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1、山西柳林汇丰兴业曹家山煤业有限公司 4201运输顺槽探放水设计方案目 录第一章 4201工作面概况第二章 矿井水文地质概况及周边矿井采掘情况 一、矿井水文地质概况 二、周边矿井采掘情况第三章 4201运输顺槽及其周边水文地质概况第四章 探放水设计 一、探放水领导组及人员管理 二、探放水巷道开拓方向、规格和支护方式 三、探放水目的 四、探水前应注意的事项 五、确定探水位置 六、设计钻探参数 七、单孔设计 八、排水系统 九、避灾与信号联系第5章 钻机的操作与管理 一、钻机的运输和安装安全操作 二、操作钻机措施及注意事项 三、钻机的维护与保养第六章 探放水的安全措施 一、通风及监测监控措施 二、探水
2、的安全措施 三、放水及放水后掘进的安全措施 四、灾害处理措施第七章 说 明第一章 4201工作面概况4201工作面位于4#煤二采区西部，东临4201工作面（未开掘），西隔20米矿界保安煤柱与山西柳林兴无煤矿有限责任公司接壤，南为实体煤，北部为本矿20072009年4105、4107采空区。工作面设计走向长70m，倾斜长250m，根据勘探和揭露资料，该工作面地层产状为走向NW，倾向SW，倾角37，工作面内地质构造简单，煤层稳定，局部含夹矸。第2章 矿井水文地质概况及周边矿井采掘情况一、矿井水文地质概况根据中国煤炭地质总局一七三勘探队提供的山西柳林汇丰兴业曹家山煤业有限公司矿井水文地质类型划分报告
3、确定本矿4#煤层水文地质类型为中等型。充水水源为：山西组裂隙含水层，补给条件差，富水性弱，单位涌水量值0.000390.00041L/sm0.1。采空区积水，目前已探测清楚，积水量约18万m3，采空区积水对本矿安全生产有一定的影响。奥灰水位在井田内标高801m左右，各可采煤层在井田西南角均存在带压开采区，以下为计算依据：公式: K=P/M其中： K突水系数（Mpa/m) P底板隔水层承受的水头压力（Mpa) M底板隔水层厚度（m) 井田内4#煤层底板最低点突水系数估算表煤层号底板标高（m)水头压力（Mpa/m)隔水层厚度（m)突水系数（Mpa/m)47202.166140.030.015其奥灰
4、岩溶水对4#煤层突水系数小于底板受构造破坏段临界突水系数（0.06Mpa/m)。但不能忽视奥灰岩溶水对煤层开采的影响。矿井开采4#煤层，生产能力9万t/a时，正常涌水量40m3/d,最大涌水量50m3/d，主排水系统设在副斜井底，水仓容量200m3，配备D46304型水泵三台，一台工作，一台备用，一台检修，配套电机功率均为30kw，排水系统为两趟无缝三寸管路，一趟工作，一趟备用，排水系统满足设计要求。2、 周边矿井采掘情况1、山西柳林金家庄煤业有限公司该矿位于我矿南部，设计生产能力为120万吨/年，开采3#、4#煤层，属高瓦斯矿井，井田面积为6.3491Km2，采用竖井开拓。今年采掘工作面以4
5、#为主，现回采110403工作面，掘进110402工作面，井下涌水量不大，现采掘工作面的底板高程为650m-700m，低于我矿底板高程，且紧靠我矿边界有300400m的实体煤，所以该矿对我矿的安全生产无影响。2、山西柳林郭家山煤业有限公司该矿位于我矿东部，设计生产能力为60万吨/年，开采4#煤层，属低瓦斯矿井，井田面积为3.891Km2，采用斜井-竖井开拓。今年采掘工作面以4#为主，现回采4211工作面，掘进4215工作面，现采掘工作面的底板高程为820m-870m，高于我矿底板高程，但我矿现开掘的4201备采工作面距离两矿矿界远达970m，所以该矿对我矿的安全生产无影响。3、山西柳林兴无煤矿
