变压硐室掘进工作面探水安全技术措施

第一章 工作区域地质概况

第一节    概   述

巷道名称：机电硐室掘进工作面。

用途：机电硐室掘进工作面，用于新系统摆放机电设备，属于准备巷道布置。

设计长度：机电硐室掘进工作面，设计长度55米；

坡度：机电硐室掘进工作面，从X：2847163.98，Y：35435882.175，Z：2186.834掘至X：2847134.6，Y：35435881.458，Z：2187.681）坡度为5‰，方位角为方位角180°；从X：2847134.6，Y：35435881.458，Z：2187.68掘至X：2847124，Y：35435904.136，Z：2194.08，坡度为16°15′46″，方位角为115°33′12″。

开工时间：2011年3月1日

竣工时间：2010年3月20日

附图:巷道布置平面图。

本区为一单斜构造，倾向350—0°，倾角30°—45°，根据地表情况及其小窑开采情况看，掘进区无大的断层和褶皱，西翼为F₆断层,构造情况对掘进带来的影响不大，同时伴生许多小断层，在掘进过程中会出现岩石稳定，倾角忽大忽小，甚至出现煤（岩）层缺失情况。

第二章   地面位置及地质情况

第一节   地面相对位置及邻近采区开采情况

巷道相应的地面位置在副斜井东520米，地面标高在+2320—+2340之间，井下标高+2187—+2194。区域内对地表水体和建、构筑物对工程均无影响，地面为荒山。

附近无大断层，对掘进工程无影响。

老空区有水、无火、有瓦斯等对工程掘进有影响，在掘进必须“先探后掘”。

井上下对照关系表

第二节   煤（岩）层赋存特征

1、岩层、煤层情况  

在1^＃层的底板中，1^＃层的底板均以浅灰色粉砂岩、泥质粉砂岩、砂质泥岩为主，水平层理，薄至中厚层状，细砂岩。

2、水文地质情况

地表无水体、地层无强含水层，主要水害为私挖小井的老窑水，掘进中必须做好探水工作，确保安全生产。

3、瓦斯情况

煤层距地表远，但老窑多及其断层频繁，瓦斯易释放，历年瓦斯鉴定结果，该矿为低瓦斯矿井，但施工中必须按照突出矿井管理，应对瓦斯压力△P、K₁和最大钻屑量进行测定，加强通风、瓦斯管理。

4、煤尘爆炸与煤层自燃情况

根据鉴定结果：煤层自燃情况为Ⅱ类易自燃，有煤尘爆炸危险。

5、其它情况

地表为荒山，无建筑物及道路，上部为私挖小井采空区。

 

 

 

 

岩层特征情况表

第三节   地   质   构   造

煤（岩）层产状要素 (走向350—0°80—90°、倾向80—90°、倾角15～22°)。

第三章    变压硐室掘进巷水文地质评估及分析

第一节    变压硐室掘进工作面水文地质情况

1.地下水

矿区范围内虽无河流、渠道、湖泊、山塘、水库等地表水体，但矿区内地表水系发育，矿区北部，中部及南部分别有自东向西的常年水流，中部溪流流量3.522L/S，南部溪流流量2.9769 L/S，溪流源头标高均在2300m左右，高于矿区开采标高，在开采时，由于断层影响和导水岩层有可能引到掘进区域。

