(2)换算成真厚度的底层煤至主要含水层的隔水层厚度变化状况图,圈出最薄区段; (3)主要承压含水层水沿构造裂隙进入隔水层的原始导升高度状况图,圈定出最高区段; (4)次要含水层的富水性图,圈出水压、水量特别高的区段;
(5)断裂构造分布状况和探查结果图,标明其产状、断距和相互交切情况。
第三节 老空水探查方法
小煤窑和矿井采掘的废巷老空积水,其几何形状极不规则,积水量大者可达数百万立方米,一旦采掘工作面接近或揭露它们时,常常造成突水淹井及人身伤亡事故,故必须探放老空水。
一、老空区的探查方法
1 .探放老空水的原则:
探放老空水除了要遵循《煤矿安全规程》所规定的探放水原则外,还应遵循下述原则: (1)主动探放。当老空区不在河沟或重要建筑物下面、排放老空区内积水不会过分加重矿井排水负担、且积水区之下又有大量的煤炭资源急待开采时,这部分积水应千方百计地放出来,以彻底解除水患;
(2)先隔离后探放。与地表水有密切水力联系且雨季可能接受大量补充的老空水;老空的积水量较大,水质不好(酸性大),为避免负担长期排水费用,对这种积水区应先设法隔断或减少其补给水量,然后再进行探水,若隔断水源有困难无法进行有效的探放,则应留设煤岩柱与生产区隔开,待到矿井生产后期再进行处理;
(3)先堵后探放。当老空区为强含水层水或其它大小水源水所淹没,出水点有很大的补给量时,一般应先封堵出水点,而后再探放水;
(4)先降压后探放。对水量大、水压高的积水区,应先从顶、底板岩层打穿层放水孔,把水压降下来,然后再沿煤层打探水钻孔。 2、探水起点的确定
根据一些矿区的经验,将调查和勘探(包括物探)获得的小窑、老空分布资料,经过分析画出三条界线。 (1)积水线
调查核对积水边界线(即小窑采空区的范围),其深部界线应根据小窑或老空的最深下山划定,并填写古井或近期采空区调查表。
(2)探水线
沿积水线外推30——100米的距离画一条线即为探水线(下山掘进时则为顺层的斜距),此数值大小视积水边界的可靠程度、水压大小、煤的坚硬程度、顶底板岩性及地质构造等因素来确定。当掘进巷道至此线时应开始探水。
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(3)警戒线
由探水线再外推50——150米(在上山掘进时指倾斜距离),即为警戒线。当巷道进入此线后,就应警惕积水的威胁,注意掘进工作面的变化,如发现有透(突)水征兆应提前探水。探水线、警戒线的确定可参考下表的经验数值结合本矿的资料确定。
积水线外推探水线,警戒线经验数值表: 边界名称 确定方法 煤软硬程度 依靠调查分析判别 图纸资料作参考 可靠图纸资料作依据 探水线 由积水线平行外推 松软 中硬 坚硬 100~150 80~120 60~100 80~100 60~80 40~60 30~40 25~35 20~30 警戒线 探水线平行外推 60~80 40~50 10~20 二、老空水探水施工技术
1、探水前,必须遵守下列规定:
(1)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拦板;
(2)清理巷道,挖好排水沟。探水钻孔位于巷道低洼处时,必须配备与探放水量相适应的排水设备;
(3)在打钻地点或附近安设专用电话;
(4)测量人员和防探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;
(5)预计水压较大的地区,探水钻进之前,必须先安好孔口管和控制闸阀,进行耐压试验,达到设计承受的水压后,方准继续钻进;
(6)钻孔内水压过大时,应采用反压和有防喷装置的方法钻进,并有防止孔口管和煤(岩)壁突然鼓出的措施;
(7)钻进时,发现煤岩松软、片帮、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,现场负责人员应立即向矿调度室报告,并派人监测水情。如果发现情况危急时,必须立即撤出所有受水威胁地区的人员,然后采取措施,进行处理;
(8)探放老空水前,首先要分析查明老空水体的空间位置、积水量和水压。老空积水区高于探放水点位置时,只准用钻机探放水。探放水孔必须打中老空水体,并要监视放水全过程,核对放水量,直到老空水放完为止。
钻孔接近老空,预计可能有瓦斯或其他有害气体涌出时,必须有瓦斯检查工或矿山救护队员在现场值班,检查空气成分。如果瓦斯或其他有害气体浓度超过本规程规定时,必须立
