探放水設計及施工安全技術措施

2021-08-14 03:38:53 字數 4855 閱讀 4042

12091改造巷探放水設計及施工安全技術措施

一、工程概況

1、工程名稱:12091改造巷。

2、巷道設計長度:220公尺。

3、工程用途:12091採煤工作面運輸巷。

4、巷道位置:12091改造巷掘進工作面位於軌道運輸巷下部以南,南、北兩側40公尺外均為採空區。

5、巷道坡度:a、b段巷道坡度為-6°,c段巷道坡度為+3°。

6、掘進層位:沿煤層掘進。

7、本掘進工作面預計2023年5月開工、2023年10月完工。

二、地面相對位置及鄰近採區開採情況

1、巷道井上下標高:井上標高+468公尺,井下標高+146~+154公尺,距離地表318公尺。

2、地面位置:地面屬丘嶺山區,無建築物,地表無河流、無水體、無裂隙,對井下開採影響甚微。

3、井下位置及四鄰採掘情況:

本巷位於軌道巷以南,巷道外側40公尺外為採空區。

三、礦區地質概況:

1、地質構造及特徵:礦區構造形態為單斜構造,地層走向nne、傾向see, 傾角49°。礦區內發育有正斷層。

2、煤系地層:本礦開採二1煤層,二1煤層位於二疊系下統山西組下部,層位穩定,礦區內煤層厚度1.3~ 6.

31公尺,平均2.46公尺,煤層上距砂鍋窯砂岩62公尺,下距石炭系上統太原組l7灰岩31公尺。

3、本採區及掘進工作面情況:根據本採區已掘進巷道和本掘進工程12091改造巷相鄰軌道巷、皮帶巷揭露,以及查閱其鄰近採空區相關資料,沒有斷層,煤層賦存穩定,傾角8°,煤層厚度平均在1.8~2.

2公尺。四、礦區水文地質情況

本礦區地表屬構造剝蝕低山丘陵,地勢東高西低、北高南低。主要含水層為上寒武統含水層、太原組含水層、山西組砂岩含水層、第四系砂礫石空隙含水層。

1、上寒武統含水層:

主要由厚層狀、巨厚層狀白雲質灰岩夾白雲岩及泥質灰岩薄層組成,其厚度大,岩溶發育,為富水性較強的岩溶裂隙承壓水,上距二1煤層間距約70.00m,為二1煤層底板的間接充水含水層。

2、太原組含水層

(1)下部灰岩段含水層:由l1~l4四層深灰色厚層狀石灰岩組成,平均厚13.56m,q=0.

0021~0.00491l/(s·m),k=0.00362~0.

222m/d,水位標高+407.31m,水化學型別為hco3-ca,礦化度0.361~0.

470g/l,水溫14.5~16℃。富水性較弱,為岩溶裂隙承壓水,上距二1煤層50m左右,是二1煤層底板間接充水含水層。

(2)上部灰岩段含水層:由l7~l9三層石灰岩組成,岩溶裂隙較發育,為岩溶裂隙承壓水,石灰岩穩定,一般厚12.08m,單位湧水量0.

353~0.664 l/(s·m),滲透係數2.93~9.

44 m/d,水位標高+268.989~+299.86,水化學型別為hco3-ca和hco3-ca·mg,礦化度0.

307~0.471 g/l,水溫為15~17℃。富水性強。

上距二1煤層8m左右,是二1煤層底板直接充水含水層。

(3)山西組砂岩含水層

二1煤層頂板砂岩裂隙承壓含水層是礦井直接充水含水層。由大佔砂岩、香炭砂岩和砂鍋窯砂岩組成,一般總厚14.50~38.

