煤礦采煤工作面采空區(qū)探放水設(shè)計(jì)
煤礦采煤工作面采空區(qū)探放水設(shè)計(jì)
總工程師:
采掘副總:
機(jī)電副總:
通風(fēng)副總:
安全副總:
編 制:黃 偉
編制單位:地測科
編制時(shí)間:二〇一一年一月
一、420工作面水文地質(zhì)情況概述
1、420工作面開采情況
420工作面形成可采走向長1600米(平距),傾斜長度146米(斜距),實(shí)際采長1620.6米(斜距),煤層厚度2.8-12.4米,平均7.7米,采煤平均厚度5.5米,傾角1-12°,工作面整體為一向斜構(gòu)造,軸向NWW-SEE,升降幅度約50m左右,兩翼地層傾角3-12°。
2、420工作面及各巷道積水范圍
?、?20工作面積水范圍
從停采線到切眼處,長度1620.6m,寬度146m,積水面積236607.6m2(詳見420工作面積水分布平面圖)。
?、?20巷道積水范圍
420排水巷(從p3測點(diǎn)向里20m處到3#橫川)長度975m,寬度4.2m,積水面積4095m2。
420運(yùn)順(從停采線向外35m處到切眼處)長度1655m,寬度4.8m, 積水面積7944m2。
420回順(從停采線到切眼處)長度1620m, 寬度4.4m,積水面積7128m2。
420灌漿巷(從G7測點(diǎn)向外12m處到巷道尾,長度1480m,寬度4.4m積水面積6512m2。
420切眼長度146m,寬度8m,積水面積1168m2。
420停采線以里所有橫川,總長度229m,寬度4.4m,積水面積1007.6m2。
420工作面巷道總積水面積27854.6m2。
3、420工作面積水量計(jì)算
420工作面于2009年4月17日開始回采至2010年6月20日回采結(jié)束并封閉,生產(chǎn)過程中和生產(chǎn)結(jié)束封閉后,為了解決采空區(qū)煤層自燃發(fā)火問題,我礦對采空區(qū)進(jìn)行了黃泥灌漿,據(jù)統(tǒng)計(jì),該工作面累計(jì)灌漿量約629844m3,按水土比例1:3,灌漿水約472383 m3,灌漿水均滯留在420工作面采空區(qū)及各巷道內(nèi),老空區(qū)正常涌水量與420工作面下山回采過程中排出的灌漿水抵消不進(jìn)行計(jì)算,灌漿未進(jìn)行脫水。綜合計(jì)算該工作面采空區(qū)及各巷道內(nèi)積水量總計(jì)472383m3,其中工作面采空區(qū)積水量390403m3,各巷道內(nèi)積水量總計(jì)81980m3。
4、420工作面水頭高度的計(jì)算
420工作面水頭最高標(biāo)高1009.9m,最低標(biāo)高909.7m(420運(yùn)順最低處),水位相對高差100.2m,422工作面排水巷最低標(biāo)高912.1m,水位相對高差97.8m。老空積水具有承壓性。
5、放水點(diǎn)水頭壓力的計(jì)算
采用公式: p=ρ×g×h計(jì)算
=1000×9.8×10
=96000÷98066.5
=0.99( kg f/cm2)
P——水頭壓力( kg f/cm2)
ρ——為水的密度(kg/m3)
g——9.8(N/kg)
h——深度10m (該深度為工作面最高水位與放水點(diǎn)標(biāo)高之差)
(1kgf/cm2=98066.5pa)
通過計(jì)算作用于放水點(diǎn)煤墻的水壓為0.99kgf/cm2。
6、420老空水對422工作面的威脅程度
