平山煤礦西翼探煤巷探放水安全技術措施

2021-03-04 09:21:05 字數 4223 閱讀 2538

根據生產需要,我礦決定在主井底平石門的南西部施工一條探煤巷,鑑於該巷道的北西部有一口已經停產的礦井(探1井)。為確保巷道施工安全,防止誤穿採空區,在施工過程中,必須加強對施工地段的透水預兆的觀察,發現有異常時,應立即停止施工,實行探鑽。為保證探鑽的安全,制定本探水鑽安全技術措施。

一、礦井概況

平山煤礦位於小江鎮芫壩村境內的杉皮坑,直線信豐縣城約32km,井口距小定公路約8km,為簡易公路與其相接,交通較為方便。礦區有龍南電網10kv高壓電通到本礦內。

井田地形地貌:為北東翼較為平坦,南西方向地形較高。最高海拔為+326.

3m,最低標高為+150m左右,最大高差約180m。礦區內無重要建築物。區域內地質構造比較簡單,煤系地層沉積較為穩定,主要可採煤層為b2煤層,b1煤層為區域性可採,b3煤層在本區缺失。

本區域有過開採歷史,因年代久遠,老窯分布情況不詳。由於開採歷史條件所限,開採深度大都在30~50m之間。改革開放以後,小煤窯生產又活躍起來,20世紀九十年代初期,開始在井口的北東翼淺部開採,開採深度在100m左右,標高在+90m以上。

二、地層情況

本井田範圍內主要地層有第四系、二疊系上統龍潭組、二疊系下統茅口組及泥盆系上統地層,地層自上而下依次為:

1、第四系(q4):主要由亞粘土、亞砂土及礫石組成,分布在礦區內的低窪地段,厚度5~15m。

2、二疊系上統龍潭組(p2l)分為上、下兩段。

(1)上段(p2l2):是本礦區的主要含煤段(b煤組),該段又稱老山段。岩性主要由一套灰~深灰色粉砂岩為主,夾泥岩、細砂岩、碳質泥岩及煤層組成。

本段含煤2層,自上而下分別為b2、b1煤層,b2為可採煤層,b1為區域性可採煤層,本段厚度為170m左右。

(2)下段(p2l1):下部由灰至深灰色厚層狀粉砂岩夾砂質條帶,淺灰色矽質砂岩夾泥質條帶組成,產少量黃鐵礦結核及植物化石,夾1~2層煤線(a煤組)。上部為淺灰色至灰白色中厚層狀細~粗粒砂岩(俗稱官山砂岩)。

本段厚度為60~200m。

3、二疊系下統茅口組(p1m):主要由深灰色矽質灰岩組成,具平行層理,產少量黃鐵礦結核,區域性夾斷層角礫岩,為斷層夾塊,厚度0~30m。

4、泥盆系上統帽子峰組(d3m),基本覆蓋了井田內的大部分區域是推覆體構造的主要斷層,岩性主要由暗紫紅色、灰白色、灰綠色系粉砂岩、石英砂巖、含礫砂岩組成,厚度不詳。

三、構造情況

礦區內煤系地層的總體構造形態為一軸向nw~se的複式背斜,背斜的軸部地層走向與背斜軸向相近,傾向分別為ne、sw,傾角在15°左右,兩翼部深處傾角較大可達30°左右。區域性多以單斜構造為主。

根據《儲量檢測報告》稱,井田內有三條較大的斷層,分別為f1推、f2推、f16正斷層,三條斷層均呈南北走向,貫穿整個井田,資料表明f1、f2都是逆掩性推覆斷層,對煤層破壞性較小,且為擠壓性,導水效能較差,f16斷層對淺部煤層起到了切割作用,落差為3~15m,該斷層為張性斷層,具有良好的導水性,由於處於淺部,對礦井安全生產造成的影響不是很大。

四、煤層情況

本礦區主要可採煤層為b2煤層,b1煤層僅區域性可採。

1、b2煤層:頂板為深灰色細粉砂岩,平行層理發育,含豐富的植物化石,底板為團塊狀細粉砂岩,區域性夾碳質泥岩。b2煤層為黑色塊狀至粉粒狀屬於半亮型無煙煤,玻璃光澤、亦似金屬光澤,煤層區域性夾矸厚0.

1m左右,屬於結構簡單的煤層。煤層厚度1.70~3.

68m,一般厚度在2.0m左右。

2、b1煤層:煤層頂板為似層狀帶微細鏡煤條帶的黑色砂質泥岩、粉砂岩,底板為泥岩。該煤層礦區內層位不穩定,厚度變化大,在0~2.6m內變化,煤層常呈粉末狀產出。

五、水文地質概況

本地屬於中**帶季風氣候,年平均降雨量約1500mm,主要降水集中在4~6月份。降水順山溝流入青山洲河。

主井筒東側有一座微型水庫,隨季節性變化,儲存水量不大,且距主斜井在60m以外。井田北端有一條龍舟河從礦區內通過,距離主井口達380m。主、副井口都建在+200m以上的山坡上,當地最高洪水位低於+180m,洪水期可以確保礦井安全無虞,不會受到洪水的威脅。

(一)地層含水性

1、第四系主要分布在井田的低窪處,由亞黏土、亞砂土和礫石組成,含水效能較好,該層多為坡積物和沖積物,因地形較緩的緣故,井口周圍均有其沉積,但只要在井口周圍附近挖好排水溝,即可防止地表水倒灌入井下。

2、煤層頂底板的隔水情況:b1、b2煤層的頂底板是由粉砂岩、泥岩、細砂岩等組成。鐵石口礦區經地質部門鑽井抽水試驗,其單位湧水量為0.

