3、礦床充水因素分析
??? 礦山范圍內(nèi)無大的地表水體,礦井充水因素主要有五個,一是地表水、二是大氣降水、三是含水層、四是老窯積水、五是井下突水。
??? 地表水:礦區(qū)內(nèi)有的季節(jié)性小溪溝,雨季時溪溝水將通過采動裂隙滲入礦井,成為地下水的補給源,同時是礦井水的間接補給源。
??? 大氣降水:大氣降水是礦井主要的充水來源,它通過采空塌陷裂隙滲透進入礦井,據(jù)該礦多年觀測,洪水季節(jié)礦井明顯增大,在正常涌水量的4倍左右。
??? 含水層:前已述及,礦區(qū)內(nèi)含水層主要為茅口石灰?guī)r和長興石灰?guī)r,地下水類型為巖溶裂隙水,石灰?guī)r含水性強,因此巖溶含水層水是礦井重要充水因素之一。
??? 老窯積水:老窯及采空區(qū)水是礦井生產(chǎn)中的主要充水因素,因此,礦井在開采期間,應(yīng)加強探放水措施,堅持“預(yù)測預(yù)報、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原則,防止老窯穿水事故的發(fā)生。
??? 采用湖北省第二地質(zhì)大隊針對礦井涌水量的說明,礦井正常涌水量為258.0m3/h,最大涌水量為645.0m3/h。。
第二節(jié)探放水設(shè)計及安全措施
根據(jù)“有掘必探,先探后掘,先治后采”的原則,制定本安全技術(shù)措施。
一、探放水原則及出水預(yù)兆
1、探放水原則
“有掘必探、先探后掘,先治后采”是防治水害的基本原則。凡是新開拓的區(qū)域和受水害威脅的地區(qū),都必須堅持這一原則。遇到下列情況都必須探水掘進。
⑴礦井新開拓區(qū)域或新布置的巷道。
⑵接近含、導(dǎo)水?dāng)鄬?、溶洞和?dǎo)水陷落柱時。
⑶打開隔離煤柱放水時。
⑷接近可能與河流、湖泊、水庫、蓄水池、水井等連通的斷裂構(gòu)造帶時。
⑸接近有出水可能的鉆孔時。
⑹接近有水的灌漿區(qū)時。
⑺受底板強承壓含水層威脅的采煤工作面。
⑻接近其它可能出水(突水)地點時。
2、工作面出水預(yù)兆
煤壁掛汗:溫度下降,空氣變冷,霧氣產(chǎn)生;煤層發(fā)潮、暗沉沉有害氣體增高,呼吸困難,頭痛;頂、地壓加大,底板鼓起并有滲水、淋水;出現(xiàn)壓力水流并有“嘶、嘶”水叫聲;巷道掛紅,有異味等出水預(yù)兆情況,必須立即向礦調(diào)度室匯報撤出人員等候處理。
二、探水鉆孔設(shè)計
1、因三采區(qū)+680運輸平巷、水泵房(水倉)及軌道下山均布置在巖層中,故主要預(yù)防頂板巖溶裂隙水,因而布置三組鉆孔,每組鉆孔2個,共計6個鉆孔。(詳見鉆孔布置圖)
2、每個鉆孔的套管長度不小于10m。
3、預(yù)計前方有帶水壓的含水層時,探水孔必須安設(shè)套管??卓谔坠鼙仨氂梅饪讋┕炭?,而且必須進行耐壓試驗,耐壓試驗不小于4MPa,穩(wěn)定時間不小于30分鐘。
4、對水壓高于1 MPa且水量較大的積水或強含水層進行探放水時,孔口應(yīng)安設(shè)防噴逆止閥。
5、探得水壓高于2MPa、水量大于60m3/h,需長期保留時,孔口應(yīng)使用雙水門,下門備用。
三、鉆機安裝規(guī)定:
1、加強鉆場附近的巷道支護,并在工作面迎頭打好堅固立柱和擋板。
2、清理巷道挖好排水溝,探水鉆孔位于巷道低洼處時,必須配備與探放水相適應(yīng)的排水設(shè)備。
3、在打鉆地點或附近安設(shè)專用電話。
4、測量和探放水人員必須親臨現(xiàn)場,依據(jù)設(shè)計,確定主要探水孔的位置、方位、角度以及鉆孔數(shù)目。
四、探放水施工中的技術(shù)要求
(一)探水技術(shù)要求
1、鉆進時應(yīng)準(zhǔn)確判別煤、巖層厚度并記錄換層深度。
2、鉆進時,發(fā)現(xiàn)煤巖松軟、片幫、來壓或孔中的水壓、水量突然增大,以及有頂鉆等現(xiàn)象時,必須立即停鉆,記錄其孔深并同時將鉆桿固定。要立即向礦調(diào)度室匯報,及時采取措施,進行處理。
3、鉆進中發(fā)現(xiàn)有害氣體噴出時,應(yīng)立即停止鉆進、切斷電源,將人員撤到有新鮮風(fēng)流的地點。立即報告礦調(diào)度室,采取措施。
4、鉆孔內(nèi)水壓過大或噴高壓水時,應(yīng)采用反壓和防噴裝置的方法鉆進,應(yīng)有防止孔口管和煤(巖)壁突然鼓出的措施:
5、背緊工作面,在攔板外面加設(shè)頂柱或木垛,必要時還應(yīng)在頂、底板堅固地點砌筑防水墻,之后方可放水。
