煤矿岩溶陷落柱探放水技术浅谈
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煤矿井下探放水措施研究近年来煤矿井下出现的地质灾害问题,引起了人们的高度关注。
其中,水灾事件经常发生,对矿井工作造成了很大的影响。
为了解决这个问题,煤矿井下探放水措施研究已逐渐成为煤矿安全的重要组成部分。
在煤矿井下,由于地质条件的限制,水的流动和积聚是不可避免的。
因此,在采煤过程中,要及时探放井下的水,以确保煤矿生产的安全性和持续性。
具体的探放水措施主要包括了以下几个方面:首先是掌握井下水文地质情况。
在煤矿井下的探放水工作中,开展水走向的调查和数据收集非常重要。
只有充分掌握井下水流的方向,大小和变化情况,才能制定出更合理的探放水方案。
另外,地下水的含量也是需要考虑的因素,一旦超过矿井的承载能力,就会引发水患。
因此,地下水的调查和水文地质分析是探放水的前提条件。
其次是采取有效的措施防止突水。
在井下探放水的过程中,突发性的水灾事件不能完全避免,因此要采取一定的措施来预防和抗击。
常见的方法包括漏斗拦水、堵水篹、中水泵房、救援预案等。
当然,尽量提前做好防范措施是非常有效的做法,可以大大减少水灾带来的损失。
最后是加强井下检测和巡视。
井下水流的变化时刻都在发生,因此,加强检测和巡视也是探放水的重要环节。
可以采用多种技术手段,如水检测仪、超声波检测仪、测压计等,及时检测井下水的情况。
另外,加强井下人员的巡视和监控,能够及时发现和处理井下的水灾事件。
总之,煤矿井下探放水措施的研究对于确保矿井生产安全十分重要。
只有掌握井下水文地质情况,采取有效防范措施并加强检测和巡视,才能尽可能地减少煤矿水灾对生产带来的影响。
同时,也需要科学施工和管理理念的支持,不断提升技术和设备水平,以保障矿井运行的持续性和安全性。
煤矿探放水安全技术措施背景在煤矿中,掘进开采过程中会涉及到水文地质条件的影响,水体会对煤矿的安全生产和节能降耗等方面产生各种影响。
探放水是指煤矿掘进开采中,为了获得掘进顺利所需的足够施工空间,在掘进过程中要对煤层和围岩前方的含水层进行开采,排斥其中的水质。
但是,探放水也会带来一系列安全问题。
因此,煤矿探放水安全技术措施至关重要。
探测技术探水在煤矿掘进过程中,煤和岩石呈交替出现的结构,水的存在对掘进的安全和高效程度有很大影响。
因此,必须采用先进的水文地质探测技术,对煤矿探放水的位置、深度和水质等情况进行准确探测。
常见探水方法包括地下水点位探测、水文地质勘查和地下水位监测等。
通过这些探测技术,对煤矿探放水的情况进行准确的把握,从而制定出合理的安全技术措施。
探气在煤矿中,有些地方同时存在水和可燃气体,这样会导致可燃性爆炸事故发生。
在探放水过程中,必须进行探气工作,及时发现可燃气体的存在,以便采取安全预防措施,杜绝煤矿安全事故的发生。
常用的探气方法有毒烟雾法、红外探测法等。
探气工作一定要由专业的机构进行,以保证探气结果的准确性和科学性。
安全措施防护措施在掘进过程中,要设立安全围栏,确保工人的安全,并阻断洪水从掘进面涌入。
若掘进面有充水的危险,还应该设立泵站,定期排水,防止水过多积累破坏掘进工程。
加强协调与指挥煤矿探放水工程的开采过程极其复杂,需要各方工作人员之间进行密切的协调和指挥,从而保证整个过程的精确性、安全性和高效性。
此外,施工方需要有一套完善的预案,做好各种应急处理措施,及时发现和处理安全事故,保护工人的生命财产安全。
