第一章??? 編制依據(jù)和目的
???????? 大營煤礦為正在建設的21萬噸/年的礦井,根據(jù)礦井《開采方案設計》的要求布置一采區(qū)軌道上山掘進工作面,在掘進的同時,首先考慮該巷探放水工作;根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》、《煤礦防治水規(guī)定》以及公司物探報告為依據(jù),為確保一采區(qū)軌道上山掘進期間不受水害威脅,避免水害事故發(fā)生,確保作業(yè)安全,特編制一采區(qū)軌道上山掘進工作面探放水安全技術措施。
??? 第二章???? 礦井概況
??? 一、工程概況
??? 一采區(qū)軌道上山位于運輸大巷西南側,巷道設計全長約為510m,一采區(qū)軌道上山巷道服務于一采區(qū),沿煤層布置。一采區(qū)軌道上山:距回風聯(lián)絡巷起28米處(2號探水基點),坐標為:X = 2966868.738,Y=35644595.621,Z=1056.25m;巷道掘進方位:320°,沿指定的方向上山掘進。
??? 二、地質構造
??? 礦區(qū)位于北東向烏栗斷層與北北東向臘腮斷層之間,郭家寨向斜之東翼。總體為一單斜構造,地層走向北東-南西向,傾向北西,傾角16-25°,東部及南部傾角相對較陡,西部較緩。根據(jù)《修文縣谷堡鄉(xiāng)大營煤礦礦井地質水文資料及說明書》說明及技改《安全專篇》中說明,煤層頂、底板穩(wěn)定性較差,如果支護不良,可能出現(xiàn)頂板跨塌、片幫、底板底鼓、支架下陷等工程地質問題,故本井田工程地質條件為中等類型,無沖擊地壓現(xiàn)象。一采區(qū)軌道上山巷道直接頂為粉砂巖、粉砂質粘土巖,強度中等,局部裂隙發(fā)育,直接底為泥質粉砂巖、粉砂質泥巖強度中等。
???? 三、水文地質情況
???????? 1、礦井井田地表無水體,地形有利大氣降水的補給,為溶隙、裂隙型充水礦床,最低侵蝕基準面(+920m)左右,礦井直接充水水源主要為裂隙水、地表沖溝水,故本礦區(qū)屬于以裂隙充水為主,總體水文地質條件為簡單類型。但在以后開采時頂板陷落導致裂隙的發(fā)育,掘進時要加強防治水工作。本工作面目前預測涌水量為:最小涌水量為9m3/h,最大涌水量為15m3/h。
????????? 2、一采區(qū)軌道上山掘進區(qū)域為未開拓的區(qū)域,無采空區(qū)及老巷道。掘進區(qū)域地表面為緩坡山丘荒山荒地,無山塘和河流、水庫等蓄水設施,此區(qū)域水文地質條件簡單,且掘進區(qū)域頂板為泥巖和粉砂質泥巖,強度中等,局部裂隙發(fā)育,水穩(wěn)定性差,本巷掘進作業(yè)時,應加強水文地質觀測。為確保巷道掘進時的安全,防止底板地層裂隙水對掘進工作面造成水患,巷道掘進時將嚴格執(zhí)行“物探先行、鉆探驗證,先探后掘”的方式前進,同時堅持有掘必探的原則,防患于未然。
??? 第三章?? 探放水鉆孔布置設計
???????? 一、設計依據(jù):
???? 根據(jù)2014年12月24日貴州浙商集團公司對一采區(qū)軌道上山掘進工作面在迎頭處進行物探檢測資料顯示,前方100米范圍內(nèi)局部呈現(xiàn)低阻區(qū),低阻區(qū)域一位于探測90 ?~60 ?方向(探測橫坐標0m~30m,縱坐標40m~90m);低阻區(qū)域二位于探測135 ?~120 ?方向(探測橫坐標-20m~40m,縱坐標30m~70m)。
??? 附:探測成果圖
????
