掘进工作面探放水综合设计.doc

新疆吐鲁番* * * * * * * *有限责任企业
* * * * 煤 矿

1W5—201掘进工作面

探 水 设 计

编制：* * * 煤矿生产科

日期：二〇一〇年六月二十五日
第一部分 地质说明
一、工作面位置
1W5—201工作面在矿井（井筒）西翼，地表为沙砾地、无居民及建筑物。工作面东端分别和＋550m水平轨道巷和＋511m水平运输巷相连接，以西至东7勘探线，以南和原小煤窑采空区（+580m以上水平）之间留有45米（水平距离）隔水煤柱。该工作面上部5—3号煤层已开采。
二、地质概况
矿区在 * * * 向斜南翼，呈单斜结构，煤系地层为中侏罗统西山窑组，自上而下可开采煤层为5—3号和5—2号煤层。5-3号煤层厚度3.85m～8.82m，平均厚度5.39m，煤层结构简单—较复杂，属稳定煤层。1E5—201工作面回风顺槽和运输顺槽均部署在5—2号煤层中，5-2号煤层厚度6.81m～7.79m，平均厚度7.26 m，倾角２3°—２5°，走向７5°—80°，倾向345°—350°，煤层结构简单—较较简单，属稳定煤层，和上部5-3号煤层间距5m。
井田内有f16、f17、f18、f19、f23、f24 断层，对煤层有影响断层有f16、f17、f19三条小平移断层，它只影响浅部煤层但影响不大。
三、顶、底板岩性
5－3号煤层直接顶为细砂岩，厚度1.12m，属半坚硬——坚硬岩石；老顶以粉砂岩、细砂岩互层为主，含菱铁矿层，层剪发育，厚度约26.86m属坚硬岩石。
5-3号煤层直接底为粉砂岩夹细砂岩互层，层厚5.01m，；老底为粉砂岩，节剪发育，厚度1.22m，属半坚硬——坚硬岩石。
5-2号煤层直接顶、老顶为5-3号煤层直接底、老底；5-2号煤层直接底为细砂岩、中砂岩互层，厚度2.23m，属坚硬岩石；老底为粉砂岩、粗砂岩、中砂岩、细砂岩互层，粗、中砂岩以石英为主，泥质胶结，厚度10.51m，属半坚硬—坚硬岩石。
四、水文地质
矿区地表无水系，煤系含水性微弱，补给条件差，水文地质条件为简单型。地质汇报中指出井田内 + 580m水平以上5—2号煤层已被原县二号井及其它小煤窑开采，采空区位置及采空区内积水不详，又加上该工作面上部5—3号煤层已开采。所以在施工过程中应做好探放水工作。必需严格实施“有疑必探，先探后掘”探放水标准。
五、瓦斯情况
地质汇报中指出矿区处于瓦斯风化带，瓦斯含量在0～0.13ml/g之间。5月矿井做了瓦斯及二氧化碳等级判定，矿井瓦斯最大绝对涌出量为0.65m3/min，二氧化碳最大绝对涌出量为0.58m3/min，矿井瓦斯最大相对涌出量为0.85m3/t，二氧化碳最大相对涌出量为0.80m3/t。属低瓦斯矿井。
六、煤尘
爆炸性试验测定，火焰长度大于400㎜，岩粉含量60～85%，煤尘含有爆炸危险性。
七、煤自燃倾向性
依据煤自燃倾向性判定结果，井田内煤层属易自燃煤，自燃发怒危险程度为Ⅱ级，原生产矿井煤炭在地面自燃发怒期为30～35d；在井下，通常自燃发怒期为2～3个月。

第二部分 工作面概况
1W5—201工作面部署在5—2号煤层中，东西走向长1200米，南北宽120米。
1W5—201工作面回风顺槽：长度为1166米，沿5—2号煤层底板部署，开口在主斜井行人巷处（5—3号煤层中），方向219°，坡度-12°掘进24米后变方向为248°，沿5—2号煤层底板进528米后变方向为239°30′，最终再掘进614米到东7勘探线。巷道净宽为3.7米，巷道净高2.8米，三心拱断面，直墙部分高1.5米，拱高1.3米，掘进面积9.34m2，小圆弧半径为1.05米，大圆弧半径为2.44米。采取锚杆 + 金属网支护，巷道半圆拱上共打设7根锚杆，巷道两帮各打设1根锚杆。金属锚杆规格：φ16mm×mm ,间排距700mm×700mm ,排列方法为矩形。水沟留设在巷道左帮，梯形断面，断面积0.05米2。
1W5—201工作面运输顺槽：长度为1220米，为机轨合一巷道，沿5—2号煤层底板部署，巷道净宽为4.1米，巷道净高2.8米，三心拱断面，直墙部分高1.5米，拱高1.3米，掘进面积10.37m2，小圆弧半径为1.02米，大圆弧半径为2.95米。采取锚杆 + 金属网支护，巷道半圆拱上共打设7根锚杆，巷道两帮各打设2根锚杆。金属锚杆规格：φ16mm×mm ,间排距700mm×700mm ,排列方法为矩形。在巷道上帮铺设600mm轨距轨道，方便于工作面运输设备和材料。水沟留设在巷道左帮，梯形断面，断面积0.05米2。
附：平面位置示意图
巷道断面图

