大西煤礦探放水設計方案
第一章 概述
為了保障煤礦安全生產，防止突水、透水事故的發生，結合我礦實際情況并根據我礦的水文地質條件，對四鄰關系進行水患調查，特制定礦井探放水設計方案。
第二章 組織機構的建立與崗位責任
一、探水工作領導組
組 長：南建革(礦 長)
副組長：琚學良(安全礦長)
劉東峰(生產礦長)
郭晉生(總工程師)
張永政(機電礦長)
馬進軍(通防礦長)
梁振宏(地測副總工程師)
郭學軍(通風副總工程師)
組 員：張學柱(技術科科長) 宋鵬(安監科科長)
何偉東(機電科科長) 馬進軍(通風科科長)
張國應(調度室主任) 梁振宏(地測科科長)
二、崗位責任
組 長：全面負責探水調度工作。
副組長：具體負責探水工作，配合組長調度人力、物力等后備物資。
生產技術科：履行崗位職責，根據總工的安排，制定防探水措施，掌握開拓進度，及時填寫圖紙，為防探水提供準確的技術資料，正確指導施工。
安全科：履行崗位職責，按照防探水實際方案，進行現場監督，監視現在變化，隨時按照程序上報礦調度室。
機運科：履行崗位職責，負責機電設備的配置與檢修，保證探水設備與電力供給與正常運轉。
通風科：履行崗位職責，隨時監視有害氣體的變化情況。
調度室：履行崗位職責，負責調度通知、通報的上傳下達,保證礦井通訊系統的暢通。
地測科：履行崗位職責，負責日常防治水標準化工作，負責水文地質預測預報工作，提供礦井防治水相關技術資料。
辦公室：守崗待命，保證運輸無誤。
探放水隊：嚴格按照探放水設計及措施進行探放水，及時向礦總工師匯報探放水過程中出現的各種情況;加強探放水設備的管理和維護;做好探放水原始記錄工作。
第三章 水文地質情況
一、地表補水情況
本礦井地表沒有主要水庫、河流、湖泊、池塘，不具備補水的充分條件，但也要勤觀察受井下開采影響而出現的地表裂縫、塌陷深入井下，會增加涌水量。
二、井下主要含水巖組
依據井田內分布含水層的時代、巖性、地下水類型等，井田內綜合劃分以下主要含水層(組)：
1.第四系松散沉積物孔隙含水層
該含水層主要為第四系松散沉積物，巖性為砂質粘土夾砂、礫石，據水文地質調查，其含水層埋藏較淺，滲透性強，富水性較差，受季節變化影響較大。
2.上石盒子組風化裂隙含水層
井田內大面積出露，出露巖性為灰白色細砂巖、粉砂巖，裂隙發育，該層地下水主要接受大氣降水的滲入補給，地下水類型為潛水，單位涌水量0.034～0.038 L/s·m，水溫12.5℃，弱富水性，水化學類型HCO3—K+Na型。
3.下石盒子組及山西組碎屑巖裂隙含水層
該含水巖組含水層巖性為灰白色細砂巖、泥質砂巖，據井田東南1km的XS-1水文孔(2010.1.9—2010.3.14)抽水試驗資料，上部地層較破碎，下部地層完整，局部裂隙發育，地下水類型為承壓水，地下水主要接受大氣降水的滲入補給，含水層厚度28.90m，靜止水位埋深14.53m(水位標高851.35m)，抽水試段14.53～173.26m，經抽水試驗，單位涌水量7.48×10-4 L/s·m，弱富水性，PH值8.3，總硬度141.88mg.L-1，礦化度548.83 mg.L-1，水化學類型HCO3SO4—Na型。
4.太原組碎屑巖—碳酸鹽巖溶裂隙含水巖組
含水層巖性為砂巖和灰黑色含燧石灰巖，據XS-1水文孔抽水試驗資料，局部地層破碎，局部裂隙發育，地下水類型為承壓水，含水層厚度23.69m，靜止水位埋深28.85m(水位標高837.03m)，抽水試段28.85～256.74m，經抽水試驗，單位涌水量1.75×10-4 L/s·m，弱富水性，PH值8.3，總硬度79.68mg.L-1，礦化度461.19mg.L-1，水化學類型HCO3—Na型。
5.奧陶系碳酸鹽巖巖溶裂隙含水層組
