15102回风顺槽探放水设计(编辑修改稿)

15102回风顺槽探放水设计(编辑修改稿)内容摘要：

一、采矿扰动类导水通道 煤层开采过程中会对顶底板岩层造成扰动破坏，形成顶板导水裂缝带及底板采动破坏带，成为开采煤层顶底板含水层的充水通道。 顶板导水裂缝带 1）最大垮落带高度高度 根据煤矿防治水规定推荐的经验公式计算最大垮落带高度。 15 号煤层上覆岩层由灰岩、砂质泥岩、砂岩和泥岩等组成，综合分析确定覆岩为坚硬岩性，最大垮落带高度使用公式 1 0 0  M MHm。 15号煤层最大厚度为 ，其最大垮落带高度。 2）最大导水裂缝带高度 15102回风顺槽 掘进面探放水设计 15 根据煤矿防治水规定推荐的经验公式计算导水裂缝带， 15 号煤层上覆岩层由灰岩、砂质泥岩、砂岩和泥岩等组成，综合分析确定为坚硬岩性，使用公式 ：177。 + M100=li ∑ ∑H 和 10+∑30= MHli ，两种方法计算最大导水裂缝带高度取大者。 15号煤层最大采厚为 m，经过计算，得出开采 15 号煤层时形成的最大导水裂缝带为 67m、 68m，采用 68m。 井田内 15 号煤层埋深 56326m， 15 号煤层采空后，会形成 15 号煤层以上 72m 高的导水裂缝 带，可沟通太原组 K K K4等灰岩裂隙含水层的水，产生水力联系，在井田浅部（西南部东南部）开采 15 号煤层时，其最大导水裂缝带高度可达地表 ,沟通地表沟谷中雨季洪水。 根据以上最大导水裂缝带情况，矿方应采取针对措施，预防水害事故。 各煤层顶板导水裂隙高度计算结果表 煤层 最大开厚度 (m) 顶板最大导水裂隙高度 (m) 沟通地表 水可能性 沟通上部煤层采空区可能性 H1(公式 1) H2(公式 2) 采用 15 67 68 68 有 无 由于煤层顶板导水裂缝带是 随着煤层开采逐步发展和扩张的，具有大面积发育的特点，因此将成为矿井涌水的主要充水通道。 二、断裂构造 断裂构造极易成为充水水源进入矿井的途径。 井田 内揭露的断层未发现 有导水性， 但未揭露的断层 也可能成为充水通道，也是本井田探查与预防的对象。 第三节 矿井涌水量预算 下合煤业为基建井，开采 15 号煤层，生产规模为 900kt/a。 该矿目前以煤层顶板裂隙渗水为主，各集中涌水点涌水量不大，正常排水情况下，不会影响生产，矿井涌水点及涌水量情况见表 1— 2— 9。 重组前原下合煤矿实际生产能力为 150kt/a，矿 井正常涌水量为 100m3/d，最大涌水量 120m3/d，矿井生产能力提升至 900kt/a，现采用富水系数比拟法进行预算，预算公式为： 15102回风顺槽 掘进面探放水设计 16 K=Q0/P0， Q=P179。 K 其中： K—— 富水系数； Q0—— 目前涌水量， m3/d； P0—— 实际生产能力，万 t/d； Q—— 预计涌水量， m3/d； P—— 扩大生产能力，万 t/d。 原下合煤矿实际生产能力为 150kt/a，按一年 330 天工作日计算，平均日产原煤 455t，矿井正常涌水量为 ，最大为 5m3/h，矿井富水系数为 m3/ t。 经计 算，下合村煤矿生产能力达到 900kt/a 时，开采 15号煤层预算矿井正常涌水量为 25m3/h，最大涌水量为 30m3/h。 考虑到灌浆析出水及消防洒水水量，则矿井正常涌水量按 50m3/h、最大涌水量按 70m3/h 考虑。 随着矿井开拓延深的范围的不断扩大，采空区范围也在不断扩大，采空区顶板塌陷、垮落后，会进一步加强煤层上覆各水层之间的水力联系。 故预测今后矿井涌水量有增大的趋势。 应加强矿井水文地质工作和防治水工作。 