煤矿探放水设计(论文)

煤矿探放水设计( 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 ) - 姓 名: 专 业: 工作单位: 职 务: 二〇一三年五月 - - 前 言 矿井突水是煤矿生产的重大灾害之一，进入21世纪由于能源紧张，煤炭市场的好转，随之带来的煤矿灾害事故也增多。尽管多年来矿业工作者一直致力于这方面的研究工作，但是由于我国的地质条件复杂，开采方式各异，再加上生产技术、探测技术、监测技术水平的限制，导致煤矿突水事故时有发生。随着开采水平的延深和开采范围的扩大，这种对煤矿安全生产的威胁也会越来越严重。据不完全统计，中国统配煤矿的100多个矿务局，600余个生产矿井，受到 水害威胁的有225处，影响核定生产能力约1.4亿t/a，占统配煤矿生产能力的30%:生产矿井现有储量约400亿t，但由于受水害的威胁，其中109 亿t不能或不敢开采，直接影响到许多矿务局的生产接续和服务年限。在可供建井的探明储量有400亿t，其中受水害威胁的占27%。1955一1990年底，曾发生各类矿井突水灾害821次，造成淹井227次，直接经济损失达37亿元，少生产煤炭1.2亿t，造成人身伤亡1380人。由此可见煤矿突水问题是煤矿安全生产中急需解决的重大实际问题。我国煤矿床水害类型主要分为喀斯特充水煤矿床、砂岩裂隙充水煤矿床、第四系水及地表水充水煤矿床。这些矿井水害给煤矿生产安全生产带来的威胁也越来越大，与瓦斯爆炸共同成为煤矿山重大的安全隐患。鉴于此，开展煤矿矿井突水预测和水害防治的研究，对指导煤矿山矿井安全生产，有重要的现实意义。 1 目 录 前 言........................................................................................... 1 第一章 概况................................................................................... 3 1.1 交通位置及矿界范围..........................................................3 1.2 自然地理、气候特征..........................................................3 1.3 矿井地质及水文地质特征..................................................4 1.4 矿井水调查情况...................................................................4 第二章 探放水设计.....................................................................5 2.1 探放水原则...........................................................................5 2.2 探水线确定...........................................................................5 2.3 探放水设计...........................................................................6 第三章 钻机的安装、探水、放水技术..................................10 3.1 钻机的安装...........................................................................10 3.2 探水技术................................................................................10 3.3 