含水層巖性為峰峰組和上馬家溝組的深灰色灰巖、泥灰巖和白云質泥灰巖，局部地層裂隙發育，巖溶不發育;據XS-1號水文孔資料，該孔于2010.3.16—2010.3.18日對奧陶系峰峰組及上馬家溝組進行了混合抽水試驗，抽水試驗段165.40～501.00m，靜止水位埋深165.40m(水位標高700.48m)，奧陶系地層頂面標高為614.83m，該水頭高度高出O2地層頂面85.65m，在泉域的邊界灰巖裸露區大氣降水滲入補給地下水，經抽水試驗，單位涌水量0.0063 L/s·m，弱富水性，PH值7.9，總硬度193.21mg.L-1，礦化度562.53mg.L-1，水化學類型HCO3—Na型。
結合區域等水位線圖可知，井田內奧灰巖溶水由北西向南東逕流，水位標高701～703m。
二、井田內主要隔水層
1.本溪組及太原組底部泥巖、鋁土質泥巖隔水層組
由15號煤底板至奧陶系灰巖頂面，為一套以泥質巖為主的細碎屑巖地層，平均厚度20.29m左右，巖性致密，不透水，特別是本溪組的鋁土泥巖，質地細膩，具有極好的隔水性能，為礦區主要隔水層組，對下伏奧灰水起到了重要的阻隔作用。
2.石炭系灰巖、砂巖及二疊系砂巖含水層之間的層間隔水層
石炭系灰巖、砂巖及二疊系砂巖含水層之間，均分布有厚度不等的泥巖、砂質泥巖等泥質巖層，其巖性比較致密，不透水，阻隔了各含水層之間的水力聯系，起到了層間隔水作用。但在近地表段，由于受風化作用以及構造、斷裂與裂隙發育的影響，不同程度地破壞了其隔水性能。
一、充水因素分析
現依據井田水文地質條件將礦井充水因素及其影響程度分析如下：
1.大氣降水對礦坑充水的影響
降水通過不同成因的基巖裂隙及松散沉積物孔隙在裂隙溝通的情況下進入礦坑，成為礦坑充水的間接但重要的補給來源。礦坑涌水量受降水的季節變化影響，具有明顯的動態變化特征。
2.地表水體對礦坑充水的影響
井田內各溝谷雖然平時基本干枯無水，但在雨季河水較大，洪水期水位驟然增高，可通過不同成因的基巖裂隙及松散沉積物孔隙在裂隙溝通的情況下進入礦坑，也可通過3號煤層采空區上部的地層下沉形成的導水通道進入礦坑。
3.地下水對礦坑充水的影響
二疊系下統山西組砂巖裂隙含水層含多層中細粒砂巖，局部裂隙較發育，該含水巖組砂巖裂隙水為3號煤層主要直接充水水源。礦井巷道頂板冒裂帶將溝通其影響高度范圍內各含水層之間的水力聯系，使地下水進入井巷，成為礦井充水的主要來源。
二疊系石盒子組砂巖裂隙含水層，由二疊系上、下石盒子組含多層中、粗、細不同粒級砂巖構成，直接接受大氣降水補給和上部第四系松散孔隙水滲透補給，該含水層及第四系松散孔隙水含水層一般構成3號煤層的間接充水水源。
4.采空積水對礦井充水的影響
礦井南部為兩井資源整合前的采空區，采空區面積大約40108㎡，煤層厚度平均為2.8m，預計采空區積水量約為28310m³。
5.構造水對礦井充水的影響
井田中部發育有斷裂構造，開采過程中應注意留足保安煤柱，防止裂隙水沿破碎帶向礦井滲透。注意未發現的斷層以及陷落柱部位可能對礦井產生的充水影響。
6.奧灰水對礦坑充水的影響
本井田奧灰巖溶水位標高為701～703m。據煤層底板等高線圖，井田內3號煤層底板標高650～880m，15號煤層底板標高540～780m，3號煤層北部、15號煤層大部底板標高低于奧灰水位，兩層煤均存在帶壓開采問題。
三、礦井開采歷史及臨界情況
1、礦井開采史
山西煤炭運銷集團陽城大西煤業有限公司前身為山西陽城大西煤業有限責任公司，為單獨保留礦井，山西陽城大西煤業有限責任公司由陽城縣溝溝聯辦煤礦和陽城縣溝溝聯辦煤礦二坑口整合而成。
兩礦整合前經多年開采，井下形成了大面積采空區、古空區和很多老、舊、廢、棄空巷。
礦井開采鄰界情況
1、礦井北部的小西煤業為新建礦井，其開采標高低于我礦開采標高，目前未投產，不存在越界開采。
2、井田西部的山西煤炭進出口集團鹿臺山煤業有限公司現屬資源整合礦井，經調查不存在越界開采，都按規定留設隔水煤柱。
七、地質構造情況
井田位于山西臺背斜南部之沁水盆地南部邊緣。陽城山字型構造西弧的內側。井田除受山字型構造體系的控制外，還受緯向構造、經向構造、新華夏系構造和華夏構造體系的影響，井田地層基本為一走向近東西、傾向北，傾角4°～6°左右的單斜構造。井田地質構造屬于簡單類型。
