煤礦副斜井探放水技術方案
煤礦副斜井探放水技術方案
第一章 探放水工程設計內容
第一節 礦井水文概況
一、區域地表河流和水系
本井田位于河東煤田離柳礦區南部,礦區位于黃河東岸,地處呂梁山脈中段西部,為典型的黃土高原地貌,地勢總體東、北高,西、南低。
區域內屬黃河流域三川河水系,呈樹枝狀分布,主要支流有湫水河和三川河。湫水河發源于興縣黑茶山南麓,由北向南至臨縣磧口鎮匯人黃河。該河為季節性河流,據林家坪水文站資料,多年平均流量為3.216m3/s,其中7、8、9月份河水流量占全年50%-70%。三川河由北川河、東川河、南川河分別從北向南、從東向西、從南向北在離石縣境內匯流,由東向西經柳林在兩河口匯入黃河。三川河也為季節性河流,據觀測站資料,年平均流量5.34-9.54m3/s,最大流量2260m3/s。
本區屬柳林泉域,著名的柳林泉出露于柳林縣城東三川河河谷中,以泉群的形式出露,大小泉點近百個,水位標高790-80lm。據1983-1991年觀測資料,泉群平均流量2.18m3/s,屬穩定型泉。據分析,泉流量與2-3年前降水量有關。
二、含水層
(一)太古界、元古界變質巖系及燕山期巖漿巖裂隙含水層
主要出露于區域東部和北部紫金山一帶,地下水賦存于巖漿巖和變質巖構造裂隙及風化裂隙中,風化帶厚10-30m,富水性弱,單位涌水0.00
25-0.077L/s·m,溝谷中出露泉點較多,流量一般為0.1-0.5L/s,含水層主要接受大氣降水補給,在地表分水嶺向兩側徑流。水質以HCO3--Ca·Mg型為主,礦化度0.5g/L左右。
(二) 寒武、奧陶系碳酸鹽巖巖溶裂隙含水層
本組由寒武系中統、上統、奧陶系中下統石灰巖、泥灰巖、白云巖等組成,其中以奧陶系中統為主要含水層。
1.寒武系厚度208-253m左右,為一套碎屑巖一碳酸鹽巖淺海相沉積,以中統鮞狀石灰巖和上統石灰巖、白云巖為主要含水層,本統含水層地下水出露點有吳城泉群、車鳴峪泉和關口泉,流量分別為200-500L/s、55L/s、50L/s,根據鉆孔資料,在0-180m深度范圍內巖溶發育,單位涌水量為1.92-7.60L/s·m,180m以下巖溶發育較差,富水性弱,單位涌水量為0.0035L/s·m;總體來講,本組富水性弱。水質類型為HCO3—Ca· Mg型,礦化度0.23-0.37g/L,總硬度172.57-255.20mg/L,PH值為7.1-7.6。
2.奧陶系為淺海相沉積,巖性為石灰巖、泥灰巖、白云巖。中統以上馬家溝組為主要含水層,富水性強,下統冶里組、亮甲山組富水性弱。
下馬家溝組:厚100m左右,淺部巖溶發育,隨埋深增大而富水性變弱。據鉆孔資料,單位涌水量在0.19-0.24L/s·m左右。
上馬家溝組:厚250m左右,巖溶發育,富水性強,為區域最主要含水層,據鉆孔資料,單位涌水量在裸露區、覆蓋區及淺埋區一般為2.7-29.3L/s·m,最大可達44L/s·m,中深埋區為0.11-0.56L/s·m,在深埋區局部地段,巖溶依然發育。總體來講,本組在全區巖溶均很發育,
富水性強。
峰峰組:厚度100m左右,含水層以中部和上部石灰巖為主,由于受厚度和出露面積的限制,本組富水性弱于上馬家溝組,僅在淺部富水性較強,而在深埋區富水性弱(峰峰組富水性特征表)。
一般來講,奧陶系含水層的富水性隨埋深增大,有減弱的趨勢,可類比為含水層的逐步尖滅,巖溶發育規律亦如此。在淺部徑流條件較好,水交替迅速,水質較好,為HC03·SO4一Na·Ca型,而在深埋區,地下水水交替緩慢,漸呈滯流狀態,水質差,地下水背景值較高,礦化度最高達17.628g/L,水質為C1一Na型(青龍城29號孔)。
(三)石炭系上統太原組巖溶裂隙含水層
含水層主要為間夾于碎屑巖中的4-5層石灰巖,其分層厚度3-7m,灰巖賦存段距40m左右。含水層出露范圍很小,只限于煤層露頭邊緣地段。在淺部含水層出露區,接受大氣降水補給,富水性較強,單位涌水量1-2L/s·m,而在遠離補給區的深部,地下水富水性則弱,例如,三交三號井田311號孔,單位涌水量僅為0.0131L/s·m,富水性弱。深部局部構造破碎帶附近,富水性則較強,356號孔單位涌水量為0.90L/s·m。地下水流向受地層產狀控制,向深部緩慢運移。本組水質一般為HC03·SO4一Na·Ca
型,硬度小于150mg/L,礦化度lg/L,屬軟的微咸水。
(四)二疊系、三疊系砂巖裂隙含水層
本含水層主要為砂巖風化裂隙水及構造裂隙水,三疊系僅分布于青龍城詳查區以西和湫水河以西等地區。溝谷中淺部風化裂隙發育,易接受大氣降水和地表水的補給,富水性較好,在溝谷邊緣常以侵蝕下降泉的形式出露,流量0.2-0.5L/s。而在深部裂隙不發育,地下水補給差,單位涌水量0.0005-0.1L/s·m,富水性一般較弱。水質類型為硫酸SO4·HC03--Ca·Mg型,礦化度大于lg/L,屬軟的微咸水。
(五)第三系、第四系松散巖類孔隙含水層
松散巖類含水層巖主要分布在河谷及溝谷中,地下水賦存于砂礫石孔隙中,主要接受大氣降水和地表水入滲補給,徑流條件好、富水性強、徑流途徑短,排泄于河谷中,部分消耗于人工開發。本區主要的兩條河流三川河、湫水河河谷松散層較發育,厚度約10m左右,兩岸分布有1—2級河流階地。局部地段富水性強,單位涌水量26.8L/s·m,三川河河谷沖積層地下水極為豐富,離石縣城附近泉水流量達20-30L/s,水質良好,為HC03·SO4--Ca·Mg型,礦化度小于lg/L。由于地下水埋藏淺,局部地段受工農業等污染,如工礦企業排放廢渣及廢液污染,農業化肥及生活污水等污染,使得地下水中N03-、Cl-、P042-含量增高,局部F-含量較高,水質較差。
