1206工作面探放水设计.docx
- 文档编号:15216772
- 上传时间:2023-07-02
- 格式:DOCX
- 页数:12
- 大小:46.19KB
1206工作面探放水设计.docx
《1206工作面探放水设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《1206工作面探放水设计.docx(12页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
1206工作面探放水设计
山西汾西香源煤业有限责任公司
1206工作面探放水设计
地测部
2011年9月
1206工作面探放水设计
总工程师:
生产矿长:
安全矿长:
机电矿长:
通风区:
调度室:
安监处:
机电区:
施工队组:
地测部:
审核:
编写:
日期:
2011年9月2日
1206工作面探放水设计
一、井田地质及水文地质情况
1.1井田地质
1.1.1区域构造
井田处于吕梁—太行断块(Ⅱ)五台山块隆(Ⅲ)古交向斜地块西部(Ⅳ)西山向斜南部。
西山向斜为一个由石千峰向斜、马兰向斜、水峪贯向斜等组成的复向斜,轴向SN,右行斜列。
1.1.2.井田构造
井田内总体构造形态为一背斜,在此基础上,在井田南部发育短轴背向斜及断层。
1)Z1背斜
该背斜为本井田主体构造,位于井田中部,自北而南贯穿全井田,井田内延展长5100m。
轴向近SN向呈“S”型,为一宽缓的不对称背斜
2)Z2背斜
位于井田西南部,东雷庄村东北250m处,轴向N40°W,井田内延展长约300m。
出露地层为二叠系上统上石盒子组(P2S)。
3)Z3向斜
位于井田西南角,东雷庄村西南300m处,轴向N40°W~近EW向。
井田内延展长约1100m。
出露地层为二叠系上统上石盒子组(P2S)。
4)断层
井田断层不发育,落差较大的F8位于井田东南角,申家疙瘩村东北约250m处,其走向N55°E,倾向SE,倾角70°,落差5~10m,井田内延展长约1550m。
未发现有导水断层。
5)岩浆岩
据清交详查报告及火山精查报告资料,井田内未发现有岩浆岩侵入。
6)陷落柱
井田内暂未发现有陷落柱,相邻中兴煤矿有陷落柱发育。
1.2井田水文地质条件
香源煤业公司井田地处晋西黄土高原,地形主要以黄土台、塬、梁及黄土冲沟为主,侵蚀切割严重,地形复杂。
地势总体北高南低,最高点位于井田北部山梁,海拔1421.40m,最低点位于井田西南部沟中,海拔945.00m,相对高差476.40m,属中低山区。
属黄河流域,汾河水系。
磁窑河支流—东沟河由北向南纵贯井田,为常年性河谷。
1.2.1、井田主要含水层
1)山西组与石盒子组砂岩裂隙含水层组
本含水层组含厚砂岩多层,最厚达12.05m。
由于石盒子组砂岩广泛出露,易于接受补给,所以在沟谷中常有一些泉水涌出,水量一般很小,最大0.60L/s。
根据山西组与石盒子组混合抽水试验,水位标高为+1118.94m,钻孔单位涌水量0.0026L/s·m,渗透系数0.002875m/d,水质类型为HCO3•SO4~(K+Na)型,硬度为12.36度,矿化度0.70g/L,为硬的淡水。
2)石炭系上统太原组石灰岩裂隙~岩溶含水层组
本组灰岩有3层:
L5、L4、L2。
L5灰岩厚度1.45m,L4灰岩厚度2.95m,L2灰岩厚度2.65m。
本组水位标高为+815.80m,根据抽水试验资料,该组石灰岩岩溶、裂隙不发育,富水性弱,钻孔单位涌水量0.000182L/s·m,渗透系数0.00718m/d,水质类型为HCO3~(K+Na)型,矿化度0.526g/L,硬度为6.18度,为软的淡水。
3)奥陶系中统石灰岩裂隙—岩溶含水层组
ZX16号孔共揭露上马家沟组及峰峰组石灰岩149.67m,其中峰峰组揭露98.50m,上马家沟组揭露51.17m,含水结构以溶隙、溶孔为主。
本孔峰峰组与上马家沟组上部混合抽水试验,静止水位标高为+814.70m,在钻进本组地层时,钻孔没有明显的涌漏水现象。
抽水试验资料显示,奥灰岩溶不发育,富水性弱,钻孔单位涌水量0.00025L/s·m,渗透系数0.00039m/d,当含水层的单位涌水量小于0.001L/s·m时,就可以视为隔水层,而此含水层组单位涌水量仅为0.001L/s·m的1/4,可以视为隔水层。
