1206工作面探放水設(shè)計(jì)

1、山西汾西香源煤業(yè)有限責(zé)任公司1206工作面探放水設(shè)計(jì)地測部2011年9月1206工作面探放水設(shè)計(jì)總工程師：生產(chǎn)礦長：安全礦長：機(jī)電礦長：通風(fēng)區(qū)：調(diào)度室：安監(jiān)處：機(jī)電區(qū)：號工隊(duì)組：地測部：審 核：編 寫：日 期：2011年9月2日1206工作面探放水設(shè)計(jì)一、井田地質(zhì)及水文地質(zhì)情況11井田地質(zhì)1.1.1區(qū)域構(gòu)造井田處于呂梁一太行斷塊(ii)五臺山塊隆(111)古交向斜地塊西 部(iv)西山向斜南部。西山向斜為一個(gè)由石千峰向斜、馬蘭向斜、水 峪貫向斜等組成的復(fù)向斜，軸向s7,右行斜列。1. 1.2.井田構(gòu)造井田內(nèi)總體構(gòu)造形態(tài)為一背斜，在此基礎(chǔ)上，在井田南部發(fā)育短 軸背向斜及斷層。1憶背斜該背斜為本井

2、田主體構(gòu)造，位于井田中部，自北而南貫穿全井田, 井田內(nèi)延展長5100mo軸向近sn向呈“s”型，為一寬緩的不對稱背 斜2)乙背斜位于井fh西南部，東雷莊村東北250m處，軸向n40。w,井田內(nèi) 延展長約300m。出露地層為二疊系上統(tǒng)上石盒子組(p2s)©3憶向斜位于井fh西南角，東雷莊村西南300m處，軸向n40° w近ew向。 井田內(nèi)延展長約lloomo出露地層為二疊系上統(tǒng)上石盒子組(p2s) 04) 斷層井田斷層不發(fā)育，落差較大的f*位于井田東南角，申家疙瘩村東 北約250m處，其走向n55。e,傾向se,傾角70。，落差510m,井 fi內(nèi)延展長約1550m。未發(fā)現(xiàn)有

3、導(dǎo)水?dāng)鄬印?) 巖漿巖據(jù)清交詳查報(bào)告及火山精查報(bào)告資料，井田內(nèi)未發(fā)現(xiàn)有巖漿巖侵 入。6) 陷落柱井田內(nèi)暫未發(fā)現(xiàn)有陷落柱，相鄰中興煤礦有陷落柱發(fā)育。1.2井田水文地質(zhì)條件香源煤業(yè)公司井田地處晉西黃土高原，地形主要以黃土臺、嫄、 梁及黃土沖溝為主，侵蝕切割嚴(yán)重，地形復(fù)雜。地勢總體北高南低， 最高點(diǎn)位于井田北部山梁，海拔1421.40m,最低點(diǎn)位于井田西南部 溝中，海拔945. 00m,相對高差476. 40m,屬中低山區(qū)。屬黃河流域, 汾河水系。磁窯河支流一東溝河由北向南縱貫井田，為常年性河谷。1.2. k井田主要含水層1) 山西組與石盒子組砂巖裂隙含水層組本含水層組含厚砂巖多層，最厚達(dá)12.05

4、m。由于石盒子組砂巖 廣泛出露，易于接受補(bǔ)給，所以在溝谷屮常有一些泉水涌出，水量一 般很小，最大0. 60l/so根據(jù)山西組與石盒子組混合抽水試驗(yàn)，水位 標(biāo)高為+1118. 94m ,鉆孔單位涌水量0.0026l/sm,滲透系數(shù) 0. 002875m/d,水質(zhì)類型為hco/so。(k+na)型，硬度為12. 36度，礦 化度0. 70g/l,為硬的淡水。2) 石炭系上統(tǒng)太原組石灰?guī)r裂隙巖溶含水層組本組灰?guī)r有3層:灰?guī)r厚度1. 45m, l4灰?guī)r厚度2. 95m, l2灰?guī)r厚度2.65m。本組水位標(biāo)高為+815. 80m，根據(jù)抽水試驗(yàn)資料， 該組石灰?guī)r巖溶、裂隙不發(fā)育，富水性弱，鉆孔單位涌水量

