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探放水设计方案
第一章 概 况
为了保障矿井安全生产，防止水害事故的发生，根据我矿及周边矿井水害地质条件结合我矿的实际生产安排，特编制2013年度探放水设计方案。
第二章 矿井水文地质情况
一、地表水
本矿区内无常年性河流，无水库、池塘，仅在雨季有洪沟水从谷中流出，汇入北川河，最后流入黄河。
二、井下主要含水层
1、奥陶系岩溶含水层
本区奥灰岩溶水属柳林泉域，大多埋藏于井田深部，地层厚度大，分布广泛，溶洞和裂隙发育，具有良好的含水空间，富水性强，水量大，水质较好，是井田主要含水层。据井田西约5km的车赶（三交勘探区）水文观测孔观测资料，奥灰水位标高为810米，推测本区奥灰水位标高为810米左右。
2、石炭系太原组岩溶裂隙含水层
井田范围内太原组中部普遍含有三层灰岩即K2、K3、K4，灰岩局部含泥质，节理发育，并有溶蚀现象，裂隙较发育，据区域勘探资料单位涌水量0.00091-1.073L/S·m。一般富水性弱，局部富
水性中等，为井田只要充水含水层。
3、二叠系山西组砂岩裂隙含水层
含水层以细、中、粗砂岩为主，平均厚度7米，含水层连续性差，厚度不稳定，裂隙不发育，富水性弱，埋深138m-265m，据三交区勘探资料，单井出水量小于10t/d。单位涌水量小于0.0008L/S·m，渗透系数小于0.0028t/d，水位标高881m-975m，水系为SO4-Ca·Mg型，矿化度1.316g/L。
4、二叠系下石盒子组砂岩裂隙含水层
岩性主要为钙、泥质胶结中粒砂岩，节理裂隙是该含水层的主要含水空间，由于裂隙不甚发育，该含水层接受大气降水或地表水的补给后，一般沿地层倾斜方向向西南运移，富水性较弱。
5、第四系和第三系孔隙含水层
上第三系上新统砾岩为弱含水层，多出露于沟谷中，单井出水量一般小于10t/d。第四系中、上更新统广泛分布于区内，其底部有一砂砾含水层，实测副井井筒中该含水层的涌水量为40t/d。
三、地下水的补给、径流和排泄条件
各含水层的补、径、排条件有所不同。
奥陶系岩溶水在井田外东部裸露区接受大气降水补给，属柳林泉域径流区，总的流向为西南方向。
石炭系和二叠系含水层作为沟谷基底的地段接受大气降水及松散层的补给。地下水沿地层倾向流动。井田内排泄主要是矿坑排水。
全新统及上新统含水层主要集合受大气降水及河流的入渗补给，径流途径较短，排泄方式主要是人工开发。
四、矿井水文地质类型
井田内奥灰水位标高为+810m。8+10号煤层最低底板标高为+940m，高于奥灰水水位，所以本井田8+10号煤层以上各煤层开采不会受到奥灰水威胁。根据水文地质类型划分报告，矿井水患主要为5煤层旧窑采区水矿井水文地质类型为中等。
第三章 矿井开采情况
一、概况
山西方山金晖瑞隆煤业有限公司原为山西方山华盛源煤业有限公司。该矿是经山西省煤炭资源整合和有偿使用工作领导组办公室以晋煤整合办核[2006]70号文件批准的资源整合矿井，核准矿井生产能力为45万t/a。
2009年8月山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室又以晋煤重组办发[2009]10号文批准该矿为本次资源兼并重组的单独保留矿井。批准该矿井田面积不变，仍为6.0333km，开采煤层仍为5、8和10煤层，但生产能力由原45万t/a提升至120万t/a。
二、四邻与开采情况
该矿井南与山西新星煤业有限责任公司相邻，东、西、北边界均为自然空白区。
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山西新星煤业有限责任公司由张家塔煤矿南部、裕丰煤矿南部等整合而成，开采8+10号煤层，为低瓦斯矿井。