放水技术................................................................................11 第四章 探放水安全技术措施...................................................12 3.1 探放水作业安全措施...........................................................12 第五章 总结..............................................................................14 附图:1、地形地质图 2、矿井综合水文地质图 3、矿井充水性图 4、矿井排水系统图 2 第一章 概 况 1(1 交通位置及矿界范围 xx煤矿位于贵州省xx县城以西约25km处，矿区距九坝镇约15km，地理位置坐标为:东经106?39′37″,106?43′35″，北纬28?09′20″,28?11′47″。矿区呈北东,南西向展布，南起湾底下,观音庙，汔火石土,猴春坎，全长约2.5km，平均宽约1.2km，隶属xx县xx镇所辖。企业性质为私营独资。 矿区以东约25km与川黔线相接，区内有公路相通，交通较为方便。 1.2 自然地理，气候特征 1、地形地貌、气象及地表水 矿区呈北东,南西向展布，为低中、高地貌，矿区北高南低最高海拔标高1362.9m，最低海拔标高800m。条塘河从矿区中部由北向南径流，河谷最低标高800m。根据区域水文地质资料，条塘河谷标高800m应为矿区最低侵蚀基准面。矿区南西侧发育一条由北向南径流的河流，河谷标高为800m，区内南东侧发育数条溪沟，有利于地表水的排泄。 2、含水层、隔水层特征及其与矿床充水的关系 矿区出露地层为三叠系下统茅草铺、夜郎组，二叠系上统长兴组、龙潭组及下统茅口组，其水文地质特征及对煤矿开采的影响如下: (1) 茅草铺组(Pm) 1 为薄至中厚层状灰岩、白云质灰岩、白云岩、泥质灰岩。厚度大于200m，含水性较强，但因分布在矿区边缘，且其下的九级滩段隔水层相隔，在无构造破坏情况下，对煤矿开采无影响。 (2) 夜郎组(Ty) 1 3九组滩段(Ty):为粉砂质泥岩、泥岩、泥质粉砂岩、钙质泥岩夹灰岩。厚度160,1 165m。含水性极弱，为一相对隔水层，对煤矿开采影响不大。 2玉龙山段(Ty):为中厚层状灰岩、含泥质灰岩。厚120,140m。为岩溶裂隙含水1 屋，含水性中等。虽其下有沙堡湾隔水层存在，但因沙堡湾段隔水层厚度较小，采煤时不应对其破坏。 1沙堡湾段(Ty):厚3,8m。为泥岩、钙质泥岩。局部夹极薄层状泥灰岩。为一相1 对隔水层。 (3) 长兴组(Pc) 2 中厚层状含燧石灰岩，层间夹炭泥质。为岩溶裂隙含水层，含水性中等。厚55,58m。该层在矿区内大多形成陡岩或陡坡，呈窄长条形分布，出露面积较小，地表岩溶不发育，地表水补给条件不良，对煤矿开采有一定影响。 3 (4) 龙潭组(Pl) 2 为一套海陆交互相含煤地层，岩性为泥岩、生物灰岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、粉砂岩、煤及少量泥质灰岩。厚70,75m。据采煤老硐调查，区内采煤老硐大多为潮湿状态，局部有少量滴水、渗水现象，说明其含水性较弱，为一相对隔水层，对煤层开采影响较小。 (5) 茅口组(Pm) 1 为浅灰色、灰色厚层块状灰岩，厚度大于100m。为岩溶裂隙含水层，含水性较强。是含煤岩系的直接底板，但与C13煤层间有2,5m隔水层相隔，但因其厚度较小，受破坏后易引起矿床充水。 根据已有资料，区内矿床的充水主要因素为茅口组灰岩、长兴灰岩及煤系三个含水层，均属条带状地下水，分布很不均一，开采过程中易造成矿井突出，威胁较大，应加以注意。玉龙山灰岩含水层为矿井充水的次要因素。此外小窑积水未来矿井的突出问题，需要注意冒落范围的小煤窑积水影响而造成浅部矿井的突然充水。 本矿井直接充水因素为煤层顶板裂隙水，主要充水因素为老空水，断层水次之。 2、 涌水量 勘查地质报告中未提供涌水量资料。 