三、區域主要含水巖組
(一)松散巖類孔隙含水巖組
主要由上第三系上新統和第四系中、上更新統地層組成。
上第三系上新統含水層主要為紅土下半膠結狀礫石層,厚度不穩定,河谷中多見有小泉水出露,泉流量較小,一般0.001-0.1L/s,富水性較弱。
第四系中、上更新統含水層為黃土裂隙和黃土中的砂礫石層,多分布于梁峁之上,且連續性差,儲水條件不好,局部含上層滯水,富水性極弱,多為透水不含水巖層。
全新統含水層主要分布于區域西北部三川河的河漫灘和較大的溝谷中,含水層為砂卵礫石層,主要受季節性河流補給,富水性較弱。
(二)碎屑巖類砂巖裂隙含水巖組
主要包括二疊系的一套陸相,過渡相碎屑巖沉積地層,在區域東部溝谷中有出露,由砂巖、砂質泥巖夾煤層等組成。該地層含砂巖裂隙水,含水空間以風化裂隙和構造裂隙為主,泉流量0.1-1.0L/s,鉆孔單位涌水量在0.00039-0.004 L/s •m之間,水質類型為HC03·SO4--Na·Mg型,礦化度0.77g/L。
(三)碎屑巖夾硅酸鹽巖類巖溶裂隙含水巖組
本含水巖組為上石炭統太原組一套海陸交互沉積地層,由砂巖、泥巖、煤層及3-5層石灰巖組成,是區內主要含水巖組之一,含層間裂隙水,具承壓性,但富水性不均一,富水性強弱受構造和埋藏條件所控制,在構造發育和埋藏交錢的部位,巖溶裂隙發育,補給條件好,富水性相對較強,否則富水性弱,與奧灰水有相似性。鉆孔單位涌水量0.014-0.792L/s•m之間,水質類型為SO42-• HC03-—Na+·Mg2+·Ca2+型
(四)碳酸鹽巖類巖溶裂隙含水巖組
該含水巖組主要指奧陶系中統石灰巖、泥灰巖和白云巖等可溶鹽巖,區域東部和青龍城附近有大面積出露。該組地層厚約450m左右,巖溶裂隙發育,是區內最主要的含水巖組。該含水巖組的富水性在水平和垂直方向上都有較大差異。在垂直方向上:巖溶裂隙主要發育在上、下馬家溝組的石灰巖中,含水介質以溶洞、溶孔為主,溶洞直徑10-20cm,溶孔直徑1-5cm;峰峰組地層巖溶發育相對較弱。在水平方向上,受區域構造控制,補給區富水性交叉,徑流區富水性逐步增強,在構造發育區和排泄區富水性較差,徑流區富水性逐步增強,在構造發育區和排泄區富水性較強,鉆孔單位涌水量在0.694-12.55L/ s•m之間,據柳林縣城西焦化廠供水井資料:孔深400m,揭露奧陶系灰巖150.29m,水頭高出地表20m,水位標高792.0m,單井出水量達1920.0m3/d,單位涌水量1.36L/s•m,水質類型為HC03·SO4--Na·Mg型,礦化度0.532g/L。
四、隔水層
(一)山西組隔水層
山西組5號煤以下至太原組L5灰巖之間是以泥巖為主,砂、泥巖互層的一套地層,厚度13.00m左右,連續穩定,其中泥巖、粘土巖隔水性好,可視為山西組與太原組之間良好的隔水層。
(二)本溪組隔水層
本溪組平均厚28.91m,巖性主要為泥巖、鋁土巖、粉砂巖和砂巖,該組有時夾薄層石灰巖或薄煤層,其中泥質巖隔水性能好,在區域內穩定,是良好的隔水層。
五、井田地下水的補給、徑流、排泄條件
(一)松散眼淚孔隙水的補給、徑流、排泄條件
松散巖類孔隙水的來源主要是大氣降水和地表水的入滲補給,局部與基巖裂隙水有互補現象,其徑流方向與地表水的 徑流方向基本一致,排泄方式除排向地表溝谷外,主要是人工開采。在奧灰巖裸露區,往往下滲補給深層巖溶水。
(二)碎屑巖砂巖裂隙水的補給、徑流、排泄條件
大氣降水的垂直入滲是碎屑巖砂巖裂隙地下水的主要補給來源,另外通過斷層、陷落柱等構造通道,也可接受其它含水層的補給。含水巖組內各個含水層相對呈層狀,水力聯系微弱,各具不同的水位。地下水一般沿地層傾斜方向運動,在溝谷切割伸出,常以泉的形式排出地表。目前礦井排水道是其主要的排泄方式。
(三)巖溶地下水
區域巖溶地下水屬柳林泉域水文地質單元。大氣降水和地表水通過奧陶系灰巖裸露區垂直入滲補給是其主要補給方式,另外松散巖類孔隙水和其它含水層地下水通過斷層、陷落柱等構造通道向深部越流補給,也是巖溶地下水道補給來源之一。
巖溶地下水接受補給后,由北、東、南三個方向向柳林城附近匯集,于柳林城東至青龍城附近以群泉的形式排向三川河河谷中,泉水出露標高790-801m,泉流良3.6m3/s,水質類型復雜,以HCO3—Na-型為主,礦化度0.3 -1.3g/L。
井田奧陶系灰巖水屬區域巖溶水的徑流區,巖溶水流經井田向東南排出邊界,至柳林泉,井田距柳林泉排泄區較近,水力坡度小。
石炭系和二疊系灰巖、砂巖裂隙含水層在裸露區接受大氣降水補給后,沿巖層傾斜方向運移,上部石盒子組含水層中以泉的形式排泄,下部含水層中水則順巖層傾向運移,流出井田外,礦坑排水是其主要排泄途徑。
第二節 井田及周邊地區老窯水分布情況
一、本井田采空區積水分布情況
井田東部煤層埋藏淺處,均有古空區并存有積水。4號煤層大部采空,存有積水。8號煤層采空區也存有積水。
據整合前個煤礦開采情況總結,井下涌水主要為采空區滲水,水量40-230m3/d不等,對礦井生產帶來一定影響。經調查,井田內及鄰礦采空區、古空區積水情況詳見采空區積水量預測表。(積水量估算公式為Q=K·M·F,其中Q為積水量,K為積水系數,M為采空高度,F為采空區面積).