6、有限责任公司该矿位于我矿西部，设计生产能力为120万吨/年，开采4#、5#煤层，属高瓦斯矿井，井田面积为11.6305Km2，采用斜井-竖井开拓。4#煤层中现回采2108工作面，掘进2207轨道顺槽、2207尾巷，现采掘工作面的底板高程为640m-675m，低于我矿底板高程，且紧靠我矿边界有200300m的实体煤，所以该矿对我矿的安全生产无影响。本矿与周边煤矿矿界明显，无越界开采现象。现开采范围不受周边矿井水害威胁。第三章 4201运输顺槽及其周边水文地质概况4201运输顺槽工作面煤层有一层0.10.2m厚的炭质泥岩伪顶，直接顶为砂质泥岩，平均厚度1.5m，老顶为泥岩粉砂岩，平均厚度11m。根
7、据资料显示，该层砂质富水性较弱，对掘进影响不大，局部会有滴水或淋水现象；该工作面属带压开采区，经计算，奥灰岩溶水对4#煤层突水系数小于底板受构造破坏段临界突水系数（0.06Mpa/m)。但不能忽视奥灰岩溶水对煤层开采的影响；工作面以北为实体煤柱，南接梨树凹新村保安煤柱,东接4201运输顺槽，西隔20 m保安煤柱与山西柳林兴无煤矿有限责任公司接壤。在掘进过程中要严格进行探放水，保证掘进作业的安全。第四章 探放水设计 一、探放水领导组及人员管理1、 探放水组织机构表矿长：刘晓琴技术矿长:杨志勤 地测总工：张永亮技术科长：高学廷防治水科长：史振锋 记 录 组钻探组：王丑应李云飞杨海旺刘泽峰张锦平薛喜
8、平康善祥2、人员管理（1）、矿级领导严格执行带班下井制度，对探放水现场进行监督、指导。（2）、探放水现场负责人由探水队长担任，对瓦检员、探放水人员进行现场管理，安监人员必须跟班进行监督检查，发现异常情况及时汇报，进行处理。（3）、探水司机必须由取得操作资格证的人员担任，探放水人员必须认真学习201顺槽掘进探放水设计方案，都能掌握探水机的结构、性能、使用和维护技术，熟悉探水孔的布置情况、避灾路线，并严格按探放水操作规程执行。（4）、每班探水完毕后，要详细将钻孔的孔号、深度、位置、探放情况等填在探放水记录本上，并由探放水负责人核对无误后签字，及时报送技术科。二、探放水巷道开拓方向、规格和支护方式从
9、4201运输顺槽Z44点处按方位角2700000布置4201运输顺槽，顺槽长度为250米。4201运输顺槽沿4#煤层底板掘进，设计巷道断面形状为矩形，宽4.5m、高2.6m，断面积11.7m2；采用锚杆+金属菱形网+W型钢带+锚索进行联合支护。附图1：4201运输顺槽开拓平面示意图三、探放水目的探放老空水，顶、底板水，防止掘进作业中发生透水、突水等事故。四、探水前应注意的事项1、检查排水系统，准备好水沟、水仓及排水管路；检查排水泵及电动机，使之正常运转，达到设计的最大排水能力。2、准备堵水材料。在探水地点应备用一定数量的水泥（或者化学浆）、套管、闸阀、坑木、麻袋、木塞、泥、棉线、锯、斧等，以便
10、出水或来压时及时处理。3、检查瓦斯。瓦斯浓度超过安全规定时应及时加强通风。4、加强钻孔附近的巷道支护，并在工作面迎头打好坚固的立柱和栏板，有松动或破坏的支柱要及时修整或更换。5、检查煤壁。煤壁有松软或膨胀等现象时要及时处理，打贴帮柱，并插禁背实，防止水流冲垮煤壁，造成事故。6、检查水沟。巷道水沟中的浮煤、碎石等杂物，应及时清理干净。若水沟被冒顶或片帮的煤岩堵塞时，应立即修复。7、预先开掘安全躲避硐，制定撤人的避灾路线等安全措施，并使每个作业人员了解和掌握。8、依据设计，确定探水孔位置时，负责探放水工作的人员亲临现场，由测量人员进行标定。9、预计钻孔内水压大于1.5MPa时，采用反压和防喷装置的
