說明:根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第二百八十五條規(guī)定,礦井必須作好水害分析,堅(jiān)持“預(yù)測預(yù)報、有疑必探、先探后掘、先治后采”的探放水原則,特編制《新建礦井井底水倉掘進(jìn)巷道探放水設(shè)計(jì)及探放水安全技術(shù)措施》,以正確指導(dǎo)安全施工。
??? 一、水文地質(zhì)條件:
??? 礦井充水因素既決定于水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)類型、巖性、構(gòu)造發(fā)育程度、水文特征,又決定于開拓方式。
??? 1、大氣降水:為主要充水水源,其充水強(qiáng)度與季節(jié)和降水強(qiáng)度、持續(xù)時間關(guān)系密切,大氣降水可直接通過開采裂隙、巷道口對巷道充水,也可通過落水洞、漏斗等巖溶負(fù)地形慣入地下及裂隙、孔隙滲入地下對地下水的補(bǔ)給來實(shí)現(xiàn)對巷道充水。
??? 2、地表水:區(qū)內(nèi)及臨近沒有大的地表水體,地表水對礦井建設(shè)影響不大。但沖溝可接受泉水及煤窯水的補(bǔ)給,雨季還有較大面積大氣降水匯入,形成季節(jié)性溝水,水量較大。沿東至南東發(fā)育的沖溝多切割煤層露頭線,沖溝附近的網(wǎng)狀、脈狀裂隙密集,它們與煤層風(fēng)化、氧化帶直接接觸,沖溝水可能沿風(fēng)化裂隙、老窯以及區(qū)內(nèi)的漏斗、落水洞等滲入或突入礦井,為礦井開采的直接充水水源。
??? 3、地下水:含煤地層中本身裂隙水在今后開采中直接進(jìn)入礦坑為直接充水水源。上覆的長興組中等含水層,距離今后礦床開采最上部4號煤層僅有25.34-26.89m相對隔水層阻隔,即今后導(dǎo)水裂隙帶會影響至長興組地層。下伏二疊系中統(tǒng)茅口組強(qiáng)含水層距上部15煤層僅5-8m,由于受P3l底部粘土巖的隔擋,天然條件下,對煤層沒有發(fā)生直接補(bǔ)給作用。但開采條件下,由于M15煤層距離茅口組近,在茅口組高壓地下水頭作用下、以及人為對底板擾動的影響下,可導(dǎo)致礦層底板破裂,使得P2m強(qiáng)巖溶含水層地下突破底板,從而成為礦井突水水源。因此,要加強(qiáng)探防水工作,以防上述強(qiáng)含水層地下水涌入巷道造成水害。
??? 4、斷層水:本礦區(qū)目前未發(fā)現(xiàn)較大斷層,但在節(jié)理裂隙發(fā)育地段開采時要注意防水工作。
??? 5、老窯水:因本礦井范圍內(nèi)老窯“關(guān)停并轉(zhuǎn)”期間被炸封,或者廢棄時間較長,無法準(zhǔn)確查清,僅通過訪問調(diào)查了解其開采年限,開采深度及開采范圍,估算其積水量。
??? 礦區(qū)東部煤層露頭線一帶分布有廢棄的老窯6個,開采深度不大(一般100~200m),積儲水空間為12779m3;原老系統(tǒng)采空區(qū)積儲水空間116711m3。在開采過程中,老窯及老空區(qū)積水易進(jìn)入礦井而成為直接充水水源。當(dāng)?shù)V井巷道或采空區(qū)與之連通時即潰入礦井,造成突水災(zāi)害。因此,要超前探水,嚴(yán)密注意其變化情況,加強(qiáng)防水工作。
??? 6、相鄰礦井:大溝煤礦的東北面為牌坊巖煤礦,西南面為立新煤礦。開采的煤層與大溝煤礦相同,具有一些采空區(qū)積水。當(dāng)開采到煤礦邊界時要按規(guī)范留好防水煤柱,預(yù)防礦井突水事件發(fā)生。
??? 現(xiàn)掘送井底主副水倉,其巷道標(biāo)高:+1070m,總工程量:240m,斷面S凈:4.8m2,坡度:3‰,支護(hù)形式:錨噴,全巖。
??? 施工時為防患于未然,必須認(rèn)真執(zhí)行“安全第一,預(yù)防為主,綜合治理”的安全生產(chǎn)方針和 “預(yù)測預(yù)報、有疑必探、先探后掘、先治后采”的水害防治十六字原則,嚴(yán)格按此《探放水設(shè)計(jì)及安全技術(shù)措施》施工,確保施工人員生命及企業(yè)財(cái)產(chǎn)的安全。
??? 二、探放水安全技術(shù)設(shè)計(jì):
??? 1、探水鉆孔必須成組布置并在巷道前方的水平面和豎直面內(nèi)呈扇形或半扇形;各鉆孔終端位置以滿足平距20m為準(zhǔn),煤層內(nèi)各孔終孔的平距不得小于20m。
??? 2、警戒線的確定:沿探水線起始位置外退50米設(shè)置警戒位置,嚴(yán)禁與探放水無關(guān)人員進(jìn)入鉆場;