2.各地层含水简述

上二迭统峨嵋山玄武岩组（P₃β）：岩性主要为拉斑玄武岩，火山角砾岩夹泥质粉砂岩，为基岩裂隙水含水岩组，富水性弱。

上二迭统宣威组（P₃x）：主要由细—粉砂岩、粘土岩及煤层（线）组成，为基岩裂隙水含水岩组，富水性弱。

第四系（Q）：为残坡积层。岩性为粘土、亚粘土夹碎石，为松散岩类孔隙水含水岩组，分布零星，厚度小（0—3m），富水性弱。

3.断层导水性

根据2007年12月贵州省地质矿产勘查开发局地球物理地球化学勘查院提较的《贵州省盘县平关平迤煤矿资源量核实报告》：

平迤煤矿区域上位于盘关向斜西翼，杨梅山—小达村断层西侧，区内构造形迹以断层为主，在变压硐室附近无断层。

4.老窑积水

变压硐室掘进工作面上方，经过回风上山和轨道上山掘进，已经控制，无老窑水。

5.水文地质类型

本矿区属以大气降水为主要补给来源的裂隙充水矿床，水文地质条件属中等类型。

6.矿井充水因素

大气降水、地表水和老窑积水是矿床充水的主要因素。一般沿孔隙和基岩裂隙面渗入变压硐室掘进工作面，裂隙发育地段变压硐室掘进工作面充水会有所增大。

7.矿井涌水量

该涌水量为正常涌水量,最大涌水量预计为正常涌水量的3—5倍,则变压硐室掘进工作面地段最大涌水量应为1.58—2.17 m³/h。

第二节     水患类型及威胁程度

1. 变压硐室掘进工作面水害类型

根据变压硐室掘进工作面水文地质条件为中等类型，变压硐室掘进工作面在轨道上山和回风上山中间，在原轨道上山掘进和回风上山掘进，水害威胁程度较低。

2.突水水源与地下水导水通道

1）突水水源

突水水源主要为大气降水。

2）地下水导水通道

变压硐室掘进工作面各含水层之间一般无水力联系。

第四章    变压硐室 掘进工作面钻孔设计

第一节    探眼布置及深度

根据对该区域地质特征及其存在的老窑水、地表水的分析，存在水压压力一般不超过0.1Mpa，根据围岩、力学、煤层力学坚固系数f进行分析，一般在f≥6，参照《防治水规定》，隔水煤柱计算公式：

L=0.5KM

式中 L——煤柱留设的宽度，m；

K——安全系数，一般去2—5；

M——煤层厚度或采高，m；

P——水头压力，Mpa；

K_p——煤的抗拉强度，Mpa。

进行计算，钻孔超探深度，允许掘进距离，超前距离, 探水孔终点，上帮控制范围   

 L=0.5KM

          =0.5×5×1.1×

          =6.7m

根据以上计算，超前距离和上帮控制范围只需要6.736m，但是为了安全，把超前距离控制在25m，上帮控制范围控制在18.6m。

在布置变压硐室掘进工作面时，必须进行探放水，具体探眼布置每次布置4个探水眼，在距掘进巷道顶板0.6米处布置2个上眼，在距掘进巷道底板0.6米处布置2个下眼,4个探眼设置分别距巷道中线0.8m，具体探孔布置见以下图形和探水孔布置表：

每次一组4个, 上山方向1、2探眼探63.5m允许掘进30m，超前距30米, 探水孔终点上山帮控制范围20米,第3探眼探60m允许掘进30m，超前距30米,第4探眼探63.5m允许掘进30m，超前距30米，探水孔终点帮控制范围20米，在下一个设置探放场时帮、顶控制范围10米。

 排水路线：

探放作业点→专用回风上山下段→2130水平运输巷→排水平硐→地面。

 

第二节    探放水安全领导小组

组长：何有福 

副组长：刘发有、刘双有、湛自稳

成员：张泽鑫、何坤龙、程贵生、程旭、李世黄

第三节    发现水患撤人路线及处理措施

   变压硐室掘进工作面进行探放水打钻时，若发现钻孔有水流出或喷出时，必须通知撤出井下所有人员，撤人线路如下：

探放作业点→轨道上山→专用回风上山上段→总回风→地面。

变压硐室掘掘进工作面在掘进有透水预照和变压硐室掘掘进工作面进行探放水打钻时，发现从钻孔有水流出或喷出时所采取措施：

1. 探放水打钻时，发现从钻孔有水流出或喷出水压大，操作人员严禁拔出钻杆。

2.电话通知调度室，同时切断该作业地点所有电源，撤出该作业地点所有人员。

3. 调度室值班人员电话通知所受威胁区域切断电源，撤出人员，并通知撤离线路，同时向矿长或矿工程师汇报，矿长或矿工程师接到汇抱后必须立即查明该作业地点或探放水地点、所受威胁区域作业人数，查明该作业地点存在水患数量及有度有害气体存在情况。

