副斜井防治水設計及安全技術措施

2021-08-15 00:04:32 字數 4186 閱讀 1217

聖鑫煤業副斜井掘進工作面探放水設計

為了貫徹落實國家省市有關礦井水害防治的方針、政策,切實做好煤礦安全生產,保障礦工生命財產不受傷害。根據「**預報,有掘必探,有採必探,先探後掘,先探後採」的規定,為確保安全作業,預防掘進期間發生透水事故,結合聖鑫煤業礦井實際情況,為了確保將「有掘必探,先探後掘」規定落到實處,特編制本探放水安全技術措施。

一、 工程概況

山西晉煤集團澤州天安聖鑫煤業****副斜井井口座標為:x= 3940243.711、y=19663446.

217(80座標系),z=+899.377。副斜井設計總長640m, 2023年資源整合時已施工80m,新施工560m,半圓拱斷面,淨寬3800mm,淨高3500mm,淨斷面積11.

75 m2,傾角23°,水平標高+648m;基岩段支護方式為錨網噴,噴厚150mm,砼強度等級為c25;錨桿間、排距為800×800mm,三花布置,錨桿為∮20mm×2200mm無縱紋螺紋鋼,托板規格為200×200×10mm,網片採用規格為1m×10m經緯網,網孔尺寸為150mm×150mm,網片各邊搭接長度不小於100mm,錨固劑選用快速k2335型、中速z2360型樹脂錨固劑各一支;錨固力不小於105kn。噴射砼強度等級為c25,厚度為150mm,井筒每隔40m設躲避硐。

二、區域水文地質情況

井田位於沁水煤田東南邊緣,地貌型別屬侵蝕低山區,以丘陵為主,井田內地形總體西北高東南低,沖溝發育。井田內為白水河上游沖溝,井田內無水庫等大的地表水體,主要水源為大氣降水。雨季時節,溝谷有短暫洪流出現,流徑不長,向南匯集注入西河,西河向東南注入白水河。

井田內地形總體西北高東南低,沖溝發育,井口標高約899m,工業廣場標高約895~900m,工業廣場附近溝谷標高約887m,低於工業廣場標高近10m,據訪問當地人員,井口及工業廣場周邊標高均高於歷史最高洪水水位,不存在洪水危險。

副斜井井筒施工穿過地層依次為:第四系表土層,上石盒組,下石盒子組,山西組。地層岩性特徵如下:

(1)第四系:砂質粘土,有少量砂碩石層。

(2)上石盒子組:由泥岩、粉砂岩組成。

(3)下石盒子組:由灰色灰綠色細、中粒砂岩組成。

(4)山西組:由灰色、深灰色細砂岩、粉砂岩、泥岩及3#煤層組成。

水文情況:根據水文地質型別劃分報告資料,我礦水文地質型別為中等型別,根據水文地質資料綜合分析,主斜井水文地質條件較簡單。礦井充水方式一般為沿頂板岩石裂隙滲透或滴水,雨季區域性可見短時淋水現象,井筒湧水自岩石裂隙流出沿井壁進入井下。

一般富水性很弱,不會因此突水。井筒湧水量≤5m3/h,雖然水量不是太大,但掘進過程中仍要進行探放水工作,確保礦井安全。在井筒施工實際作業中應密切注意湧水量變化,做好防水排水準備工作。

三、鑽孔設計目的

1、根據主斜井的地質資料,對工作面掘進前方有效探測區域的地質及水文地質情況進行超前探測,主要鑽探目的將達到以下幾個方面:

⑴ 對前方掘進區域內的水文地質情況進行超前探測;

⑵ 對前方掘進區域內的大型地質構造發育位置和含水、導水性進行有效探測;

⑶ 對前方掘進區域內的褶曲發育型別等區域地質條件特徵進行超前探測,如:背斜和向斜的軸部位及翼部控制部位。

2、根據地面水文勘探成果解釋資料,當施工巷道前方有水文地質情況異常、地質構造發育或煤層賦存條件異常時,在滿足安全距離的前提下,當巷道掘進至異常區域前後50m 範圍內,將執行進一步的超前探測措施,對「有掘必探,先探後掘」安全技術措施進行補充和完善,以精確控制前方異常區域內地質構造發育的準確引數,並根據鑽探結果編制下發臨時地質**預報用於指導生產實際。

四、探水方案設計及布置

為了貫徹落實國家省市有關礦井水害防治的方針、政策,切實做好煤礦安全生產,保障礦工生命財產不受傷害。依據「有掘必探,先探後掘」的探放水原則,對副斜井編制探放水方案。探水起點即為巷道開始掘進點。

2、探放水個數及鑽孔布置

安排專人進行打探眼,打探眼採用zlj-650型煤礦坑道鑽機和zlj-350煤礦坑道鑽機,孔徑為75mm,並配備不少於200公尺相配套的鑽桿,正常情況下配備zlj-650型煤礦坑道鑽機1臺、zlj-350煤礦坑道鑽機2臺,設計探測鑽孔孔數為5個,其中2#探眼布置在正中位置,與巷道中線平行布置,探眼探深距離為60公尺;由2#探眼向左右1.5公尺各布設乙個探眼,分別為1#探眼和3#探眼,由2#探眼向下0.5m各布設乙個探眼,為4#探眼,俯角分別為24度,探眼探深距離為65.