水质类型为HCO3~SO4~(K+Na)型,矿化度0.553g/L,硬度为12.36度,为硬的淡水。
总之,井田主要含水层中,除奥陶系灰岩含水较丰富外,其它含水层富水性均较差,含水微弱。
1.2.2、井田主要隔水层
1)太原组泥质岩隔水层
太原组9号煤到本溪组顶部平均厚25.00m,除底部晋祠砂岩(K1)外,为一套以泥岩、砂质泥岩为主的地层,沉积稳定,是一重要的隔水层。
2)本溪组隔水层
本溪组为一套泥岩、铁铝岩、铝质泥岩为主的地层,平均厚度约35.00m,隔水性能较好。
与其上部太原组隔水层一道构成了9号煤层与奥陶系之间的重要隔水层。
1.2.3、带压开采
香源煤业公司批准开采2、3、4、8、9号煤层,2号煤层底板标高为680.00~820.00m,3号煤层底板标高为680.00~820.00m,4号煤层底板标高为680.00~810.00m,8号煤层底板标高为620.00~750.00m,9号煤层底板标高为600.00~720.00m,奥灰岩溶水位标高为+814.70m,奥灰水位高出2号煤层底板最低标高134.70m,高出3号煤层底板最低标高134.70m,高出4号煤层底板标高134.70m,高出8号煤层底板最低标高194.70m,高出9号煤层底板最低标高214.70m,批准开采的各煤层均属带压开采。
则按下列公式计算突水系数:
式中:
Ts——突水系数(MPa/m);
P——隔水层承受的水压(MPa);
M——底板隔水厚度(m);
CP——采矿对底板隔水层的扰动破坏厚度(m)。
CP=0.7007+0.1079L=0.7007+0.1079×160=17.96m
L——壁式工作面斜长,m。
经计算,2号煤层的突水系数最大为0.03MPa/m,9号煤层的突水系数最大为0.05MPa/m,按照《煤矿防治水规定》的全国实际经验资料判定,本井田各煤层的突水系数小于0.06MPa/m,因此,在没有断层、陷落柱导水的情况下,开采井田各煤层是安全的或基本安全的。
1.2.4、矿井充水因素分析
井田内多年降水量为440.00~680.00mm,由于地形坡度较陡,植被不发育,地形有利于自然排水,入渗补给地下水条件差,只在基岩露头的沟谷中有少量的入渗,对于山西组砂岩含水层,由于其上有较多隔水层分布,接受大气降水的直接补给是很少的。
2号及3号煤层的直接充水含水层是山西组砂岩裂隙含水层,间接充水含水层主要为下石盒子组砂岩裂隙含水层、太原组岩溶裂隙含水层和奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层,在无大断层存在时,奥陶系中统岩溶水对矿井充水无影响或影响甚微。
综上所述,井田中在可采煤层下部虽有较丰富的奥陶系石灰岩岩溶裂隙水,但其上有较厚、较稳定的隔水层存在,目前还没有发现可沟通各含水层的断裂构造存在,致使各含水层之间水力联系差。
为此,矿井充水水源主要是煤系地层中砂岩、石灰岩裂隙含水层中的地下水。
1.2.5.水文地质类型
山西组2号及3号煤层上部下石盒子组、山西组砂岩含水层为直接充水含水层,因与其隔有近20.00m的砂泥岩隔水层,且富水性弱,故对其影响极小。
井田2、3号煤层下部太原组灰岩含水层和奥灰岩含水层为间接充水含水层,奥灰岩溶水位高于2、3号煤层底板标高,属带压开采。
目前,矿井涌水量小,工作面比较干燥。
按照《矿井地质规程》中矿井水文地质类型分类标准综合分析,本矿井2号和3号煤层水文地质类型应为中等型。
1.2.6地表水影响程度
矿区内地表无大的水体存在,有两条汇合为一条的常年河流东河,平时水量20m3/h左右,雨季水量较大。
工业场地位于一沟谷中,其汇水面积为5km2,经计算Q1/100=32m3/s,Q1/300=40m3/s;其最高洪水位分别为1.6m,1.75m;计算其最高洪水位标高为1090.25m。
井口高出沟底18m,工业场地最低标高为1103.0m,进风斜井标高最低为1110.0m,因此井口及工业场地均不受洪水威胁。
二、1206工作面地质概况
2.1地质情况
1206工作面地面位于偏交村以南约660m,后花塔村以东约620m,冯家塔村以北约60m处,其坐标范围X=4169591~4170480,Y=19601086~19601266,地表出露二叠系上石盒子组地层,地面标高1250~1300m,工作面标高735~754m,盖山厚度496~565m。
