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探放水方案
镇雄县秋家沟有限公司
秋家沟煤矿
掘进探放水方案
总工:
矿长:
审核:
编制:
生产技术科
2012年4月
目录
第一章工作面概况―――――――――――――――――――――2
第二章区域及水文地质概况―――――――――――――――――2
第三章探放水原则―――――――――――――――――――――2
第四章钻孔设计及布置―――――――――――――――――3
第五章设备选型――――――――――――――――――――――5
第六章钻机使用――――――――――――――――――――――5
第七章打钻注意事项――――――――――――――――――――7
第八章探水安全技术措施――――――――――――――――――――8
第九章放水安全技术措施――――――――――――――――――――8
第十章组织施工――――――――――――――――――――――9
第一章概况
秋家沟煤矿位于昭通市镇雄县城以北,行政区划属镇雄县雨河镇小洛村。
矿区中心地理坐标为:
东经104°51′36″-104°52′41″
北纬27°47′09″-27°47′32″
秋家沟煤矿于2002年建矿,2003年2月正式投产,2007年核定生产能力3.0万t/a,实际生产能力为3.0万t/a。
矿区面积0.7604km2,允许开采标高1750——1200m,许可开采C5、C6煤层。
二、矿区交通
煤矿有简易公路与雨河镇政府相通,至镇雄县县城约60公里,至内昆铁路石子坎站约70公里,交通较为方便。
三、自然地理概况
1、自然地貌
镇雄县地处云南省北部与四川省、贵州省接壤,自然地理处于云贵高原北缘。
矿区内地中部低东西高,最高海拔1596m,最低海拔1377m,相对高差约219m,区内无大的地表水体发育,受地形及地层岩性控制,发育有季节性溪沟,属金沙江水系。
2、气象
矿区地处云贵高原滇东北高山区,属亚热带高原季风气候,年平均气温11.3°C。
每年5-10月为雨季,11月至次年4月为旱季,全年雨雾天多,日照少,湿度大。
3、地震
据镇雄县县志记载,该区地震少而小,震级小于5级,该区受地震影响小。
据1:
400万《中国地震动友数区划图》(GB18306-2001),区内地震基本烈火度为vi度区,设计基本地震加速值为0.05g,设计地震分组为第一组。
第二章矿区地质特征
一、矿区出露地层
区内出露地层从老到新分别为:
上二叠统峨眉山玄武岩组(P2O)、龙潭组(p2I)、长兴组(p2c)、三叠系下统卡以头组(T1K)、飞仙关组(Tlf)和第四系(Q)。
本矿区面积较小,仅出露长兴组、飞仙关组,岩性主要为海陆交互沉积的泥岩、细砂等泥生物碎屑白云质灰岩以及煤层区域地层特点。
1、二叠系(P2)
(1)龙潭组(P2I)
为海陆交互相碎屑岩沉积,厚度一般130m,上至C5煤层顶板,至玄武岩顶界,可分上、下两段;为黄绿色中-厚层状细-中粒石英砂与灰色泥岩互层;上段:
为灰、灰绿色簿-中厚层状细砂岩、灰绿色泥岩夹铝土质泥岩煤层。
一般含煤3-4层,是本区主要含煤地层,全区可采的C5煤层位于本组顶部,其顶板泥质灰岩,为划分长兴、龙潭组地层之标志;本组含大量植物化石和少量动物化石。
地貌上多呈平缓地。
(2)长兴组(p2c)
为海陆交互相沉积,厚度一般约40m左右,由灰绿色簿-中厚层状泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩与灰、深灰色厚层状泥质生物碎屑岩。
白云质灰岩和1-2层煤线组成,岩性自下而上泥质渐增,底部泥灰岩为组与龙潭组的分界,与下伏潭组呈整合接触,含大量的动、植物化石,地貌上多呈陡峭山坡。
2、三叠系下统(T)
(1)卡以头组(T1k)