5、0. 000182l/sm,滲透系數(shù)0. 00718m/cl,水質(zhì)類型為hc(h(k+na)型, 礦化度0. 526g/l,硬度為6. 18度，為軟的淡水。3) 奧陶系屮統(tǒng)石灰?guī)r裂隙一巖溶含水層組zx16號孔共揭露上馬家溝組及峰峰組石灰?guī)r149. 67m,其中峰峰 組揭露98. 50m,上馬家溝組揭露51. 17m,含水結(jié)構(gòu)以溶隙、溶孔為 主。本孔峰峰組與上馬家溝組上部混合抽水試驗(yàn)，靜止水位標(biāo)高為 +814. 70m,在鉆進(jìn)本組地層吋，鉆孔沒有明顯的涌漏水現(xiàn)象。抽水試 驗(yàn)資料顯示，奧灰?guī)r溶不發(fā)育，富水性弱，鉆孔單位涌水量 0. 00025l/s - m,滲透系數(shù)0. 00039m/d,當(dāng)含水層

6、的單位涌水量小于 0. 001l/s m時(shí)，就可以視為隔水層，而此含水層組單位涌水量僅為 0. 001l/s m的1/4,可以視為隔水層。水質(zhì)類型為hcos-so,（k+na） 型，礦化度0. 553g/l,硬度為12.36度，為硬的淡水?？傊镏饕畬又?，除奧陶系灰?guī)r含水較豐富外，其它含 水層富水性均較差，含水微弱。1. 2. 2、井田主要隔水層1）太原組泥質(zhì)巖隔水層太原組9號煤到木溪組頂部平均厚25. 00m,除底部晉祠砂巖（kj 外，為一套以泥巖、砂質(zhì)泥巖為主的地層，沉積穩(wěn)定，是一重要的隔 水層。2）木溪組隔水層本溪組為一套泥巖、鐵鋁巖、鋁質(zhì)泥巖為主的地層，平均厚度約 35. 00

7、m,隔水性能較好。與其上部太原組隔水層一道構(gòu)成了 9號煤層 與奧陶系之間的重要隔水層。1. 2. 3、帶壓開采香源煤業(yè)公司批準(zhǔn)開采2、3、4、8、9號煤層，2號煤層底板標(biāo) 高為680. 00820. 00m,3號煤層底板標(biāo)高為680. 00820. 00m, 4號煤層底板標(biāo)高為680. 00810. 00m, 8號煤層底板標(biāo)高為620. 00 750. 00m, 9號煤層底板標(biāo)高為600. 00720. 00m,奧灰?guī)r溶水位標(biāo)高 為+814. 70m,奧灰水位高出2號煤層底板最低標(biāo)高134. 70m,高岀3 號煤層底板最低標(biāo)高134. 70m,高出4號煤層底板標(biāo)高134. 70m,高 出8號煤

8、層底板最低標(biāo)高194. 70m,高出9號煤層底板最低標(biāo)高 214. 70m,批準(zhǔn)開采的各煤層均屬帶壓開采。則按下列公式計(jì)算突水 系數(shù)：ts=m-cp式中：ts突水系數(shù)(mpa/m)；p 隔水層承受的水壓(mpa)；m底板隔水厚度(m);cp采礦對底板隔水層的擾動破壞厚度(ni) ocp二0. 7007+0. 1079 l二0. 7007+0. 1079 x 160二 17. 96ml壁式工作面斜長，mo經(jīng)計(jì)算，2號煤層的突水系數(shù)最大為0. 03mpa/m, 9號煤層的突 水系數(shù)最大為0. 05mpa/m,按照煤礦防治水規(guī)定的全國實(shí)際經(jīng)驗(yàn) 資料判定，本井田各煤層的突水系數(shù)小0. 06mpa/m,

9、因此，在沒有 斷層、陷落柱導(dǎo)水的情況下，開采井田各煤層是安全的或基本安全的。1.2.4.礦井充水因素分析井田內(nèi)多年降水量為440. 00-680. 00mm,由于地形坡度較陡，植 被不發(fā)育，地形有利于自然排水，入滲補(bǔ)給地下水條件差，只在基巖 露頭的溝谷中有少量的入滲，對于山西組砂巖含水層，由于其上有較 多隔水層分布，接受大氣降水的直接補(bǔ)給是很少的。2號及3號煤層的直接充水含水層是山西組砂巖裂隙含水層，間 接充水含水層主要為下石盒子組砂巖裂隙含水層、太原組巖溶裂隙含 水層和奧陶系中統(tǒng)石灰?guī)r巖溶裂隙含水層，在無大斷層存在時(shí)，奧陶 系中統(tǒng)巖溶水對礦井充水無影響或影響甚微。綜上所述，井田中在可采煤層下