6、對于水壓大于2MPa,中間要穿過煤層的探斷層水鉆孔,在打穿斷層或含水層前,還應(yīng)下第二層孔口管并超過煤層1 m以上。
7、在探水孔施工中,見到含水層、斷層、陷落柱和積水區(qū)之前,應(yīng)停止鉆進,安好水門后再繼續(xù)鉆進。
8、遇高壓水頂鉆桿時,可用立軸卡瓦和逆止閥交替控制鉆桿,使其慢慢地頂出孔口,操作時禁止人員直對鉆桿站立。
9、應(yīng)做到交接班時不停鉆。
10、探放斷層水的探水孔終孔后,孔內(nèi)有水應(yīng)進行放水試驗。孔內(nèi)無水時應(yīng)選擇一個孔進行壓水試驗,檢驗斷層隔水性能;壓力一般應(yīng)略大于斷層所承受的靜水壓力。
11、探放水鉆孔,完成探測任務(wù)后必須全孔注漿封閉,并做好封孔記錄。
(二) 放水的技術(shù)要求
1、鉆孔探到水后,要觀測水壓、水質(zhì)、水量和估計積水量或補給量。根據(jù)礦井排水能力及水倉容量,決定是注漿堵水還是放水??刂品潘椎牧髁炕蛘{(diào)整排水能力,并清理水倉、水溝等。
2、煤層頂板有含水層和水體存在時,應(yīng)當(dāng)觀測“三帶”發(fā)育高度。當(dāng)導(dǎo)水裂隙帶范圍內(nèi)的含水層或老空積水影響安全開采時,必須超前探放水并建立疏排水系統(tǒng)。
3、加強放水地點的通風(fēng),增加有害氣體的觀測次數(shù)。
4、必須監(jiān)視放水全過程,放水結(jié)束后,應(yīng)立即核算放水量與預(yù)計積水量的誤差,查明原因。
四、探放水安全技術(shù)措施
1、探水前的安全準(zhǔn)備工作
(1)、探水前對排水設(shè)備進行徹底檢查,探水過程中要有專人維護、保證正常排水。
(2)、探水前對水溝、沉淀池進行徹底清理,保持水流暢通。
(3)、要有專人對鉆場附近的頂板進行檢查維護,避免發(fā)生冒頂事故。
(4)、探水鉆場后方必須有安全躲避峒室。
(5)、保證鉆場的正常通風(fēng),并制定專項檢查措施。
(6)、鉆場附近要安裝電話,并保持通訊暢通。
(7)、明確水害避災(zāi)路線,并認(rèn)真貫徹至施工人員。
2、鉆機運輸、安裝的安全措施
(1)、運輸、安裝鉆機人員,要互相配合好,防止鉆機反倒傷人和擠傷手腳事故發(fā)生。
(2)、鉆場在穩(wěn)鉆前,應(yīng)清凈浮煤。鉆場巷道支護要符合質(zhì)量要求,禁止有空幫、空頂現(xiàn)象。鉆機要穩(wěn)牢、穩(wěn)平,底座墊上底木梁,鉆機穩(wěn)固在底木梁上,四角要大好四根立柱,并用鐵絲聯(lián)在一起。將鉆機穩(wěn)定牢固后,方準(zhǔn)開鉆。
(3)鉆具應(yīng)統(tǒng)一放在鉆場內(nèi),禁止在巷道內(nèi)亂放。
3、鉆機操作的安全措施。
(1)、鉆工上崗前,必須經(jīng)過培訓(xùn),學(xué)習(xí)作業(yè)規(guī)程并持證上崗。
(2)、鉆孔必須嚴(yán)格按設(shè)計的方位、角度、深度施工,嚴(yán)禁私自變更鉆孔參數(shù)。
(3)、鉆孔施工期間,必須有專職瓦斯檢查員隨時檢查鉆孔、鉆場瓦斯,若瓦斯達(dá)到1 %,應(yīng)立即通知停鉆撤人。
(4)、操作鉆機人員,要由班組長或有經(jīng)驗的工人擔(dān)任,另一人跟前監(jiān)護。鉆機操作按扭,應(yīng)設(shè)在距司機工作處不超過0.5m的地方,確保能及時停送電。
(5)每班開鉆前,鉆機要先試正、反轉(zhuǎn)。鉆機開始運轉(zhuǎn)后,任何人不準(zhǔn)觸摸鉆桿及機器旋轉(zhuǎn)部位,防止鉆機絞人。
(6)、操作鉆機要嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程。在鉆進中,掌握好鉆進速度,壓力要適當(dāng),注意孔內(nèi)水循環(huán),禁止干鉆,避免損壞鉆機和發(fā)生卡鉆事故。
(7)打鉆過程中,要嚴(yán)格執(zhí)行現(xiàn)場交接班制度,現(xiàn)場交清孔內(nèi)情況和鉆機運轉(zhuǎn)情況。
(8)、鉆孔透水后,要詳細(xì)觀測和記錄水情變化。起鉆時,工作人員禁止站在鉆桿的正后方向。鉆桿全部起出后,立即關(guān)閉閥門,并向調(diào)度室匯報透水情況。
(9)打鉆出水后,若水量較大,威脅到巷道內(nèi)人員安全時,要通知巷道內(nèi)所有人員和受威脅的其他人員,一并撤出,并迅速向調(diào)度室匯報。