第四章 探放水工程布置與設備
一、探放水工程布置位置
2012年我礦開掘工程布置在井田的西面，3012進、回風順槽、3008進、回風順槽。在開展掘進工作時必須堅持“有掘必探、先探后掘”的原則。
二、掘進工程要求
(一)探放水前的準備
1、配備ZDY1200S型探水鉆兩臺。
2、配備2寸潛水泵兩臺。
3、配備50mm阻燃型塑料管兩趟長度各300m。
4、配備50mm鋼絲膠管兩節各4m帶水籠頭。
5、配備直通礦調度室直通電話一部，備用一部。
6、配備50m2阻燃電纜200m，35m2阻燃電纜200m。
7、配備 DW350/660隔爆型真空饋電開關 1臺，QBZ—60防爆型開關2臺。
(二) 探放水的步驟
1、即掘進工程開口必須安裝探水鉆機。
2、隨掘進工程的進展向前移動。
(三) 探放水的方法
1、掘進巷道控制探眼布置方法
主探水眼3個，中心眼沿巷道中心線布置，距巷道底板1.3-1.5m，中心眼方向90°00′上仰角與水平面夾角1°，探進深度200m打破3#煤頂板0.3m達到探放水的目的。
右側邊眼的布置：距底板0.5-1.3m，探眼方向96°00′，與巷道走向的夾角6°00′，與水平面上仰角1°，探進深度200m打破3#煤頂用板0.3m，控制掘進巷道右側以外20m達到探放水目的。
左側邊眼的布置：距底板lm，探眼方向84°00′與巷道的走向夾角6°00′，與水平面上仰夾角1°，探進深度200m。打破3#煤頂板0.3m，控制掘進巷道左側以外20m達到探放水的目的。
主探水鉆孔探進深度200m，允許掘進深度140m，嚴禁超標掘進。
輔探水眼3個，中心眼沿巷道中心線布置，距巷道底板1.3-1.5m，中心眼方向90°00′上仰角與水平面夾角1°，探進深度60m。
右側邊眼的布置：距底板0.5-1.3m，探眼方向109°00′，與巷道走向的夾角19°00′，與水平面上仰角1°，探進深度63m，
左側邊眼的布置：距底板lm，探眼方向71°00′與巷道的走向夾角19°00′，與水平面上仰夾角1°，探進深度63m。
輔探水鉆孔探進深度60m，允許掘進深度30m，嚴禁超標掘進。
鉆孔參數
孔號方位(°)孔深(m)傾角(°)
主196201+1
主2902000
主396201-1
輔410963+1
輔590600
輔67163-1
后附探水鉆孔布置示意圖
(四)探放水工程必須有礦長負責，有一名副礦級領導親自抓，設一名專職技術人員，結合施工單負責人，按照探放水、探眼布置方法，進行定位、定向、定上仰角度。規定探進深度，必須按設計要求，執行預控制，絕對控制的原則要求，探進深度，超前掘進進度。
(五)建立完善的探放水臺帳，標準詳細的探水時間精確到分鐘，詳細記錄監視人員，定位、定向人員，鉆探工姓名后備設施的齊全情祝，并描述探眼，正常、異常情況。
(六)詳細記錄探水深度，計算垂直高差。
(七)每班將掘進進度報礦生產調度室，調度室向有關人員匯報，準確掌握探進與掘進之間的關系。
(八)出現上采層松軟、片斷、巷道變冷、掛紅、掛汗、異常響音嚴禁爆破。
(九)探放水鉆探出水，不準拔出鉆桿，并把臨頭煤壁打4至5根，直徑不小于2Ocm，園拉柱貼緊煤壁，加背厚度不低于 15cm的背板打緊背牢，時刻觀察涌水量大小，掌握放水量小于排于能力的30%。在難以控制涌水量的情況下，加強排水措施，控制涌水威脅。
(十)探出水由瓦斯檢查工現場監測、監視有害氣體量及變化，把水流情況及有害氣體情況隨時向調度室匯報。
(十一)水流兇猛，撤離所有工作人員，工作人員按規定的避災路線撤離至安全地點。
(十二)如施工單位負責人，操作人員違背防探原則，造成水害事故嚴加處罰，造成人易傷亡事故，移交司法機關追究刑事責任。
第五章 施工現場的配套設備、設施
運輸系統：材料從副斜井→軌道大巷→軌道運輸下山→采掘工作面
排水系統：工作面→軌道運輸巷→軌道運輸下山→主水倉→副斜井→地面靜壓水池
供電系統：主井地面變壓所10kv(10kv)→井下中央變電所(10kv)→采掘工作面移變