10、部雖有較豐富的奧陶系石灰?guī)r巖 溶裂隙水，但其上有較厚、較穩(wěn)定的隔水層存在，目前還沒有發(fā)現(xiàn)可 溝通各含水層的斷裂構(gòu)造存在，致使各含水層之間水力聯(lián)系差。為此, 礦井充水水源主要是煤系地層中砂巖、石灰?guī)r裂隙含水層中的地下 水。1. 2. 5.水文地質(zhì)類型山西組2號及3號煤層上部下石盒子組、iii西組砂巖含水層為直 接充水含水層，因與其隔有近20. 00m的砂泥巖隔水層，且富水性弱, 故對其影響極小。井fh 2、3號煤層下部太原組灰?guī)r含水層和奧灰?guī)r 含水層為間接充水含水層，奧灰?guī)r溶水位高于2、3號煤層底板標(biāo)高, 屬帶壓開采。冃前，礦井涌水量小，工作面比較干燥。按照礦井地 質(zhì)規(guī)程中礦井水文地質(zhì)類型分類標(biāo)

11、準(zhǔn)綜合分析，木礦井2號和3號 煤層水文地質(zhì)類型應(yīng)為中等型。1.2.6地表水影響程度礦區(qū)內(nèi)地表無大的水體存在，有兩條匯合為一條的常年河流東 河，平時(shí)水量20in7h左右，雨季水量較大。工業(yè)場地位于一溝谷中, 其匯水面積為5km2,經(jīng)計(jì)算qi/ioo=32m3/s, qi/3oo=40m3/s:其最高洪水位分 別為l6m, 1.75m;計(jì)算其最高洪水位標(biāo)高為1090. 25m。井口高出溝底 18m,工業(yè)場地最低標(biāo)高為1103. oni,進(jìn)風(fēng)斜井標(biāo)高最低為1110. 0m, 因此井口及工業(yè)場地均不受洪水威脅。二、1206工作面地質(zhì)概況2. 1地質(zhì)情況1206工作面地面位于偏交村以南約660m,后花塔

12、村以東約620m, 馮家塔村以北約60m處，其坐標(biāo)范圍x = 41695914170480, y = 19601086-19601266,地表出露二疊系上石盒子組地層，地面標(biāo)高 12501300m,工作而標(biāo)高735754m,蓋山厚度496565m。木工作面掘進(jìn)山西組2#煤層，上距1#煤層2. 1-2. 9m左右，其巖 性為灰黑色細(xì)砂巖，煤層厚度1. 152. im,平均1.62m；其下距3# 煤層3. 2m,其巖性上部為0.7-l5ni灰白色中粒砂巖，下部為2. 5m 灰黑色砂質(zhì)泥巖，3#煤層厚度0. 57m,不可采。本工作面處于馮家塔背斜西翼，為一單斜構(gòu)造，煤巖層走向南北, 傾向西，傾角2。

13、8。,地質(zhì)構(gòu)造簡單，但可能小斷層發(fā)育較多。2. 2水文地質(zhì)情況分析1206工作面水文地質(zhì)條件簡單，直接充水含水層為2 "煤層上部 15米左右k4砂巖含水層，厚度2. 35-3. 37米，裂隙發(fā)育差，富水性 弱。2 "煤層下部太原組含水層主要為l5> l4、k2o據(jù)16號孔及火 山精查區(qū)的541號孔水文資料，單位涌水量為 0. 000190. 0690l/s.m,滲透系數(shù) 0. 00720. 71m/d ,水位標(biāo)高 789. 40811.6m,開采才煤層所受的水壓為03540. 766mpa,經(jīng)突 水系數(shù)計(jì)算，工作面掘進(jìn)2"煤層不受太灰水突水的威脅。奧陶系石灰