加强施工管理在掘进过程中,需要加强施工管理,严格遵循安全生产措施,确保施工人员积极参与,加大施工现场的安全管理力度,定期进行安全培训和交流。
此外,施工过程中还应注意严格执行操作规程,避免因为人为因素引起的安全事故。
总结随着煤矿掘进开采的不断推进,探放水问题也越来越重要。
为了保证煤矿的安全和高效生产,在探放水过程中必须采取多项措施,包括技术手段、安全措施和管理考核等方面。
小煤矿如何进行井下探放水一、在受水害威胁的地区,必须坚持“有疑必探,先探后掘〞的原那么。
巷道掘进之前,必须采用钻探、物探等方法查清水文地质条件。
小煤矿可请地测技术人员或地质部门写出水文地质情况分析报告,并提出平安防范措施,经县煤炭管理部门审查批准后,方可进行掘进工作。
二、工作面回采前,必须采用物探、钻探或巷探等方法查清工作面内断层、陷落柱等情况。
写出专门水文地质情况报告,经煤矿技术负责人组织审查后报县煤炭管理部门批准前方可回采。
发现充水时,必须立即采取可靠的平安措施或留设防水煤柱,否那么,不得开采。
三、沿断层防水煤柱边缘布置工作面,在煤柱附近开切割眼时,必须边掘边探,随时对防水煤柱进行探查,探查防水煤柱尺寸是否符合设计规定,如不符合规定,按煤柱尺寸要求重新开切割眼。
探查后,所有钻孔必须封孔。
四、对小窑老空充水区、充水巷道、导水断层、强含水层、陷落柱、老钻孔等需要探放水的地区,都必须确定探放水警戒线,并准确地绘制在采掘平面图上。
开拓掘进工程到达警戒时,必须先探后掘,严格掌握钻孔的超前距离。
钻进时发现煤岩松软、片帮、来压或钻眼中水压、水量突然增大、顶钻等异常情况时,必须立即停止钻进,但不得拨出钻杆。
要立即向矿部报告,并派人监测水情。
如果发现情况紧急时,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。
五、在安装钻机前,必须遵守以下规定:1、加强钻孔附近的巷道支护,背好帮顶,并在工作面迎头打好巩固的立柱和拦板。
2、清理巷道浮煤,挖好排水沟。
3、在打钻地点或其附近安设专用。
4、确定主要探水孔位置时,应由测量人员进行标定。
负责探放水工作的人员必须亲临现场,共同确定钻孔方位、倾角和钻孔布置数目及钻进的深度。
5、在预计水压大于1kg/cm2的地点探水时,应预先固结套管。
套管口应安装闸阀,套管深度必须在探放水设计中规定。
特别危险的地区,还应预先开掘平安躲避洞,规定撤人的避灾路线等平安措施,要使施工人员人人皆知。
浅论如何做好矿井的探放水工作【摘要】“有疑必探、先探后掘”的原则是防止煤矿井下水害事故的基本保证,只有做好探放水工作,才能够很好的掌握矿井水赋存的情况,为矿井的水灾防治提供准确可靠的资料,进而更好地控制矿井水灾害的发生,因此,本文主要对矿井的探放水作了简要的介绍。
【关键词】探放水;防治水1 引言众所周知,矿井水灾是煤矿安全生产中几大安全隐患之一,煤矿重特大水害仅次于瓦斯事故,针对存在水患的矿井,必须加强水害防治工作,查大隐患,防大事故,坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原则进行探放水,根据探放水的资料采取相应的措施进行水害治理工作。
笔者认为,“有疑必探、先探后掘”的原则是防止煤矿井下水害事故的基本保证,因此,本文主要从探放水方面对矿井防治水进行简要地介绍。
2 必须坚持“预测预报,有掘必探,先探后掘,先治后采”的探放水原则接近积水地区掘进前或排放被淹井巷和积水前,必须编制探放水设计,并采取防止瓦斯和其他有害气体危害等安全措施。
探水眼的布置和超前距离,应根据水头高低、煤(岩)层厚度和硬度以及安全措施等在探放水设计中具体规定。