4.当作业地点及受威胁区人员撤出地面必须进行清点，撤出人员必须与入井人员相符，若不相符必须由值班矿长带领安全员瓦检员入井寻找。

5.必须加强该作业地点通风。

6. 矿长、矿工程师、值班矿长、当班安全员和瓦检员必须观察水情，观察地点必须在人员易安全撤离位置。

7.当水压减小或流水量减少时可以轻轻拔动钻杆，看是否是由于流砂堵塞，若是流砂堵塞，则送电转动钻机排除流砂，当水压及其水量增大时立即停止钻机继续由钻孔排除（钻杆严禁拔出）。若真正是所探位置水量减少，则拔出钻杆，加速排放。在拨动钻杆及拔钻杆时，所受威胁区域严禁送电或安排人员进行其他生产活动，直到所探放水区域水患全部解决并通过检查顶板及其有毒有害气体情况，只有当顶板完好和有毒有害气体不超限的情况下方可安排人员作业，同时检查后路是否在排水期间造成支架损伤或顶板、墙帮压力增大而使后路支架变形，若有变形情况，必须先维护好后路（在对后路进行维修时必须遵照巷修措施进行）。

8.排水平硐及运输巷机电硐室所有电气设备必须上架，保持距运输巷底部水平面80公分以上，防止因探放老窑水在引水时水量涌出量大淹没电气设备造成漏电事故。

9.2130水平运输巷、排水平硐必须及时清理煤（矸）及其水沟，防止有老窑水涌出时冲动煤（矸）崩倒支架；阻塞后路或煤(矸)把工作人员推倒。

10.在探放期间，该工作面必须有专职安全员把守，随时观察探放孔水患的变化及爆破后有无涌水现象形发生。

11.打探放孔时必须严格遵守探放水操作规程，探放孔深度及其布置必须符合探放水安全技术措施的有关规定。

12.严格执行采掘工作面近采空区技术措施进行该工作面的掘进工作。

13.维修巷道必须严格执行巷修措施。

第五章    探放水安全技术措施

第一节    打眼时必须遵守以下规定

1.打眼前必须先检查迎头及后路的顶板压力是否正常，永久和超前支护是否合符作业规程要求，确保后路安全畅通，发现问题先处理好后方准打眼，严禁空顶作业。

2.打眼前必须先检查通风、瓦斯浓度、材料供应备用等情况是否正常，发现问题先处理好后方准打眼，风流中瓦斯浓度≥1％时，严禁打眼。

3.打眼前必须检查探水钻如下情况，都达到完好要求后，方可打眼。

①综合保护装置是否灵敏可靠；

②探水钻机体有无裂纹或损伤，螺丝、螺帽、销子有无松动，电机后罩、风扇是否完好等；

③探水钻开关是否灵敏，防爆是否严密，转向与声音是否正常，如发现有火花痕迹严禁使用；

④电缆是否破口漏电，并把电缆悬挂在巷道一侧，防止挤压，发现有“鸡爪子”、“羊尾巴”、“明接头”时严禁使用；

⑤探水钻机体有无裂纹或损伤，螺丝、螺帽、销子有无松动，油、水管路是否畅通，油、水压力是否合符规定要求，运转是否正常；

⑥钻头与钻杆是否扣紧牢固，钻杆是否平直，钻头是否锋利。

4.打眼时不许围毛巾、戴手套，袖口必须扎紧，不许用手直接扶、托钻杆或用手掏眼口煤、岩粉。

5.打眼时必须二人操作，一人定眼位，在煤壁上定眼位要尽量避开硬夹矸和硫铁矿结核，一人在后方推钻钻进，推进时要均匀用力、顺势推进，不可猛推，钻杆要直线匀速推进，不许上下左右摇摆，每隔一段时间要来回拉动钻杆，排除眼内岩（煤）粉，减小阻力，防止卡钻。

