切眼掘进工作面探放水设计安全技术措施

一、设计原则及施工区域说明

炭窑渠煤矿位于东胜煤田东南部区,井田构造为无褶皱、无断层、无岩侵的简单单斜构造,根据本矿井下实际涌水量统计及水纹地质图显示,炭窑渠煤矿井田内地下水贫乏,实际矿井正常涌水量为5m2/h,最大涌水量不足8m2/h,水文地质构造简单。

目前井田内及周边煤矿还未发现有疑突水源,但仍不可忽视古窑老井等积水隐患及有害气体存在的可能。

为确保本矿主要运输大巷延伸掘进工作面不受老窑采空区积水及有害气体威胁,根据《煤矿安全规程》及《煤矿防治水工作条例》规定,严格执行“有掘必探、先探后掘”探放水的原则,特编制探放水设计。

二、巷道位置、用途

6106切眼掘进工作面位于井田6-2煤回风大巷西翼,此最终与6106进风顺槽、6106回风顺槽形成新的综采生产系统。

6106切眼掘进工作面全长145米,用于综采工作面的设备布置、行人和安全出口等作用。

三、水文地质

1、水文地质类型

矿区内直接充水含水层和间接充水含水层的含水空间以孔隙为主、裂隙次之,属孔隙、裂隙充水矿床。

最下一层可采煤层6- 2 煤层位于本井田最低侵蚀基准面以上,直接充水含水层富水性弱(q<0.1l/s.m),其补给源以贫乏的大气降水为主,贮水条件较差,富水性较弱,水文地质条件简单型。

2、矿坑涌水量的计算预分析

经实测原炭窑渠煤矿的正常涌水量为10m3/d,本次设计暂按10m3/d 的涌水量作为炭窑渠煤矿的正常涌水量,并预测该矿井最大涌水量为15m3/d,井下涌水可及时由巷道水沟排出对井下开采不会造成太大影响。

3、矿井周边煤矿及废弃小窑、老塘积水情况

一、从实地详细勘查及所提供矿井周边煤矿及废弃小窑、老塘积水情况资料及周边煤矿采掘工程平面图得知。

本矿西南部的准格尔旗阳堡渠煤矿、北部的阳塔煤矿等,相距较远。

周边的三个煤矿自建矿以来没有发生过越界开采、瓦斯及煤尘爆炸、大面积冒顶、井下突水等安全事故,各矿井在设计中都留足了一定的井田边界保安煤柱。

且这三个煤矿和本矿一样。

均为贫水煤矿。

所以,周边煤矿暂不能对本矿造成水害灾难。

但因本矿局部埋深较浅,仍不能忽视古窑老空积水灾害的可能性,因此矿井掘进工作中的防治水工作仍必须严格执行“有掘必探,先探后掘”防治水制度。

确保矿井的安全生产。

二、工作面突水预兆

煤壁挂汗、温度下降、空气变冷、雾气产生、煤层发潮、暗沉沉有害气体增高,呼吸困难、头痛、顶底板压力大,底板鼓起有渗水、淋水,出现压力水流并有“嘶嘶”水叫声,巷道挂红、有异味等出水预兆财情况,必须立即向调度室汇报撤出人员等待处理。

三、钻探超前距的确定

钻探老空水超前距深度确定:

a=0.5al__3p__kp

a=0.5__4__5__3__0.1__3=9米

a-钻孔超前距

a-安全系数,取 4l-巷道的高度或宽度,取5米

p-水压,0.

1 mpa

kp-岩(煤)层的抗张强度,取 3. mpa

根据计算采空水钻孔超前距为9米。

根据《矿井水文地质规程》及《防治水工作条例》规定,确定超前距20米,则更有利于安全。

四、目的、任务及探放水设备的选择

1、探明炭窑渠煤矿古井、老窑采空区范围,疏放采积水,疏干为止。

2、排放及检测采区内富存的有毒有害气体。

为确保6106切眼掘进工作面安全生产提供依据和有利的开采条件。

3、探放水设备的选择采用矿购置的khyd75型探水钻,采用ф40mm钻杆。

五、施工方法及技术要求

(一)、施工方法

(1)、钻孔位置布置在6106切眼掘进迎头撑子面上,要求布置在煤层中,严格按设计确定的方位、倾角进行钻探。

(2)、要严格掌握钻进的长度,记录清楚,打不到设计位置时,根据情况由技术员另行定线、定眼重新开钻。

(3)、钻探完毕经验收合格后,方可撤钻,同时交钻探结果表,报矿总工程师。

(二)、技术要求

1、钻孔倾角与煤层倾角一致,钻孔方向与巷道方向相同,每组放水钻孔个数、方位、倾角、长度确定如下规定。

2、6106切眼掘进工作面每次打钻孔3个,延煤层底板上1m的位置水平布置。

中间为1钻孔,距离2、3钻孔

1.5米位置延巷道延伸方向布置,右帮为2钻孔,和右巷帮成15度夹角钻探,距离巷帮75cm;

