突水安全技术措施.doc

突水安全技术措施
2101工作面运巷布置在11#煤层中，自11#煤带式输送机大巷开口由南向北施工掘进。其对应地表位于202号钻孔西侧110m由南向北穿过自西向东方向继续下山的半山腰中部，距办公楼东西方向约450m。对应地表整体呈西高东低，南部较陡，北部较平缓。地表无建、构筑物，无电线线路通过。井下位于11#煤辅助运输大巷、11#煤带式输送机大巷北部，东、西、北均为实体煤。
2021年7月份，2101工作面运巷掘进至运2前33m处出现顶板灰岩裂隙水，初期涌水量20m/h左右，后随裂隙逐步增多工作面涌水量最高增至70m/h，后工作面停掘，涌水量逐步稳定在35m/h左右。2021年6月份该巷准备复工掘进，为了有效预防水害事故发生，防患于未然，确保矿井安全生产，特制定以下防突水专项安全措施。
一、地质水文条件
2101工作面运巷沿11#煤层底板布置，11#煤层位于太原组下段顶部，厚度为5.26－7.88m，平均6.78m。含3-5层夹矸，结构复杂，顶板为K2石灰岩，底板为铝质泥岩，为全区稳定可采煤层。综合井田三维地质勘探成果及2#煤层巷道揭露状况，未显示现巷前方存在断层等地质构造。
11#煤层顶板为太原组石灰岩〔K4、K3、K2〕岩溶裂隙含水层主要由K4、K3、K2三层石灰岩组成，K2灰岩平均厚度7.62m，岩石致密坚硬，K3灰岩平均厚度2.30m，K2、K3灰岩裂隙多由方解石脉充填，裂隙不发育，钻孔冲洗液消耗量较大,在施工过程中，K2灰岩大部分钻孔出现掉钻漏水现象，水质类型为HCO3.CO3Na型水，属富水性弱的溶隙含水层。井田地表及井下瞬变电磁勘探成果未显示巷道前方存在顶底板富水区、采空富水区，但不排除存在隐伏地质构造及水害。
二、突水因素分析
采掘过程中，造成巷道突水的因素是多方面的，是多种因素综合作用的结果。依据现场实际观测及有关理论分析，认为影响突水的因素主要有以下几个方面。
矿压
巷道采掘活动过程中受矿山压力影响，对工作面顶、底具有严重的破坏作用，产生新裂隙，并"活化'原有断裂，导致底板突水。
　　随着工作面的推动，顶板任一断面总是经历超前支撑压力压缩破坏、采后悬顶卸压膨胀破坏、采空区周边剪切破坏、最后顶板冒落压实的再受压过程。其中采空区卸压膨胀及其周边剪切对顶板破坏最严重，产生的裂隙最多。工作面初压及周期来压时顶板悬顶面积最大，工作面四周煤体的支撑压力及煤壁处的剪切力达到最大值，煤层最易造成破坏，顶、底板最易突水。
断层
断裂构造是突水的主要因素之一，综合分析其作用主要有：
　　(1)断裂构造的存在破坏了底板完整性，降低了巷道顶、底板的支护强度。
　　(2)断层上下两盘错动的结果，缩短了煤层与含水层的距离，甚至使煤层与含水层直接对口。
　　(3)断裂带破碎、软弱，易形成导水通道。
断层带充水成为充水带，更使水文地质条件复杂化。
　　一般状况下，在断层交叉复合部位、尖灭端、拐弯处、向斜轴部、转折端及隐伏裂隙存在的工作面因应力集中，易造成底板破坏突水，是预防的重点。
3、隔水层
隔水层对突水起阻挡作用，其阻水能力是由其厚度、岩性组合及力学强度决定的。厚度越大，越不易出水。其岩性组合及力学强度是控制顶、底板岩层受采动影响的重要因素。当煤层顶、底板岩层软硬相间时，不易形成裂隙；当顶、底板岩层自近(煤层)而远，强度由弱到强时，岩层间易形成采动裂隙。起阻水作用的主要是有效隔水层厚度。如果矿压对底板破坏深度大，导高又大，则有效隔水层厚度相对减小，工作面底板就容易出水。因而我们只有采纳防治水措施，减少矿压对顶、底板的破坏深度，减小导高，才能增加有效隔水层厚度，预防出水。
4、含水层
含水层的富水性及水压对工作面顶、底板突水具有重要作用。含水层的富水性是突水大小的物质基础，它决定着突水后水害的规模及对矿井的威胁程度。富水性与其岩溶裂隙发育程度、迳流条件、构造发育状况及埋藏深度等因素有关。