矿井在进行正常生产时必须进行矿井水文地质调查，进行涌水量的实测，以便指导生产。 3、 水文地质条件分类 根据《矿井水文地质规程》分类，本矿井水文地质条件属简单类型。 4 第二章 探放水设计 2.1 探放水原则 本矿井设计为:平硐开拓，中央分区式通风，长壁法采煤，后退式回采，生产能力为15万吨/年，矿井在平硐开拓、阶段平巷、回风平巷，开切巷掘进，回采煤过程中，应将矿井水害预防工作放在首位，本着“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原则，安排好探放水工作。遇到下列情况都必须探水掘进。 ?矿井新开拓区域或新布置的巷道。 ?接近含、导水断层、溶洞和导水陷落柱时。 ?打开隔离煤柱放水时。 ?接近可能与河流、湖泊、水库、蓄水池、水井等连通的断裂构造带时。 ?接近有出水可能的钻孔时。 ?接近有水的灌浆区时。 ?受底板强承压含水层威胁的采煤工作面。 ?接近其它可能出水(突水)地点时。 ?工作面出水预兆:煤壁挂汗:温度下降，空气变冷，雾气产生;煤层发潮、暗沉沉有害气体增高，呼吸困难，头痛;顶、地压加大，底板鼓起并有渗水、淋水;出现压力水流并有“嘶、嘶”水叫声;巷道挂红，有异味等出水预兆情况，必须立即向矿调度室汇报撤出人员等候处理。 2.2 探水线确定 根据贵州省地质矿产勘查开发局一O二地质大队对我矿进行的地质及 5 水文地质成果资料，结合本矿实际开采深度，矿井水来源及分布调查情况，本矿无老塘、老窑积水，标高1270米水平以上的老采空区局部存在有积水，现状开采位置尚未采掘采动区域视为可疑区，以矿界向相邻矿各100米距离作为本矿探水线位置。并按此要求进行探放水设计。 2.3 探放水设计 2.3.1 主平硐、运输大巷、总回风巷掘进设计 主平硐、主运输巷、回风平硐巷道掘进净断面:宽4.2m，高2.8m， 2巷道断面形状为三心拱形，断面积11.24m，水沟布置于巷道西侧，水沟断面:0.4×0.4m。巷道支护采用锚网喷浆支护，巷道坡度为3‰度。 探放水设备选用ZLJ—380坑道钻机进行探水，迎头面一次布置五个探水眼，探水眼孔径65mm，眼孔按一字型排列，距底板高度0.5m，与煤、岩层垂直布置，眼深40m，边眼与中眼的夹角为30度，钻眼间距0.6m。 排水设备:因该工作面涌水由主平硐水沟自流排出井外。故不考虑排水设备。 3主平硐经探放水作业，由探水眼中流出的水量低于5m/h，水压不超过1毫米水注，视为涌水正常，可以进行平硐掘进施工。当平硐掘进到探水眼超前距离为20米时，回复进行下一次探放水作业工作。 2.3.2 运输、回风顺槽掘进设计 煤层运输、回风平巷与阶段平巷，均为顺煤层走向掘进，巷道以上仰3‰坡度水平掘进，保持水流方向。 6 平巷断面形状为梯形布置，巷道净断面:顶宽度2m，底宽度3m，高 2度2.4m，断面积6m，水沟布置于巷道下帮，水沟断面0.3×0.3m，巷道支护采用11#矿工钢架箱支护。 探放水设备选用ZLJ—380坑道钻机进行探水，迎头面一次布置五个探水眼，探水眼孔径65mm，眼孔按一字型排列，距底板0.5m，眼间距0.6m，眼深40m，探水眼成扇形，顺煤层布置，边眼与中眼间的夹角为30度。 排水由巷道水沟自流入运输平巷水沟，再流向井底水仓经水泵排出。 3探水眼中流出的水量低于5m/h，水压不超过1毫米水柱，视为涌水正常，可以进行掘进施工，当掘进到探水眼，超前距离为20米时，必须停止掘进，回复探放水作业工作。 2.3.3 上山开切巷设计 上山开切巷是联通运输平巷与回风平巷的通道，巷道沿煤层倾斜方向布置，煤层倾角即为巷道坡度，施工由下向上掘进，巷道断面为梯形，巷 2道净断面:顶宽1.8m，底宽2.4m，高2.0m，断面积4.2m，水沟布置于主巷道右侧，水沟断面0.25×0.25m。 巷道支护采用液压支柱支护，铰接顶梁接顶，迎头面进行探水作业时，必须加固支护，装好挡板，做到上凿钻眼不发生片帮。探水设备选用电动75型探水钻机，迎头面一次布置五个探水眼，探水眼孔径65mm，眼孔按一字型排列，底眼距底板0.4m，眼间距为0.5m，眼深40m，顺煤层布置，中眼与巷道平行，边眼与巷道成30度夹角。 