???????? 根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》必須布置探水鉆孔對其前方100米進行鉆探驗證。
???????? 二、超前距計算
???????? 為探水鉆孔終孔位置應始終超前掘進工作面的一段距離,超前距按下式計算:
??? a=
??? 式中:a――超前距,m;
??? A――安全系數(shù),一般取2~5,本次設計取3;
??? L――巷道跨度(寬或高取其大者),m,本次設計取4.2m;
??? p――水頭壓力(kgf/cm2) ,取8kgf/cm2;
??? kp――巖的抗張強度(kgf/cm2),取50kgf/cm2;
??? 通過計算一采區(qū)軌道上山最低超前距離為30m。
??? 三、探放水鉆孔布置
??? 1、探水起點的確定:從巷道開始掘進時,實施探水作業(yè)。根據(jù)一采區(qū)軌道上山掘進工作面在迎頭處進行物探檢測資料,探水距離不得小于100m。
??? 2、鉆孔深度及超前距離:根據(jù)物探資料,一采區(qū)軌道上山掘進探水時1#鉆孔深度為100米,2#鉆孔深度為110米,3#鉆孔深度為110米,根據(jù)上述計算一采區(qū)軌道上山最大允許掘進距離為70m,保留30m的超前距離,以此循環(huán)。因上山進行探放水;為防止布置上山鉆孔有一定的難度,依據(jù)物探報告的距離為100米,此次上山鉆孔為兩次鉆孔布置,本次設計鉆孔距離為65米,允掘距離為35米,超前距離為30m。下一次鉆孔設計距離為60米,允掘距離為30米,超前距離為30m。
??? 3、鉆孔直徑:從探、排有效,又能防止沖垮煤壁和放水過大影響巷道安全的原則出發(fā),終孔孔徑選為不大于50mm為宜。
??? 4、探水鉆孔個數(shù)及方向:根據(jù)物探資料,按照防治水規(guī)定對一采區(qū)軌道上山掘進工作面布置3個鉆探孔來進行探放水。本次探放水鉆孔方位角設為假方位,垂直工作面反時針方向,分別為右?guī)涂撞贾?#探水孔(分別與巷道掘進方向呈75°),中孔布置1#探水孔(分別與巷道掘進方向呈90°),左幫布置2#探水孔(與巷道掘進的方向呈135°),鉆孔呈半扇形順層布置,采用垂直于巷道前方鉆探的方式。
??? 5、幫距:為使巷道兩幫與可能存在的水體之間保持一定的安全距離,布置的最外側探水鉆孔所控制的范圍與巷道幫的距離為30米。
??? 6、鉆機型號:鉆機選用ZDY-750型探水鉆,最大鉆進深度150m。開口孔徑用?65mm鉆頭開鉆,終孔用孔徑?50mm鉆頭,鉆桿75米。
??????? 7、警戒線:沿探水線外推70米。
??????? 8、本巷掘進探水鉆孔相關參數(shù)表及探放水布置示意圖附后
??? 第四章??? 探放水鉆孔施工安全技術措施
??????? 一、探水鉆安裝安全措施
????? 1、安裝鉆桿和鉆頭:動力頭退至機架后端,打開夾持器卡板,將鉆桿旋接在水辮軸上,動力頭旋轉,徐徐前進,當鉆桿前端外螺紋通過夾持器后停機,將鉆頭旋接在鉆桿上;
????? 2、開孔操作:修平開孔處的煤巖,使鉆頭接觸平穩(wěn)。打開供水閥門給冷卻器和水辮供水,動力頭慢轉,并徐徐推進,鉆進一定深度且鉆機、鉆具運轉平穩(wěn)后,方可用正常旋轉和進給速度鉆進;
???? 3、加接鉆桿:鉆機鉆進到鉆桿四方處時停機推進,關閉水辮供水閥門。動力頭慢轉,鉆桿上四方對準夾持器卡板時停止旋轉,將卡板卡住鉆桿,再操作動力頭反轉并慢慢后退,當螺紋完全松開后,停止旋轉,可將動力頭正常后退或快速后退至可放入一根鉆桿后,停止后退,搬動機架上的把手壓縮彈簧,水辮后退一定距離,放入加接的鉆桿并對準中心,松開手把,打開夾持器卡板。打開水辮供水閥門,動力頭正轉并推進,即可接上鉆桿,鉆機正常鉆進;
???? 4、拆卸鉆桿:拆卸鉆桿時,動力頭正轉并后退,當?shù)诙@桿四方對準卡板時停止后退,關閉水辮供水閥門。將卡板卡住鉆桿,動力頭發(fā)轉并后退,即可松開鉆桿一端螺紋,另一端則需人工用管鉗下第一根鉆桿。此后動力頭正轉并前進與第二根連接后,停止轉動松開夾持器卡板,再按上面的操作即可卸下第二根、第三根直至最后一根鉆桿;
???? 5、將主機安裝在跑道上,把兩端聯(lián)接好,再把跑道固定到鉆架上;
???? 6、鉆桿前將手輪轉到空檔位置,空載運轉五分鐘,當電機絕緣良好,探水鉆無異常,并且主軸旋轉方向與減速器上箭頭方向一致時,再裝上鉆桿鉆頭;
???? 7、在開孔時,將手輪按箭頭方向緩慢旋轉輕輕接上離合器,當鉆頭體全部鉆入煤層后再用力合上離合器,但用力不能太猛,鉆到所需深度時,應迅速反向轉運手輪停止前進,再接箭頭反向上緊離合器,主機快速退后,等到鉆頭全退出孔口時再停鉆,否則易損壞鉆頭,這時,手輪轉到空檔位置;
???? 8、在鉆孔過程中,若發(fā)現(xiàn)鉆桿彎曲或卡桿,應立即退出鉆桿并檢查:鉆頭是否磨鈍崩裂,是否遇到較硬的斷層或檢查電機進線端的電壓是否符合額定電壓,若低于額定值,必須調壓到額定值;
???? 9、注意保護隔爆面,電源部分電器安裝必須符合《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的隔爆要求;
???? 10、接線盒部件,接線端子上的鍍鋅圈,不允許大直徑代替,以確保其隔爆性能;
???? 11、探水鉆機若有異常,應立即檢查修理,不得帶病運行;減速器內(nèi)應定期清洗,并更換潤滑油,必要時電機定期烘干;
???? 12、在操作過程中操作人員必須扎好衣服衣服下擺和袖口,不能戴手套進行操作,防止作業(yè)人員被鉆機鉆桿纏繞致傷;
???? 13、煤層探水鉆的安裝必須堅持“兩閉鎖”,即“風電”和“瓦斯電”閉鎖,做到局扇通風運行和工作面風流中的瓦斯?jié)舛鹊陀?.8%時探水鉆才能送電運行,當瓦斯?jié)舛雀哂?.8%時自動報警,當瓦斯?jié)舛雀哂?.5%時能迅速切斷受礦用隔爆真空啟動器控制的電鉆電源。(探水電鉆必須用帶綜保功能的礦用隔爆真空電源啟動器)