第六章 水患防治的經濟投入
一、防止水患規劃
由礦井生產技術人員做每年、季、月度的防治水患規劃，制定經濟預算，申報礦長審批。
二、 經濟投入
1、每年按正常生產計劃按噸煤售價的5%提起，專款專用，做防治水患的準備資金。
2、保證正常資金投入，確保探水需要的設備的供給。
第七章 獨立排水系統與供電
一、礦井獨立排水系統
1、采用二級排水系統，掘進工作面的水排至井底主水庫內由主水泵排出地面。
2、水泵房內安裝3臺D85-45×3多級離心水泵，額定流量85m3/小時，揚程135m，排水管路為二趟100mm無縫鋼管。
地面采用雙回路供電。主變容量630KVA。雙回路70mm2電纜下井，確保排水系統有的足額供電量。
第八章 礦井正常涌水量與排水能力
一、礦井正常涌水量7.08m3/小時，最大涌水量14.17 m3/小時。
二、主副水容量800 m3滿足24小時最大涌水量。
三、排水能力。排水泵20小時能排24小時最大涌水量。
第九章 避災路線
一、工作面→軌道巷→副斜井→地面
工作面→膠帶巷→主斜井→地面。
工作面→回風大巷→總回風大巷→回風立井→地面。
二、突水來勢兇猛，特別是上山出水，來不及躲避時，不可采取順山勢下行的方法，要緊靠幫壁，扶牢支柱、棚架，待卸洪穩定后，方可按照避災路線行走。人員撤到地面上，應立即清點人數，向領導匯報。
一、按照《煤礦安全規程》規定，編制防治水計劃和每度防治水計劃并組織實施。
定期或不定期收集，調查和核對相鄰礦井開采情況。并展在井上對照圖上，采掘工程平面圖上。注開采范圍，開采年限，積水情況，制定相應的梳、堵、防、裁、排的綜合防止措施。
在每年雨季前必須對防治水工作進行全面檢測。組織搶救隊伍，儲備足夠的防洪搶救物資。
二、地面防治水
1、當地歷史降水量和最高洪水資料，建設疏水、排水、防水系統。
2、嚴禁開采煤層露頭的防水煤柱。
3、容易積水的地點應修筑溝渠，排泄積水。
4、嚴禁將礦石、爐碴、拉圾等雜物堆放在山洪光線渠或附近。
三、井下防治水
1、相鄰礦井分界處必須留設防水煤柱。礦井內有斷層時，必須在斷層兩側留設防水煤柱。防水煤柱的尺寸，應根據了解區內地質構造，水文地質條件，煤層賦存狀況，圍巖性質，開采方法及煤層移動規律而定。
2、嚴禁破壞各種隔水煤柱進行采掘活動。
3、認其執行有掘必探的原則，對不執行探水設計及措施的責任人嚴加處理。
4、清里好巷道，疏通水流路線，挖好排水溝。
5、設置專用的探放水通訊電話，及時反饋信息。
6、根據排水能力和水倉容量，控制放水量，并有專人監視出水情況將水位、水壓做好記錄，若水量變化突然，必須及時采取措施處理。并立即報告調度室。
四、鉆探時安全技術措施
1、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架。
2、認真檢查排水系統，保持狀態完好。
3、確定主要探水孔的位置，由地測科技術人員進行標定。
4、探水地點要經常檢查有無有害氣體，發現有害氣體逸出時，要及時采取通風措施。
5、探水地點要安設專用電話，使其能夠及時與調度室和中央水泵房聯系。
6、在探水時，制定安全退路，并使其暢通無阻;同時要與相鄰工作地點保持信號聯系，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。
7、在水壓較大的地點探水時，探水孔要設套管，以便安裝水閥控制放水量。特別危險的地段，還應選擇堅固地點修筑臨時水閘門。
8、打鉆時，要時刻注意觀察鉆孔情況。發現鉆孔中水量、水壓突然增大以及出現頂鉆等異常現象，應立即停鉆檢查，如鉆孔內水的壓力很大，應馬上將鉆桿固定，切勿移動或拔鉆，鉆機后面嚴禁站人，以防高壓水將鉆桿頂出傷人或造成透水事故。
9、探水孔布置的數量和角度必須覆蓋所有需要掘進地點。
第十一章 驗收
探眼完工后由當班的跟班礦長逐孔進行驗收鉆孔的深度、角度并簽字，如施工的鉆孔不符合設計要求必須重新施工，驗收結果報礦技術科上圖存檔。