二、周邊礦井采空區分布情況
本井田北部相鄰礦井山西柳林鑫飛毛家莊煤業有限公司原各整合礦井均開采4號煤層,但5、8號煤層東部因埋藏淺、出路頭,有老空區。4號煤層與本井田接壤處有3處采空區積水,分別位于本井田邊界正北2處,西北角邊界1處。5、8號煤層南部邊界老窯破壞區與本井田接壤處有1處老空積水,其余沿界無采空區。井田西部相鄰礦井華晉焦煤有限責任公司沙曲礦開采4號煤層,因其煤層底板標高低于本井田,故其與本井田接壤處無采空區積水存在。
三、礦井充水情況
根據煤礦資料,井筒穿越第四系松散層底礫巖含水層時淋滴水、煤層頂板裂隙淋滴水和老空區滲水。井筒上部淋滴水受季節影響顯明,雨季稍大,干旱時小或無。工作面、巷道煤層頂板及巷道頂、幫裂隙淋滴水隨開掘前進而由高向低方向移動。一般情況下,上方出水點隨下方出水點的出點而水量減小或無。
四、礦井涌水量
1、開采4、5號煤層
井田內4、5號煤層層間距小,充水條件一致,其礦井涌水量基本相同。經調查,整合前井田內各煤礦開采4號煤層,礦井涌水量為40-220m3/d左右。根據多年的開采歷史,礦井涌水量與產量有一定的相關性,因此,可用類比法預計礦井涌水量。
礦井涌水量預計公式:(Q=KP×P KP=Q0/P0 其中Q0為礦井涌水量,KP為含水系數,P0為產量,Q為礦井預算涌水量,P為設計生產能力)
以涌水量較大的廟灣煤礦為參照,該礦生產能力30萬t/a,井下正常涌水量為180m3/d,雨季最大涌水量為220m3/d。
若生產能力達到90萬t/a時,礦井開采4號煤層礦井正常涌水量540m3/d,最大涌水量為660m3/d。
2、開采8號煤層
井田內,整合前原賀昌新建聯辦煤礦開采8號煤層:礦井正常涌水量
120m3/d,最大涌水量為230m3/d,礦井生產能力15萬t/a。采用上述公式
求得將來開采8號煤層生產能力達到90萬t/a時的礦井正常涌水量為720 m3/d,最大涌水量為1380 m3/d。
第三節 掘進工作面及周圍水文地質條件、水害
類型、水量及水壓預計
1、工作面概況
根據礦井《地質勘查報告》、7-2、1-2鉆孔資料,本區域煤厚約為3.58m,此區域整體為單斜構造,未發現斷層、陷落柱等構造。巷道頂板為平均厚度為3.86m的砂質泥巖,下層底板為細砂巖泥巖互層。
2、水文條件
根據我礦《水文地質類型劃分報告》和《礦井地質報告》分析,本面無常流性河流通過,僅在雨季有短暫性流水通過,對工作面影響不大。
區域內屬黃河流域三川河水系,呈樹枝狀分布,主要支流有湫水河和三川河。湫水河發源于興縣黑茶山南麓,由北向南至臨縣磧口鎮匯人黃河。該河為季節性河流,據林家坪水文站資料,多年平均流量為3.216m3/s,其中7、8、9月份河水流量占全年50%-70%。三川河由北川河、東川河、南川河分別從北向南、從東向西、從南向北在離石縣境內匯流,由東向西經柳林在兩河口匯入黃河。三川河也為季節性河流,據觀測站資料,年平均流量5.34-9.54m3/s,最大流量2260m3/s。
本區屬柳林泉域,著名的柳林泉出露于柳林縣城東三川河河谷中,以泉群的形式出露,大小泉點近百個,水位標高790-80lm。據1983-1991年觀測資料,泉群平均流量2.18m3/s,屬穩定型泉。據分析,泉流量與2-3年
前降水量有關。
直接充水含水層為山西組砂巖裂隙含水層,富水性弱,對本面影響不大。掘進時會出現局部淋水現象,預計正常涌水量3 m3/h,最大涌水量5 m3/h,掘進在低洼處時配備一定能力的排水設備。本面煤層均低于奧灰水位158m左右,但其間有較厚的隔水層118.35m,其等效厚度為96.61m,求得最低點突水系數為0.02MPa/m,遠小于正常塊段突水系數經驗值0.15 MPa/m,未發現有導水構造存在,對本面掘進無影響。
3、采空區、古空區積水
井田內4號煤層均分布多處采空區,井田東部還分布有4、5號煤層古空區,另外,相鄰煤礦在本井田北部邊界附近也分布多處采空區、古空區,由于大都位于傾斜煤層的東部高處,其積水對井田中西部相對低處的煤層開采存在充水影響。據整合前各煤礦開采情況,井下涌水主要為采空區滲水,水量40-230m3/d不等,對礦井生產帶來一定影響。經本次調查,集中軌道巷掘進工作面東部30m、北部200m(5#)處(本礦)有積水,預計積水面積23650m2, 積水量9933m3,北部1100m處(原賈家溝煤礦)有積水,
預計面積28375 m2,積水量17025 m3。集中軌道巷掘進工作面上鄰層(4#)北部300m處(本礦)有積水,預計面積27500 m2,積水量14850 m3,北部1100m處(原賈家溝煤礦)有積水,預計面積,23000 m2,積水量10902 m3。積水情況詳見積水量預計表。(積水量估算公式為Q=K·M·F,其中Q為積水量,K為積水系數,M為采空高度,F為采空區面積)
積水量預計表
開機前的準備→割裝巖石→箕斗運輸→臨時支護錨桿、錨索、鋼網支護,水泥噴漿成巷→下一個循環.