11、方法钻进。10、检查安全退路。避灾路线内不许有煤炭、木料、设备等阻塞，要时刻保证避灾路线通畅无阻。11、检查打钻地点和附近安设的专用电话。12、煤层内原则上不得探高压充水断层、强含水层及陷落柱水，应在水闸墙外探水。13、探水钻孔除兼作堵水或者疏水用的钻孔外，终孔孔径一般不得大于75mm。五、确定探水位置根据4201运输顺槽的实际位置关系，在4201运输顺槽掘进开口处、45米、90米、135米、180米、225、270米处，分别设置探水点。6、 设计钻探参数1、钻探准备探水钻规格型号：ZLJ-700（两台）电动机功率：11KW钻头、钻杆准备：150根钻杆（每根1米42mm）、10个钻头（58mm
12、、65mm、75mm、108mm）孔口套管3根（每根10米）2、钻孔布置探水钻孔分三组进行探水，第一组呈扇形布置，每处布置21个孔，11号为中心孔，从北向南依次编号为1号21号，探水角度平行4#煤层底板；第二组与第一组探水孔竖直角呈218布置，分a、b、c三个孔，方位角依次为27218、270、26742，探向煤层顶板；第三组与第一组探水孔竖直角呈-218布置，分a、b、c三个孔，方位角依次为27218、270、26742，探向煤层底板。钻孔深度都为75m，超前距为30m，每次允许掘进距离45m，帮距30米，终孔间距为3米，第二、三组距第一组探水孔垂距为3米。附图2：4201运输顺槽探放水钻孔
13、布置示意图附图3：4201运输顺槽钻孔布置断面图、剖面图7、 单孔设计 1、探水钻孔设计参数一览表钻孔号方位角倾角设计深度偏帮距套管长度备注129300平行4#煤层底板布置753010探水深度不能小于设计深度；套管长度由探放水技术员视探水情况（并报矿总工程师）而定，但一般不小于10米；其他设计须严格执行，不得私自更改。229042平行4#煤层底板布置752710328824平行4#煤层底板布置752410428606平行4#煤层底板布置752110528348平行4#煤层底板布置751810628130平行4#煤层底板布置751510727912平行4#煤层底板布置751210827654平行
14、4#煤层底板布置75910927436平行4#煤层底板布置756101027218平行4#煤层底板布置7531011270平行4#煤层底板布置75101226742平行4#煤层底板布置753101326524平行4#煤层底板布置756101426306平行4#煤层底板布置759101526048平行4#煤层底板布置7512101625830平行4#煤层底板布置7515101725612平行4#煤层底板布置7518101825354平行4#煤层底板布置7521101925136平行4#煤层底板布置7524102024918平行4#煤层底板布置7527102124700平行4#煤层底板布置7530
15、10a27218与10#孔的竖直角呈21875310b270与11#孔的竖直角呈2187510c26742与12#孔的竖直角呈21875310a27218与10#孔的竖直角呈-21875310b270与11#孔的竖直角呈-2187510c26742与12#孔的竖直角呈-218753102、孔口安全装置的布设探放水钻孔应安设孔口安全装置，孔口安全装置由孔口套管、泄水测压三通、孔口水门和钻杆逆止阀（必要时安装）等组成。1、选择煤层坚硬完整地段开孔，孔径应大于孔口管直径12级，钻至预定深度后，将孔内冲洗干净。加注聚氨酯堵水材料使孔口套管（管周围应焊扶正助骨片）与孔壁固结在一起，待孔口管固结后采用水泥
16、抹面。2、水泥凝结后对孔口管必须进行耐压试验。试验压力应大于预计水压并稳定30min后，孔口周围不漏水时，方可钻进。3、孔口管插入长度一般不小于10m。附图4：探放水钻孔单孔设计剖面示意图 八、排水系统 在探水点附近低洼处挖好相当容积的缓冲水仓，钻机循环水及探出的积水均进入此水仓，安设两台37kw，型号为IS80-50-315ZF的离心泵排放水，一台使用，一台备用，安设两趟3寸钢管排到主水仓，再由主水泵经3寸主排水管路排到地面。附图5：4201运输顺槽探放水排水系统示意图九、避灾与信号联系1、水灾应急通讯系统通讯系统是保障水灾应急救援工作正常开展的一个关键。水灾应急救援体系必须有可靠的通讯保障