为海陆交互沉积,厚度一般约90m左右,岩性为灰、绿色中-厚层状西砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉岩及泥岩。
偶含黄铁细晶。
下部节理发育,球状风化显著,具水平层理、斜层理,局部风交错层理。
底部含瓣锶类动特化石,是与长兴组分界的标志(B4)。
与下伏长兴组呈整合接触。
地貌上多呈陡峭山峰或陡坡。
(2)飞仙关组(T1f)
为海陆交互沉积,厚度一般约430m左右,岩性为紫红、灰紫、暗紫色薄-厚层状细粒砂岩组成,夹钙质条带,发充微细层、斜层理,风化溶蚀空洞及球状风化等特征,砂岩中普遍含有玄武岩岩屑。
含丰富的动物化石,与下伏卡以头组呈整合接触。
地貌上多呈陡峭山峰和沟谷。
区内露不全。
(3)第四系(Q)
由坡积物、残积物和冲积物组成,厚度0-20m,多分布在平缓、凹地及沟谷中。
与下伏地层呈不整合接触。
二、矿区地质构造
秋家沟煤矿矿区位于雨河背斜北西翼,矿区地层走向北东,为一单斜构造,未发现较大规模的断层。
矿区内无较大规模的褶皱和断层发育,但有多条次级小型断层、褶曲出现,这些小型构造对煤层的连续性均有一定破坏,从而影响矿区的正常生产,矿区内无岩浆活动,变质作用不明显。
第三章、水文地质
本矿区属中、高山区,夏季气候凉爽,无酷署;冬季冰冻时间长,全年雾雨天多,日照湿度大。
区内地形切割强烈,有利于地表水和地下水的排泄,地表水不发育,雨季常有山间小溪,均属长江水系。
(一)地层含(隔)水性
1、第四系(Q)孔隙含水层
岩性为由坡积物、残积物和冲积物组成,多分布在平缓,凹地及沟谷地带,结构松散。
有少量季节性泉点出露。
2、飞仙关组隔水层
岩性主要为灰紫色泥岩、粉砂质泥岩,一般分布在本组的上部和下部,地貌上多呈平缓坡地,浅部风化带裂隙发育,但基本无泉点出露,具有隔水作用。
3、飞仙关组含水层
岩性主要为细砂岩和粉砂岩,夹泥质粉砂岩和少量的泥岩,节理裂隙发育,在本组的中部和至中上部,有季节性泉点,富水性较弱,对矿床充水无大的影响。
4、卡以头组裂隙含水层
岩性为灰-灰绿色钙质岩屑长石细砂岩夹粉砂岩。
厚约90m左右,裂隙节理发育,有较强富水性。
地貌上呈陡坡地形。
5、长兴组裂隙含水层
岩性为生物碎屑灰岩、泥灰岩、泥岩和煤层,厚约40m,岩溶裂隙不发育,富水性弱,属弱含水层,但对矿床开采有一定的影响。
6、龙潭组裂隙含水层
岩性为细-中粒石英砂、细砂岩、泥岩和煤层,厚度约130m。
易风化,节理、裂隙较发育,富水性若,对矿床开采有一定影响。
地貌上为平缓坡地。
7、峨眉山玄武岩组裂隙含量水层
为杏仁状、致密块状玄武岩,厚约60m。
节理发育,富水性弱,对矿床充水有一定影响。
综上所述,上述各含水层均接受大气降水的补给,以泉点的形式排出,各含水层一般不发生水力联系,煤系地层地下水将成为矿床充水的间接充水水源。
(二)地表水
矿区内无大的地表水体,但有季节性的山洪,对煤矿的开采有一定的影响。
(三)老窑水对矿床的充水影响
矿区沿煤系地层的煤层露头附近,有较悠久的采煤历史,大部分属无规划的小业主、村民开采,开采技术落后,老窑的规模及延伸较小,巷道长度及延伸一般小于100-200m,主要为平硐开拓,自然排水,但部分老窑的暗斜井仍存着一定的积水,并有部分老窑与地表水产生水力联系。
因此,老窑积水对矿床充水有较大的影响。
(四)矿井生产对矿床充水的影响
矿井主要开采C5、C6煤层,采用平硐开拓,充水来源为顶板含水层的滴水、淋水,采空冒落裂隙沟通地表,大气降水和季节性小溪渗入,对矿井产生充水。
(五)、矿区水文地质条件及类型
矿区地形切割强烈,相对高差较大,地表水及地下水主要接受大气降水给,但多以地表径流的方式迅速排泄,地表水和地下水水力联系较弱,存水条件差。
各含水层除永宁镇组为强溶含水层外,一般不发生水利联系,因此,矿井水文地质条件属以裂隙弱水为主的简单型。
矿山经多年的开采,测得一般涌水量:
旱季为5立方米/小时,雨季节8立方米/小时,矿井采用平硐开拓,采用自流排水。
