采区轨道联络巷超前探测设计.docx
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采区轨道联络巷超前探测设计.docx
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采区轨道联络巷超前探测设计
采区轨道联络巷工作面超前探测设计
工作面概况:
工作面东邻集中轨道巷,南为规划的采区回风联络巷,西为一采区的采区边界,北部为采区运输联络巷。
采区轨道联络巷开掘方向为270°。
巷道在2#煤层中掘进,位于山西组的中下部,上距K8砂岩约28m下到K4灰岩约39m。
2号煤层平均厚度2.18m,稳定可采,结构较简单,含夹矸2层,煤层平均倾角2°,煤层顶板为砂质泥岩、细粒砂岩、中粒石英砂岩;底板直接底板为砂质泥岩、粉砂岩。
巷道设计长2033m,现已掘进了1413m,还需掘进620m。
一、工作面水文地质条件:
采区轨道联络巷地表中东部为西沟村及村庄的耕地和山坡地段,西为逯家庄和冯家源村的耕地及山坡地段。
工作面地表标高为980~1124m之间,巷道底板标高在480~515m之间,在开采过程中可能遇到顶板K8砂岩水,为弱含水层,水量不大,靠降水补给,如遇较大裂隙带时,其涌水量最大约为0.3m³/h左右,并随着时间逐步减小,不影响生产;工作面排水系统规划为采区轨道联络巷在掘进期间,工作面及巷道的积水主要是排到采区轨道联络巷水仓,经由水仓内的水泵、排水管路直接将水排到集中轨道巷总排水管路,经由排水管路直接排至中央水仓,再排至地面;工作面距太灰水层位间距为40m左右,太灰水水位标高为586m,带压程度为1.26~1.46Mpa之间,突水系数为0.0315~0.0365Mpa/m;距奥灰水层位间距为120m,奥灰水水位标高为545.01m,带压程度为1.65~1.85Mpa之间,突水系数为0.0125~0.015Mpa/m,小于0.06Mpa/m,属于相对安全区域。
根据三维地震资料显示巷道在掘进期间可能会遇到2条落差在10m以下的断层。
因此为了探测前方水文地质情况,消除水害对掘进工程的威胁以及对物探低阻区钻探验证,对导水构造进行探测,消除突水危险。
从而保证矿井安全生产与矿井生产效率,我矿针对采区轨道联络巷采用物探与钻探相结合的办法对其进行超前探测,并制定了具体的技术措施。
二、物探工作方案及工程量:
1、仪器选用及实施单位:
●武汉地大华睿TEMJF75+TEMJF50型矿用瞬变电磁仪(全覆盖)
实施单位为曙光煤业技术部地测科。
2、探测方案及工作量:
(1)瞬变电磁仪探测要求及技术方法:
利用矿用防爆瞬变电磁仪对巷道进行超前探测。
探测起始位置为巷道开口位置;探测方向为巷道掘进方向向上30°、水平方向、向下45°;探测间距,此方法每次最大有效探测距离为150m,保留50m超前距,即在做完瞬变电探测后掘进100m进行下一次物探工作;工作量预计为620m;预计工作面探测次数为7次。
必须按照“物测—钻探—掘进”循环作业和通知单制度施工。
具体探测要求及方法如下:
(工程量布置图及探测方向与探测点号见附图一)
1)要求:
●地测部门要求施工队组在规定位置停止掘进,及时清理巷道,保证巷道内没有大面积的积水及淤泥存在,防止影响探测结果;
●因探测时在巷道内不能有大规模用电设备运转,所以在探测期间工作面需停电并且禁止设备运转,非安全员、瓦检员及仪器操作人员不得于巷道内停留;
●施工队组人员应保证巷道内的材料堆放整齐,以免影响探测结果的准确性;
●每次探测需要工作人员4—6人。
2)技术方法:
●根据瞬变电磁发射及接受电磁场烟圈效应原理,通过摆动线圈使探测方向为顺层方向0°、顶板方向30°、底板方向-45°,即可达到探测目的,每个探测方向11个物理点,共33个物理点。
覆盖参次数选择:
数据良好时叠加20次,数据不稳定时叠加30次。
。
3、探测结果处理:
地测部门要做到及时分析物探成果资料,分析物探成果必须结合地质资料,圈定异常区位置、确定异常性质及含水性。
4、地测部门根据目前的钻探设备条件、物探成果、工作面地质资料、工作面具体采掘情况,编制钻探验证方案,经总工程师审核后作为钻探设计的补充。
三、钻探方案设计:
1、巷道掘进安排:
采区轨道联络巷开掘方向为270°;支护形式为锚、网、索、喷联合支护;巷道的施工次序为交接班——安全质量检查——探放水作业——检查机械设备运转情况——检查中腰线情况——画巷道轮廓线——打眼、装药、放炮——检查巷道成型情况——临时支护——挂顶网、联网——打顶锚杆(锚索)——上钢带、冲压托盘——紧固锚杆(锚索)——出煤(岩)——挂帮网、联网——打两帮锚杆——上钢带、冲压托盘——紧固锚杆——初喷——浇筑一次成巷——清理——交接班。
2、探放水钻孔主要参数:
物探完成后需要根据物探结果进行钻探验证,物探有异常后需要另写异常区钻探设计进行钻探验证。
物探无异常区时,采取如下钻探措施。
工作面距底板1.0m处布置三个钻孔:
沿巷道掘进方向为1#钻孔,左偏15°为2#钻孔,右偏15°为3#钻孔,钻孔设计长度为80m。
边孔终孔位置保证20m的帮距,探放水必须保证超前距在煤层中、岩层中均为30m。
钻孔开孔间距为1.0m。
该段预计钻探13次,钻探工程量预计3198m。
具体钻探验证参数及钻孔布置如下:
钻孔布置:
在工作面正中布置3个钻孔,分别为1#孔(中眼)、2#孔(左斜眼)、3#孔(右斜眼),2#、3#孔保证20m的帮距(见附图二)。
钻孔参数:
孔号
钻孔位置
方位
角度
孔深
超前距
允许掘进
1#
在煤层中开孔
270°
沿巷道角度
80m
30m
50m
2#
在煤层中开孔
255°
沿巷道角度
83m
3#
在煤层中开孔
285°
沿巷道角度
83m
注:
所有钻孔角度尽量沿煤层坡度施工;1#孔方位为掘进巷道前进方向,2#钻孔方位为左偏15°,3#钻孔方位为右偏15°。
钻孔深度根据现有探放水钻机功率初步设计为中孔80m、边孔83m。
每次钻探完成后,地测部门按照《煤矿防治水规定》要求保留超前距30m,下发“允许掘进通知单”。
如钻探过程中因构造存在需要变更钻探措施时,需按照《煤矿防治水规定释义》之九十四条“布置探放水钻孔应当遵循下列规定”的探放水规定要求重新布置探水钻孔。
如钻探过程中发现有出水征兆或者出水现象时,严格按照本设计制定的安全措施执行!