97m。001孔湧水,自流量0.618m3/h,為山西組至下石盒子組地層混合水,據副10301孔抽水資料:

單位湧水量0.0062 l/(s·m),滲透係數0.01984 m/d,水化學型別為hco3-ca,mg·na,富水性強。

(4)第四系砂礫石孔隙含水層

以鈣質結合層、礫石層為主,厚度較小,含水性與大氣降水密切相關,受大氣降水直接滲入補給,地下水動態隨季節而變化,富水性弱,為孔隙潛水。

(5)充水性分析

a、含水層突水性分析

二1煤層底板隔水層有l9灰岩頂邊至二1煤層底板之間的泥岩、砂質泥岩為主,厚度平均16.8m,自然狀態下可視為隔水層,隔水效能良好;l4灰岩頂界上至l7灰岩底界約23m,岩性為泥岩、砂質泥岩、細~中粒砂岩,夾1~2層薄層灰岩、泥灰巖和薄煤層,厚度穩定為太原組上、下段灰岩之間的較好的隔水層;上寒武統灰岩至太原組灰岩間的泥岩、鋁質泥岩以及粉砂岩,厚8m,岩石較破碎,隔水效能較差,兩層間存在不同的水力聯絡,可視為隔水層。由以上資料可知在沒有斷層或大的構造影響下,二1煤層底板隔水層可以有效地阻隔底板水。

b、充水道分析

主要有不良鑽孔和廢棄井筒,其構成充水通道主要有以下兩種情況:一是井筒和鑽孔塌陷、填埋或封閉不實,使大氣降水直接滲入礦井;二是井筒或者鑽孔穿切煤層頂板多個含水層,若封閉不實,含水層水將直接構成礦井充水。

(6)因12091改造巷外側40公尺外為採空區,採空區內存在積水及有毒有害氣體的可能性比較大,因此探水時一定要密切注意對採空區積水及有毒有害氣體的監測。

綜上述,12091改造巷在掘進過程中,沒有斷層、大的構造和鑽孔、廢棄井筒,構不成對礦井充水的影響,但其南、北兩側外的採空區積水的可能性較大,在探水時需加強觀測。

3、礦井湧水量

根據河南地質礦產勘查開發局第二地質隊提交的《礦井水文地質調查報告》,礦井正常湧水量25m3/h,礦井最大湧水量50m3/h。

4、礦井水文地質型別

根據河南地質礦產勘查開發局第二地質隊提交的《礦井水文地質型別劃分報告》,二1煤層水文地質勘查型別屬第三類第二亞類第二型,礦井水文地質條件為中等。

五、巷道布置、施工次序、規格和支護方式

1、巷道布置、支護方式及施工次序

該巷位於軌道巷以南,北側鄰近皮帶巷。該巷掘進在原始煤層,採用梯形11#工字鋼支方式。手稿落煤(或放炮)→裝運煤→支架迴圈作業,其工藝流程為:

敲幫問頂→手鎬或爆破落煤→通風灑水→敲幫問頂→臨時支護→裝運煤→永久支護→驗收工程。

2、巷道支護規格要求

巷道開口8公尺內規格要求:上寬2.5公尺,下寬4.0公尺,採高2.2公尺對棚支護,一般巷道要求上寬2.2公尺,下寬3.6公尺,採高2.2公尺。

六、鑽孔布置

由於12091改造巷南、北側40公尺外為採空區,為了防止採空區積水,發生水害,因此礦上高度重視,在掘進迎頭布置扇型鑽孔,進行探放水。

1、探放水鑽場的設定

鑽探位置:在12091改造巷開口掘進8公尺處布置鑽場且對迎頭8m範圍內的巷道支架進行聯鎖加固,對前方掘進煤層進行探放水,堅持「物探先行,鑽探驗證,先探後掘」的探放水原則,每迴圈打鑽探水70m,掘進40m保持30m超前距,確保安全施工。探放水鑽孔布置如附圖所示。

2、探放水鑽孔的設計引數

(1)探放水孔的布置:在現平巷梯形斷面上布置一組5個鑽探孔,鑽探時呈扇型布置,終孔幫距均為30公尺,超前距30公尺,孔間距0.5公尺。

(2)12091改造巷探放水,打鑽採用yz-650型鑽機,每根鑽桿長0.8m,施工鑽孔孔徑為ф65mm。施工中打鑽採用水力排粉。

(3)12091改造巷探放水時確保幫距不小於30m,對巷道掘進前方和兩幫進行探放水。

(4)鑽場鑽孔設計具體引數:12091改造巷探放水施工布置兩個鑽場,每個鑽場布置五個鑽孔,鑽孔編號分別為1#、2#、3#、4#、5均#採用無芯鑽進,鑽孔位置位於12091改造巷掘進迎頭,如圖所示(附後)

