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探放水設計及安全技術措施

作者:安全管理網  來源:安全管理網 
評論: 更新日期:2011年07月26日

 一、概況

  1、工作面概況

  12020工作面里段位于我礦井田+87m水平西翼一側,該工作面東側為12020工作面采空區,南部(上部)為本礦上水平工作面采空區,西部、北部(下部)為原始煤層。開采煤層為五3煤,12020工作面(里段)走向長760米,傾向長150米,煤層傾角25-30度,煤層厚度0.6—0.9m,平均厚0.69m,工作面地質儲量11.7萬噸。12020上下付巷沿煤層走向掘進。

  2、地質情況

  12020工作面上付巷掘進515米,下付巷掘進650米時揭露新F7斷層,走向155°,傾向65°,傾角48°,延伸長度約350m,落差0-30m;該工作面上部最高海拔標高為+660米,最低海拔標高為+590米,相對高差70米,地面處在伏牛山的頂部,地表荒蕪,無居民及建筑物存在。

  3、水文地質情況

  ①大氣降水、地表水及新近系潛水

  本區為低山丘陵地形,地面坡度較大,沖溝發育,大氣降水逕流排泄條件好,因而無常年性地表水體。區內新近系地層呈零星發育,以坡積、洪積及沖積于溝谷、坡腳處,厚度較小,巖性復雜,含富水性差。加之上部上石盒子組隔水層較厚,故此大氣降水、地表水及新近系潛水對五3煤開采無影響。僅在井筒揭穿層段有少量淋漓水現象。

  ②五3煤層頂板砂巖裂隙承壓水

  五3煤層頂板砂巖裂隙含水層,系指煤層之上60m范圍內所含砂巖裂隙含水層,巖性為中粒砂巖,一般發育2~5層,累計厚度約0~30m,一般20m左右,巖性完整致密,裂隙不發育,且部分被方解石脈所充填。生產開采過程中該含水層裂隙承壓水將首先充入礦坑,是礦坑涌水的主要充水水源之一。由于該含水層單層厚度較薄,裂隙不甚發育,且補給條件差,裂隙水儲存量有限,導、富水性弱,生產中易于疏排。

  ③五3煤層底板砂巖裂隙承壓水

  主要由1~2層中粒巖屑砂巖組成,厚2.39~11.09m,平均5.70m,泥質膠結,局部含泥礫及石英細礫。砂巖致密堅硬,裂隙不發育,含富水性弱。為五3煤層底板直接充水含水層,該含水層厚度較小,裂隙不甚發育,且極不均一。因本區屬大陸性半干燥氣候區,年降水多集中于7~9月份,其水源補給時間短,加之含水層被新近系地層覆蓋,補給量不足,故而其富水性相對較弱,一般情況下對開采五3煤層影響不大,以往開采生產過程中也未發生過充水現象。

  ④斷裂構造對礦床充水的影響

  本區發育的主要斷裂構造位于礦區淺部的新F7。

  一般情況下,斷裂構造在形成過程中,由于受應力牽引、拖拉作用而在斷裂帶兩側形成較密集的羽狀斷裂,破壞了地層的連續性,使多個含水層間產生不同程度的水力聯系。同時,斷裂破碎帶為地下水的運移、富集提供了通道和空間場所。在開采過程中,要加強新F7斷層附近涌水點的涌水量觀測。

  ⑤老窯老空水

  礦區淺部為五3煤層采空區,推測會積存有老空老塘水,似一“地下水庫”,其淺部采空區最低標高約+100m左右,是威脅礦井后期生產的潛在危險因素,生產中,對12020上下付巷要先堅持直流電法儀超前探,發現有異常時,再進行鉆探驗證,并保留至少30米超前距。同時,在老窯老空相應的地表塌陷區應做好防洪排澇工作。

  ⑥鉆孔對礦床充水的影響

  工作面附近無鉆孔,掘進時不會受到鉆孔水的影響。

  4、周邊采掘情況

  本工作面南部為已回采完的上水平采區,西翼為正在開采二1煤層的新豐煤礦。

  二、設計目的

  1、探查前方地質構造,消除水害對采掘工程施工的威脅。

  2、對物探低阻區鉆探驗證,或對導水斷層進行探查,消除突水危險。

  三、設計依據

  1、水源性質:預計水源主要為煤層頂、底板砂巖裂隙水。

  2、礦井配備一臺ZBY3/7.0-11型注漿泵,兩臺ZDY-550S探放水鉆機,配合Φ75mm和Φ113mm硬質合金刮削型鉆頭(各不少于2個),Φ50mm鉆桿,鉆桿每節長0.8m,鉆桿數量200根,全部使用水力排粉,鉆孔均采用無芯鉆進。

  四、探放水鉆孔的設計參數

  1、探水起點的確定:

  12020上,下付巷鉆場位置布置在開口向西1170m方向,鉆場支護方式采用2.5m×2.5m工字鋼對棚進行支護,棚距為500mm,斷面為梯形,凈斷面6.0㎡掘進斷面8.0㎡,對迎頭和巷道“丁字口”“十字口”處10m范圍內巷道連鎖加固。

  2、超前距離、幫距的確定:

  12020上、下付巷探放水時,確保鉆孔終孔位置距巷幫距離不小于20m,超前距離保持不少于30m。

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