3 何时需要确定探水线进行探水采掘工作面遇到下列情况之一时,必须确定探水线进行探水。
3.1 接近水淹或可能积水的井巷、老空区或相邻煤矿时,井巷出水点的位置及其水量,有积水的井巷及采空区的积水范围、标高和积水量,必须绘制在采掘工程平面图上。
在水淹区域应标出探水线的位置。
采掘到探水线位置时,必须探水前进。
3.2 有与溶洞、含水层及与之有水力联系的导水断层、裂隙(带)、陷落柱时,必须查出其位置,并按规定留设防水煤柱。
巷道必须穿过上述构造时,必须探水前进。
如果前方有水,应超前预注浆封堵加固,必要时预先建筑防水闸门或采取其他防治措施。
3.3 打开隔离煤柱前必须探放水。
3.4 接近有水的采煤工作面时必须探放水。
3.5 接近未封闭又可能突水的钻孔时必须探放水。
3.6 煤层顶板有含水层和水体存在时,应当观测“三带”发育高度。
岩溶陷落柱防治水技术浅谈
关林奎
(山西三元煤业股份有限公司,山西长治 046000)
摘要:本文通过对山西三元煤业股份有限公司三采区陷落柱探放水结果分析,总结其产状,富水、导水性,为回采顺利进行,提供基础资料。
关键词:岩溶陷落柱;瞬变电磁;钻探;无线电透视;产状;
导水性、富水性;
山西三元煤业股份有限公司井田位于太行山中段西侧的山前地带,即称之为”上党盆地“的一部分,地势开阔平坦,本矿井现采3#煤层,生产能力220万吨/年,矿井水文地质类型中等,现该矿井三采区首个工作面3301工作面已形成,采区开拓前通过井上三维地震[1]物探手段,对该采区煤层赋存状况、构造分布情况及构造导水、含水情况进行回采前探明。
1 陷落柱基本情况
通过三维地震探测出山西三元煤业股份有限公司三采区有一陷落柱,该陷落柱位于勘探区中东部,在煤层底板平面图上呈椭圆形,时间剖面上为反漏斗状,陷落柱空间形态为不规则倒楔形。
长轴方向为N59°W,长轴长度86m左右,短轴长度64m左右,为控制可靠的
陷落柱,详见附图1
附图1 X2陷落柱在时间剖面上的显示
X2陷落柱X2陷落柱
根据三维地震报告中叙述,此陷落柱富水性较弱,但考虑其导通3#煤层上部K8弱含水层,在形成工作面后回采过程中可能形成水害。
2 物探、钻探结合探测陷落柱产状及富水、导水性
根据矿井采掘布置,X2陷落柱临近三采区3301工作面(该采区首个工作面)回风巷一侧,因此决定利用3301回风巷对其进行探放水及探明产状工作。
2.1瞬变电磁[2]探测陷落柱
根据三维地震中给定的陷落柱的位置,当3301回风巷掘至离陷落柱水平距离100米时,对其进行瞬变电磁超前探测,确定其井下位置,为钻探做好准备工作。
瞬变电磁平面、纵切面图如附图2所示,
顺便电磁成果图如附图3所示
附图2瞬变电磁平面、纵切面图
附图3 瞬变电磁成果图
备注:图中横纵两轴代表超前探测距离。
本次探测中,距迎头60米处椭圆区域为高阻异常区,根据现有资料推断高阻异常区可能为陷落柱构造。
2.2钻探探测陷落柱
根据瞬变电磁中给定的陷落柱的位置,对X2陷落柱进行钻探,钻孔参数及探明情况如附表1所示,钻探钻孔布置如附图4所示。
(1)钻孔布置及钻孔参数
附图4钻孔布置图
附表1 钻孔参数及探明情况
(2)孔口管安装:
孔号 位置(米) 夹角(°) 倾角(°) 深度(米)
其他情况
1
763 35 3 76 孔深76米时探测到陷落柱。
无出水 2
772
34
2
56
孔深56米时探测到陷落柱。
无出水 3
852
90
3
63
孔深至24米时探测到陷落柱,后继续延
伸探测63米为全岩,最后继续延伸探测10米为全煤。