运输顺槽断面图
1︰50 单位：mm

回风顺槽断面图
1︰50 单位：mm

第三部分 探水工作
一、1W5—201工作面回风顺槽探水起点及探水眼部署
1、1W5—201工作面回风顺槽施工过程中要进行探水工作。
2、探水眼部署及孔数：该巷道共布设3个探水眼，呈半扇形部署。巷道中间距左帮1.5米处于正前方打设1个，钻孔坡度2°，深50米，为1＃探水钻孔；在1＃探水钻孔右边1米处和掘进工作面呈17°夹角打设1个，钻孔坡度10°，深52米，为2＃探水钻孔；在2＃探水钻孔右边1米处（距巷道右帮0.2米）和掘进工作面呈29°夹角打设1个，钻孔坡度10°，深57米，为3＃探水钻孔.3个探水钻孔均部署在距巷道底1.2米处。
二、1W5—201工作面运输顺槽探水起点及探水眼部署
1、1W5—201工作面运输顺槽按－15°坡度向下掘进61米后沿5—2煤层底板掘进533米后变方向为239°30′，再掘进628米到东7勘探线处。
2、探水眼部署及孔数：该巷道共布设3个探水眼，呈半扇形部署。巷道中间（中心线）正前方打设1个，钻孔坡度9°，深50.6米，为1＃探水钻孔；在1＃探水钻孔左边1米处（距巷道左帮1.05米）和掘进工作面呈3°夹角打设1个，钻孔坡度7°，深50.4米，为2＃探水钻孔；在1＃探水钻孔右边1米处（距巷道右帮1.05米）和掘进工作面呈6°夹角打设1个，钻孔坡度12°，深51.3米，为3＃探水钻孔。3个探水钻孔均部署在距巷道底1.2米处。
三、探水眼深度及超前距离
探水眼直径为50mm，探水深度为50米，超前距离为10米。巷道每次只许可掘进40米，停掘地点和探水眼终孔位置必需保持10米。

二、探水眼打设
（1）探水设备：用TXU—150型探水钻机探水。
（2）安装孔口管：孔口管用φ89mm无缝钢管制作，长2米左右，一头连接控制闸阀（安设压力表）。钻机安装固定后，先按设计方向及坡度钻一大孔，孔深比管长大2米左右，将孔口管插入大孔内，固定不动，在孔口外用水玻璃和水泥将管口固定死，并在孔口管上方另留设一个小管。然后用挤浆泵从孔口管内向管四面压入水泥浆，当稠水泥浆从小管跑出时，立即小管关死。这时挤浆泵继续开动，达成一定压力后停止挤浆，关闭孔口管水门，等水泥浆凝固后，孔口管即安装完成。
（3）孔口管做成后即可扫孔。扫孔超出孔口管深度后，需要对孔口管做一次耐压试验，检验孔口管强度。如发觉漏水，或达不到强度要求时，应进行第二次挤浆处理。
（4）打钻孔前，要先调整钻杆倾斜角度，按设计方位打设。 探水钻杆插入孔口管后，打开供水管闸阀，开动钻机，拨动给进手把使钻杆慢慢进入实岩中，一节钻杆钻完后即可安装下一节钻杆。钻进过程中注意观察回水情况，不得强行推进钻杆。钻头和钻杆及钻杆和钻杆之间必需连接牢靠以防打钻及回钻过程中钻杆脱落丢失。

第四部分 通风、排水及供电

一、通风
1、探水地点采取压入式通风，各用DSFA—5型（5.5kw×2）对旋式局部通风机供风。
2、风机安放位置：
（1）1W5—201回风顺槽风机安放位置：主斜井行人巷口。
（2）1W5—201运输顺槽风机安放位置：＋511m水平车场内
各地点风机均要安装在距回风口大于10米进风巷内。
3、风筒采取矿用阻燃型胶质风筒。风筒口距探水地点距离不得超出5米。风筒悬挂高度和质量符合掘进工作面设计要求，挂破时必需采取有效方法进行处理。接头不得反接，应严密不透风，异径风筒要设过渡节，先大后小，不得花接。
4、安装甲烷断电仪，甲烷传感器安设位置及报警、断电和复电浓度必需符合《煤矿安全规程》第168条要求。
5、通风线路：
（1）1W5—201回风顺槽通风线路
新鲜风：风机→行人巷风筒→1W5—201工作面回风顺槽风筒→工作面
乏 风：工作面→1W5—201工作面回风顺槽→＋550 m水平轨道巷→
回风巷1→斜风井→地面
（2）1W5—201运输顺槽通风线路
新鲜风：风机→ +511m水平车场风筒→＋511m水平运输巷→
1W5—201工作面运输顺槽风筒→工作面
乏 风：工作面→1W5—201工作面运输顺槽→回风巷2
→斜风井→地面