422排水巷距420灌漿巷凈煤柱37m,420灌漿巷距420回順凈煤柱25m,422排水巷距420回順凈煤柱66m(灌漿巷在內(nèi))。420工作面回采到向斜核部時(shí),422排水巷和運(yùn)順均施工至向斜核部,420排水巷和運(yùn)順受420采動(dòng)壓力影響(側(cè)壓),422排水巷和運(yùn)順在向斜核部段巷道受壓變形嚴(yán)重,同時(shí)煤柱受壓煤層間隙變大導(dǎo)通,目前420排水巷2#橫川向里180m范圍內(nèi)靠420工作面?zhèn)让簤Τ霈F(xiàn)“掛汗”滴水現(xiàn)象(透水預(yù)兆現(xiàn)象之一)。420工作面采空區(qū)積水對422工作面回采形成嚴(yán)重安全威脅。隨著422工作面的開采,工作面壓力增大,導(dǎo)致420工作面與422工作面間煤柱裂隙大量導(dǎo)通,420工作面采空區(qū)的水會沿裂隙進(jìn)入422工作面,造成工作面大量涌水,預(yù)計(jì)涌水量60-300m3/h,排水不及時(shí)時(shí)會造成淹面。
二、放水降壓方法
1、鉆孔布置
鉆孔布置在420排水巷,從開口向里160m處到排水巷最低點(diǎn)(p14測點(diǎn)處),長度806m,由外向里依次設(shè)計(jì)10個(gè)鉆孔,從里向外斜方向呈放射狀,由高就地放水,鉆孔開口均距巷道底板1.2米,鉆孔終孔穿透420回順煤墻處設(shè)計(jì)在420工作面此段回采平均采高中心,除2#鉆孔放水高差為5m外,其它9個(gè)鉆孔放水高差均為10m,鉆孔穿透420回順煤墻處標(biāo)高與最高水頭位置標(biāo)高之高差。
2、施工方法
采用TXU-150型鉆機(jī),每個(gè)鉆孔先用φ75鉆頭施工10m后,再用φ113組合鉆頭擴(kuò)孔,采用φ100mm封孔管進(jìn)行封孔,預(yù)先固結(jié)套管,套管口安裝閘閥,然后用φ75鉆頭鉆進(jìn),打鉆前必須進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。
3、封孔
封孔采用聚胺脂和水泥砂漿封孔工藝,封孔長度不小于10m,外段用水泥砂漿充實(shí)填滿,凝固24小時(shí),孔口捆綁8#鐵絲固定在幫部錨桿上,以防水壓增大沖出封孔管。
三、探放水設(shè)計(jì)參數(shù)
四、組織機(jī)構(gòu)
組 長:師同民 孫相斌
副組長:邢彥民 徐同寶
成 員:趙三星 王體文 于宏斌 張亞軍 王新民 寇義民 黃 焱
劉東平 劉運(yùn)杰 宋增運(yùn) 齊寶清 閆振玉 石 偉 王同春
尚貴生
五、業(yè)務(wù)科室職責(zé)劃分
地測科:1、負(fù)責(zé)放水鉆孔的施工設(shè)計(jì)、放線等技術(shù)工作。
2、負(fù)責(zé)觀察測量水量變化,記錄、整理數(shù)據(jù),分析水情。
3、負(fù)責(zé)探放水工作的協(xié)調(diào)以及探放水措施的審批工作。
生產(chǎn)科:負(fù)責(zé)420排水巷排水系統(tǒng)的完善工作(放水水溝和最低點(diǎn)水倉施工,且滿足放水要求)。
調(diào)度室:負(fù)責(zé)探放水地點(diǎn)的通訊工作。
通滅科:負(fù)責(zé)探放水期間的“一通三防”管理工作。
安質(zhì)科:負(fù)責(zé)探放水期間的安全檢查工作,監(jiān)督檢查探放水措施的執(zhí)行情況。
動(dòng)力科:負(fù)責(zé)探放水期間排水泵及管路的選型計(jì)算及設(shè)備的配置工作。
六、工作安排
1、防火隊(duì)負(fù)責(zé)探放水打鉆施工以及422排水巷水倉(探放水)的排水工作。探放水前必須按照地測科的要求完成探放水前期的準(zhǔn)備工作以及措施的審批工作,在探放水過程中必須嚴(yán)格按照措施要求施工,嚴(yán)禁違章蠻干,違章指揮。要對本次探放水工作高度重視,區(qū)隊(duì)干部要嚴(yán)格分工,責(zé)任落實(shí)到人,編制探放水施工安全技術(shù)措施。