4、巷道規格:
副斜井道巷設計為半圓拱斷面,掘進面寬約為5300mm,高為4150mm,面積為S毛=19㎡,總長為142.15m;錨噴后凈斷面寬為5000mm,高為4000mm,面積為S毛=17.3㎡。
5、支護方式:
①臨時支護:打錨桿、掛金屬網、初噴。
②永久支護:該巷先由10*10金屬網、錨桿、錨索進行聯網支護,最后由水泥、細沙、混凝噴漿成巷(厚度為150mm)。
6、井筒位置及用途:
該井筒面相對位置位于后田家溝村北部,地面有少量建筑物,。本井筒將用于我礦90萬噸/年技改后開采一水平(4#、5#)煤層時的輔助運輸、進風等功能。擔負全礦井材料提升和下放大件等任務。
第五節 鉆孔設計及布置
1、鉆孔數目及布置方案
工作面鉆孔由東向西呈扇形布置。扇形鉆孔距工作面底部1.5m向巷道煤壁兩側撒開,其中沿巷道走向布置1個眼,向東西兩側各布置7個探水鉆孔;在巷道中間由上到下沿走向布置3個孔,共計十八個鉆孔。從東向
西依次編號孔15、孔13、孔11、孔9、孔7、孔5、孔3、孔1、孔2、孔4、孔6、孔8、孔10、孔12、孔14,孔間平面夾角2°23′15″。
在工作面頂部布置5個探放水鉆孔,中孔一個,左側、右側各2個鉆孔。由東向西一次編號頂孔5、頂孔3、頂孔1、頂孔2、頂孔4,孔深分別為14.9m、9.9m、9m、9.9m、14.9m,距巷道左、右幫各10m,相鄰兩孔間垂直夾角為23°35′31。
″
鉆孔布置詳見附圖
2、超前距、幫距及探水線的確定
探水隊按設計進行鉆探,探60m允許掘進30m,超前距離30m,幫距20m。頂板探水必須在當班進行鉆探。按地質報告上的綜合柱狀圖設計鉆探孔的深度為9m(鉆孔選用SQT-120/2.5型錨桿鉆機鉆探),每前進一米都必須對頂板進行一次鉆探,由掘進隊嚴格執行。
第六節 探放水的目的及探水的方式、方法
一、探放水目的
為了切實落實“預測預報,有掘必探,先探后掘,先治后采”的方針,對掘進面周圍及上鄰近層采、古空區的積水、積氣情況及時掌握。有效避免礦井災害的發生,確保工作人員的生命安全,實現礦井的安全生產。
二、探水的方式
我單位目前使用物探和鉆探兩種方式進行探測。
三、探水的方法
根據物探和鉆探兩種地質勘測技術的運用過程來看,對于物探作業,我單位目前使用直流電法儀超前探測方法進行探測,由于井下電氣設備中電流的通過會產生磁場。在用直流電法儀作業過程中,接地釋放出的電流,難免會受到設備磁場的影響,所以直流電法儀探測成果并不能作為真實的地質資料。
鉆探只能獲得剖面上某一點水平方向上的地質資料,鉆探點之間的地
質資料需要進行推測來確定。我礦地質構造簡單,現有鉆探鉆孔的布置雖能滿足當前井下地質勘探精度的要求,但在地質構造相對比較復雜,地層
變化相對較大的情況下,單用鉆探一種探測手段,很難正確反映出真實的地質情況,并且容易誤導對真實地質情況的判斷。如果為提高勘探精度而加密鉆孔的布置,勢必會延長施工工期,延誤工程進程。
如果在鉆探時配以物探的探測資料,不但可以節省施工時間,而且可以驗證物探資料的精度,由于物探自身的局限性,它對勘探成果的解釋必須以鉆探獲得的地質資料為基礎。綜合兩種探測方法的優缺點,我礦做出了物探和鉆探相結合運用的方法。
在采用物探和鉆探相互結合的方法時,物探點和鉆探孔的布置,要結合相關的規范和實際地形,合理、有效地布置物探點和鉆探孔,以期達到較高精度的勘察目的。
第七節 探放鉆孔孔口安全裝置及耐壓要求
1、孔口安全裝置應有套管、水閘門、堵頭、封孔器、一定數量的坑木、麻袋、木塞、木板、黃泥、棉線、鋸、斧等,以便出水或來壓時及時處理。
2、耐壓要求:必須能經受住1MPa的水壓。
第八節 防排水設施
1、排放水路線:鉆場(潛水泵)→排水管路(2寸)→副斜井道巷→井筒臨時水池→地面。
2、工作面安設一臺BQW-100-15 7.5KW型潛水泵和2寸排水管路,用于排
出工作面鉆探時的污水。
第九節 “三線”確定
1、積水線:在探水線前方60m處。
2、探水線:距警戒線30m處。
3、警戒線:從掘進工作面開口處開始。
第十節 探放水施工的規定
1、掘進工作面進行探放水工作時停止掘進,退出掘進機切斷電源,工作面無關電器設備全部切斷電源。
2、除探放水人員外禁止其他無關人員進入工作面。
3、相關工作人員熟知《礦井防治水安全條例》
4、探水隊做好鉆探前的準備工作。包括移機、穩定加固、工作面的支護、電器設備的安放、水泵的安置、熟知避災路線等一切就緒后方可進行鉆探。
5、探水工作完成后,切斷電源,拆卸鉆機,妥善放置,掘夠30米允許掘進距離,再安裝鉆機,支護好煤幫,開始重新鉆探。
6、在探水時,每天三班鉆探,第一班(8點至16點)第二班(16點至0點)第三班(0點至8點)。
7、工作面鉆孔選用ZLJ-400型煤礦專用鉆機鉆探,鉆桿選用直徑73㎜、長1.17m的鉆桿,鉆頭選用專用探水鉆頭;頂孔選用SQT-120/2.5型錨桿鉆機鉆探。
8、鉆機電源、水泵電源均由QBZ-2*80/660(1140)開關接MYP3*6+1*4防爆電纜供給。
第十一節 受水害威脅地區的信號聯系和避災路線
1、井筒上下各個硐室、重要場所、工作面均安設有防爆直撥電話機,聯系暢通無阻。
2、避災路線
鉆場工作面→副斜井巷道→井口地面。
一、通風
1、井口20米外安設2臺FBD№5.6/2*15型壓入軸流局部通風機,其中一臺備用,風筒采用石棉涂膠阻燃風筒,直徑800mm。