左帮为3钻孔,和左巷帮成15度夹角钻探,距离巷帮75cm。

3、超前探测钻孔深度不小于50m,掘进长度不大于30m,即钻

孔超前掘进掌子头不小于20m。

(如遇特殊地质条件以及岩层硬的情况下可以短掘短探,但必须保证超前距离不小于20米,正眼超前钻探距离不得低于35米;

帮眼深度不得小于47m,帮眼间距不能大于25米)。

4、在探水钻机附近准备有最少6个长400mm的锥形木楔及一把八磅大锤,做为发生异常涌出时的封堵钻孔之用。

并准备一个15度三角板,做为1孔角度控制之用。

5、钻机安装及孔口安全装置

严格按中腰线定位,钻机底盘四角用ф18mm直径,

1.5m锚杆固定。

或采用单体支柱压住钻机,确保整个机体固定牢固。

六、钻探安全措施

1、认真检查安钻场地的巷道支护和通风情况,支护完整,顶帮安全,气体不超限,通风条件符合煤矿安全规程规定方可安装钻机。

2、钻机安装必须牢固平稳,底盘四角用ф18mm,

1.5米长的锚杆生根,或采用单体支柱压住钻机,确保整个机体固定牢固。

3、连接或折除电源时,应由机电专业人员和钻机机电修理工共同进行,并严格执行停送电制度。

电缆吊挂整齐,不得随地摆放。

控制钻机要用专用开关。

4、严格按设计标定钻孔方位,倾角,每班开钻前先检查立柱,孔口安全装置,周围支护等安全情况,如有问题,应先处理后开钻。

5、钻进时要注意判别煤、岩层、岩性及厚度变化,并认真记录钻孔深度,更换钻杆时,要记录钻杆长度及所用钻杆的数量,以核实孔深,终孔前再根据钻杆的长度及数量复核一次孔深,以防孔深差错造成水害事故。

6、注意检查观测周围有无出水征兆:如发现安钻地点距积水地点很近,应采取加固措施并停止掘进工作。

7、钻进时应在操作前方吊挂多功能气体检测仪,发现有害气体涌出时,应在加强通风的同时,用黄泥、木塞封堵孔口,若无法处理,应立即停止工作,切断电源,将人员撤到新鲜风流地点,并向矿调度汇报。

8、钻进中发现钻孔内显著变软或沿钻杆流水增大,都是钻孔接近或进入积水区的象征,此时应立即停钻检查,并将钻杆固定,记录该钻孔深度。

检查设备完好情况,牢固情况及支护完好情况,泄水泵完好可靠,泄水管路完好情况,以及人员没撤离路线的安全畅通情况,报警信号完好情况,并通过排水泵房做好排水准备。

上述检查完毕,并符合技术安全要求时,方可重新打开三通泄水闸,送电开钻,边钻进边推进钻具,使钻头空进一米时,可把附近积存淤泥、碎石、杂物冲出孔外,而后再提出钻杆放水。

9、遇有高压水顶钻杆时,立即停止作业,并及时采取封堵钻孔措施。

10、站在钻机两侧操作,钻机工作时前方严禁有人,左右及后部3m范围内严禁进行与打钻无关的工作。

为了避免在打钻过程中卡钻现象的发生,在钻孔施工过程中严格按照“先送水后开钻,先停钻后关水”的操作程序。

11.在钻孔钻进过程中钻机操作司机应始终处于操作位置,严禁在钻孔施工过程中钻机司机离开操作位置。

12.钻工要熟悉钻机性能,做到会使用、保养和检修。

13.在每次打超前探测孔之前,应对钻机进行检修和维护,发现故障及时排除。

14.施工超前探测孔时必须进行瓦斯、一氧化炭等有害气体检查。

15.超前探测工作每班不少于三人,一名钻机操作司机,两人协助安装和拆卸钻杆。

16.严格按探水钻机的操作规程操作设备。

17、在人员离开钻场下班时必须将钻杆卸下,严禁钻杆滞留在钻孔内。

接钻杆必须待钻机停稳,且把开关停至零位方可进行。

18.打钻过程中要认真观察涌水量变化情况,并做好记录,发现涌水异常、水量较大时及时采取有效封堵及排水措施,并及时上报调度室。

19.在钻机钻进过程中,司机应密切关注钻机钻进速度,如遇钻进速度陡然增大,判断可能进入采空区,应立即监测钻孔瓦斯、一氧化碳等有害气体及钻孔水的涌出情况,如涌出异常,应立即堵住钻孔,上报生产调度室并及时撤出人员,加强通风或排水工作。