6.打眼时作业人员必须精力集中，注意钻孔情况，钻杆下方不许站人，以防钻杆折断伤人。出现下列情况，必须停止打眼，查明原因处理好后才许继续打眼：

①出现卡住钻头或钻杆；

②探水钻声音突然不正常；

③探水钻、电缆漏电；

④钻杆严重震动；

⑤探水钻外壳温升超过规定（60°或烫手）或有烧焦气味；

⑥顶板压力增大有片帮、冒顶危险。

7.有下列情况之一时，要立即停止打眼并及时向调度室汇报，并立即发出警报，撤出受威胁地点人员，切断电源；

①煤（岩）壁松软（散）、挂红、冒汗、空气变冷、有雾气、水叫、顶板淋水加大、来压、底鼓有臭鸡蛋味等透水预兆时；

②突遇压力水从钻孔流出时，不许拨出钻杆，必须停止打眼；

③煤层内有连续小炮声响或有大量瓦斯涌出、有煤与瓦斯突出预兆或出现有害气体涌出等异常情况时；

8.当钻孔突然与老（旧）巷相穿时，应停止打眼，并检查有害气体浓度，其浓度超过《煤矿安全规程》（2001版）的有关规定（ＣＯ：0.0024％，ＮＯ₂：0.00025％，ＣＯ₂：0_·0005％，Ｈ₂Ｓ：0_·00066％，Ｈ₃Ｎ：0_·004％），必须立即撤出所有人员、切断电源，及时向调度室汇报，采出措施进行处理。处理后符合《煤矿安全规程》（2006版）的有关规定，方可继续作业。

9.打眼结束，应把机具、管线移到距迎头20ｍ外无淋水顶板完好的安全地点，并盘放好管线。

第二节    采掘工作面近采空区安全技术措施

1、首先停止施工处理的安全隐患，严禁冒险蛮干。

2、弄清老空区的情况，如：范围、顶底板压力的大小，围岩的性质、水文等情况。

3、根据实际情况，缩小技护棚距，加大支护力度。

4、缩小老空区的空顶面积，可采取国倾斜推进方式逐步过老空区。

5、加强顶板管理处理好空帮空顶。

6、加强工程质量管理，支护质量必须达到标准要求。

7、加强现场管理，在特殊地段先采取临时支护或特殊支护方式进行处理。

第三节    钻场布置

     根据本掘进工作面的探放水安全技术措施要求，每隔30m布置一个钻场，在布置钻场时必须符合以下要求：

1、钻场内必须有专用电话，电话必须保证完好，且以调度室及其受该作业地点遇水时，有威胁区域能正常通讯。

2、备足足够的钻杆、钻头等设备。

3、钻场附近必须加强支护，并在工作面迎头打立柱和挡板。

第四节    探防水安全技术措施

1、基本情况

1.地层与岩性：井田地层以细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩为主，夹砂质泥岩、炭质泥岩与煤层，岩性强度为中等。

2.地质构造：总体为单斜构造，倾向90°—100°，倾角5°—12°，小构造发育，无大断层和褶皱，对探水工作有一定影响。

3.水文地质情况：根据矿区内调查，地表无水体，无其他含水地层，地表最高高程与巷高差不大于40—120ｍ，估计探水区老窑水最大水压约0.2—0.4ＭＰａ。

2、探水方案与要求

1.探水工具：采用ＫMB40--360型探水钻，钻孔直径40㎜，最大钻进距离75ｍ。

2. 变压硐室掘巷掘进工作面：探水孔布置：

每次一组4个, 上山方向1、2探眼探63.5m允许掘进30m，超前距30米, 探水孔终点上山帮控制范围20米,第3探眼探60m允许掘进30m，超前距30米，第4探眼探63.5m允许掘进30m，超前距30米,探水孔终点帮控制范围20米，在下一个设置探放场时帮、顶控制范围10米（见图）。