3、在钻探过程中,当遇见岩层时应继续钻探至设计要求而达到钻孔深度。
4、单孔设计:
(见图三)
●开孔孔径选用φ37mm的钻头钻进,φ30mm钻杆。
●然后用ZQJC-560/10.0气动架柱式钻机,沿巷道方位,用Ф37mm的钻头钻进,钻进80m时,停止钻进开始掘进,每掘进50m时停止掘进,延深钻孔,如此循环掘进,保证煤岩巷均为30m超前距。
基本性能参数
单位
参考值
钻机型号
-
ZQJC-560/10
工作压力
Mpa
0.4
0.5
0.63
额定转矩
N*m
440
560
670
额定转速
r/min
150
170
185
最大输出功率
Kw
6.9
10
13
最大负荷转矩
N*m
590
740
890
动力失速转矩
N*m
610
760
910
起动转矩
N*m
600
750
900
空载转速
r/min
340
370
470
钻尾尺寸
mm
24X2426X2632X32地质钻杆
钻孔直径
mm
φ45-φ110
钻孔深度
m
150
5、设备选型及数量:
采区轨道联络巷所用的钻机型号为ZQJC-560/10.0气动架柱式钻机一台。
其钻机主要参数:
四、技术要求:
1、探水时必须按设计的孔位、倾角、深度施工,并认真填写施工原始记录,施工完毕必须经“三方”验收,钻孔深度不得低于设计钻孔深度,方位角与倾角不得偏离设计数值1°,否则属于废孔,需重新施工钻孔。
2、物探异常区钻探验证执行专项验证方案。
3、遇到地质变化时必须及时汇报地测部门,变更设计需要矿总工程师批准。
4、巷道掘进次序变动,探放水设计必须进行相应变更,且变更后的设计必须经矿总工程师审查。
五、安全措施:
(一)专业探放水队人员必须经培训合格方可持证上岗,探放水队人员必须扎熟悉掌握探放水钻机的安装、性能、结构、原理,并应会一般的维修,保养和故障处理;探放水队人员必须熟悉有关安全规程,准确使用信号,通讯设施,有一定的应变能力;钻机操作人员操作时,应保持正常自然姿势,坐在座位上,目视前方,注意观察轨道、钻头、钻杆及水管情况,手握控制操作手把,严禁钻机操作人员擅自离开工作岗位,严禁在钻进过程中或尚未停稳钻机前离开操作台;拆卸钻杆人员严禁戴手套,防止绞入钻机。
(二)作业人员必须能够进行危险源辨识、熟悉掌握钻探地段信号联系和避灾路线,必须能准确使用信号,通讯设施,有一定的应变能力
(三)探放水工作前施工队组必须负责完善工作面的排水设施;做好敲帮问顶工作,发现隐患处理后方可作业;加强钻场附近的巷道支护,并在工作面迎头打好坚固的立柱和栏板;清理巷道,挖好排水沟,探水钻孔位于巷道低洼处时,在钻探前工作面必须备足不小于30m3/h的排水设施;在打钻地点或附近安设专用电话。
(四)专业防治水人员必须亲临现场,依据设计,确定主要探水孔的位置、方位、角度、深度以及钻孔数目。
(五)安全员必须亲临现场,负责打钻现场的安全工作,并与地测部门对探水钻孔联合验收。
(六)钻孔内水压过大时,应采用反压和有防喷装置的方法钻进,必须加强钻孔周围的煤壁支护,防止煤壁突然鼓出。
(七)钻进时,发现煤岩松软、偏帮、来压或钻孔中的水压、水量突然增大,以及有顶钻等异状时,必须停止钻进,但不得拔出钻杆,现场负责人应立即向矿调度室报告,采取有效措施。
若情况危急,发出警报,启动《曙光煤业水害应急预案》,并且由避灾路线有序撤出所有受水威胁地点的人员。
(八)探放水队伍具体组织实施,利用专用探放水钻机进行钻探,如钻探位置有积水存在时,需将积水排完后方可进行钻探。
(九)钻探过程中通风区派专职瓦检员要经常检查瓦斯及其它有害气体,当瓦斯含量达0.5%时,必须停止钻进。
(十)其余未提及事项严格执行《煤矿安全规程》、《操作规程》的有关规定。
(十一)避灾路线:
采区轨道联络巷钻探处→集中轨道巷→副立井→地面。
件附图四
六、各部门要积极配合钻探工作,保证钻探结果的准确性,并严格执行“允许(停止)掘进通知单制度”,防止水害事故,保证安全生产。
曙光煤矿采区轨道联络巷工作面超前探测设计审批表
单位
签字
日期
备注
审核
地测
调度室
安监部
通风区
生产矿长
总工程师
日期:
2017.8.15
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- 采区 轨道 联络 超前 探测 设计
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