(5)孔口管規格:孔口管規格ф108mm,採用10m的無縫鋼管,外端焊法蘭盤和閥門連線,孔口管管外端有焊接堅固的耳把與立柱支護**牢固,並採用海帶、麻纖包裹孔口管以增大磨擦力,防止套管鼓出。

(6)探放水點迎頭全部用工字鋼管網狀交叉配合10~20mm厚的木板封閉;豎梁4根,橫樑4根,豎梁埋底深度不少於0.3m;橫樑嵌入兩幫0.3~0.

5公尺。巷道兩幫聯鎖長度不小於8m。

(7)探水前在12091改造巷開口8公尺處左幫挖出乙個規格為2200x2200x3600(mm)的水倉,並配備水幫浦、水管等必要的排水裝置。

七、探放水安全技術措施

1、安裝鑽機探水前的準備工作

(1)鑽孔標定程式、鑽孔方位按設計由地測科測量人員用全站儀、鋼尺、線繩準確標定,坡度由測量人員用坡度規標定。施工時角度誤差不得超過±1 。

(2)鑽機安裝時先將鑽機支撐架站穩站牢,底部用道木墊實,然後打上坑木固定鑽架,保證鑽機牢固可靠,固定好鑽機後,應仔細檢查鑽機各部件安裝是否正確,並用手轉動其各有關部件是否靈活,如有問題應及時解決,由施工隊負責。

(3)流水線路:12091改造巷—採區幫浦房—**幫浦房—地面。

(4)由排程室負責在打鑽地點10m範圍內安裝一部通訊**,並安排專人管理,隨時保持井上下聯絡。

(5)探放水期間,巷道內機電裝置由機電科負責每天進行排水系統和打鑽裝置失爆檢查,杜絕失爆,保證完好。

2、打鑽時的注意事項

(1)12091改造巷探水地點由施工隊負責在打鑽地點配備兩台合格的滅火器和不少於50kg的黃土,棉布2kg,8磅錘一把,木楔不少於5根,並明確專人對探放水裝置、材料進行專人管理,確保裝置處於完好狀態。

(2)施工隊在探水前做好以下工作:a、負責在12091改造巷迎頭打好堅固的立柱和攔板。立柱柱窩不小於0.

3m,數量不少於4根,立柱採用11#以上礦工鋼或坑木。b、保證潛水幫浦有備有用。c、探放水前清理好巷道衛生,保證巷道衛生乾淨整潔,保證施工人員退路暢通,嚴禁亂堆亂放。

d、探水前要加強流水路線巷道的聯鎖加固工作,特別是沿途「丁字口」、「十字口」等交叉點要全部進行聯鎖加固,長度不得低於10m。e、探放期間若遇特殊情況,必須有人負責清挖各地點的浮煤、淤煤及雜物。

(3)鑽探施工人員要經過培訓,並且考核達到合格,要熟悉鑽機的各種效能和操作程式,以及簡易的故障處理方法,做到熟練操作,以防造成事故。

(4)施工隊鑽手每班要認真做好本班記錄,包括鑽孔的孔號、施工引數、總進尺、本班進尺、孔內鑽桿長度,有出水時鑽孔的具體出水位置,孔內水(瓦斯等有毒有害氣體)的湧出情況,在鑽進過程中要密切注意鑽機的運**況,發現鑽進異常或湧水異常,要立即向礦排程匯報。

(5)交**必須是當班負責人及各工種現場交**,必須做到交安全、交進度、交措施、交裝置、交工具,交**必須交清交明,使**者心中有數。

(6)機電科要派專業熟悉並能維修鑽機的人員,及時下井對鑽機進行檢查維護,保證鑽機狀態完好。

(7)通風科要安排專人對打鑽地點的瓦斯等有毒有害氣體進行檢查。施工隊打鑽時迎頭要懸掛可攜式瓦斯報警儀,並與懸掛的瓦斯感測器相對照,保證其準確、靈敏可靠,瓦斯超限時,要求打鑽人員停止作業,切斷電源,並報礦排程室,聽從指揮並積極進行處理。

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