探放水设计及安全技术措施

作者:安全管理网 来源:安全管理网 点击:  评论: 更新日期:2011年07月26日

 一、概况

  1、工作面概况

  12020工作面里段位于我矿井田+87m水平西翼一侧,该工作面东侧为12020工作面采空区,南部(上部)为本矿上水平工作面采空区,西部、北部(下部)为原始煤层。开采煤层为五3煤,12020工作面(里段)走向长760米,倾向长150米,煤层倾角25-30度,煤层厚度0.6—0.9m,平均厚0.69m,工作面地质储量11.7万吨。12020上下付巷沿煤层走向掘进。

  2、地质情况

  12020工作面上付巷掘进515米,下付巷掘进650米时揭露新F7断层,走向155°,倾向65°,倾角48°,延伸长度约350m,落差0-30m;该工作面上部最高海拔标高为+660米,最低海拔标高为+590米,相对高差70米,地面处在伏牛山的顶部,地表荒芜,无居民及建筑物存在。

  3、水文地质情况

  ①大气降水、地表水及新近系潜水

  本区为低山丘陵地形,地面坡度较大,冲沟发育,大气降水迳流排泄条件好,因而无常年性地表水体。区内新近系地层呈零星发育,以坡积、洪积及冲积于沟谷、坡脚处,厚度较小,岩性复杂,含富水性差。加之上部上石盒子组隔水层较厚,故此大气降水、地表水及新近系潜水对五3煤开采无影响。仅在井筒揭穿层段有少量淋漓水现象。

  ②五3煤层顶板砂岩裂隙承压水

  五3煤层顶板砂岩裂隙含水层,系指煤层之上60m范围内所含砂岩裂隙含水层,岩性为中粒砂岩,一般发育2~5层,累计厚度约0~30m,一般20m左右,岩性完整致密,裂隙不发育,且部分被方解石脉所充填。生产开采过程中该含水层裂隙承压水将首先充入矿坑,是矿坑涌水的主要充水水源之一。由于该含水层单层厚度较薄,裂隙不甚发育,且补给条件差,裂隙水储存量有限,导、富水性弱,生产中易于疏排。

  ③五3煤层底板砂岩裂隙承压水

  主要由1~2层中粒岩屑砂岩组成,厚2.39~11.09m,平均5.70m,泥质胶结,局部含泥砾及石英细砾。砂岩致密坚硬,裂隙不发育,含富水性弱。为五3煤层底板直接充水含水层,该含水层厚度较小,裂隙不甚发育,且极不均一。因本区属大陆性半干燥气候区,年降水多集中于7~9月份,其水源补给时间短,加之含水层被新近系地层覆盖,补给量不足,故而其富水性相对较弱,一般情况下对开采五3煤层影响不大,以往开采生产过程中也未发生过充水现象。

  ④断裂构造对矿床充水的影响

  本区发育的主要断裂构造位于矿区浅部的新F7。

  一般情况下,断裂构造在形成过程中,由于受应力牵引、拖拉作用而在断裂带两侧形成较密集的羽状断裂,破坏了地层的连续性,使多个含水层间产生不同程度的水力联系。同时,断裂破碎带为地下水的运移、富集提供了通道和空间场所。在开采过程中,要加强新F7断层附近涌水点的涌水量观测。

  ⑤老窑老空水

  矿区浅部为五3煤层采空区,推测会积存有老空老塘水,似一“地下水库”,其浅部采空区最低标高约+100m左右,是威胁矿井后期生产的潜在危险因素,生产中,对12020上下付巷要先坚持直流电法仪超前探,发现有异常时,再进行钻探验证,并保留至少30米超前距。同时,在老窑老空相应的地表塌陷区应做好防洪排涝工作。

  ⑥钻孔对矿床充水的影响

  工作面附近无钻孔,掘进时不会受到钻孔水的影响。

  4、周边采掘情况

  本工作面南部为已回采完的上水平采区,西翼为正在开采二1煤层的新丰煤矿。

  二、设计目的

  1、探查前方地质构造,消除水害对采掘工程施工的威胁。

  2、对物探低阻区钻探验证,或对导水断层进行探查,消除突水危险。

  三、设计依据

  1、水源性质:预计水源主要为煤层顶、底板砂岩裂隙水。

  2、矿井配备一台ZBY3/7.0-11型注浆泵,两台ZDY-550S探放水钻机,配合Φ75mm和Φ113mm硬质合金刮削型钻头(各不少于2个),Φ50mm钻杆,钻杆每节长0.8m,钻杆数量200根,全部使用水力排粉,钻孔均采用无芯钻进。

  四、探放水钻孔的设计参数

  1、探水起点的确定:

  12020上,下付巷钻场位置布置在开口向西1170m方向,钻场支护方式采用2.5m×2.5m工字钢对棚进行支护,棚距为500mm,断面为梯形,净断面6.0㎡掘进断面8.0㎡,对迎头和巷道“丁字口”“十字口”处10m范围内巷道连锁加固。

  2、超前距离、帮距的确定:

  12020上、下付巷探放水时,确保钻孔终孔位置距巷帮距离不小于20m,超前距离保持不少于30m。

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