本工作面掘进山西组2#煤层,上距1#煤层2.1-2.9m左右,其岩性为灰黑色细砂岩,煤层厚度1.15~2.1m,平均1.62m;其下距3#煤层3.2m,其岩性上部为0.7-1.5m灰白色中粒砂岩,下部为2.5m灰黑色砂质泥岩,3#煤层厚度0.57m,不可采。
本工作面处于冯家塔背斜西翼,为一单斜构造,煤岩层走向南北,倾向西,倾角2°~8°,地质构造简单,但可能小断层发育较多。
2.2水文地质情况分析
1206工作面水文地质条件简单,直接充水含水层为2#煤层上部15米左右K4砂岩含水层,厚度2.35-3.37米,裂隙发育差,富水性弱。
2#煤层下部太原组含水层主要为L5、L4、K2。
据16号孔及火山精查区的541号孔水文资料,单位涌水量为0.00019—0.0690L/s.m,渗透系数0.0072—0.71m/d,水位标高789.40—811.6m,开采2#煤层所受的水压为0.354~0.766Mpa,经突水系数计算,工作面掘进2#煤层不受太灰水突水的威胁。
奥陶系石灰岩在井田内处于深埋区。
井田内无抽水试验资料,据中兴矿16、17号孔及清徐详查区SK6号孔水文资料,奥灰岩溶不发育,富水性弱。
钻孔单位涌水量仅为0.00007—0.0015L/s.m,渗透系数为0.000021—0.0037m/d,水位标高814.7m。
开采2#煤层所受的水压为0.607~0.797Mpa,故2#煤层属带压开采,其距奥灰较远,且中间有数层隔水层,在无构造及导水陷落柱导通的情况下,经突水系数计算,工作面掘进2#煤层不受奥灰水突水的威胁。
本工作面东临1204工作面(未掘);南至一采区皮带巷;西部为未采区;北至井田边界保安煤柱即寨上井田未开发,并且工作面2#煤层埋藏较深。
因此,工作面不受小窑及采空积水的威胁。
为保证安全生产,坚持“有掘必探”的规定和“物探先行、钻探验证“的原则,特编制探放水设计,对可能存在导水构造进行探测。
三、探放水设计
为了防止水患事故的发生,必须坚持“有掘必探”的规定和“物探先行、钻探验证“的原则进行探放水,并严格执行允许(停掘)通知单制度。
通过此次探放水达到目的:
1、查清工作面是否存在影响安全生产的隐伏含水构造。
2、消除区内存在的水患威胁。
3.1、物探设计
(1)、物探目的
为落实好山西焦煤“有掘必探”的规定和推行“物探先行、钻探验证”的综合防治水措施,因此,我矿决定对1206掘进工作面应用TEMHZ75矿用瞬变电磁仪和TEMJF50矿用隔爆兼本安型发射机(大功率)组合对掘进迎头进行超前探测。
每掘进60m进行一次超前探测。
(2)、仪器及参数设置
每次探测使用TEMHZ75矿用瞬变电磁仪和TEMJF50矿用隔爆兼本安型发射机(大功率)组合及配套设备。
采用重叠回线组合装置,发射和接收采用边长1.5m的正方形线圈,发射线圈匝数4匝,接收线圈匝数40匝。
供电电流档为50A,供电脉宽10ms,采样率16µS。
大功率观测起始时间200-149000µS。
每个测点采用30次叠加方式提高信噪比,确保了井下原始数据采集的可靠性。
(3)测点布置及探测方法
每次在掘进头做超前探测瞬变电磁法勘探试验布置3条测线,呈扇形展布;在掘进头布置11个测点,在距掘进头两帮5m处各增设1个测点,共计13个测点(图1),每个测点向三个方向探测,分别为仰角45º、水平0º、俯角45º。
通过在掘进头移动发射/接收线圈,形成3幅超前探测的实测剖面,分别为掘进头前上方45º仰角探测扇形剖面(顶板)、掘进头前方探测扇形剖面(顺层)、掘进头前下方45º俯角探测扇形剖面(底板)。
图中蓝色区域为低阻异常区。
此方法每次有效探测距离为150米。
1213
图1掘进头施工线框摆放角度及测点布置示意图
(4)探测技术要求
1、利用瞬变电磁仪进行超前探测时,工作面内必须停止生产,停电。
2、由于此探测方法容易受低阻体(采煤机械,金属管路及巷道积水)的干扰,需要队组人员在探测前保证巷道内材料堆放整齐及时排除积水,综掘机一般要距工作面迎头10米左右,以免影响探测结果的准确性。
3、每次探测需要工作人员5-6人。
4、仪器在每次探测前工作人员应仔细检查仪器,保证仪器的正常运作。
5、仪器运输时,应尽量避免其处于强烈振动的环境中。
6、仪器安装前,必须先连接好接收和发射线圈,然后开机,再进行参数设置;探测结束后,先关机再拆线。
7、探测时,线圈要始终保持一个平面,并且尽量使线框离地30-50cm。