2、局扇電纜布置于巷道右幫高于底板1.8米的線鉤上,局扇安置在進新鮮風流中,杜絕循環風作業,電纜線每隔1m用線勾懸掛,局扇風筒設專人負責管理并保持局扇連續運轉,風筒出風口距工作面的距離不超過5m。
3、工作面任何時間內,因檢修、停電等原因停止供風時,必須立即撤出人員,在恢復送風時必須檢查巷道中以及局扇開關周圍20m范圍內的風流中瓦斯濃度不超過0.5%時,方可開啟局扇,如有超限必須按照排放瓦斯管理制度進行瓦斯排放。
4、局扇安裝必須高于地面1米以上,所有電氣設備全部上架,下井人員必須愛護通風設施、設備。
5、局扇由專職瓦檢員負責管理,其它人員不準隨意停、開局扇,凡事先未經批準停、開局扇或由于高、低壓供電系統,局扇本身等原因引起局扇停運的,均屬無計劃停電、停風,必須按事故進行分析處理。
6、井下工作面局扇使用“三專兩閉鎖”(專用變壓器、專用開關、專用線路、風電、瓦電閉鎖),實現雙風機、雙電源自動切換,一個工作面兩臺局扇,一臺工作一臺備用。每次倒移局扇后,由通風組織驗收,合格后方準生產。
7、因檢修或其它原因造成局扇停運的,瓦斯員或安全帶班長應立即將所有工作面人員撤至全風壓新鮮風流中,在危險區設置柵欄,禁止人員入內。
8、嚴格風筒管理,風筒要吊掛平直,拐彎大于或等于90度的應設彎頭,一臺局扇應用同一直徑的風筒,發現破口及時修補或更換風筒。
9、局扇實行掛牌管理,局扇管理牌和瓦斯檢查牌應寫明供風地點、局扇功率、負責人姓名、檢查時間、風機入風、瓦斯濃度、是否實現“三專
兩閉鎖”、自動切換等內容。
10、風筒的安裝使用符合下列標準:
①風筒無破口;
②風筒接頭嚴密,接口要雙反壓邊;
③風筒吊掛平直,逢環必掛;
④風筒拐彎處設彎頭;
⑤風筒跨過運輸巷時,要保持風筒高于車沿20cm以上,防止車輛碰撞風筒。
二、瓦斯檢查
1、每個掘進工作面探放水時每班配備專職瓦檢員一名,實行“一班三檢”和“瓦斯巡回檢查制度”。
2、探放水瓦斯檢查地點除掘進工作面生產班規定的檢查地點外還包括鉆機前后、鉆孔、開關附近等。
3、瓦檢員必須在每班工人下井前一小時提前下井,進行交接班和瓦斯測定。
4、瓦檢員每檢查一個地點,都要將檢查的時間和結果分別記錄在牌板上和圖標上,(包括該地區瓦斯自動監測裝置工作情況等)每檢查完一循環,均要讓安全帶班長在圖表上簽字,發現問題要及時請示匯報。
5、瓦斯員必須在工作面交接班,交接時,必須交清本班情況和下班需注意的問題,并由接班人核實后親自簽字,他人不得代簽。
6、通風隊長要認真檢查當班瓦斯檢查員記錄,分析巡回圖表,檢查瓦
檢員的工作質量、交接班情況。
7、工作面局部瓦斯積聚其20m范圍內必須停電撤人,除處理瓦斯工作外,禁止進行其它工作,臨時停工的掘進工作面一律不得停風,并設置柵欄,揭示警標,嚴禁人員入內。
8、探放水時必須保證瓦斯監測監控系統運行穩定良好,系統運行不正常不得進行探放水工作。
第十三節 水情及避災聯系匯報制度
和災害處理措施
1、水情及避災聯系匯報制度
發現煤巖松軟、片幫,來壓或鉆孔中水壓、水量突然增大以及有頂鉆等異狀時,必須停止鉆進,但不得拔出鉆桿,安全員負責立即電話報告調度室,并派人監測水情,如果發現情況危急時,調度室必須立即電話通知撤出所有受水威脅地區的人員,然后采取措施,進行處理。
2、災害處理措施
①發生透水事故,現場人員在安全員、帶班長或有經驗的老工人帶領下根據所處位置選擇避災路線迅速撤出。位于透水處下方時,盡量屏住呼吸,用手拽住管路、柵腿等物,外出巷道被水阻時,選擇地勢較高,離大巷較近地點或上山獨立巷道暫時躲避,若透水來自古空老窯,撤離時應迅速戴好自救器或濕毛巾捂住口鼻,防止中毒窒息。
②在撤離災區人員的同時,要根據已了解的突水地點、水源、涌水量、
排水能力等情況,做出是否增設水泵和管路。
③根據具體情況進行堵水、阻水等工作,保護排水設備正常運轉。
④排水時,應切斷電源,加強通風,排除瓦斯及其它有毒氣體,隨時加強檢查。
⑤在排水過程中,應盡有可能分段恢復通風,排除有害氣體,組織搶修危險巷道。
⑥救護隊在處理水災事故時,逆水流方向進入巷道偵查時,在巷道上部無出口時,應有專人在外監探水情,并保持聯系,前行中注意水位與水情變化,當有被淹沒危險時要立即返回。
第二章 鉆機的使用及注意事項
第一節 鉆機的安裝及操作
一、鉆機的安裝
1、鉆場必須保持良好的通風,防止有害氣體的聚集。
2、確定探放水孔的位置時,應由測量和負責探水人員親臨現場,共同確定鉆孔方位、角度、鉆孔數目以及鉆進深度。
3、井下鉆探設備必須經常維護和檢修,要求安裝時要注意設備完好率。
4、電氣設備必須禁止失爆,要防止損壞漏電;管材工具要涂油防銹。
5、斜鉆施工時須在操作臺前設置擋板,以防鉆孔涌水噴砂或掉塊傷人。
6、井下作業環境條件較差,特別要注意安全,鉆場必須打好支護,確
保人身安全。
二、鉆機的操作
1、開鉆前要檢查鉆機是否安裝平穩牢靠,各種緊固件有無松動情況;檢查變速箱內、油箱內的油面高低,不足時應及時補充;檢查抱閘的松緊程度是否合適。
2、卡緊鉆桿后,要檢查齒瓦螺栓兩邊露出的是否均勻,以免齒瓦螺絲與給進油缸相碰。
3、在運轉過程中如有不正常響聲、振動、發熱及漏油情況,應立即停機檢查。
4、接替鉆桿時,要等鉆機停穩后再松開鉆桿。松開鉆桿時,要用管鉗卡緊前面的鉆桿后再松,以防將里面的鉆桿松脫。
5、鉆機要由專人操作,其他閑雜人等不得隨意操作,以免錯過所遇到的地質情況。
6、打鉆時,要隨時記錄所遇到的各種地質情況及進尺,記錄要做到實事求是,不得弄虛作假,虛報進尺。