此孔深度为97米。
无出水
4 854 72 3 81 孔深至64.5米,为全煤。
无出水 5
856
57
2
64.5
孔深至81米,为全煤。
无出水 6
853
83
2
27
孔深至27米时探测到陷落柱,后继续延
伸探测45米为全岩,最后继续延伸打设10米为全煤。
此孔深度为82米。
无出水
备注:位置为距巷道口位置,夹角为与巷道帮所成夹角,倾角为与水平向上夹角(考虑到打钻时钻杆下沉),高度:所有钻孔均距底板1.5米。
特殊情况,周围环境影响打钻的,可上下调整300mm ,
打设放水钻孔时必须提前一天安设好孔口套管,孔口管选用孔口外孔径为108mm,长度10m(根据煤矿防治水中规定)无缝铁管。
孔口套管安设采用双液注浆泵,在管外围灌注425水泥,确定水泥凝固后,在孔口管外安装截止阀门,然后在孔口管内打设探测孔。
(3)探放水设备选择:
根据围岩性质及周围已掘巷道揭露水文地质情况,选用ZDY650型矿用液压坑道钻机。
钻机主要参数如附表2:
附表2 钻机主要参数
整机质量 Kg 950 最大给进能力KN 25
功率 KW 15 最大起拔能力KN 36
额定转速 r/min 110/230 钻孔倾角00—±900
额定扭矩 N.m 650/320 钻孔直径 mm Φ42/Φ50
油泵排量 ml/r 0-40 适用钻孔深度 m 200(≥42)
主机处形尺寸 m 1.85×0.62×1.40(长×宽×高)
钻探X2陷落柱过程中无出水现象,同时探测出陷落柱长轴长63米,短轴长45米,且距3301回风巷最近距离为24米。
2.3无线电波透视(坑透)陷落柱
当3301工作面形成后,利用无线电波透视(坑透)验证瞬变电磁及钻探成果。
施工首先在3301工作面运输巷从切眼处开始每隔50m布置一个发射点,共布置19个发射点,每个发射点对应在回风巷有11个接收实测场强点,接收点距为10m;到3301工作面入口处后交换巷道,同样在回风巷每隔50m布置一个发射点,共布置32个发射点,每个
发射点对应在运输巷有11个接收实测场强点。
共计完成451个测点,51个发射点,其中,回风巷209个测点,运输巷352个测点;无线电波透视成果如附图5所示:
附图5无线电波透视成果图
结合三维地震及钻探最终确定YC-5(如附图7中所示)距运输巷开口785~860m范围实测场强幅值变化差异较大,解释为此范围内发育一陷落柱,富水性不强,但回采时仍应注意构造导水的危害,对回采有一定影响。
3 结语
(1)综合物探及钻探成果及对地质构造确定“宁大勿小”原则,最后对X2陷落柱解释为:X2陷落柱为反漏斗状,长轴方向为N59°W,X2陷落柱长轴长86米,短轴长64米,距离3301回风巷最近距离为24米,陷落柱内无富水,且导水性不强。
(2)为了回采安全,建议回采时必须按照《煤矿安全规程》规定配足排水设备。
且根据探测结果提前制定安全技术措施,保证回采顺利通过陷落柱。
(3)待X2陷落柱揭露后及时地质编录,并对其充填物质分析,并对物探及钻探成果进行验证、总结。
(4)岩溶陷落柱水对煤矿安全生产威胁重大,物探、钻探相结合手段能较好地掌握陷落柱的产状及富水、导水性,此经验值得推广。
参考文献
[1]耿丽娟.新疆哈密戈壁滩区煤层三维地震勘探实践[J].地球物理学进展,2005,20(2):393-398.
[2]花育才,项首龙,夏双力,等.电法勘探在煤矿防治水中的应用[J].中国煤田地质.2006,(4):66-68.
作者简介
关林奎(1964-),男,山西长治人,工程师,主要从事过矿井采掘、机电、防治水工作。