二、排放水
1、依据已探明煤层赋存情况，掘进回风顺槽时，沿煤层走向采取伪倾斜（正坡度）部署巷道，排水沟设在巷道左帮，使探水工作面水能顺水沟自行流下。
2、在巷道低洼处安设排水设备（如潜水泵等设备），立即将水排至斜风井水沟内，使水流入井底水仓内。
3、如探水钻孔打到采空区积水并进行放水时，依据排水设备排水能力和水仓容量利用孔口管上控制闸阀控制放水流量。同时，要放专员监视放水全过程，测定水量、水压，做好统计，查对放水量，直至老空区积水放完为止。
附：通风、排水系统示意图

三、供电
1W5—201工作面回风顺槽、运输顺槽用电均由KBSGZY—500/10型移动
工作面全部电气设备防爆合格率必需达成100% ，并有可靠接地。风机应单独供电并做到多种闭锁装置（风电闭锁和瓦斯电闭锁），电缆敷设及连接符合《煤矿安全规程》要求。
附：供电系统示意图

第五部分 避灾线路

一、1W5—201工作面回风顺槽避灾线路
1、当工作面发生火灾、瓦斯及煤尘爆炸时，避灾撤人路线为：
工作地点→1W5—201工作面回风顺槽→行人巷→主斜井→地面
2、当工作面发生水灾时，避灾撤人路线为：
+550m水平车场→副斜井→地面

回风巷1→斜风井→地面

工作地点→1W5—201工作面回风顺槽→＋550m水平轨道巷

二、1W5—201工作面运输顺槽避灾线路
1、当工作面发生火灾、瓦斯及煤尘爆炸时，避灾撤人路线为：
工作地点→1W5—201工作面运输顺槽→＋511m水平运输巷→＋511m水平车场→副斜井→地面
2、当工作面发生水灾时，避灾撤人路线为：
工作地点→1W5—201工作面运输顺槽→＋550m水平运输巷
+511m水平车场→副斜井→地面

回风巷2→斜风井→地面

三、不管发生水灾或瓦斯突出时，施工人员全部必需在班组长率领下，有组织、有纪律、有秩序地按撤退路线撤退到安全地点，并立即正确地向矿井调度室或值班人员汇报。
附：避灾线路示意图