17、系统，保证整个水灾应急救援组织内部以及内部与外部之间畅通的通讯网络。为此，我矿设有专用的地面、井下通讯网络，井下安装防爆电话与地面各部门相连，其电话即可双向对讲，遇到紧急情况时，及时通知受水威胁地区的人员及矿调度室。2、避灾路线（1）、发生火、瓦斯、煤尘灾害时的避灾路线如下：4201运输顺槽探水点 火、瓦斯、煤尘 4201运输顺槽 皮带下山大巷 主运输大巷 转载皮带巷 主立井 地面（2）、发生水灾时的避灾路线如下： 4201运输顺槽探水点 水 4201运输顺槽 皮带下山大巷 主运输大巷 转载皮带巷 主立井 地面 4201运输顺槽探水点 水 4201回风顺槽 回风下山大巷 总回风大巷 副斜井 地
18、面附图6：4201运输顺槽探放水避灾路线示意图第五章 钻机的操作与管理一、钻机的运输和安装安全操作：1、探水钻机必须经有关部门检查防爆性能合格后，方可入井。2、在运输钻机时，要装平稳，不能前倾后仰，不得超高、超宽，两端设置防碰撞装置。3、用矿车运输钻机时，先装重件、大件，后装轻件、小件，车内用木板背好，防止损坏机件。拆下的螺栓等零部件，要装入专用箱子里，避免丢失。所有机件装在矿车里必须捆绑结实，不得超长、超宽、超高和超重。卸车时要轻抬轻放，动作一致，特别注意保护好管材两头的丝扣。4、安装钻机前要检查、整修设备，并检查加固钻场及周围支护情况，以防冒顶、防高压水冲垮煤壁及支架事故发生。安装场地无杂
19、物，平整、垫实，机台木放平。钻机、水泵、电机安装周正、稳固，各部件的螺丝加垫拧紧。5、钻机立轴对准钻孔位置，摆正钻机。钻机必须用地脚螺丝固定或用压戗柱支撑牢固，以免钻机移机和震动。6、各种电气设备必须防爆，机械转动部分要安装防护罩。远方操作按钮应安放在操作人员使用方便的地方。启动开关放在干燥处，电缆吊挂整齐。7、在打钻地点或附近安设直通矿调度室的专用电话，可以在遇到水情时及时向有关领导和部门取得联系，汇报情况，以便及时采取有效措施。8、保证现场作业人员撤离通道畅通，要让每一个人都清楚撤离通道。二、操作钻机措施及注意事项：1、探放水工必须经专门的安全技术培训，并考核合格，取得特种作业操作证，熟悉
20、设备性能后方可上岗作业。开钻前要检查钻机是否平稳牢靠，各部紧固件有无松动情况，检查变速箱内、油箱内的油面高低，不足时应予以补充；检查抱闸的松紧程度是否合适，送水器转动是否灵活，输水胶管是否固定，以防止转动。2、检查进、排水管是否畅通，探水点附近的巷道支护与顶板情况是否良好。3、每次变速、接通绞车或断开绞车时，必须先关闭电动机。4、卡紧钻杆后，要检查齿瓦螺栓两边露出的长度是否均匀，以免齿瓦螺栓与给进油缸相碰。5、绞车的两个抱闸不能同时制动。6、绞车不能超负荷吊重。7、启动电机后，先空载运行五分钟后再开始钻进，进钻速度根据煤质适当掌握，速度不能过快，过快会使钻杆变形扭曲。8、扶钻杆的人员应站在钻机
21、的侧面，不能站在与钻杆成一直线上。 9、上、下钻探时，人员要站在侧面，不准正对钻杆，以免钻杆伤人。10、在运转过程中有不正常的声音、震动、发热及漏油情况，应立即停机检查。11、弹簧卡盘在松开状态时，不允许使立轴回转。12、钻机因故停钻时，可根据钻孔情况，是否需要撤出钻杆。三、钻机的维护与保养1、外露的转动与滑动表面在每班开钻前擦试干净，并涂一层68号机械油。2、在每次拆装卡盘时，都应在装配前将螺纹部分和齿瓦的滑动表面涂一层润滑油。3、油泵用油需保证清洁、无杂物，并按期更换。4、当油箱内的油温超过70时，应适当停机冷却， 待油温下降后再继续工作。5、每次搬迁前，拆下回转器及油管后，应将油口封好。