2、機(jī)電車間在探放水工作開展前從422排水巷水倉到416水倉鋪設(shè)4寸管路,安裝兩臺排水設(shè)備,每臺設(shè)備排水能力必須達(dá)到80m3/h以上,并具備兩臺同時(shí)運(yùn)行的能力,排水系統(tǒng)完善后移交防火隊(duì)管理。
3、物管中心負(fù)責(zé)探放水工作的材料、配件、儀器、儀表的采購及供應(yīng)工作,由防火隊(duì)提供所用器材的規(guī)格尺寸,探放水前所用器材必須到位。
4、探放水期間由生產(chǎn)、地測、安質(zhì)每班一人進(jìn)行現(xiàn)場跟班。
5、調(diào)度室負(fù)責(zé)在水倉口安裝一臺專用電話,保證排水期間通訊暢通。
6、通維區(qū)在探放水期間每班安排一名瓦檢員檢查氣體情況,若發(fā)現(xiàn)氣體超限必須停止工作,撤出現(xiàn)場施工人員。
7、救護(hù)隊(duì)每班安排一名救護(hù)隊(duì)員現(xiàn)場跟班,監(jiān)護(hù)、處理應(yīng)急情況。
8、探放水前安質(zhì)科要組織相關(guān)部室對探放水周圍的防水設(shè)施,排水設(shè)備,管路、鉆機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)行全面檢查,對排水設(shè)備進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn),發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理,驗(yàn)收通過方可探放水。
9、參與探放水的人員必須認(rèn)真學(xué)習(xí)探放水安全措施并組織職工簽字。
七、安全措施
1、施工前的準(zhǔn)備
?、琶總€(gè)鉆探工必須領(lǐng)會設(shè)計(jì)內(nèi)容及施工要求,并做到持證上崗。
?、泼看伍_鉆前。跟班隊(duì)長或班組長需配合瓦檢員,救護(hù)隊(duì)員、安監(jiān)員詳細(xì)檢查施工區(qū)域巷道支護(hù),瓦斯?jié)舛?、通風(fēng)、鉆機(jī)完好及水溝暢通等情況,發(fā)現(xiàn)問題立即處理,否則嚴(yán)禁施工。
⑶打鉆前,必須提前挖設(shè)排水溝,確保打鉆廢水及時(shí)排入水倉。
⑷鉆機(jī)必須支實(shí)墊穩(wěn),四個(gè)戧柱打穩(wěn)打牢,機(jī)身前后用鋼絲繩拉緊固定牢靠。
⑸采用反壓和有防噴裝置的方法鉆進(jìn),防火隊(duì)制定防止孔口管和煤(巖)避突然鼓出的措施。
2、打鉆時(shí)注意事項(xiàng)
?、陪@孔應(yīng)嚴(yán)格按照地測科標(biāo)定的孔位及鉆孔要素進(jìn)行施工。
?、圃谏?、下鉆桿過程中,鉆桿正下方嚴(yán)禁站人,以免鉆桿滑落傷人。
?、菣C(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)中,任何人嚴(yán)禁用手、腳或其它物件直接觸摸機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)部位,禁止將工具等物品放在鉆機(jī)、油泵、電機(jī)等部位上。
?、乳_鉆前,必須先供水,待水退回后,方可給壓鉆進(jìn),并要保征足夠的流量,不準(zhǔn)鉆干孔。
?、墒┕み^程中,除打鉆人員外,其它無關(guān)人員嚴(yán)禁在422排水巷作業(yè)、通行或逗留,并安排專人把守好警戒。