23公尺。1#、3#探眼分別與巷道中線呈23度角布置,4#探眼下俯1度,探眼探深距離為65.23公尺。

具體鑽孔位置布置如下圖1:

圖一:探水孔位置布置引數

3、超前距

為探水鑽孔終孔位置應始終超前掘進工作面的一段距離,超前距按下式計算:

3pa=0.5al-------

kp式中:

a――超前距,m;

a――安全係數,一般取2~5,本次設計取5;

l――巷道跨度(寬或高取其大者),m,本次設計取2.9m;

p――水頭壓力mpa ,取0.1mpa;

kp――巖的抗張強度mpa ,取0.5mpa;

通過計算:a=4.35

為確保施工安全,本設計超前距取20m。

4、允許掘進距離

為每次探放水鑽孔施工完畢之後,經探水證實無任何水害威脅時,以最短的鑽孔長度(水平投影長度)減去超前保護距離之後剩餘的距離。設計探水鑽孔長度60m,減去超前距20m後,允許掘進距離為40m。

l = l - a

式中:l――允許掘進距離,m;

l――最短鑽孔長度, m;

a――超前保護距, m;

5、幫距

為使巷道兩幫與可能存在的水體之間保持一定的安全距離,即呈扇形布置的最外側探水孔所控制的範圍與巷道幫的距離,其值一般與超前距相同,有時可略比超前距小1~2m,本設計取20m。

6、鑽孔密度(孔間距)

豎直扇形麵內鑽孔間的終孔垂距不得超過1.5m,本礦取1.5m。

7、鑽孔孔徑

本設計配備一台zlj-650型煤礦坑道鑽機和zlj-350煤礦坑道鑽機2臺,42mm鑽桿200公尺,75mm硬質合金鑽頭,開孔直徑89mm,終孔直徑75mm。鑽機型號見下表

zlj-650煤礦坑道鑽機技術引數

zlj-350煤礦坑道鑽機技術引數

8、附圖後

五、鑽機使用

1、開鑽前的準備

a. 油箱內加滿清潔油液,一般用n46抗磨液壓油,如果環境溫度較高可用n48抗磨液壓油。

b. 檢查鑽機及各部分緊韌體是否緊固。

c. 在需要潤滑的部位加註潤滑油和潤滑脂。

d. 檢查各油管是否連線無誤。

e. 主油幫浦按指示的箭頭先將幫浦量調至最小位後再反轉5~8圈即可,副油幫浦的幫浦量調至25%左右即可。

f. 將操縱台上副油幫浦的功能轉換手把置於調壓閥位(也就是前位)。其它的操縱手把均放在中間位置,背壓調節手輪(單向節流閥)順時針調到極限位置。

減壓閥、溢流閥手輪調至最小位置。馬達變數手輪按需要調節,一般在中速排量範圍。

g. 開啟油箱上的截止閥,此閥未開啟前不准起動電機。

h. 接通電源。

2、啟動

a. 試轉電機,注意轉向是否與油幫浦的要求一致。

b. 啟動電機,觀察油幫浦是否正常運轉(應無異常聲響,操縱台上的回油壓力表應有所指示)檢查各部件有無滲漏油。

c. 使主、副油幫浦空轉3~5分鐘後再進行操作,如油溫過低,空轉時間應加長,待油溫達20℃左右時,才可調大排量進行工作。

3、試運轉

a. 油馬達正轉、反轉雙向試驗,運轉應正常平穩

b. 反覆試驗迴轉器的前進、後退,以排除油缸中的空氣,直到運轉平穩為止

c. 試驗卡盤、夾持器,開閉要靈活,動作要可靠。

d. 檢查各工作機構的動作方向與指示牌的標記方向是否一致,如不一致應及時調換有關油管。例:迴轉器馬達的正、反轉,前進、後退等。

e. 在以上各項試運轉過程中,各部分應無漏油現象,如發現應及時排除。

4、無巖芯開孔

a. 從迴轉器後端插入一根鑽桿,穿過卡盤,頂在夾持器端面上(因此時夾持器閉合,不能穿入)。若從迴轉器後端不能插入鑽桿時,可關掉鑽機,待鑽桿插入迴轉器後,重新啟動鑽機。

b. 副油幫浦功能轉換閥手把推到前位(即溢流給進製),夾持器功能轉換手把推到分離位(即前位)。將起下鑽轉換手把推到下鑽位置,向前推給進起拔手把,使鑽桿進入夾持器,在夾持器前方人工擰上無巖芯鑽頭,準備鑽進。

5、鑽進

a. 接上水龍頭,開動泥漿幫浦,向孔內送入沖洗液。

b. 待孔口見到返水後,將給進起拔手把拉向起拔位置,使迴轉器後退到極限位置,夾持器完全開啟,隨之關閉截止閥,夾持器處於開啟狀態。反時針旋轉背壓調節手輪,使其關小(垂直孔需關死)。

推動馬達迴轉手把讓迴轉器正向旋轉(注意切勿反轉)。將給進起拔手把回到中位,將轉換手把置於中間位置。

副斜井施工安全技術措施

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