7、在鉆進過程中,遇到不能處理的重大問題時,要立即停鉆,及時向上級匯報,共同商定措施處理。
8、所有罩子和防塵蓋要經常保持完整,不得隨意取消。
9、鉆具在搬運時要小心,不能隨意碰撞,尤其是鉆桿的螺口,更不能碰撞,否則鉆桿就會接不上。
第二節 鉆機日常維護方法和打鉆注意事項
一、鉆機日常維護方法
⒈將鉆機外表面擦拭干凈,并注意鉆機底座滑道,立軸等表面的清潔
和良好潤滑;
⒉檢查所有外露螺栓、螺母、保險銷釘等是否牢固可靠;
⒊按設備潤滑要求加注潤滑油或潤滑脂;
⒋檢查變速箱,分動箱及液壓系統油箱的油面位置;
⒌檢查各處的漏油情況并視情況加以維護處理;
⒍清除卡盤及卡瓦齒面上的污垢、泥土;
⒎清理干凈抱閘內表面的油、泥等;
⒏卸開卡盤,清洗卡瓦及卡瓦座。如有損壞應及時更換;
⒐清洗油箱內過濾器,更換變質或被臟污了的液壓油;
⒑按月進行檢查各主要零部件的完好情況,如有損壞應及時更換,不可帶傷工作。
二、打鉆注意事項
1、在將鉆機通過膠管連接到液壓動力站前,必須保證鉆機控制閥和動力站截止閥均處于關閉狀態。
2、鉆進時應準確判斷煤、巖層厚度并記錄鉆層深度。
3、在開啟供油路截止閥前,應確認所有連接是否正確。
4、鉆機應同時握住兩個操作手柄進行操作,防止出現操作手柄從手中
滑脫造成人員傷害。
5、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。
6、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、
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。同時鉆機負責人要立即向礦調度室和地測科匯報,及時采取措施,進行處理。
7、在接近有出水可能的地區打鉆時,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,嚴禁將鉆桿拔出。操作時禁止人員直對鉆桿站立。
8、鉆孔探出水后,要觀測水壓、水質、水量和估計積水量或補給量。對水的來源作出正確的判斷,并采取相應的措施。
9、鉆進過程中若發現鉆桿有擺動或其它異常現象時應立即停鉆檢查,待問題處理后方可重新開始。
10、鉆孔打至終孔位置,未探通采空區積水或前方水體,退出鉆桿后觀察孔內瓦斯、溫度等情況,然后用木塞及棉絲將孔封死。
11、鉆孔探通采空積水區后,若水壓較小,可緩慢拔出鉆桿,鉆桿完全拔出后關閉閥門。若水壓較大,切匆拔出鉆桿,積極組織排水工作,同時向調度室匯報,待水壓較小時,方可緩慢拔出鉆桿,然后關閉閥門,或采取用2DA8*9水泵安裝3寸排水管。
12、交接班時若正在進行打鉆作業,嚴禁停鉆。
第三章 探放水的技術要求
第一節 安鉆探水前的技術要求
1、安鉆前,檢查排水系統,準備好潛水泵及排水管路,檢查排水水泵
及電動機,使之正常運轉,達到設計的最大排水能力。根據礦井銜接計劃開展地面三維勘探或電法勘探,查清開采區域內的構造及富水性,保證礦
井安全開采。
2、準備好堵水材料,在探水地點應有套管、水閘門、堵頭、封孔器、一定數量的坑木、麻袋、木塞、木板、黃泥、棉線、鋸、斧等,以便出水或來壓時及時處理。
3、檢查瓦斯,瓦斯濃度超過安全規定時應停止作業,及時加強通風,及時處理。
4、檢查鉆場支護情況,綁定是否錨牢固,工作面迎頭打好堅固的立柱和擋板。
5、檢查煤壁,煤壁有松軟或膨脹等現象時,要及時處理,閉緊填實,必要時要加強支護,防止水流沖垮煤壁。
6、檢查水溝,對巷道水溝中的浮煤、碎石等雜物,應隨時清理干凈,若水溝被冒頂或片幫堵塞時,應立即修復。
7、保證退路暢通,避災路線內不許有浮煤、木料,平車等阻塞。
8、打鉆地點的通信設施完好,遇有情況及時報告調度室采取相應措施。
9、鉆機用水由工作面降塵管路供給,如壓力不足,開啟鉆機小水泵注
水,禁止無水鉆進。
10、安好鉆機接電時,嚴格執行停送電制度。工作面探放水時,工作面停止一切作業,撤出無關人員。地測科和探放水人員親臨現場,依據設
計確定主要探水孔的位置、方位、角度、深度及鉆孔數目。
第二節 探水施工中的技術要求
1、鉆進時每隔10m測量1次鉆桿核實孔深,終孔前再核實1次。
2、鉆孔鉆進過程中,孔內水壓過大時,應在煤壁處加強支護,背緊煤壁打上頂住或木垛,必要時還應在頂底板堅固的地點砌筑防水墻,然后方可開鉆防水。
3、鉆進中,隨時觀察鉆孔回水是否鉆在實體煤或頂底板巖層上,或者古空區內。發現煤巖松軟、片幫,來壓或鉆孔中水壓、水量突然增大以及有頂鉆等異狀時,必須停止鉆進,記錄鉆深但不得拔出鉆桿,應及時報告調度室,并派人監測水情如果發現情況危急時,必須撤出所有受水威脅地區人員,然后采取措施,進行處理。
4、鉆進中發現有害氣體噴出時,立即停止鉆進、切斷電源,將人員撤至新鮮風流中并立即報告調度室,采取措施進行處理。
5、作業地點瓦斯超限,必須立即停止鉆進,切斷電源,撤出人員及時處理。
6、探水工作面一切機電設備的防爆性能必須良好。
7、在探水施工中,探到含水層、斷層、陷落柱和積水區,應停止鉆進,安好水門后再繼續鉆進。
8、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。
9、嚴格執行礦領導跟班監護制度,每班的監護人必須親臨探水現場,督促指揮,消除不安全隱患。嚴格執行現場交接班制度,交接班時不停鉆。
第三節 放水的技術要求