井巷下有局部地段可产积水,为防止采空区老窑突水及地面洪水,排水设备必须处于正常、完好状态。
综上所述,总体上,水文地质条件比较简单。
第四章探放水原则
为了贯彻落实好国家、省、市有关矿井水害防治的方针、政策,切实做好煤矿安全生产保障矿工生命财产不受侵害。
依据“有掘必探,先探后掘”的探放水原则,对北翼回风大巷编制探放水方案。
若掘进中发现有透水征兆(巷道帮出现挂红、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、水发挥有异味等)等情况,必须停止作业,采取措施,查明出水原因,并报告矿调度室,若水量较大立即撤出工作面所有人员,然后由相关部门分析出水原因,进行处理。
第五章钻孔设计及布置
一、探水线、钻孔深度、孔径
根据矿井地质报告和周围已掘主皮带大巷揭露地质情况,北翼回风大巷周围无老空等积水井巷。
主要探放顶、底板砂岩含水层水和裂隙等构造水。
为了落实好“有掘必探,先探后掘”的原则,确保安全掘进,确定工作面迎头为探水线,钻孔超前距30米,钻孔孔深60米,每打一次钻可向前掘进30米。
选用孔径42mm钻杆。
二、钻孔数目及布置方案
根据工作面概况,本巷道掘进区域地质构造简单,布置5个探防水钻孔,中孔一个,顶孔2个,底孔2个。
中孔延巷道方向水平打设,距巷道两帮2.2米,距底板1.5米。
2个顶孔和2个底孔分别和巷道方向成8º夹角向上和向下打设,并与巷道两帮分别成10º夹角外斜。
顶、底孔终孔竖直方向分别距巷道顶、底板8m,距巷道左帮和右帮10m。
第六章设备选型
根据以上设计要求并结合已掘巷道揭露水文地质条件情况,选用WSP-500架柱式液压钻机,具体参数如下:
额定工作压力
额定工作压力
转速范围
30~300r/min
额定转速
200r/min
推进力
10KN
额定转矩
400N.m
推进器行程
1200/1700mm(可选)
最大转矩
500N.m
最大钻孔深度
大于80m(孔径89㎜,煤岩f<3)
最大工作压力
25MPa
额定流量
50L/min
钻孔方位
0°-±90°°
适应巷道高度度
2583mm-3983mm
工作介质
矿物油30-300cst乳化液0.5-2﹪
第七章钻机使用
一、钻孔前的准备工作:
(1)液压管路连接:
1)首先在打钻处选择顶底板完好,有突水或其它危险情况能迅速撤退的位置安设钻机;
2)用两根通径为10㎜,长度为5m的高压油管将推进油缸接入操纵阀左联;
3)用两根通径为10mm,长度为5m的高压油管将支撑油缸接入操纵阀中联;
4)用两根通径为13mm,长度为5m的高压油管将回转马达接入操纵阀右联;
5)用一根通径为16mm,长度为15~20m的高压油管将操纵阀进液口与工作面乳化系统或独立泵站的压力管路相连接。
6)用一根通径为19㎜,长度为15~20m的高胶管将操纵阀回液口与工作面乳化系统或独立泵站的回液管路连接。
(2).在钻机安设位置,将钻机支撑油缸、油缸延长件、顶盘、底盘组装成支撑机构,选择合适的钻进方向,将支撑油缸收回至最低位置,将整个支撑机构立起,伸出支撑缸将立柱支撑在工作面顶板与底板之间。
(3).调节铰接支座的高度位置,用螺母将铰接支座紧固;
(4).将推进器安装在铰接支座上,调整推进器至适当的角度,然后用紧固螺母将推进器压紧在铰接支座上;
(5).将辅助支撑机构左调整杆用销轴固定在上支撑座上,调整下抱箍高度并将右调整杆用销轴固定在下抱箍上,坚固下抱箍然后旋转手柄使辅助支撑机构产生一定的坚固力;
(6).根据钻机形式选择合适的扶迁器套与卡板;
(7).操纵推进手柄。
使马达移到推进器后部,将钻杆从扶迁器后部穿入,从扶迁器前部装好钻头,然后使马达拖板前移,将钻杆连接在连接套上。
二、钻孔:
(1).操纵推进手柄,使钻头与煤壁接触后停止推进后低速回转,在工作面打出位坑;
(2).打开冲洗水开关;
(3).将钻头顶在位坑内,对钻机施加较小的推进力,并使钻机旋转。
