桐梓县仙岩煤矿
探 放 水 设 计
二O一一年九月
目 录
第一章 概况
1.1 交通位置及矿界范围 1.2 自然地理、气候特征 1.3 矿井地质及水文地质特征 1.4 矿井水调查情况 第二章 探放水设计 2.1 探放水原则 2.2 探水线确定 2.3 探放水设计
第三章 钻机的安装、探水、放水技术3.1 钻机的安装 3.2 探水技术 3.3 放水技术
第四章 探放水安全技术措施 3.1 探放水作业安全措施
1、地形地质图、矿井综合水文地质图、矿井充水性图、矿井排水系统图 2
附图： 2 3 4
第一章 概 况
1．1 交通位置及矿界范围
仙岩煤矿位于贵州省桐梓县城以西约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，隶属桐梓县九坝镇所辖。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(P1m) 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(T1y) 九组滩段(T1y3)：为粉砂质泥岩、泥岩、泥质粉砂岩、钙质泥岩夹灰岩。厚度160～165m。含水性极弱，为一相对隔水层，对煤矿开采影响不大。
玉龙山段(T1y2)：为中厚层状灰岩、含泥质灰岩。厚120～140m。为岩溶裂隙含水屋，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。
沙堡湾段(T1y1)：厚3～8m。为泥岩、钙质泥岩。局部夹极薄层状泥灰岩。为一相对隔水层。
(3) 长兴组(P2c) 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。
(4) 龙潭组(P2l) 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(P1m) 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。
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。
⑴矿井新开拓区域或新布置的巷道。 ⑵接近含、导水断层、溶洞和导水陷落柱时。 ⑶打开隔离煤柱放水时。
⑷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。 ⑸接近有出水可能的钻孔时。 ⑹接近有水的灌浆区时。
⑺受底板强承压含水层威胁的采煤工作面。 ⑻接近其它可能出水（突水）地点时。
⑼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，
巷道断面形状为三心拱形，断面积11.24m2，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。
主平硐经探放水作业，由探水眼中流出的水量低于5m3/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。
平巷断面形状为梯形布置，巷道净断面：顶宽度2m，底宽度3m，高度2.4m，断面积6m2，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。
探水眼中流出的水量低于5m3/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，巷道净断面：顶宽1.8m，底宽2.4m，高2.0m，断面积4.2m2，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。
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。 检测探水眼中流出的水量低于5m3/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。
探水作业完毕，检测探水眼中流出的水量低于3m3/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，防止水压超高冲击保安煤柱或引发突水事故。
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
本矿在井底布置有永久性水仓一座，容积350m3。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排水管至地面。功率90KW，单机小时排水量为85m3，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。
第三章
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钻进，
钻机的安装、探水、放水技术
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。
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。
第四章
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。
探放水安全技术措施
（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。
（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。