7 排水由巷道水沟自流入运输平巷水沟，再流向井底水仓经水泵排出。 3检测探水眼中流出的水量低于5m/h，水压不超1毫米水柱，视为涌水正常，可以进行掘进施工，当掘进到探水眼超前距离为20m时，必须停止掘进，回复探放水作业工作。 2.3.4 采煤工作面探放水设计 采煤工作面沿煤层倾向布置，煤壁高1.2--2米，工作面支撑采用液压支柱支护，3~4排控顶，最大控顶距3.6米，最小控顶距2.6米，工作面探放水设备选用电动探水钻机、钻眼采用单排眼布置，每眼与煤壁成30度夹角。眼底向上，眼间距2m，眼深40m，孔径65mm，顺层布置，距底板高度0.6m。工作面探水孔起止位置在距离下出煤口10m起至距离回风出口10m位置处止，排水由煤壁下方水沟自流入运输平巷水沟，再流向井底水仓经水泵排出。 3 探水作业完毕，检测探水眼中流出的水量低于3m/h，水压不超过1毫米水柱，视为渗水正常，可以进入采煤作业，当工作面推进到探水眼超前距离为20m时，必须停止采煤，回复探放水作业工作。 2.3.5 老采空区探放水。 一、每日检测一次引经导流水流数据，发现水流变小，应及时检测导流管道，发现阻塞，应及时修复疏通，经常保持稳定的水流量。 二、定期监测老空区积水的流水压力状况，做好监测 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 ，防止水压超高冲击保安煤柱或引发突水事故。 8 三、落实责任，每班安全员为老空区、积水管理监控责任人，谁当班、谁负责。 2.3.6 矿井排水系统 3本矿在井底布置有永久性水仓一座，容积350m。空仓容积常年保持在70%以上。 主要排水设备为三台矿用离心式水泵(DM85-67x3)，配两趟Φ108排 3水管至地面。功率90KW，单机小时排水量为85m，设计一台工作，一台备用，一台检修，用一台水泵排除矿井正常涌水量，两台水泵可满足矿井最大涌水量，能够满足矿井排水要求。 9 第三章 钻机的安装、探水、放水技术 3.1钻机安装规定: 1、加强钻场附近的巷道支护，并在工作面迎头打好坚固立柱和挡板。 2、清理巷道挖好排水沟，探水钻孔位于巷道低洼处时，必须配备与探放水相适应的排水设备。 3、在打钻地点或附近安设专用电话。 4、测量和探放水人员必须亲临现场，依据设计，确定主要探水孔的位置、方位、角度以及钻孔数目。 3.2探放水施工中的技术要求 3.2.1探水技术要求 1、 钻进时应准确判别煤、岩层厚度并记录换层深度。一般每钻进10m或更换钻具时，测量一次钻杆并核实孔深。终孔前再复核一次，如有可能应进行孔斜测量。 2、 钻进时，发现煤岩松软、片帮、来压或孔中的水压、水量突然增大，以及有顶钻等现象时，必须立即停钻，记录其孔深并同时将钻杆固定。要立即向矿调度室汇报，及时采取措施，进行处理。 3、 钻进中发现有害气体喷出时，应立即停止钻进、切断电源，将人员撤到有新鲜风流的地点。立即报告矿调度室，采取措施。 4、 钻孔内水压过大或喷高压水时，应采用反压和防喷装置的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 钻进，应有防止孔口管和煤(岩)壁突然鼓出的措施: 5、 背紧工作面，在拦板外面加设顶柱或木垛，必要时还应在顶、底板坚固地点砌筑防水墙，之后方可放水。 10 6、对于水压大于2MPa，中间要穿过煤层的探断层水钻孔，在打穿断层或含水层前，还应下第二层孔口管并超过煤层1 m以上。 7、 在探水孔施工中，见到含水层、断层、陷落柱和积水区之前，应停止钻进，安好水门后再继续钻进。 8、 遇高压水顶钻杆时，可用立轴卡瓦和逆止阀交替控制钻杆，使其慢慢地顶出孔口，操作时禁止人员直对钻杆站立。 9、应做到交接班时不停钻。 10、 探放断层水的探水孔终孔后，孔内有水应进行放水试验。孔内无水时应选择一个孔进行压水试验，检验断层隔水性能;压力一般应略大于断层所承受的静水压力。 11、 探放水钻孔，完成探测任务后必须全孔注浆封闭，并做好封孔记录。 3.2.2 放水的技术要求 1、 钻孔探到水后，要观测水压、水质、水量和估计积水量或补给量。根据矿井排水能力及水仓容量，决定是注浆堵水还是放水。控制放水孔的流量或调整排水能力，并清理水仓、水沟等。 