000245~0.00347l/s.m,滲透係數為0.

00004~0.06m/晝夜。除區域性的細砂岩為含水甚微的裂隙承壓水外,可以認為龍潭煤系地層為較好的隔水層。

3、茅口組灰岩:礦區內曾揭露的石灰岩厚度為2~3m,未發現溶洞,區域內分布不大,僅含少量裂隙水。

4、泥盆系砂岩,主要由粉砂岩、千枚狀細粉砂岩組成,含裂隙水,水量較大。

(二)礦井主要充水因素

1、大氣降水補給:本礦各含水層地下水均受大氣降水補給。據原附近生產立井的礦井湧水量表明,旱季湧水量不足2m/h,雨季湧水量小於4 m/h,可見大氣降水對礦井湧水量影響較大。

2、斷層導水情況

f1推和f2推斷層處於b2煤層的上部,與b2煤層的法線距離為30~50m,它與泥盆系上統和二疊系下統茅口組灰岩直接相通。f2推斷層在井田的東翼直接切割了b2、b1煤層,鑑於b2煤層在井田的北東部有一定範圍的採空區,應具有一定積水量,且該兩斷層之間為茅口灰岩,因此兩斷層應視為具有一定的導水能力。

3、老窯積水情況:2023年以前的生產井分布在井田的北東部,形成有一定範圍的採空區,採空區積水有可能通過斷層對礦井正常生產構成威脅。

六、探水鑽超前距離的理論依據

井田中北部以東地表標高為+210~+250m,探1號生產井為獨眼井,沒有和其他生產井聯通,該井開採最低標高為+101m,開採b2煤層的最低標高為+136m,開採範圍以井筒為中心,四周30~50m範圍內的煤層均已**。井田至井底高差為130m左右,一般可以認為該處水頭高度為120m左右。由探1井至探煤巷距離為125m,煤層傾角小於20°,探水鑽的超前距離由下式確定:

1、煤層中探水鑽的超前距離:

d=5m+0.05h+0.002l

式中:d—超前距離(m)

m—煤層厚度(m),0.8~3.68m,取2.0m

h—水頭高度(m) 取120m

l—探煤巷至採空區的距離(m)取95m

d=5×2.0+0.05×120+0.002×95

=16.19(m)

2、岩層中探水鑽的超前距離:

d=5k+0.05h+0.002l

=5×1.3+0.05×120+0.002×95

=12.69(m)

式中:k—為係數,一般1.2~1.4,取1.3

根據計算和相關規定要求,煤層中探水鑽的超前距離取20m,岩層中探水鑽的超前距離取15m。

七、探水警戒線的確定

井田中北部以東區域的原生產礦井系幾年以前所為,井巷均經過實測,並以上圖,採空區範圍的分布基本真實,故採空區的範圍基本可視為積水區域範圍。探水警戒線基本以原採空區的邊緣向外平推60m和龍舟河南岸向南平推60m即為探水警戒線。

八、探水鑽孔設計

(一)鑽孔布置圖(略)

(二)鑽孔技術引數

(三)安全技術措施

1、探鑽現場及附近20m範圍內的巷道支架必須架設牢固;

2、在通往探鑽地點的巷道中,不得有礦車、雜物、餘煤(矸)等,確保通道暢通無阻;

3、探鑽現場附近必須有完好的通訊**;

4、必須確保探鑽地點有足夠的新鮮風量,並配備專職瓦斯檢查員,隨時檢查探鑽現場及附近20m內的瓦斯情況;

5、為保證探鑽工作安全進行,鑽機前方要打牢立柱和擋板;

6、要挖好排水溝,保證現場不得積水;

7、探鑽現場及附近瓦斯濃度達到1.0%時,必須停止探鑽,經過處理,瓦斯濃度降到1.0%以下時才能繼續開鑽;

8、探鑽現場及附近不得做與探鑽工作無關的其他工作;

9、鑽機安裝必須牢固,不得因鑽機安裝不牢而出現事故和影響鑽探質量;

10、嚴格按照鑽探設計要求進行施工,如確是需要調整時,必須經礦總工程師同意後才能改變設計方案;

11、司鑽人員必須嚴格按照探鑽操作規程進行操作;

12、每乙個鑽孔的深度必須達到25m以上才能終孔,終孔孔徑不得大於50mm;

13、在鑽進過程中,如出現有頂鑽現象,不得拔出鑽桿,必須切斷電源,撤離人員,及時匯報,等候處理;

14、五個鑽孔孔深都必須達到25m以上,未探至積水時,允許進尺4m,切不可超過4m。必須確保20m以上的超前距離,進尺4m後,再行探鑽,如此迴圈往復;

15、探鑽人員必須做好本班的探鑽記錄,如進度情況、開鑽時間、停鑽時間、鑽進過程中的變化情況等;

16、避災路線:

(1)突水事故:人員從現場→副斜井→地面;

(2)瓦斯事故:人員從現場→副斜井→地面。

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