当钻进到钻头没入孔内后,再开始正常钻进;
(4).在马达拖板推进至最前端且钻杆后部方柄进入扶迁器时停止钻进动作,滑动扶迁器卡板卡住钻杆,使钻机反方向回转将连接套与钻杆分离。
马达拖板空退至最后端,接入另一根钻杆后,松开扶迁器卡板继续钻进作业;
(5).随着钻进深度的增加,钻杆与孔壁的摩擦力加大,岩粉的排出愈加困难,导致钻进负荷的增加。
这种现象在一定的下倾角度钻进的情况下,更加严重。
因此需要在钻进的过程中,保持钻机钻动并往复推拉钻杆将岩粉排出。
三.退钻:
(1).打开冲洗水开关;
(2).停止钻进并使钻杆低速回转,然后操纵推进手柄向外拉出钻杆;
(3).当钻机将一根完整钻杆拉出后,在第二根钻杆的方柄进入扶迁器后停止拉出动作,滑动扶迁器卡板卡住第二根钻杆,使钻机反向回转,将第一根钻杆卸下;
(4).滑动扶迁器卡板松开第二根钻杆,将马达前移至第二根钻杆处,正向旋转接入第二根钻杆。
(5)重复以上2~4步骤,直至取出全部钻杆。
四、拆卸钻机:
(1).将推进油缸收缩至最短位置;
(2).旋转辅助支撑调整手柄施放预紧力,将辅助支撑机构拆下;
(3).松开铰接紧固螺母,将推进器卸下;
(4).将支撑油缸收缩至最短位置,将支撑机构放倒;
(5).将液压胶管拆下并用堵头保护好各进出液口,避免进入污物。
五、卡钻处理:
如果在钻进过程中出现夹层或裂隙,钻杆补卡住,应减小推进力或退出钻杆。
如果无法将钻杆拔出,应关掉钻机,卸下钻杆,然后用专用工具旋转钻杆并取出。
第八章打钻注意事项
(1).在将钻机通过胶管连接到液压动力站前,必须保证钻机控制阀和动力站截止阀均处于关闭状态。
(2).钻进时应准确判别煤、岩层厚度并记录换层深度。
(3).在开启供油路截止阀前,应确认所有连接均正确。
(4).钻机应同时握住两个操作手柄进行操作,防止出现操作手柄从手中滑脱造成人员伤害。
(5).钻进中发现有害气体喷出时,应立即停止钻进、切断电源,将人员撤到有新鲜风流的地点。
立即报告矿调度室,采取措施。
(6).钻进时,发现煤岩松软、片帮、来压或孔中的水压、水量突然增大、顶钻等现象时,必须立即停钻,记录其孔深并同时将钻杆固定。
要立即向矿调度室汇报,及时采取措施,进行处理。
(7).在接近有出水可能的地区打钻时,钻孔内水压过大或喷高压水时,应采用反压和防喷装置的方法钻进,严禁将钻杆拔出。
操作时禁止人员直对钻杆站立。
(8).钻孔探后出水时,要观测水压、水质、水量和估计积水量或补给量。
并对水的来源作出正确的判断,采取相应的措施。
(9).交接班时若正在进行打钻,严禁停钻。
第九章探水技术措施
(1)工作面附近的巷道支护应牢固,背好帮顶,使巷道具有足够的抗水流冲击能力,以免被压力水冲垮。
(2)必须向受水威胁地区的施工人员贯彻、交待报警信号及避灾路线。
(3)清理好巷道,保证安全撤离路线畅通无阻。
(4)在探水点附近要安设电话和报警装置,遇到水情及时向调度室汇报。
(5)打探水钻时如发现煤体变松、片帮、来压或沿钻杆向外流水超过正常打钻供水量或冲击钻具时,必须立即停止打钻(不得移动或拔出钻杆)记录好孔深同时将钻杆固定,并报告调度,及时采取措施,进行处理。
(6)瓦检员要做好有害气体的检测,发现钻孔内有有害气体喷出时,必须立即停止打钻,切断电源,并将人员撤到有新鲜风流的地点,并向调度报告,采取措施及时处理。
(7)在探水施工中,遇到含水层、断层、陷落柱和积水区之前,应停止钻进,安好水门后再继续钻进。
(8)根据工作面探水情况,探水钻孔可兼作放水孔。
如探至水量较大或有其他水体时要编制放水措施,进行放水作业。
第十章组织施工
探放水工作由探放水队完成,在完成每个循环允许掘进距离前,必须进行探放水作业,并对作业过程中出现的情况作好记录。
镇雄县秋家沟煤矿
2012年4月
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