煤矿涌水点调查情况统计表 煤层 涌水 点编号 涌水量（ m3/h） 水温 (℃ ) 出水 时间 特征 备注 15 1 13 自流 锚索眼淋水 2 13 自流 锚索眼淋水 第四节 矿井水文地质类型 矿井水文地质类型划分依据为国家安监总局、煤矿安全监察局颁布实施的《煤矿防治水规定》 ，划分如下： 分类依据 类别 简单 中等 复杂 极复杂 15102回风顺槽 掘进面探放水设计 17 受采掘破坏或影响的含水层及水体 含水层性质及补给条件 受采掘破坏或影响的孔隙、裂隙、岩溶含水层，补给条件差，补给来源少或极少 受采掘破坏或影响的孔隙、裂隙、岩溶含水层，补给条件一般，有一定的补给水 源 受采掘破坏或影响的主要是岩溶含水层、厚层砂砾石含水层、老空水、地表水，其补给条件好，补给水源充沛 受采掘破坏或影响的是岩溶含水层、老空水、地表水，其补给条件很好，补给来源极其充沛，地表泄水条件差 单位涌水量q/L178。 s1178。 m1 q≤ ＜ q≤ ＜ q≤ q＞ 矿井及周边老 空水分布状况 无老空积水 存在少量老空积水，位置、范围、积水量清楚 存在少量老空积水，位置、范围、积水量不清楚 存在大量老空积水，位置、范围、积水量不清楚 矿井涌水量/m3178。 h1 正常 Q1 最大 Q2 Q1≤ 180 （西北地区 Q1≤ 90 ） Q2≤ 300 （西北地区 Q2≤ 210） 180＜ Q1≤ 600 （西北地区 90＜ Q1≤ 180） 300＜ Q2≤ 1200 （西北地区 210＜ Q2≤ 600） 600＜ Q1≤ 2100 （西北地区 1800＜ Q1≤ 1200） 1200＜ Q2≤ 3000（西北地区 600＜ Q2≤ 2100） Q1＞ 2100 （西北地区 Q1＞1200） Q2＞ 3000 （西北地区 Q2＞2100） 突水量 Q3/m3178。 h1 无 Q3≤ 600 600＜ Q3≤ 1800 Q3＞ 1800 开采受水 害 影响程度 采掘工程不受水害影响 矿井偶有突水，采掘工程受水害影响，但不威胁矿井安全 矿井时有突水，采掘工程、矿井安全受水害威胁 矿井突水频繁，采掘工程、矿井安全受水害严重威胁 防治水工作 难易程度 防治水工作简单 防治水工作简单或易于进行 防治水工程量较大，难度较高 防治水工程量大，难度高 根据批准的地质报告，井田 15 号煤层直接充水含水层补给条件差，富水性弱。 井田奥陶灰岩含水层富水性弱，井田西北部煤层局部带奥灰水压，煤系地层含水层q≤ ，奥灰含水层 q≤。 属中等型。 煤层采空区有积水 ，但积水范围、积水量清楚。 属中等型。 矿井达产后涌水量 Q1=25m3/h； Q2=30m3/h。 考虑到灌浆析出水及消防洒水水量，则矿井正常涌水量按 50m3/h、最大涌水量按 70m3/h考虑。 属简单型。 未发生过突水事故。 属简单型。 未发生过水害安全事故和因水害事故影响生产现象，受采空区积水和奥灰水影响。 属中等型。 矿井防治水工作易于进行。 属中等型。 依据《煤矿防治水规定》矿井水文地质类型划分的 6 项标准，本井田 6项水文地质类型标准， 2项为简单， 4项为中等。 该矿最大的水害威胁为本矿及周边煤矿采15102回风顺槽 掘进面探放水设计 18 空区积水和奥灰水威胁 ，因此综合分析，确定该矿开采 15 号煤层时水文地质类型为中等类型。 第五章 探放水钻孔设计 第一节 施工目的 探水作业是指在掘进过程中用钻探的方法（专用的探水钻机），查明采掘工作面顶底板、侧帮和前方等水体的具体空间位置和状况。 目的是为有效地防治矿井水害做好必要的准备；放水是为了预防水害事故，在探明情况后采取钻孔等安全方法将积水放出，确保安全掘进。 第二节 探放水钻孔设计 根据“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的探放水原则，井巷掘进开口前就必须先进行打钻探水，确认无水患后再往前掘进并留一定的超前距，掘进到 预留超前距位置后停下，再进行探水，依此类推直至巷道掘到位，因此探水起点即为各条巷道的开口位置。 