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即停止钻进,切断电源,撤出人员,并报告矿调度室,及时处理;
(9)钻孔放水前,必须估计积水量,根据矿井排水能力和水仓容量,控制放水流量;放水时,必须设专人监测钻孔出水情况,测定水量、水压,做好记录。若水量突然变化,必须及时处理,并立即报告矿调度室;
(10)排除井筒和下山的积水以及恢复被淹井巷前,必须有矿山救护队检查水面上的空气成分,发现有害气体,必须及时处理。排水过程中,如有被水封住的有害气体突然涌出的可能,必须制定安全措施。
2、探放水钻孔布设工艺
探放水应采用深孔、中深孔和浅孔相结合的方式:
(1)深孔:每次探放水应打3个深孔(中眼和两个外斜眼),为提前探测到积水(深孔放水较安全),只要不脱离煤层应尽量扣深,由于外斜眼深度大,控制的帮距也大,使继续探水掘进时安全;
(2)中深孔:每次探放水在3个深孔之间或外斜眼外侧布置一些中深孔,孔深能满足超前距、帮距和孔间距的要求即可;
(3)浅孔:薄煤层探水,由于倾角的变化或打深孔,钻孔先穿过煤层顶、底板岩层,然后再沿煤层掘进时,应布置浅孔,把沿岩层钻进的范围补充探明。其钻孔深度根据需要确定。 探水钻孔的布置方式和巷道类型、煤层厚度与产状有关,情况不同时,布置方式也有所不同。总的说来,探水钻孔的布置从平面上看,主要有扇形和半扇形两种。
探放水钻孔的布置:
① 扇形布置。巷道处于三面受水威胁的地区,进行搜索性探放老空水,其探水钻孔多按扇形布置
安全外围线帮 距外斜眼安全外围线允许掘进距离超前距
② 半扇形布置。对于积水肯定在巷道一侧的探水地区,探水钻孔可呈半扇形布置。半扇形的钻孔向巷道一侧撒开,使巷道一侧需要保护范围内的煤层空间有钻孔控制。
3、探水与掘进配合
受水威胁或预测有突水危险的地段,必须与掘进施工管理相配合,才能取得良好的防水效果。
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(1)双巷掘进交叉探水
当积水区在上方,上山巷道受三面水威胁,一般应双巷掘进交叉探水,其中一条适当超前探水、泄水,另一条随后,用来安全撤人。双巷之间每隔30—50米掘一联络巷,并设挡水半墙,以便在其中的一条上山出水时,水不会窜到另一条上山中去。 (2)双巷掘进单巷超前探水
在倾斜煤层平巷掘进时,应采用双巷掘进。一般用上方巷道超前探水,探水钻孔布置成扇形,两巷之间每隔30—50米掘一联络巷,上方巷道探水,下方巷道为泄水巷。 (3)平巷和上山巷(开切眼)配合探水
在煤层内,准备回采工作面时,平巷(上风道)应先探水,掘进到位后,再施工开切眼。这样既减少开切眼掘进的危险性,又降低开切眼掘进时的探水工作量。 (4)隔离室探水
在水量大、水压强、煤层松软和节理发育的情况下,直接探水很不安全,需要采取隔离式探水。如开掘石门时,在石门中预先探放水或在巷道迎头砌隔水墙,在墙外探水。此外,当相邻煤层间距大于20 m时,还可采用隔层打孔的方法,探放另一煤层的老空水。 (5)上山与下山互相配合探水
下山巷道掘进,除防止工作面和两帮来水外,还应特别注意背后来水。当上山巷道水害未消除或正在探水时,下山巷道应停止工作,待水害威胁消除后再掘进。
三、探放老空水的安全措施
(一)探水巷道掘进的安全措施:
(1)探水巷道必须在探水钻孔的有效控制范围内掘进,探水孔的超前距、帮距及孔间距必须符合设计要求。每次探水后、掘进前,应在起点处设置标志,并建立挂牌制度,探水牌内容;
(2)探水的上、下山及平巷,中间不得有低洼积水段;
(3)巷道与积水区间距离小于探水规定的超前距,若有突水征兆时,应将掘进头正前方和两帮支架加固,刹紧背严,加以封固,另选定安全地点探水;
(4)遇到下列情况时,应严格执行三人放炮制度:掘进工作面或炮眼有突水征兆时、探水孔超前距离不够时、掘进工作面支架不牢固或空顶距离超过规定时;
(5)掘进班长必须在现场交接班。交接允许掘进剩余长度和巷道中线与允许前进方位关系等问题;
(6)按设计钻孔的预计流量修建水沟,并将流水巷道内的沉渣等障碍物清理干净,巷道通风必须良好;
(7)巷道支护必须牢固,顶、帮背实,无高吊棚脚,倾斜巷道应有撑杆,使巷道有较强的抗水流冲击能力;
(8)探水巷道必须加强出水征兆的观察,一旦发现异常应立即停止掘进进行处理。情况
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