14、巖在井田內(nèi)處于深埋區(qū)。井田內(nèi)無抽水試驗(yàn)資料，據(jù) 屮興礦16、17號孔及清徐詳查區(qū)sk6號孔水文資料，奧灰?guī)r溶不發(fā) 育，富水性弱。鉆孔單位涌水量僅為0.0000700015l/sni,滲透 系數(shù)為0. 0000210. 0037m/d,水位標(biāo)高814.7m。開采2#煤層所受 的水壓為0. 607-0. 797mpa,故2祥煤層屬帶壓開采，其距奧灰較遠(yuǎn)， 且中間有數(shù)層隔水層，在無構(gòu)造及導(dǎo)水陷落柱導(dǎo)通的情況下，經(jīng)突水 系數(shù)計(jì)算，工作面掘進(jìn)2”煤層不受奧灰水突水的威脅。木工作面東臨1204工作面（未掘）；南至一采區(qū)皮帶巷；西部 為未采區(qū)；北至井田邊界保安煤柱即寨上井田未開發(fā)，并且工作面 2#煤層埋藏較

15、深。因此，工作面不受小窯及采空積水的威脅。為保證 安全牛產(chǎn)，堅(jiān)持“有掘必探”的規(guī)定和“物探先行、鉆探驗(yàn)證“的 原則，特編制探放水設(shè)計(jì)，對可能存在導(dǎo)水構(gòu)造進(jìn)行探測。三、探放水設(shè)計(jì)為了防止水患事故的發(fā)生，必須堅(jiān)持“有掘必探”的規(guī)定和“物 探先行、鉆探驗(yàn)證“的原則進(jìn)行探放水，并嚴(yán)格執(zhí)行允許（停掘）通 知單制度。通過此次探放水達(dá)到目的：1、查清工作面是否存在影響安全生產(chǎn)的隱伏含水構(gòu)造。2、消除區(qū)內(nèi)存在的水患威脅。3.1、物探設(shè)計(jì)（1）、物探目的為落實(shí)好山西焦煤“有掘必探”的規(guī)定和推行“物探先行、鉆探 驗(yàn)證”的綜合防治水措施，因此，我礦決定對1206掘進(jìn)工作面應(yīng)用 temhz75礦用嶙變電磁儀和temj

16、f50礦用隔爆兼本安型發(fā)射機(jī)（人功 率）組合對掘進(jìn)迎頭進(jìn)行超前探測。每掘進(jìn)60m進(jìn)行一次超前探測。（2）、儀器及參數(shù)設(shè)置每次探測使用temhz75礦用瞬變電磁儀和temjf50礦用隔爆兼本 安型發(fā)射機(jī)（大功率）組合及配套設(shè)備。采用重疊回線組合裝置，發(fā) 射和接收采用邊長1. 5m的正方形線圈，發(fā)射線圈匝數(shù)4匝，接收線 圈匝數(shù)40匝。供電電流檔為50a,供電脈寬10ms,采樣率16吒。大 功率觀測起始時(shí)間200-149000as。每個(gè)測點(diǎn)采用30次疊加方式提高 信噪比，確保了井下原始數(shù)據(jù)采集的可靠性。（3）測點(diǎn)布置及探測方法每次在掘進(jìn)頭做超前探測瞬變電磁法勘探試驗(yàn)布置3條測線，呈 扇形展布；在掘進(jìn)

17、頭布置11個(gè)測點(diǎn)，在距掘進(jìn)頭兩幫5m處各增設(shè)1 個(gè)測點(diǎn)，共計(jì)13個(gè)測點(diǎn)（圖1）,每個(gè)測點(diǎn)向三個(gè)方向探測，分別為 仰角45。、水平0°、俯角45° o通過在掘進(jìn)頭移動發(fā)射/接收線圈，形成3幅超前探測的實(shí)測剖 面，分別為掘進(jìn)頭前上方45。仰角探測扇形剖面（頂板）、掘進(jìn)頭前 方探測扇形剖面（順層）、掘進(jìn)頭前下方45。俯角探測扇形剖面（底 板）。圖中藍(lán)色區(qū)域?yàn)榈妥璁惓^(qū)。此方法每次有效探測距離為1501、利用瞬變電磁儀進(jìn)行超前探測時(shí)，工作面內(nèi)必須停止生產(chǎn),停電。2、由于此探測方法容易受低阻體(采煤機(jī)械，金屬管路及巷道 積水)的干擾，需要隊(duì)組人員在探測前保證巷道內(nèi)材料堆放整齊及時(shí) 排