探水起点位置为巷道掘进迎头处 ,因本工作面距 15101 运输顺槽只有 20米（中至中），故本工作面位于 15101 运输顺槽帮距范围内，为确保作业点的安全快速施工，故在该工作面面向掘进方向看巷道的左帮施工探水硐室（长 4 米 宽 3 米 高 米），在探水硐室内进行探水作业。 一 、超前距离、帮距的确定 帮距。 为使巷道两帮与可能存在的老空积水间保持一定的安全距离，即扇形布置的最外侧探水孔所控制的范围与巷道帮的距离。 其值应与超前距 离相同，可用下式计算。 a=√ 3ｐ／ KP式中 a—— 超前距，米 A—— 安全系数（一般取 2— 5） 15102回风顺槽 掘进面探放水设计 19 L—— 巷道的跨度（宽或高取其大值），米 ｐ —— 水头压力， Mpa KP—— 煤的抗张强度， MPa 探放水时，确保钻孔终孔位置距巷帮距离不小于 30m，超前距离保持不少于 30m。 二 、允许掘进距离 每班探放水证实无水害威胁，经防治水科验收合格下发允许掘进通知单后，方可在允许的安全距离内掘进，在掘进过程中始终保持 30m的超前距离，严格按照《探放水设计及安全技术措施》的规定操作。 三、 根据《煤 矿防治水》规定要求：遇下列情况之一时，必须确定探水线进行探水： 靠近水淹或可能积水的井巷、老空或小窑时。 靠近水文地质复杂区域，并有透水预兆时。 靠近导水断层、溶洞和导水陷落柱时。 打开隔离煤柱放水时。 靠近可能与河流、水库、渠道、蓄水池、塘等相通的断层破碎带时。 靠近有出水可能的钻孔时。 矿井最低水平和涌水水位降落疏干漏斗以外的巷道掘进时。 靠近其它有积水可疑或透水威胁的区域时。 二、根据该巷道布置及 171。 防治水规定 187。 ， 探水钻孔布置见 下： 钻孔编号 方位角（ 176。 ） 倾角（ 176。 ） 孔深（ m） 钻孔直径（ mm） 备注 1 0 7 100 65 中眼 2 346 7 103 65 左眼 三、 打眼顺序： 依次为 2孔。 四、 探放水图例 15102回风顺槽 掘进面探放水设计 20 允许掘进距离70 米 超前距3 0米帮距20米124米3米12 15102回风顺槽 掘进面探放水设计 21 第 三 节 探放老空水钻孔设计 我矿为基建矿井，基建区域位于矿井西部，原兼并重组前采空区位于矿井东部或东南部。 根据煤矿《煤矿防治水规定》第九十四条 布置探放 水钻 孔应当遵循下列规定： 探放 老空水 、 陷落柱 水和钻孔水时，探 水钻 孔成 组布设，并在 巷道 前方的 水平面 和竖直面内呈扇形。 钻孔终孔位置以满足平距 3 m 为准， 厚煤层 内各孔终孔的垂距不得超过 m；如遇到以上水时，按以下钻孔设计执 行。 钻孔沿巷道掘进方向，呈扇形布置。 钻孔一组五个，一号孔沿巷道掘进方向探钻，二号孔与巷道夹角呈左 7度，三号钻孔与巷道夹角呈右 7 度，四号钻孔与巷道呈左 14度，五号钻孔与巷道呈右 14度，五个孔钻孔深度均为 100 米。 允许掘进距离 70 米，保留 30米的超前距。 钻孔布置见下图： 15102回风顺槽 掘进面探放水设计 22 允许掘进距离70 米 超前距30 米帮距20米714 孔号 孔深 与巷道方位夹角 垂直沿底 板坡度 超 前 距（ｍ） 允许掘进距离（ｍ） 孔底侧帮距（ｍ） 开孔距底位置（ｍ） 5 100ｍ 右 140 水平 30 70 20 ３ 100ｍ 右 70 水平 30 70 20 １ 100ｍ 00 水平 30 70 0 2 100ｍ 左 70 水平 30 70 20 4 100ｍ 左 140 水平 30 70 20 第 四 节 探放 构造 水钻孔设计 根据煤矿《煤矿防治水规定》第九十四条 布置探放 水钻 孔应当遵循下列规定： 探放 断裂构造 水和 岩溶水 等时，探 水钻 孔沿掘进方向的前方及下方布置。