1.原张家塔煤矿为方山县张家塔村办煤矿,属集体企业,该矿始建于1987年，1988年投产，主副井均为立井开拓，批准开采8、10号煤层，井田面积1.70km，生产能力6万t/a。整合前采8+10号煤层，壁式炮采落煤，机械抽出式通风，低瓦斯矿井，煤尘具有爆炸性，属容易自燃煤层。矿井正常涌水量为190m/d，最大涌水量为247 m/d。与原曹家山煤矿之间无越界开采行为，其采空区积水对本矿无影响。该矿井田南部现已整合给山西新星煤业有限公司，原矿井已关闭。
2、原曹家山煤矿为方山县峪口镇办集体煤矿，始建于1987年，1988年投产，后改为股份制企业,批准开采5、8号煤层，井田面积1.5225km，生产能力15万t/a。采用斜井—立井混合开拓，该矿有2个井口：主井为立井，副井为斜井，此2个井口即为整合后的矿井井口。矿井整合前开采5号煤层，采用壁式炮采落煤方法开采，机械抽出式通风，低瓦斯矿井。
5、8号煤层煤尘均具有爆炸性，为容易自燃煤层。矿井正常涌水量190 m/d，最大涌水量360 m/d。
3、原裕丰煤矿为方山县国营煤矿,始建于1957年，1958年投产，主副井均为立井开拓，批准开采4、5、8号煤层，井田面积4.2075 km，生产能力45万t/a。整合前开采5号煤层，壁式炮采落煤，机械抽出式通风，低瓦斯矿井，5号煤层煤尘具有爆炸性，2
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32属容易自燃煤层。矿井正常涌水量为80m/d，与原曹家山煤矿之间无越界开采行为，其采空区积水对本矿无影响。该矿井田南部已经整合为方山县裕丰煤矿。
第四章 防治水领导组织机构
一、组织机构
组 长：闫卫国
副组长: 王兰生、杜东方、张书江、张新洲、梁进辉、霍建强、闫龙章、刘伟、吴福生
成 员: 仝联合、杜素阳、穆守旭、杨慧明、陈继勇、王 谦、王勇强、张 辉、刘缠旺
二、岗位职责：
组长：负责防治水全面工作。
副组长：负责业务职责范围防治水工作，协助组长调动人力、物力等后备物资。
地测科：履行岗位职责，根据总工的安排，制定探放水措施，掌握开拓进度，及时填绘图纸，为探放水提供准确的技术资料，正确指导施工。
安监科：履行岗位职责，按照探放水设计方案，进行现场监督，负责钻孔验收、移交工作，随时按照程序上报调度室。
机电科：履行岗位职责，负责钻机、排水等机电设备的配置与检修。
3通风科：履行岗位职责，随时监视有害气体的变化情况。调度室：履行岗位职责，负责调度通知、通报的上传下达,保证矿井通讯系统的畅通。掌握探放水进度，现场情况，处置突发事件。
供应科：履行岗位职责，负责探放水物资供应，保证物品供给无误。
掘进队：履行岗位职责，有掘必探，先探后掘，保证超前距，随时观测工作面变化。
第五章 探放水设计
一、地面
1、查清矿区塌陷、沟谷及水利工程情况。掌握当地历年降水量和最高洪水水位资料，记录疏水、防水和排水情况。
2、设立专职的地表防治水人员。定期对矿区进行组织巡视，观察地表有无裂隙存在，有无积水现象。并做好记录填制水文地质图上。
3、对排到地面的矿井水，必须妥善处理避免再次渗入井下。
4、每年进行一次排水道道加固、维修。定期疏通矿区周围的河道，保证雨季来临之际畅通无阻。对漏水的沟渠和河床，应及时堵漏其改道。填塞地面塌陷裂隙时必须制定安全措施防止人员陷入。
二、2013年度主要生产地区
2013年我矿生产地区位于矿井西翼，主要为：
（一）掘进:
1、5103回风顺槽、5103切眼，矩形锚网索支护。
2、5102运输顺槽、5102回风巷，矩形锚网索支护。
3、5104运输顺槽、5104回风巷，矩形锚网索支护。
（二）回采：
5101综放工作面。无水害威胁。