18、除積水，綜掘機(jī)一般要距工作面迎頭10米左右，以免影響探測結(jié) 果的準(zhǔn)確性。3、每次探測需要工作人員5-6人。4、儀器在每次探測前工作人員應(yīng)仔細(xì)檢查儀器，保證儀器的正 常運(yùn)作。5、儀器運(yùn)輸時(shí)，應(yīng)盡量避免其處于強(qiáng)烈振動的環(huán)境中。6、儀器安裝前，必須先連接好接收和發(fā)射線圈，然后開機(jī)，再 進(jìn)行參數(shù)設(shè)置；探測結(jié)束后，先關(guān)機(jī)再拆線。7、探測時(shí)，線圈要始終保持一個(gè)平面，并h盡量使線框離地 30-50cmo8、在施工過程中移動線圈時(shí)，要盤起線圈，用手提著移動，切 不可拖拽接收/發(fā)射線圈，以免造成線圈外皮破損。9、如在探測過程中發(fā)現(xiàn)采集的數(shù)據(jù)有異常吋，必須重新采集， 探測2-3個(gè)測點(diǎn)后必須保存。10、導(dǎo)出、處理資

19、料數(shù)據(jù)時(shí)，需要進(jìn)行校正或剔除受干擾的測量 數(shù)據(jù)，然后提交探測報(bào)告。3. 2鉆探設(shè)計(jì)(1) 鉆探目的為了落實(shí)好山西焦煤“有掘必探，有疑必鉆”的規(guī)定和堅(jiān)持以“鉆 探為主，物探為輔”的方針，采掘工作面物探不能代替鉆探，必須進(jìn) 行打鉆探放水的原則，因此物探結(jié)束后，根據(jù)物探結(jié)果分析，將探測 區(qū)域圈出異常區(qū)和正常區(qū)，要求對其必須經(jīng)鉆探驗(yàn)證。(2) 鉆機(jī)參數(shù)鉆機(jī)型號：zdy-1300 型；鉆桿：4)= 50mm； l=l. 5m鉆頭：© =75mni；開孔(1)=94mm(3) 孔口管的選擇及固定方法探水孔必須安設(shè)孔口管。根據(jù)煤礦防治水規(guī)定孔口管的長度 定為10米。孔口管必須用水泥注漿固孔，而且必

20、須進(jìn)行耐壓試驗(yàn)， 耐壓試驗(yàn)不小于4mpa,穩(wěn)定時(shí)間不小于30分鐘。(3)探放水鉆孔布置1、物探異常區(qū)進(jìn)行相應(yīng)的鉆探驗(yàn)證時(shí)，需根據(jù)實(shí)際情況另出設(shè) 計(jì)。2、物探正常區(qū)進(jìn)行和應(yīng)的鉆探驗(yàn)證時(shí)，探放水鉆孔布置如下：探放水鉆孔呈扇形布置，每組布置3個(gè)鉆孔。中孔為迎頭正前方, 相鄰鉆孔的夾角為1 35z 28，中孔距離90米，斜孔距離分別為 90. 1米,每次探90米，掘60米，超前距為30米，允許掘進(jìn)距離60 米，幫距3米。探放水鉆孔參數(shù)表:孔號孔深(m)方位角傾角備注190. 1358 247 32"-0° 11 401206運(yùn)輸巷傾角 如有變動根據(jù)現(xiàn) 場重新標(biāo)定0900°

21、0° 12f 13290. 11 357 28"0° 24f 2"要求：鉆孔終孔孔徑不大于75mni。鉆探技術(shù)安全措施41、探水前的安全準(zhǔn)備工作(1) 、探水前對排水設(shè)備進(jìn)行徹底檢查，探水過程中要有專人維護(hù)、保證正常排水。(2) 、探水前對水溝、沉淀池進(jìn)行徹底清理，保持水流暢通。(3) 、要有專人對鉆場附近的頂板進(jìn)行檢查維護(hù)，避免發(fā)生冒頂 事故。(4) 、探水鉆場后方必須有安全躲避嗣室。(5) 、保證鉆場的正常通風(fēng)，并制定專項(xiàng)檢查措施。(6) 、鉆場附近要安裝電話，并保持通訊暢通。(7) 安置的排水設(shè)施實(shí)際排水能力耍能夠滿足現(xiàn)場要求。4.2、鉆機(jī)運(yùn)輸、安裝的安全措施(1) 、運(yùn)輸、安裝鉆機(jī)人員，要互和配合好，防止鉆機(jī)反倒傷人 和積傷手腳事故發(fā)生。(2) 、鉆場在穩(wěn)鉆前，應(yīng)清凈浮煤。鉆場巷道支護(hù)要符合質(zhì)量要 求，禁止有空幫、空頂現(xiàn)象。鉆機(jī)要穩(wěn)牢、穩(wěn)平