20、井下探放水使用专用的探放水钻机,严禁使用煤电钻进行探放水。

21、钻孔内水压过大时,严禁作业,并有防止孔口管和煤(岩)壁突然鼓出的措施。

22、探放水钻孔施工时发现煤岩松软、片帮、来压或钻眼中水压、水量突然增大和顶钻等异常时,必须立即停止钻进,但不得拔出钻杆。

现场负责人要立即向矿调度室汇报,并派人监测水情。

如发现情况危急时,必须立即撤出所有受水威胁地区的人员,然后采取措施,进行处理。

23、探放老空水前,首先要分析查明老空水体的空间位置、积水量和水压。

老空积水区高于探放水点位置时,只准打钻孔探放水;

探放水时,必须撤出探放水点部位及探放水点标高以下受水害威胁区域内的所有人员。

探放水孔必须打到老空水体,并要监视放水全过程,核对放水量,直到老空水放完为止。

24、钻孔放水前,必须估计积水量,根据矿井排水能力和水仓容量,控制放水流量;

放水时,必须设专人监测钻孔出水情况,测定水量、水压,做好记录。

若水量突然变化,必须及时处理,并立即报告矿调度室。

25、采掘工作面或其他地点发现有挂红、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渗水、水色发浑、有臭味等突水预兆时,必须停止作业,立即报告矿调度室,撤出所有受水威胁地区的人员。

26、钻孔接近老空区,预计可能有瓦斯或其他有害气体涌出时,必须有瓦斯检查工或矿山救护队员在现场值班,检查空气成分。

如果瓦斯或其他有害气体超过《煤矿安全规程》规定时,必须立即停止钻进,切断电源,撤出人员,并报告矿调度室,及时处理。

27、钻进中发现有气体喷出时,不管是什么气体,应立即停止钻进、切断电源,戴好自救器,封堵钻孔。

将人员撤到有新鲜风流的地点。

立即报告矿调度室,及时采取安全有效的处理措施。

28、井下采掘作业过程中,遇下列情况之一,必须进行探水警戒和探放水:

○

1、接近水淹的或情况不明的井巷、老空、老窑或小煤窑;

○2、接近含水断层、导水断层、含水裂隙密集带、溶洞或陷落柱;

○3、接近各类防水煤柱或打开隔离煤柱放水;

○

4、接近水文地质条件复杂的地段或采掘工作面有突水征兆;

○

5、掘进工作面接近曾经发生过突水的地段。

○

6、其他预计可能发生突水的地点。

七、探水巷道的安全措施

1、探水巷道、行人、回风必须畅通无阻,巷内不得有低洼积水段若有积水段,必须根据积水量,按“煤矿安全规程”要求建立临时泵房水仓,确保放水不淹探水巷后路。

2、巷道支护必须牢固可靠,有较强的抗水流冲击能力。

3、巷内杂物等障碍物要清理干净。

物料排放整齐,确保最少800mm行人安全撤离通道畅通无阻。

4、巷内必须保证正常通风,气体符合规定,必坚持每班不少于二次的气体检查,钻机操作台前,始终悬挂甲烷报警仪,随时观测钻孔内气体涌出情况。

5、巷内电缆水管悬挂整齐,联络信号畅通,所有设备应上架摆放在安全地点。

八、放水及放水后掘进的安全措施

1、探到积水后,应认真分析、水压、水量及水质、确定放水量及放水孔个数,按《煤矿安全规程》要求,调整排水能力,使其排水、供电、水仓、水沟相匹配。

2、派专人观测放水情况,认真记录放水量,发现异常及时处理。

3、加强放水地点的通风,每小班有害气体检查不少于二次,必须在钻孔

1.5m内设置多种气体检测仪。

4、一个孔放水结束后,应按安全距离要求,在其左右补打检验孔,确认无残留积水时,方可拆钻,进行掘进施工。

5、恢复掘进前,应在起点设置标志,明确标出从该点前掘进的安全距离。

九、应急抢救水害事故预案

按矿2024年度事故应急预案执行。

十、水害避灾路线

钻机施工地点→6106切眼掘进工作面→6106(回风顺槽、运输顺槽)→回风大巷→回风立井→回风立井的梯子间→地面