照批准的设计施工，未经审批单位允许，不得擅自改变设计。

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