??? 3、探放水鉆孔布置:
??? 探放水位置必須確定探水巷道其邊界準(zhǔn)確,水壓不超過10kPa時嚴(yán)格執(zhí)行和選擇以下參數(shù):
??? (1)、總探水鉆孔的探水線最小距離不得小于40米;
??? (2)、允許掘進(jìn)距離:探水鉆孔起始位置允許掘進(jìn)距離20m,然后停止掘進(jìn);
??? (3)、超前保護(hù)距離:掘進(jìn)工作面的施工進(jìn)度掘進(jìn)到20m后,停止掘進(jìn),然后繼續(xù)進(jìn)行探放水工作,必須留有20m超前保護(hù)距離,以此循環(huán)漸進(jìn)。
??? (4)、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(cè)探水鉆孔所控制的范圍與巷道幫的距離取20米,各鉆孔之間角度為30°。
??? 4、井巷通過導(dǎo)水或可能遇導(dǎo)水?dāng)鄬忧暗奶剿O(shè)計(jì):
??? (1)、超前探水:探水線(探水起點(diǎn))至斷層交面線的最小距離為40米,當(dāng)水壓大于2Mpa時按每增加0.1Mpa增加1m。
??? (2)、其探水設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)同上。
??? 5、探放老空水、陷落柱水時,老空的探水線沿老空積水線或老空邊界平行外推60米,其探水設(shè)計(jì)參數(shù)同上。
??? 6、探放斷裂構(gòu)造水和巖溶水等時,探水鉆孔沿掘進(jìn)方向的前方及下方布置,底板方向的鉆孔不得少于2個。
??? 7、煤層內(nèi),原則上禁止探放水壓高于1MPa的充水?dāng)鄬铀?、含水層水及陷落柱水等;如確實(shí)需要的,可以先建筑防水閘墻,并在閘墻外向內(nèi)探放水。
??? 8、根據(jù)我礦新建礦井《開采方案設(shè)計(jì)》井底水倉掘進(jìn)工作面的凈斷面為:4.8m2,決定將探放水鉆孔設(shè)計(jì)確定為5個,分別布置在巷道底板以上1.0m處,以鉆孔中心孔1號為準(zhǔn),其它每一個鉆孔平距以0.8m間距,∠30°角度呈扇形向兩側(cè)布置。
??? 9、鉆孔時深度必須達(dá)到40m∕個,允許掘進(jìn)距離20m,超前保護(hù)距離20m。(詳見探放水鉆孔布置圖)
??? 10、在預(yù)計(jì)水壓大于0.1MPa的地點(diǎn)探水時,預(yù)先固結(jié)止水套管,止水套管安裝閘閥,套管深度不小于15m。
??? 11、在井底大巷每隔20m處,掘送一個能容納6人以上的躲避硐室,并將“三條生命線”設(shè)置到位,當(dāng)發(fā)生水害時施工人員來不及撤到井筒至地面時,人員將全部進(jìn)入硐室避難。
??? 12、 鉆孔探到水后,要觀測水壓、水質(zhì)、涌水量和估計(jì)積水量或補(bǔ)給量,并根據(jù)礦井排水能力及水倉容量,控制放水孔的流量或調(diào)整排水能力,并清理水倉、水溝等。
??? ? 13、加強(qiáng)探放水地點(diǎn)的通風(fēng),增加有害氣體的觀測次數(shù)。
??? ? 14、 必須監(jiān)視放水全過程,放水結(jié)束后,立即核算放水量與預(yù)計(jì)積水量的誤差,查明原因。
??? 15、井下探放水必須使用專用的探放水鉆機(jī),嚴(yán)禁使用煤電鉆進(jìn)行探放水。
??? 三、井巷透水前預(yù)兆:
??? 1、掛紅。因地下水中含有鐵的氧化物,在水壓作用下,通過煤(巖)裂隙時,附著在裂隙表面,出現(xiàn)暗紅色鐵銹。
??? 2、掛汗。當(dāng)工作面接近積水區(qū)時,水在壓力作用下,通過煤巖裂隙而在煤巖壁上凝結(jié)成許多水珠,但有時空氣中的水分遇到低溫煤壁也可凝結(jié)為水珠。因此,遇到掛汗現(xiàn)象,首先辨別真?zhèn)危鎰e方法是拔去表面層,觀察新暴露面是否也有潮氣,如果煤巖潮濕則是透水征兆。
??? 3、空氣變冷。掘進(jìn)工作面接近大量積水時,氣溫驟然降低,煤壁發(fā)冷,人一進(jìn)去就有涼爽感,時間越長越感陰冷。
??? 4、出現(xiàn)霧氣。當(dāng)巷道內(nèi)溫度較高時,積水滲到煤壁后引起蒸發(fā)而迅速形成霧氣。
??? 5、水叫。井下高壓積水,向煤巖裂隙強(qiáng)烈積壓,與兩壁摩擦而發(fā)出嘶嘶叫聲,說明掘進(jìn)工作面距積水區(qū)已很近,若是煤巷掘進(jìn),則透水即將發(fā)生。
??? 6、頂板淋水加大。原有裂隙淋水突然增大,應(yīng)視作透水前兆。