新生煤矿水灾因素分析及水害预测(改)(7)

2018-11-19 22:32

2. 相邻水平或采区边界防水煤(岩)柱。

二、 防水煤(岩)柱的留设

1. 断层防水煤(岩)柱的留设

断层破坏了岩层的完整性,常常成为含水层间的联系通道。断层的某一区段是否导水,导水性强弱等情况取决于两侧岩层的接触关系、含水层的水压以及采矿活动对断层的重复破坏作用。因此,在没有掌握断层各区段的导水性时,应把整个断层作为导水断层对待。煤层直接和富含水层、导水断层接触,顶底板无突水可能,即煤柱主要是顺层受压时,常以下述计算公式计算煤柱宽度:

L=0.5KM

3P/KP

式中:L——顺层防水煤柱宽度(m);

M——煤厚或采高(m),M4煤层为2.2m。 KP——煤的抗张强度(kgf/cm),KP取10kgf/cm; P——水头压力(kgf/cm),P=50kgf/cm; K——安全系数,一般取2~5,本设计取5。

则: L=0.5×5×2.2水煤柱。

2. 相邻水平或采区边界防水煤(岩)柱的留设 水文地质条件简单到中等型的矿井,可用下述公式计算煤柱宽度:

L=0.5KM

3P/KP3?50/10=26.1(m)

2

2

2

2

根据上述计算,开采时断层两侧新生煤矿要各留26m防

式中:L——顺层防水煤柱宽度(m);

M——煤厚或采高(m),M7煤层为2.6m。 KP——煤的抗张强度(kgf/cm),KP=10kgf/cm; P——水头压力(kgf/cm),P=50kgf/cm;

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2

2

2

2

K——安全系数,一般取4~10,本设计取7。

则: L=0.5×7×2.6柱。

第四节 井下探放水措施

一、 探放水原则

新生煤矿在生产过程中,遇下列情况之一时,首先划定探水红线,进行探放水。

1. 接近水淹区域时。 2. 接近废弃井巷、老空时。 3. 接近导水断层时。 4. 接近溶洞时。

二、 探放水设备

3?50/10=35.2(m)

根据上述公式,我矿相邻水平或采区边界留35m煤

⑴ 探放水设备选择依据

矿井用一个采煤工作面保证矿井年生产能力,正常生产期间配备二个掘进头。根据隔水性好等因素,确定超前探放水距离为不小于20m。

因我国井下探放设备正处于试验阶段,故本矿井配备目前国内较先进的750D型全液压钻机及配套设备。

⑵ 井下探放水设备型号及数量

井下钻探设备选用750D型全液压钻机3台,配备金刚石复合片(PDC)钻头,其主要技术参数:

钻孔深度(m):120-150; 钻杆直径(mm):42. 50; 钻孔倾角(°):0~90;

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输出转速(r/min):110. 300; 输出钮矩(N.m):530; 功率(kw):15;

主机外形尺寸(mm):2107×410×460。

三、 探放水措施

1. 探水起点

⑴ 根据矿井水文地质规程,矿井水害清楚,压力不小于1Mpa时,探水线至积水区的最小距离:煤层中不小于30m,岩层不小于20m;情况不清楚,探水线至推断积水区的距离不小于60m;

⑵ 掘进巷道附近有断层或陷落柱时,探水线至预计煤柱线的距离不小于60m;

2. 钻孔深度及超前距离

探水钻孔眼底至采掘工作面的距离不得小于20m的超前距离(薄煤层不得小于16m,岩层中不得小于5-10m),钻孔深一般在40m左右,如此一次打孔后可连续采掘20-30m。

⑴ 钻孔直径

从探、排有效又防止冲垮煤壁和放水过大的原则出发,孔径以不大于75mm为宜。

⑵ 钻孔布置与孔数

根据地质条件和积水区的位置,以能保持安全岩柱厚度,防止漏探和实现安全、经济、快速为原则来确定钻孔布置方式和孔数。

根据新生煤矿水文地质情况,对于工作面前方和左右两侧均受水威胁时,钻孔按扇形布置,当积水区肯定在一侧时,

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钻孔可按半扇形布置。

探老塘水,探后掘进停掘处的钻孔眼距不得超过3m,以防漏探。

探断层水,开孔位置必须在防水煤柱外和断层应力影响带以外,以防煤岩破碎出水后不易控制。

钻孔个数以保证必要的密度为原则,一般不得少于3个。

3. 探放水的安全措施

⑴ 探水前应加固探水工作区支架,背好帮顶,以免压力水冲垮煤壁和支架。

⑵ 清理巷道,保证安全撤退路线畅通无阻。 ⑶ 保证水沟畅通,并有适当的坡度和断面,水仓和排水设备要有足够的容量和能力。

⑷ 探水地点安装电话,与所有可能受水威胁的工作地点连通,并事先拟定好撤退路线,以防意外事故的发生。

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允许掘进距离(6m)(26m)4214′2′1′3′3212′1′5超前距(20m)35′允许掘进距离(6m)(26m)超前距(20m)⑸ 打钻过程中,如发现煤、岩松软或沿钻杆向外流水超过打钻正常供水量时,要立即停钻(不要移动或拔出钻杆),派人监视水情并报告矿调度室,如果情况危急,要立即通知所有受威胁地点撤人,并采取应急措施。

⑹ 钻孔接近采空区,可能有有害气体涌出,必须随时进行有害气体监测,发现有害气体超限时,要立即停钻、停电、撤人,并报告调度室处理;探水点通风工作必须按规定进行。

预计水压较大时,孔口要用套管加固,使钻杆通过套管内打钻,套管上要装水压表和水闸阀,探到水源后,即利用套管放水。

第五节 注浆堵水措施

注浆堵水广泛应用于封堵突水点恢复被淹矿井,截流堵水减少矿井涌水量,井巷堵水过含水层或导水断层等。

若矿井部分开采范围处于水文地质单元的最低侵蚀基准面以下,应根据采掘工程的实际情况,配备注浆堵水设备。

第六节 地表防治水措施

1、降雨和春季冰雪融化是地表水的主要来源,在开采浅部煤层时,由于地表形成塌陷区,地表水可能沿开采塌陷裂缝涌入井下,另外,雨季降雨量大,在不能及时排出矿区的情况下,雨水可能通过土层的孔隙和岩层的细小裂缝渗透到井下,为了防止水渗入井下,在矿区内采取填坑、补凹、整平地表、修筑排洪沟等措施。

2、在工业广场内,沿公路、边坡脚、挡土墙下修筑一条长200m,断面0.4×0.4m的排水涵沟,将井下排出的矿井水及雨季洪水排出工业广场以外。

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2

3、在工业广场各建筑物前后,均应设置排水沟,防止雨水窜入室内。

第七节 水灾事故安全出口及避灾线路 矿井在编制规程、措施时,必须根据各项工程的具体情况制定有针对性的避免水害发生时的避灾路线,并要经常组织职工学习,让每一位职工都熟悉避灾路线。

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