2、 煤层顶板有含水层和水体存在时，应当观测“三带”发育高度。当导水裂隙带范围内的含水层或老空积水影响安全开采时，必须超前探放水并建立疏排水系统。 3、 加强放水地点的通风，增加有害气体的观测次数。 4、 必须监视放水全过程，放水结束后，应立即核算放水量与预计积水量的误差，查明原因。 11 第四章 探放水安全技术措施 1、探水前的安全准备工作 (1)、探水前对排水设备进行彻底检查，探水过程中要有专人维护、保证正常排水。 (2)、探水前对水沟、沉淀池进行彻底清理，保持水流畅通。 (3)、要有专人对钻场附近的顶板进行检查维护，避免发生冒顶事故。 (4)、探水钻场后方必须有安全躲避峒室。 (5)、保证钻场的正常通风，并制定专项检查措施。 (6)、钻场附近要安装电话，并保持通讯畅通。 (7)、明确水害避灾路线，并认真贯彻至施工人员。 2、钻机运输、安装的安全措施 (1)、运输、安装钻机人员，要互相配合好，防止钻机反倒伤人和挤伤手脚事故发生。 (2)、钻场在稳钻前，应清净浮煤。钻场巷道支护要符合质量要求，禁止有空帮、空顶现象。钻机要稳牢、稳平，底座垫上底木梁，钻机稳固在底木梁上，四角要大好四根立柱，并用铁丝联在一起。将钻机稳定牢固后，方准开钻。 (3)钻具应统一放在钻场内，禁止在巷道内乱放。 3、钻机操作的安全措施。 (1)、钻工上岗前，必须经过培训，学习作业规程并持证上岗。 (2)、钻孔必须严格按设计的方位、角度、深度施工，严禁私自变更钻孔参数。 12 (3)、钻孔施工期间，必须有专职瓦斯检查员随时检查钻孔、钻场瓦斯，若瓦斯达到1 %，应立即 通知 关于发布提成方案的通知关于xx通知关于成立公司筹建组的通知关于红头文件的使用公开通知关于计发全勤奖的通知 停钻撤人。 (4)、操作钻机人员，要由班组长或有经验的工人担任，另一人跟前监护。钻机操作按扭，应设在距司机工作处不超过0.5m的地方,确保能及时停送电。 (5)每班开钻前，钻机要先试正、反转。钻机开始运转后，任何人不准触摸钻杆及机器旋转部位，防止钻机绞人。 (6)、操作钻机要严格执行操作规程。在钻进中，掌握好钻进速度，压力要适当，注意孔内水循环，禁止干钻，避免损坏钻机和发生卡钻事故。 (7)打钻过程中，要严格执行现场交接班制度，现场交清孔内情况和钻机运转情况。 (8)、钻孔透水后，要详细观测和记录水情变化。起钻时，工作人员禁止站在钻杆的正后方向。钻杆全部起出后，立即关闭阀门，并向调度室汇报透水情况。 (9)打钻出水后，若水量较大，威胁到巷道内人员安全时，要通知巷道内所有人员和受威胁的其他人员，一并撤出，并迅速向调度室汇报。 上述内容如有不足之处应遵照《煤矿安全规程 》有关规定执行。 13 第五章 总 结 本文通过对鹤煤八矿水文条件的分析，并参照煤矿方面的有关规定和防治水相关资料，对鹤煤八矿1410下顺槽工作面的突水问题进行了探放水设计。a 充水水源。该矿地表水和大气降水对矿井涌水量影响不大，不能成为矿井充水水源。二1煤层顶板砂岩裂隙含水层、太原组上段岩溶裂隙含水层富水程度较强，其进入矿井的水量相对也较大，对矿井的安全生产影响较大。b 充水通道。二1煤层顶板裂隙水多是通过渗入性通道进入矿井的，涌水量较小。二1煤层底板岩溶裂隙水主要是通过溃入性通道进入矿井的，涌水量较大。c 突水威胁程度。根据对原1410岩中巷老巷积水量的计算，该工作面积水量达882m3，对井田采掘和安全生产影响较大，且该矿区构造复杂，二1煤层底25 板岩溶裂隙水补给量大，所以必须进行探放水设计以及施工。d 防治水难易程度。本设计简单可行，且相对经济合理。要顺利施工，除需配备施工所需的钻机的设备，还要配备完善的排水系统，如正常工作和备用的水泵，相应的排水管路和电力设施。e 探放水设计。2220工作面探放水设计依据国家安全生产监督管理总局公布的《煤矿防治水规定》，针对鹤煤八矿现有的排水设施做出初步设计 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ，该设计中钻机的选择适当，钻孔的位置布置合理，基本符合鹤煤八矿的实际情况，预计探放水效果比较理想，对同类型的小煤矿的探放水有借鉴意义。 14