22、6、所有罩子和防尘盖要经常保持完整，不得随便拆卸。第6章 探放水的安全措施 一、通风及监测监控措施 1、我矿主通风机工作方法采用机械抽出式通风，各工作面及用风地点均实行独立分区式通风，主要进回风巷之间都安设了正反风门，探水地点实行独立通风。2、在202顺槽安设局部通风机向探水点供风，并实现风电、瓦斯电闭锁，确保钻场安全。3、我矿配备了专职的瓦检员，负责检查探水点附近及进回风巷的瓦斯浓度。瓦检员对探水地点的瓦斯浓度要认真检查，发现瓦斯浓度达到1.0或二氧化碳浓度达到1.5时，必须立即停止打钻，切断电源，撤出人员，加强通风。只有在有害气体浓度降低到安全浓度以下时，方可重新开钻。4、在探水点附近5米
23、内设置监控探头，在探水巷道回风口1015米处设置回风探头，用来监控探水巷道瓦斯浓度。探水机与监控分站实行闭锁连接。5、顶板冒落空洞内积聚的瓦斯，用风筒引入风流吹散；停风停电时间长的巷道必须按柳林县煤矿通风瓦斯管理实施细则规定进行排放瓦斯，严禁“一风吹出”。 6、探水点通风路线：主立井 新风 转载皮带巷 主运输大巷 皮带下山大巷 4201运输顺槽局部通风机4201运输顺槽探水点 污风 4201回风顺槽 回风下山大巷 总回风巷 副斜井 地面附图7：4201运输顺槽探放水监测监控示意图附图8：4201运输顺槽探放水通风系统示意图二、探水的安全措施1、检查钻场附近的巷道支护和通风情况，只有安全状况好，
24、才可平稳、牢固地安装钻机。钻孔附近必须有专用电话，并预先规定好报警联络信号、涌水时的对策及人员避灾路线等。2、钻场周围有出水先兆时，在加固巷道支护后，另找安全地点探水。3、钻机安装必须牢固可靠，接电时，严格执行停送电制度，电缆悬挂整齐，排水设施应配套、完善。4、严格按4201运输顺槽掘进探放水设计方案设计的孔数、方位、倾角、孔深进行施工，不得擅自更改。5、每班开钻前都要先检查立柱、孔口安全装置、周围支护和报警信号，如发现问题，待处理后方可开钻。6、钻进中发现有害气体超标时，应加强通风；如有害气体喷出，在加强通风的同时，用黄泥、木塞（预先备好)封堵孔口。如无法处理，应切断电源，停止作业，组织人员
25、撤到新鲜风流地点，立即汇报值班矿长进行处理。7、钻进中发现孔内显著变软或沿钻杆流水，立即取水样送有资质部门化验，并停钻检查。如果孔内水压很大，应固定钻杆并记录其深度。在拔出钻杆前必须重新检查、加固有关设备和支护，并打开三通泄水阀，缓缓钻进超原孔深1m以上，将淤泥、碎石冲出孔外，再抽出钻杆，以利安全放水。8、遇高压水顶钻杆时，用立轴卡瓦和逆止阀交替控制钻杆，使其慢慢顶出孔口。操作时，严禁人员直对钻杆而立。三、放水及放水后掘进的安全措施1、探到积水，应根据水压，确定放水量及放水孔个数，并清理好水仓、水沟，进一步调整排水能力。2、派专人监视放水情况，如实记录放水量，发现异常及时妥善处理。3、加强放水
26、地点的通风，增加有害气体的检测次数。4、放水时，若遇钻孔不出水或水流大小不均时，要小心谨慎地用钻杆捅透堵眼杂物。5、老空水放出后，须打检查孔，证实无疑后方可作业。6、老窑或采空区积水放净后，应检查地面沉陷、井泉水位及水量变化和地面建筑的破坏情况，并妥善处理。7、探放水结束后，在探水点悬挂允许掘进起止位置（距离）牌。8、每次探水结束在掘进前，探水队应填写安全确认移交单报总工程师批准后交技术、安全、调度和施工队掌握执行。9、掘进中有突水征兆时，必须立即停掘。情况紧急时，必须立即发出警报，撤出受水威胁地点的全部人员。10、严格执行“四不掘进”制度：当工作面或炮眼有突水征兆时不掘进;探水钻孔超前距或帮