3.探掘距离：煤巷探60ｍ，掘30ｍ，留30ｍ。

4.探水范围：在煤层内布置的所有巷道均要探水前进。

3、安全技术措施

1.探水工必须认真学习探水操工作规程及本探水安全技术措施，考核合格方可上岗。

2.坚持“有掘必探，先探后掘”的原则，探掘距离必须符合措施规定。

3.探水前首先检查以下情况，发现问题及时处理好后才许进行探水作业：

①         作业点的顶板压力是否正常，附近５ｍ加强支护是否合格。

②         作业点的通风、瓦斯、水沟畅通、供电、供水、通讯等情况是否正常。

③         作业点的后路是否畅通。

④         工作面的立柱（二根）栏板（二根）是否打好。

⑤         钻机各部件及状况是否正常。

4.根据探水设计定好孔位、方向安装钻机，并进行空载调试。

5.操作钻机人员必须是有实钻经验的人担任，作业时必须精力集中，随时观察眼口情况，一旦异常应立即处理。

6.推进中，推力适中，以防顶断顶弯钻杆，损坏机器及伤人。

7.钻机操作活动范围内，严禁其他人员入内。

8.打钻时钻孔中水压、水量突然增大，以及出现冲顶钻具等异常情况时，不要移动或拨出钻杆，应马上将钻杆固定。派人监视水情并报告矿调度室，不得擅自放水。如情况危急，要立即撤出所有人员，切断电源，再采出措施进行处理。

9.巷道进入探水段后，每隔30ｍ掘一个躲避硐室，其长、宽、高分别是２ｍ、1.6ｍ、1.8ｍ。有利透水时人员躲避。

10.探水时要经常检查瓦斯浓度，防止老窑区有害气体进入工作面。

11.一个探水孔失败，应在附近再补探一个，其坡度与方位角不变。

12.探水结束要如实填写记录，并收检好工具，清理好工作面，搞好文明生产。

4、探放水操作规程：

1.探水钻操作工要熟悉钻机的工作原理、操作方法、常见故障的排除方法、探水设计说明书及一般安全注意事项。

2.作业时必须穿绝缘鞋、并检查以下情况，发现问题及时处理好后才许作业。

1）机架是否安装牢固可靠。

2）机体各种螺丝是否紧固。

3）电缆是否划破割伤。

4）电压、水压是否与机器要求相符，电源是否安装漏电保

装置，选用的保险丝是否在10Ａ—20Ａ之间。

5）钻头是否锐利。

6）电机空载，运转速度、声音及减速器内声音是否正常。

3.开机时先开水，停机时先停机后停水。

4.发生卡钻及钻杆弯曲，应立即松开离合器，退钻机，查明原因进行处理。

5.推进终了前要停电或迅速松开离合器，以防超过行程损坏机器。

6.发生下列情况禁止使用：

①漏电麻手。

②减速器内声音不正常。

③电机运转不正常。

7.钻孔流水突然增大，不许退出钻杆，应立即停止作业，撤出人员，并报告调度室进行处理。

8.不许现场拆开钻机。

9.探水结束后，要如实填写探水纪录。

第五节    通风管理及瓦斯和其它有害气体管理

 1、加强瓦斯检查，瓦检员必须每班对钻场附近20米瓦斯、二氧化碳及通风设施进行检查汇报，瓦斯、二氧化碳检查不少于3次。

 2、及时处理局部瓦斯，瓦检员必须加强对高瓦斯和冒落点的瓦斯检查，若有局部瓦斯集聚，立即采取措施进行处理。

 3、及时处理局部集聚瓦斯，严禁瓦斯超限作业。

4、严禁损坏井下风门，风窗，挡风帘，人行通过风门随手关上，风门必须进行联锁。

    5、变压硐室掘掘进工作面钻场及其它地点，风流中瓦斯浓度达到期0.8%时，必须停止用钻探，瓦斯浓度达到1.2%，二氧化碳浓度达到1.5%，必须切断电源撤出人员。

6、变压硐室掘掘进工作面钻场及其它巷道内，体积大于0.5m²的空间集聚瓦斯浓度达到2%时，附近20米以内必须停止作业，撤出人员，切断电源进行处理。

 7、对因瓦斯超限被切断电源的电气设备必须在瓦斯降到0.8%时，方可送电启动。

8、巷道内堆放物件时，堆放断面严禁占巷道断面1/3以上。

9、因停电停风时，安全员，瓦检员必须及时将井下所有人员撤出地面。

10、加强现场通风管理，必须做到停风撤人制度。