以上巷道均为沿底掘进。日常井下开拓、掘进工作面（探水警戒线以外的区域）探放水作业必须先行进行物探超前探测，钻探验证时必须保证掘进中心水平上不得少于3个孔、在垂向上每1.5米至少布置一个探放水孔。回采工作面在物探资料可疑点进行钻探验证的基础上，延顺槽方向每50米应保证一个钻探验证孔（附巷道平面图）。
三、探放水设计及钻孔布置
（一）探水钻机的基本性能及参数
本矿使用的探水钻机为WYZ-200煤矿用全液压坑道钻机 型号：WYZ-200 功率：22KW 转速：280r/min 工作压力：15MPa 钻孔最大深度：200米 钻孔直径：75mm
（二）探放水前的准备
1、加固钻场安装，固定WYZ-200型探水钻。
2、施工好临时水窝和水沟，安装好排水泵和排水管路，保证排水系统完好。
3、瓦斯员检查工作面瓦斯浓度，确保工作面瓦斯不超限。
4、清理工作面杂物，把工作面煤、矸石、杂物、矿车等全部拉走，以保证工作面清洁整齐。
5、保证工作面局扇正常运转，在开钻前，必须先把工作面风筒吊挂整齐，并保证有足够的风量。
6、检查主水泵及备用水泵的完好情况，保证两台水泵能正常运转。
7、检查水仓内水量，确保全部排完。
8、在探水工作面必须安装与地面调度室直通的电话，并保证畅通。
9、必须保证足够数量的能有效控制水量大小或封堵钻孔的水泵、水管、木楔、速凝剂、水泥等。
10、加强钻机附近的巷道支护，并在工作面迎头打好坚固的立柱和栏板并将钻机架设牢固。
11、将各条油管清理干净后，按照泵站接头接好，并保证牢固可靠无误。
12、检查油箱中液压油量，油面不得低于油箱4/5处。
13、启动泵站前，务必检查各零件部件是否齐全，各坚固件是否松动。
14、检查检查各控制阀是否灵活可靠，油压表、水压表是否符合要求。
（三）探放水钻孔位置及布置方法
1、探放水总体设计为煤巷探150m，允许掘进120m，保证有30m的超前距离，岩石巷道探150m，允许掘进130m，保证有20m的超前距离。
2、探水孔布置方法：
（1）主要运输、轨道、回风大巷及各采区巷道均布置在煤层中开拓，根据《煤矿防治水规定》，在工作面扇形布置3个探水孔，具体布置为：
1）中心眼布置：在距巷道底板1.5m，探眼方向垂直工作面布置。探眼
2）右侧边眼的布置：距底板1.5m，探眼方向与巷道走向的夹角5°。
3）左侧边眼的布置：距底板1.5m，探眼方向与巷道走向的夹角5°。三个钻孔孔间距均为0.5m。
以上三个钻孔探进深度不少于150m，每掘进120m后再进行下一次探进，煤巷保证30m的超前距，达到探放水目的。
(四)安装孔口管
1、先用直径108mm的钻头打一深度为5米的钻孔。
2、将孔口管插入孔内并用配好的速凝剂和水泥将孔口管固定封死，在管的上方另留一小管，然后从孔口管内向四周压入水泥浆。
3、待从小管内流出浓水泥时将小管封死，继续向孔口内压入水泥浆，至一定压力后停止注浆，关闭管上的闸阀待水泥将凝固。
4、水泥浆凝固后进行扫孔，扫孔深度超过孔口管长度后，向孔内压水，当其水压值不得小于2MPa，且孔口管周围没有漏水出现即符合要求，否则必须重新加固。
（五）钻孔作业：
1、钻孔作业必须由专业的探水工操作，每个钻孔必须进行编号，钻孔水平角度、倾斜角度以及钻孔深度等要有详细的探钻记录。
2、开启泵站电机，待钻机空运转正常后，将钻杆转上，按照钻孔要求对准钻孔位置，开动液压马达并推动流量控制阀，等钻机正常运转后，再扳动推进油缸手动换向阀使推进油缸缓缓推进，并开启水阀，待钻头得到有效定位并钻进数厘米后，将手动换向阀扳倒最大开启位置，然后开始正常作业。
3、在钻孔过程中，若遇坚硬岩层，应立即控制流量阀，降低推进速度。
4、钻孔时若发现水量变小，应退出钻杆，待清理水孔后，再继续钻孔。
5、钻孔时若发现水量突然增大或出现雾气、空洞、顶钻等现象时要立即停止作业，但不允许拔出钻杆，并要立即向调度室报告。