⑹每次鉆進(jìn)時(shí),若發(fā)現(xiàn)孔巖松散、片幫、鉆孔中的水壓、水量突然增大,以及有頂鉆等透水征兆時(shí),必須立即停止鉆進(jìn),但不能拔出鉆桿,現(xiàn)場負(fù)責(zé)人員立即向礦調(diào)度室匯報(bào),并派人監(jiān)測水量。若發(fā)現(xiàn)情況危急時(shí),必須立即撤出所有受水害危脅地區(qū)人員,然后采取措施進(jìn)行處理。
?、算@機(jī)鉆進(jìn)過程中,操作人員必須穿著防水服,其它人員遠(yuǎn)離鉆機(jī)。
?、坍?dāng)鉆孔接近老空區(qū)時(shí),操作人員更要集中精力,輕壓慢鉆,時(shí)刻觀察水量變化情況。下鉆時(shí),如水壓過大,則不要急于抽鉆,當(dāng)泄壓一段時(shí)間后,水量減小,經(jīng)調(diào)度室及現(xiàn)場跟班人員同意,方可抽鉆。
?、豌@進(jìn)過程中,預(yù)計(jì)可能有瓦斯或其它有毒有害氣體涌出,必須有瓦斯檢查員和礦山救護(hù)隊(duì)員在現(xiàn)場跟班,隨時(shí)檢查空氣成分,如果瓦斯或其它有害氣體濃度超過《規(guī)程》規(guī)定時(shí),必須停止鉆進(jìn),切斷電源,撤出人員,并報(bào)告礦調(diào)度室。
⑽施工時(shí)鉆孔開口處適當(dāng)位置要懸掛便攜式瓦斯報(bào)警儀。
?、戏阑痍?duì)在鉆孔放水前,應(yīng)當(dāng)估計(jì)積水量,并根據(jù)礦井排水能力和水倉容量控制放水流量,防止淹面;放水時(shí)應(yīng)當(dāng)設(shè)專人監(jiān)測鉆孔出水情況,測定水壓和水量,做好記錄,如國水量突然變化,應(yīng)當(dāng)及時(shí)處理,并立即向調(diào)度室匯報(bào)。
?、斜転?zāi)路線:422排水巷—就近橫川-422運(yùn)順-皮下延伸-輔助運(yùn)輸大巷2#橫川-人車場。
3、封孔
?、欧饪撞捎镁郯分退嗌皾{封孔工藝,封孔長度不小于10m,外段用水泥砂漿充實(shí)填滿,孔口捆綁8#鐵絲固定在幫部錨桿上,以防水壓增大沖出封孔管。
?、品饪坠芤冻隹卓?00-250mm,并按要求在孔口安裝放水閘門,壓力表及水表。
⑶封孔,安裝閘門、水表、壓力表時(shí),作業(yè)人員嚴(yán)禁站在探水孔口的正下、正前方,防意外事故發(fā)生。
4、鉆機(jī)搬運(yùn)
?、虐徇\(yùn)距離較近時(shí),采用撬桿等工具人工進(jìn)行搬運(yùn),最少4人以上配合作業(yè),并設(shè)1人協(xié)調(diào)指揮,作業(yè)時(shí)人員嚴(yán)禁站在機(jī)身兩側(cè)。
?、七\(yùn)輸距離較遠(yuǎn)時(shí),必須將鉆機(jī)解體裝車或人工運(yùn)到指定地點(diǎn)。
?、茄b、卸鉆機(jī)前車輛必須用卡軌器卡死擋平,防止車輛下滑傷人。
?、忍岱跑囘^程中,必須嚴(yán)格執(zhí)行《小絞車運(yùn)輸管理辦法》及“五位一體”檢查確認(rèn)制度。
5、其它
?、糯蜚@期間,區(qū)隊(duì)干部及地測人員必須現(xiàn)場跟班,及時(shí)處理有關(guān)問題,確保打鉆工作順利進(jìn)行。
?、乒╇姳仨氉龅?ldquo;七無、七有、三齊、七全、三堅(jiān)持”嚴(yán)禁失爆。
?、切断碌你@桿必須放在制定地點(diǎn)堆放整齊,并做好施工區(qū)域的文明衛(wèi)生工作。
八、附圖
1、420工作面積水分布平面圖1:2000
2、420工作面采空區(qū)放水鉆孔布置設(shè)計(jì)圖1:2000
2、420工作面采空區(qū)放水鉆孔剖面圖1:200