1、鉆孔探到水后,要觀察水壓、水質、水量和估計積水量或補給量。根據礦井排水能力和水倉容量,控制放水孔的流量或調整排水能力、并清理水溝、水倉等。
2、煤層頂板有含水層和水體存在時,應當觀察“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,增加對有害氣體的檢測次數。
4、必須監視放水全過程,放水結束后,立即核算放水量與預計積水量的誤差,查明原因。
5、當鉆孔與采空區打通時,若孔內全是水,水壓不大時,拔出鉆桿,
立即用木鍥封閉鉆孔,設法安裝封孔器或臨時用木鍥封閉鉆孔,撤出
工作面鉆探設備,做好排放采空積水的準備工作;若空內水壓、水量較大,不準拔出鉆桿,立即通知調度室,同時派人監察水情、工作面有害氣體濃度,撤出閑雜人員。根據實際情況,有關部門制定安全措施后,起動排水設備進行排水。
6、鉆孔與前方水體探通進行放水時,要監視探放水全過程。核對放水量,直到積水放完為止,鉆孔在放水過程中,預計可能有瓦斯或其它有害氣體涌出,必須有瓦斯員檢查人員或礦山救護隊在現場值班,檢查空氣成分。如瓦斯或有害氣體濃度超出(規程)規定時,必須立即停止放水,切斷電源,撤出人員,并報告生產部及值班領導,制定安全措施處理。
第四章 探放水的安全措施
第一節 探出水時的安全措施
一、探出水時初期的安全措施
1、掘進工作面探水時,若發現套管周圍有水滲出、煤巖松軟、片幫及鉆孔中的水壓、水量突然增大,必須停止鉆進,但不得拔出鉆桿。事故地點當班隊長及安全員應認真觀察,迅速判斷災情,迅速向調度室匯報,并利用可靠的聯絡方式,及時向下部水平和其它可能受水威脅的人員發出警報,通知他們及時撤離。調度室接到事故電話后應立即報告礦領導并立即組織人員進行現場分析、觀測水壓、水質、水量和估計積水量或補給量,并對水的來源做出正確的判斷,根據突水量大小和礦井排水能力,積極作
出是否采取排、堵、截水的相關技術措施。
2、當探出水時,在水源情況不明、涌水兇猛、頂幫松散的情況下,決不可強行封堵出水口,以免引起工作面大面積突水,造成人員傷亡,擴大災情。如果情況緊急來不及轉移躲避時,可抓牢棚梁、棚腿或其他固定物
體,防止被水沖倒或沖走。在撤退過程中,若透水來自老空、老窯積水,因同時會有大量有毒氣體涌出,撤離時要迅速戴好自救器,或用濕毛巾捂住口鼻,以防中毒或窒息。
3、在探出水時,若在初期水量不大的情況下,應在現場領導和老工人的組織帶領下,利用現有的人力物力,迅速組織力量就地取材,加固工作面,盡快堵住出水口,積極采取堵、排水措施,并進一步觀察,并由專業人員準確分析探測結果,掌握積水量、水壓等實際情況,排除是否有發生大突水事故的可能性,并制定相關排放水方案。
4、在水勢兇猛的情況下,位于工作面下水平的工作人員撤離時,若遇到水勢很猛或很高的水頭時,要盡力屏住呼吸,用手拽住管路等物,防止嗆水和溺水,奮力闖過水頭,借助管路、巷道壁及其它物體,迅速撤往安全地點。
5、由于水勢過大,當外出道路已被水阻隔,無法撤出時,應選擇地勢最高、離井筒或大巷最近地點。如被堵在上山獨頭巷道內,被困人員要節約用燈和食品,有規律地敲打鐵管、鐵軌發出求救信號。同時,要發揚團結互助的精神,共同克服困難;要忍饑靜臥,降低消耗,飲水延命,等待救援。
二、探出水后排放水的安全措施
1、對成功探出老空積水時。在保證自身安全的前提下,應在排水處打好堅固立柱和欄板,并在出水口前方10m處砌設雙閉墻,進行封閉式排水。迅速鋪設排水管路、線路,水泵等設備和相關備用設備,啟動水泵進行排
水。涉及到的隊、班、組必須全力配合。
2、在排放水過程中,嚴格控制鉆口排水量,并查明老空水體的空間位置、積水量和水壓。排放水時必須撤出排放水下水平工作面受水害威脅區域內的所有人員。
3、在初期無法控制排水量時,必須設置堵水墻,并安設排水閥對排水量進行有效控制,根據我礦排水能力和水倉容量確定排水流量。放水時,必須設專人監測鉆孔出水情況,并做好水量、水壓監測記錄。若水量突然變化,必須及時處理,并立即報告礦調度室。
4、在排放水時,預計可能有瓦斯或其他有害氣體必須有瓦斯檢查員24小時堅守在現場,隨時監測瓦斯及有害氣體情況。
5、加強通風管理、風量充足、風筒無漏風現象。
6、嚴格執行《煤礦安全規程》中瓦斯管理有關規定,如風流中瓦斯濃度達到1.0%時,立即停止工作,進行處理,達到1.5%必須停止作業,撤出人員,查明原因,經礦領導組研究后進行處理。
7、排放水人員必須監視放水全過程,對排水量進行統計,放水結束時,應立即核算放水量與預計積水量的誤差,并查明原因。
8、排放水人員,必須嚴格按照本措施,如有特殊情況,待礦領導研究決定。
第二節 探放水及掘進的安全措施
1、堅持“預測預報,有掘必探,先探后掘,先治后采”的方針,慎重
確定探水地點,避免在危險區內安設鉆機,更不可“有疑”不探,盲目前進。對可疑地段進行探放水,特別是在采空區附近和下部煤層開采時,要提前進行探放水,防止造成突水事故。
2、安設前先將探機附近的支護進行加固。防止冒頂和片幫傷人。
3、防治水組合理布置鉆孔密度,確定超前距、幫距,探水人員必須按照批準的設計施工,未經審批單位允許,不得擅自改變設計。
4、排水設備安裝必須使用專用供電線路,專用排水管路,確保排水時,排水設備的正常運轉。
5、巡檢員負責檢查通風系統、通訊聯絡系統是否正常,在探水地點附近15m內安設專用電話,以便情況緊急時,及時報告調度室。