8、在施工过程中移动线圈时,要盘起线圈,用手提着移动,切不可拖拽接收/发射线圈,以免造成线圈外皮破损。
9、如在探测过程中发现采集的数据有异常时,必须重新采集,探测2-3个测点后必须保存。
10、导出、处理资料数据时,需要进行校正或剔除受干扰的测量数据,然后提交探测报告。
3.2钻探设计
(1)钻探目的
为了落实好山西焦煤“有掘必探,有疑必钻”的规定和坚持以“钻探为主,物探为辅”的方针,采掘工作面物探不能代替钻探,必须进行打钻探放水的原则,因此物探结束后,根据物探结果分析,将探测区域圈出异常区和正常区,要求对其必须经钻探验证。
(2)钻机参数
钻机型号:
ZDY-1300型;钻杆:
φ=50mm;L=1.5m
钻头:
φ=75mm;开孔φ=94mm
(3)孔口管的选择及固定方法
探水孔必须安设孔口管。
根据《煤矿防治水规定》孔口管的长度定为10米。
孔口管必须用水泥注浆固孔,而且必须进行耐压试验,耐压试验不小于4Mpa,稳定时间不小于30分钟。
(3)探放水钻孔布置
1、物探异常区进行相应的钻探验证时,需根据实际情况另出设计。
2、物探正常区进行相应的钻探验证时,探放水钻孔布置如下:
探放水钻孔呈扇形布置,每组布置3个钻孔。
中孔为迎头正前方,相邻钻孔的夹角为1″35′28″,中孔距离90米,斜孔距离分别为90.1米,每次探90米,掘60米,超前距为30米,允许掘进距离60米,帮距3米。
探放水钻孔参数表:
孔号
孔深(m)
方位角
倾角
备注
1
90.1
358″24′32″
-0°11′40″
1206运输巷倾角
如有变动根据现
场重新标定
0
90
0°
0°12′13″
2
90.1
1″35′28″
0°24′2″
要求:
钻孔终孔孔径不大于75mm。
四、钻探技术安全措施
4.1、探水前的安全准备工作
(1)、探水前对排水设备进行彻底检查,探水过程中要有专人维护、保证正常排水。
(2)、探水前对水沟、沉淀池进行彻底清理,保持水流畅通。
(3)、要有专人对钻场附近的顶板进行检查维护,避免发生冒顶事故。
(4)、探水钻场后方必须有安全躲避硐室。
(5)、保证钻场的正常通风,并制定专项检查措施。
(6)、钻场附近要安装电话,并保持通讯畅通。
(7)安置的排水设施实际排水能力要能够满足现场要求。
4.2、钻机运输、安装的安全措施
(1)、运输、安装钻机人员,要互相配合好,防止钻机反倒伤人和积伤手脚事故发生。
(2)、钻场在稳钻前,应清净浮煤。
钻场巷道支护要符合质量要求,禁止有空帮、空顶现象。
钻机要稳牢、稳平。
将钻机稳定牢固后,方准开钻。
(3)、钻具应统一放在钻场内,禁止在巷道内乱放。
4.3、钻机操作的安全措施
(1)、钻工上岗前,必须经过培训,学习作业规程并持证上岗。
(2)、钻孔必须严格按设计的方位、角度、深度施工,严禁私自变更钻孔参数。
(3)、钻孔施工期间,必须有专职瓦斯检查员随时检查钻孔、钻场瓦斯,若瓦斯达到0.8%,应立即通知停钻撤人。
(4)、操作钻机人员,要由班组长或有经验的工人担任,另一人跟前监护。
钻机操作按扭,应设在距司机工作处不超过0.5m的地方,确保能及时停送电。
(5)、每班开钻前,钻机要先试正、反转。
钻机开始运转后,任何人不准触摸钻杆及机器旋转部位,防止钻机绞人。
(6)、操作钻机要严格执行操作规程。
在钻机中,掌握好钻进速度,压力要适当,注意孔内水循环,禁止干钻,避免损坏钻机和发生卡钻事故。
(7)、打钻过程中,要严格执行现场交接班制度,现场交清孔内情况和钻机运转情况。
(8)、钻孔透水后,要详细观测和记录水情变化。
起钻时,工作人员禁止站在钻杆的正后方向。
钻杆全部起出后,立即关闭阀门,并向调度室汇报透水情况。
(9)、打钻出水后,若水量较大,威胁到巷道内人员安全时,要通知巷道内所有人员和受威胁的其他人员,一并撤出,并迅速向调度室汇报。
五、排水路线
1206工作面探水点→1206运输巷→轨道巷→中央水仓→中央水泵房→主斜井→地面
六、避灾路线
1206运输巷→轨道巷→井底车场→行人斜井(材料斜井)→地面
七、附图
1、1206工作面探放水钻孔布置平面图1:
1000
2、工作面每组探放水钻孔布置平面图1:
1000
3、工作面探放水点钻孔布置剖面图1:
50
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 1206 工作面 放水 设计