27、距不符合规定时（30m）时不掘进；掘进头支架不牢或空顶时不掘进；排水系统不正常时不掘进。11、掘进班长必须在现场交接班，交接允许掘进剩余长度的水情情况，巷道中线与允许前进方位的关系等问题。附图9：4201运输顺槽探放水安全确认签字移交单四、灾害处理措施1、灾害发生时，领导组立即启动本矿编制的2011年矿井灾害处理应急救援预案，组织人员进行救援。2、立即组织营救受困人员，组织撤离或者采取其他措施保护水害区域内的其他人员。并在水灾应急救援行动中，做到快速、有序、有效地实施现场急救与安全转送伤员，使伤亡率和事故损失降到最低；在撤离过程中，应积极组织水灾区人员开展自救和互救工作。3、迅速控制事态，并对
28、透水事故造成的危害进行检测、监测、测定透水事故的危害区域、危害性质及危害程度。及时控制造成透水事故的危险源，防止透水事故的继续扩展，及时有效进行救援。4、查清透水事故原因，评估危害程序。透水事故发生后及时调查透水事故发生的原因和透水事故性质，评估出透水事故的危害范围和危险程度，查明人员伤亡情况，做好事故调查。5、在发生透水事故后，矿长要根据透水事故的性质和矿井的避灾路线结合实际情况，立即组织人员，确定救灾路线制定抢救人员和透水事故处理的具体计划，并迅速向上级有关部门汇报透水事故情况。6、救灾人员要根据行动路线，采取措施使损失降低到最小状态，尽快撤出水灾区人员，最大限度的缩小水害范围，减轻透水事
29、故的危害。7、对受伤人员须立即就地抢救，并在严格观察和继续抢救下，迅速送到医院。8、临时急救必须遵守“三先三后”的原则。（1）对窒息或心跳呼吸刚停止不久的人员，必须先复苏后搬运。（2）对出血伤员，先止血后搬运。（3）对骨折伤员，先固定后搬运。第七章 说 明一、本方案如有与煤矿安全规程或煤矿防治水规定释义相违之处，按煤矿安全规程或煤矿防治水规定释义规定执行。二、探水过程中若出现与方案不适的情况或本方案没有写到的内容，可及时汇报进行修改补充。处理事故组织机构处理事故指挥部：矿调度室 联系电话：手机15535884855 内线：5511总 指 挥：刘晓琴 联系电话：手机13935825166 内线：
30、5901副总指挥：张玉平 联系电话：手机13593376768 内线：5903杨志勤 联系电话：手机13503587253 内线：5906杜褔廷 联系电话：手机13835822509 内线：5904郭润泉 联系电话：手机13834762908 内线：5907高虎平 联系电话：手机13994832414 内线：5905成 员：郭建亮 联系电话：手机13513589339 内线：郭三儿 联系电话：手机13593382715 内线：5916苏晋平 联系电话：手机13835823149 内线：5914高学廷 联系电话：手机13643585045 内线：5915杨褔平 联系电话：手机1593508342
31、6 内线：5790陈海斌 联系电话：手机13994830368 内线：5908李爱生 联系电话：手机18635803296 内线：王永明 联系电话：手机13753368886 内线：杨羊平 联系电话：手机13994831405 内线：刘安平 联系电话：手机13935894969 内线：5026曹旺旺 联系电话：手机13753805533 内线：曹云清 联系电话：手机13753852412 内线：郭建平 联系电话：手机13753843128 内线：刘海润 联系电话：手机13994813487 内线：20 处理事故组织领导总指挥：刘晓琴副总指挥：张玉平 杨志勤 杜褔廷 郭润泉 高虎平 调度室：曹星星安监站郭建亮通风科郭三儿机电科苏晋平技术科高学廷监控室杨褔平应急小分队陈海斌供应室李爱生车队王永明机电队杨羊平保管刘安平保卫科曹旺旺运输队曹云清采煤队郭建平掘进队刘海润