6、在钻孔过程中，要随时检查工作面瓦斯浓度，发现异常时应立即停止作业，查明原因待采取相应措施后，再进行开钻作业。
7、钻探时打到老空水，水量突然增大后，现场作业人员一定
要保持镇定，不要惊慌，要根据出水量大小及出水压力的大小立即组织人员进行排水或封堵钻孔等工作，有效控制出水量，并及时报告矿调度室。
8、安全员要随时观察顶板变化情况及支架支护情况，若发现支架松动或钻机摆动时，要立即停钻进行加固处理。
9、钻孔达到预定深度后，记录员记好各种数据，才可退钻。退钻时要逐根退卸，并把运出的钻杆整理成捆放在钻杆架上，准备下一钻孔的使用。
第六章 水患防治的经济投入
一、防治水患规划
由矿井生产技术人员做每年、季、月度的防治水患规划，制定经济预算，申报矿长审批。
二、经济投入
1、每年按正常生产计划按吨煤售价的5%提起，专款专用，做防治水患的准备资金。
2、保证正常资金投入，确保探水需要的设备的供给。
第七章 独立排水系统与供电
一、矿井独立排水系统
1、矿井采用一级排水系统，掘进工作面的水排至井底中央水仓内由主水泵排出地面。
2、水泵房内安装3台MD280-43×7多级离心水泵，额定流量
280m/小时，扬程300m，排水管路为二趟Φ219mm无缝钢管。
矿井采用双回路供电。
第八章 矿井正常涌水量与排水能力
一、矿井正常涌水量8m/小时，最大涌水量15m/小时。
二、主副水容量各1000 m，均能容纳矿井8小时正常涌水量。
三、排水能力。主排水泵能力实测排水280 m/小时，排水泵和管路能在20小时内排出24小时正常涌水量。
第九章 探放水安全技术措施
一、按照《煤矿安全规程》规定，编制防治水计划和每度防治水计划并组织实施。
定期或不定期收集，调查相邻矿井开采情况。并展在井上对照图，采掘工程平面图上。注明开采范围，开采年限，积水情况，制定相应的探、放、堵、截、排的综合防治措施。
在每年雨季前必须对防治水工作进行全面检查。组织抢险队伍，储备足够的防洪抢救物资。
二、地面防治水
1、当地历史降水量和最高洪水资料，建设疏水、排水、防水系统。
2、严禁开采煤层露头的防水煤柱。
3、容易积水的地点应修筑沟渠，排泄积水。
4、严禁将矿石、炉碴、垃圾等杂物堆放在山洪光线渠或附近。
三、井下防治水
3331、相邻矿井分界处必须留设防水煤柱。矿井内有断层时，必须在断层两侧留设防水煤柱。防水煤柱的尺寸，应根据了解区内地质构造，水文地质条件，煤层赋存状况，围岩性质，开采方法及煤层移动规律而定。
2、严禁破坏各种隔水煤柱进行采掘活动。
3、认其执行有掘必探的原则，对不执行探水设计及措施的责任人严加处理。
4、清理好巷道，疏通水流路线，挖好排水沟。
5、设置专用的探放水通讯电话，及时反馈信息。
6、根据排水能力和水仓容量，控制放水量，并有专人监视出水情况将水位、水压做好记录，若水量变化突然，必须及时采取措施处理。并立即报告调度室。
第十章 避灾路线
一、探放水时，应当撤出探放水点以下部位受水害威胁区域内的所有人员。
二、探放水钻进时，发现突水征兆时，应当立即停止钻进，但不能拔出钻杆；现场负责人应当立即向矿调度室汇报，立即撤出受水害威胁区域的人员到安全地点。
三、避灾路线：
1）工作面→西运输（轨道、回风）→总回风巷→回风井梯子间→地面。
2）工作面→西运输（轨道）→运输（轨道）大巷→暗斜井→
地面。
第十一章 设计方案的实施
一、本方案组织探水队认真学习，工作中严格认真的按照方案施工。
二、定期召开组织机构成员协调会，进行水文条件分析、水害分析、讨论方案中适合与否，并进行修改。
三、认真履行探放水职责；防止水患事故的发生。
四、一旦发生预想不到的水患事故，按照重大事故应急救援预案的规定程序逐级上报，处理。
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