　　含水层的水压是工作面顶、底板突水的动力，表现为静水压力及动水压力两种形式。未突水前表现为静水压力，静水压力对隔水层裂隙具有顶劈扩大作用，水压愈高，作用愈显著；出水后承压水头降低，含水层的水位能转化为动能，这是以动水压力为主。其作用主要表现在出水后，裂隙被冲刷扩大，充填物质不断被带走，通道越来越畅通，出水量越来越大。
综上所述，造成巷道突水的因素很多，但概括起来主要有矿压、断裂、隔水层、含水层4个方面。针对以上突水因素，因地制宜，采纳相应的防治水措施，就能有效地预防出水。
三、工作面突水防治
依据以上分析，结合工队施工实际，我们认为搞好巷道突水防治主要从以下几个方面入手。
采纳11#矿用工字钢棚支护，减少矿压对巷道的破坏作用。
　　我队施工的2101工作面运巷原制定采纳锚网支护，因巷道压力大，现调整为工刹网支护，支护棚距为800mm，有效增加巷道支护强度，在施工时必必须坚持正规循环作业，施工过程中每班坚持检查矿工钢变形状况，坚持矿压监测，发现问题及时向生产部汇报，制定相应的支护措施。
预防断裂出水是矿井防治水工作的主要内容之一．具体内容包括以下几个方面：
　　(1)全面分析区域构造特征，研究断裂展布规律．依据每个面的巷道揭露状况及钻探资料，查明工作面断裂分布状况，为预防断裂出水提供依据．
　　(2)对断层交叉点、尖灭端、褶曲轴部等构造发育地段要重点缩小巷道支护棚距。
　　(3)巷道穿过断层带时，要强化支护，以防滞后出水．
　　(4)认真研究滑动构造特点，滑动构造易形成"层状'充水带，对底板威胁面大．要及时分析资料，对构造显然的地段要重点防治．
3、疏水降压
　　水压是造成工作面出水的重要因素，通过探放水疏水降压可以降低水头压力，减少水压对巷道的"顶劈'作用，预防出水。井下应强化超前物探，综合物探成果编制专项探放水制定，适时组织进行探放水，有效预防突水事故发生。
4、完善排水系统
工作面连接4寸双排水管路距离工作面距离不超出50m，并连接工作泵，排水管路连接至车场联巷水沟上方。工作面水泵配备要求，扬程不小于70m〔随巷道下山掘进，适当增加扬程配备〕，排水量不小于50m/h水泵3台。施工队组机电工负责日常维护，确保水泵工作时能正常运转。工作面发生突水时，应采纳紧急排水措施，将静压水管、压风管路改造为排水管路，工作面增加水泵配置，积极组织进行抽排水工作。排水管路吊挂在巷道非行人侧，每500m安设一个总阀门便于拆接水管，排水管颜色为黑色，检修工天天必必须对本队排水管路进行一次全面的检查，发现跑水、滴漏及时处理。
5、掘进过程中发现有透水预兆〔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、水色发浑等〕时，必必须马上停止作业，撤出人员，向调度室汇报，采纳相应措施。
6、钻进、打探眼时，发现岩壁松软、片帮、来压或钻孔中的水压、水量突然增大，以即有顶钻等异状时，必必须停止工作，但不得拔出钻杆。现场负责人员应马上向调度室汇报，并派人监测水情。如果发现状况危急时，必必须马上撤出所有受水威胁地区的人员，然后采纳措施进行处理。
7、巷道内有积水时要及时将水排出，减少水与岩石的接触，防止岩石遇水膨胀，巷道发生底鼓。
8、巷道掘进中必必须坚持"推测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采'的原则进行超前钻探。
9、强化顶板管理，随时观察顶板动态变化状况，如果出现以下征兆时，马上停止作业，将所有人员撤至安全地点，并向值班领导汇报，采纳安全技术措施后方可继续施工：
(1〕顶板压力急剧增大，出现顶板破裂声。
(2〕围岩松软，片帮严重。
(3〕顶板掉渣增多，漏顶，片帮频繁，局部冒顶增加。
(4〕敲帮问顶时，声音不清，发出"硿硿'响声。
(5〕顶板裂隙增大，顶板出现淋水加大。
四、避灾路线
1、火、瓦斯、煤尘：
掘进工作面2101工作面运巷2101运巷车场11#煤辅助运输大巷井底车场联系巷井底车场副斜井地面。
2、水、顶板：
掘进工作面2101工作面运巷2101运巷车场11#煤辅助运输大巷井底车场联系巷井底车场副斜井地面