6、安監科必須現場跟班隨時檢查作業地點的瓦斯濃度,以防止鉆孔內瓦斯突出,如有異常,及時匯報處理。
7、探水時調度室必須及時掌握探水情況,確保探水各項工作的安全實施。
8、當探透老空時,涌水量較小時,采取堵水,在距探水點10m的地點使用雙墻閉貫進行堵截。
9、檢查人員撤退路線,避災路線內是否有煤、矸、物料、礦車等阻塞,時刻保證其暢通無阻。
10、加強對探水地點頂幫支護管理,有松動或破損的支架及時修整或更換。
11、建立健全探放水的各項記錄及各責任人簽字記錄。
12、掘進工作面巷道中間不得有低洼積水段,必須配備相應能力的排水設施、設備。
13、工作面必須在探水鉆孔有效范圍內(30m)掘進,探水孔的超前距、幫距及孔間符合本設計要求,每次探水后、掘進前應在起點處設置標志,并建立掛牌制度。
14、巷道支護應牢固,頂、幫背實,無高吊棚腳,傾斜巷有撐桿,使巷道有較強的抗水流沖擊能力。
15、向受水害威脅地區的施工人員貫徹、交代報警信號和避災路線。
16、探水巷道應加強對出水征兆的觀察,發現有掛紅、掛汗、空氣變冷、出現霧氣、水叫、頂板淋水加大、頂板來壓、底板鼓起或產生裂隙出現摻水、水色發揮、有臭味等突水預兆時,一旦發生異常應立即停止工作,立即報告項目部,并及時處理。情況緊急時必須立即發出警報,撤出所有水害威脅地區的人員。
17、“鉆孔接近老空,預計可能有瓦斯或其他有害氣體涌出時,必須有瓦斯檢查員、帶班長、安全員、跟班經理、在現場指揮。如果瓦斯或其他有害氣體超過本規程有關條文規定時,必須立即停止打鉆,切斷電源,撤出人員,采取措施,進行處理。
18、各掘進隊組根據水文地質預報,嚴格執行“有掘必探,先探后掘”原則,杜絕冒險蠻干的行為。對過地質構造可能造成的涌水異常應超前備足水泵及管路,做到早準備、早預防。
19、探放水結果,由作業施工隊當班負責人簽字上交地測科留案查閱。
20、在有突水危險的區域,要設置防水閘門或防水閘墻,進行封閉隔離,以減少危險和涌水量。
第五章 物資資源配備
一、應急隊伍
地測防治水組織機構
二、應急資源
(1)急救設備及藥品
①設備
救護車:1輛;擔架:10副;防護眼鏡:50副;防護口罩:50個;防護服:50套;氧氣瓶(枕):15個;三通吸氧管:15個;外固定夾板:50副;繃帶:20Kg;手術清創包:20包;紗布:20Kg;氣管插管:10根;氣管切開包:10包;否留氏尿管:10根;止血帶:20 Kg;導尿管:10根;眼簡易沖洗器:3臺;簡易呼吸球囊:15個;氧氣面罩:15個;喉鏡:5個;開口器:5個等。
②藥物
25%葡萄糖注射液、5%葡萄糖注射液、生理鹽水、5%小蘇打、地塞米松、654—2注射液、慶大霉素、鹽酸異丙嗪、氯霉素眼藥水、京萬紅燒傷膏、藿香正氣水、多巴胺、阿拉明、西地蘭、腎上腺素、速尿、利多卡因、止
血敏、氨茶堿、洛貝林、可拉明、亞甲蘭、舒喘靈氣霧劑、傷風止咳糖漿等。
(2)應急材料
1)隔離式自救器30臺。
2)11#工字鋼200米、14#槽鋼120米、坑木10米3、2寸膠管500米、接頭30個、潛水泵5臺、14號鉛絲50公斤、編織帶300條、鐵鍬、鎬各20把。
3)水泥5噸、砂50m3、石子50m3,五合板50塊。
2)、井下應急資源
副井井底車場消防材料庫有:風筒200米、編織帶300條、鐵鍬、鎬各20把等應急所需材料。
各生產水平均設有消防材料庫,儲備足夠數量的應急所需材料。
第六章 其 它
附:1、地測防治水組織機構示意圖
2、排水系統圖
3、避災路線圖
4、鉆窩設計圖
5、扇形探水鉆孔主要參數示意圖
6、鉆探剖面圖
7、鉆場支護示意圖
8、鉆場封孔器示意圖
目 錄
第一章 探放水工程設計內容 ……………………………………1
第一節 礦井水文概況 …………………………………………1
第二節 井田及周邊地區老窯水分布情況 ……………………9
第三節 掘進工作面及周圍水文地質條件、水害類型、
水量及水壓預計………………………………………11
第四節 巷道開拓方向、施工次序、規格和支護方法………13
第五節 鉆孔設計及布置………………………………………14
第六節 探放水的目的及探水的方式、方法…………………17
第七節 探放鉆孔孔口安全裝置及耐壓要求…………………18
第八節 防排水設施……………………………………………18
第九節 “三線”確定…………………………………………19
第十節 探放水施工的規定……………………………………19
第十一節 受水害威脅地區的信號聯系和避災路線…………20
第十二節 通風措施和瓦斯檢查制度…………………………20
第十三節 水情及避災聯系匯報制度和災害處理措施………23
第二章 鉆機的使用及注意事項…………………………………24
第一節 鉆機的安裝及操作……………………………………24
第二節 鉆機日常維護方法和打鉆注意事項…………………26
第三章 探放水的技術要求………………………………………27
第一節 安鉆探水前的技術要求………………………………28
第二節 探水施工中的技術要求………………………………29
第三節 放水的技術要求………………………………………30
第四章 探放水的安全措施………………………………………31
第一節 探出水時的安全措施…………………………………31
第二節 探放水及掘進的安全措施……………………………33
第五章 物資資源配備……………………………………………25
第六章 其它………………………………………………………30