第六部分 安全技术方法

一、水灾预防方法
1、依据设计要求合理部署巷道，立即测量和标定巷道施工方向和位置，回风顺槽和采空区之间防水煤柱不得少于45米（平距）。
2、依据已探明煤层赋存情况，沿煤层走向采取伪倾斜（正坡度）部署巷道，掘进时沿底板掘进，排水沟设在巷道左帮，使工作面水能顺水沟自行流下。
3、当掘进工作面发觉挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气水叫、顶板淋水加大、顶板来压、底板鼓起或产生裂隙出现渗水、水色发浑、有臭味等透水预兆时，全部必需停止作业，采取方法，立即汇报矿调度室，发出警报，撤出全部受水威胁地点人员。要坚持做到“有疑必探，先探后掘”探放水标准。
4、探水工作面支护质量及支护材料和规格必需符合作业规程要求和要求，同时要加强探水地点周围巷道支护，并在工作面迎头打好坚固立柱和挡板，预防高压水冲垮煤壁及支架。
5、在探水地点应准备一定数量坑木、麻袋、木塞、木板、黄泥、棉线、水管和潜水泵等堵、排水材料和锯、斧等工具，方便出水或来压时立即处理。
6、在中央变电所通道及中央水泵房通道内安设防水闸门，定时对防水闸门进行检验和维修，周围不得有石块、木料、矿车等堵塞物，确保铁门能随时关闭，方便出水时不致淹没水泵房和变电所，使矿井能立即恢复生产。
7、探水前，检验并维护好排水设备，清挖水沟和水仓，方便在探出水时使水仓有相当大容积缓冲余地。
8、探水前，在探水地点周围应预先开掘安全躲避硐，躲避硐应开在巷道右帮，规格：长×宽×深（净）=2m×2m×2m，矩形断面，用锚杆支护。
9、在探水地点，工作人员要立即清理巷道内杂物并运走，材料靠巷道一侧牢靠堆放，必需确保有不少于0.8米宽行人通道，确保退路通畅。
10、井下巷道或硐室入口处和巷道交叉点处应设置显著标志牌，标清巷道名称和避灾撤人路线。每个井下作业人员全部应熟知避灾撤人线路和联络信号。
11、在探水工作地点安设专用电话，遇有水情要立即通知探水工作面以下可能被水淹区域工作人员，并立即向矿井调度室汇报。
12、探水工作面要放专职瓦斯检验员，常常检验瓦斯和其它有害气体浓度，发觉沼气浓度超出1.0%，二氧化碳浓度超出1.5% 时，要立即停止打钻，切断电源，撤出人员，然后加强通风吹散有害气体。
13、探水工作面应有专员负责，按设计要求打设钻孔，并立即调整探水钻孔方位和角度，统计钻探具体情况和钻孔深度，并在每次探水后作专门标识（如在巷道一帮或顶板涂标识或打入木楔和铁钉等），以防实际掘进距离超出许可掘进距离。
14、在掘进过程中如碰到断层，必需慎重对待，向断层另一盘打钻探水，探清另一盘含水层位置，水量大小，不可冒险掘过断层。
15、探水时，先按设计要求安设孔口管，并进行耐压试验，在孔口管外部安设控制闸阀和压力表，方便出水时控制水流量；然后再进行扫孔，打钻扫孔时应遵守下列要求：
（1）打钻过程中假如发觉煤岩变松软、片邦、来压或钻孔中水压、水量忽然增大，和出现冲顶钻具等异常情况时，绝对不要移动或拔出钻杆，应立即将钻杆固定。派人监视水情并立即汇报矿井调度室，假如情况危急时，必需立即撤出受水威胁地域全部些人员，然后采取方法，进行处理；
（2）探水钻机后面和前面给进手把活动范围内不得站人，以预防高压水将钻杆顶出伤人，或手把翻转打人；
（3）钻眼内水压过大时，应该采取反压、防压和安设防喷装置方法钻进，控制钻杆不被高压水猛然冲出，确保钻探安全。
二、发生透水事故时处理方法
1、当探水工作面或其它地点发觉有突水预兆时，必需发出警报，撤消全部受水威胁地点人员。
2、最先发觉透水现场工作人员首先汇报矿调度室，其次快速组织抢救。打木垛或用密集柱，堵住出水点，预防事故继续扩大；水势猛来不及进行加固时，人员应向高处撤退，安全出井。
3、井下忽然突水，破坏了巷道中照明和避灾路线上指示牌，人员一旦迷失方向，必需朝着有风流经过而又能通达地面上山巷道方向撤退，切勿进入独头下山巷道。
三、透水后现场人员撤退时注意事项
1、透水后，应在可能情况下快速观察和判定透水地点、水源、涌水量、发生原因、程度等情况，依据灾难预防和处理计划中要求撤退路线，快速撤退到透水地点以上水平，而不能进入透水点周围及下方独头巷道。
2、行进中，应靠近巷道一侧，抓牢支架或固定物体，尽可能避开压力水头和泄水流，并应注意预防被水中流动矸石或其它物料撞伤。
3、如透水破坏了巷道中照明和路标，迷失行进方向时，遇险人员应朝着有风流经过上山巷道方向撤退。
4、在撤退沿途和所经过巷道交叉口，应留设指示行进方向显著标志，以提醒救护人员注意。
5、如唯一出口被水封堵无法撤退时，应有组织在独头工作面躲避，等候救护人员营救。严禁盲目潜水逃生等冒险行为。
四、透水后被围困时避灾自救方法
1、当现场人员被涌水围困无法退出时，应快速进入预先筑好避难硐室中避灾，或选择适宜地点快速建筑临时避难硐室避灾。迫不得已时，可爬上巷道中高冒空间待救。如系老窑透水，则须在避难硐室处建临时挡墙或吊挂风帘，预防被涌出有毒有害气体伤害。进入避难硐室前，应在硐室外留设显著标志。
2、在避灾期间，遇险矿工要有良好精神心理状态，情绪安定、自信乐观、意志坚强。要做好长时间避灾准备，除轮番担任岗哨观察水情人员外，其它人员均应静卧，以降低体力和空气消耗。
3、避灾时，应用敲击方法有规律、不间断地发出呼救信号，向营救人员指示躲避洞位置。
4、被困期间断绝食物后，即使在饥饿难忍情况下，也应努力克制自己，决不嚼食杂物充饥。需要饮用井下水时，应选择适宜水源，并用纱布或衣服过滤。
5、长时间被困井下，发掘救护人员到来营救时，避灾人员不可过渡兴奋和慌乱，以防发生意外。