最新7240上工作面防治水工程.doc

7240 （上）工作面防治水工程设计1.工作面地质及水文地质条件1.1 •概况7240 （上）工作面为任楼煤矿首个留设防砂煤柱开采工作面，位于中二、 中四采区地浅部，工作面走向长1510m倾斜宽75m面积182700用7240（ 上） 工作面地质储量39.7万吨,可采储量35.7万吨,位于“四含”防水煤柱之 内.2009年已由安徽省经信委审批（皖经信煤炭函[2009]335号），同意该 面开采上限标高-275m （顶板），按防砂煤柱设计开采.7240 （上）工作面煤层厚度为0.92〜3.17m,平均2.50m,72煤层平均倾 角为17° ,赋存稳定,结构简单，属气煤，面内小断层和褶皱构造较为简单， 下伏82煤已回采,7 3煤部分回采.与该工作面相近地地面“四含”水文长观 孔有：水1、水9和水21,对应地水位标高为-99.3m〜-109m 士 .1.2. 地质构造7240 （上）工作面位于F2和F3两大型断层之间，工作面总体构造形态 为单斜,工作面内煤层有稍有起伏，为次生宽缓型向斜构造，根据7240 （上） 北段机巷实见资料，共发育有3条断层,对采掘产生一定影响（具体见表1）.表1 7 240 （上）北段机巷构造情况构造名称倾角（°）性质落差（m对回采地影响F7240L-160正1.07240 （上J机联巷揭露F7240j-146正1.87240 （上上）机巷揭露F7240j-350正1.47240 （上上）机巷揭露1.3. 水文地质1.3.1. 四含水特征及涌水量估算本工作面主要充水含水层为“四含”及顶底板砂岩裂隙水 ，上覆第四含水层，底界标高为-246.5〜-251.7m,厚度为5.1m〜13.2m,平均9.0m 士（具体见表2）, “四含”底界大致呈北高南低地态势 .表2 7 240 （上）工作面“四含”赋存情况（从南致北）钻孔名称四含底界标咼（m）四含厚度（m）水1-253.963.8水9-249.924.8水21-253.2510.5422-251.1313.241-421-248.525.1412-247.187.440-411-246.508.6此段“四含”结构单一，岩性由粘土夹砾石和砂砾层组成 ，含泥量较高，工作面顶板距“四含”底界最小垂距为 20.24m. “四含”水质类型为 SO. HCO3-Na.Mg型.单位涌水量 q=0.001665 L/s •m ,平均渗透系数K=0.013m/d.水1孔揭露“四含”厚度 3.8m,四含水质类型为 SQ. HCO3-Na.Mg型.单位涌水量 q=0.00036 L/s • m ,渗透系数 K=0.091m/d.水9孔揭露“四含”厚度4.8m，“四含”水质类型为SO. HCQNa.Mg型.单位涌水量q=,渗透系数 K=0.5375m/d.水21孔揭露“四含”厚度10.5m,四含水质类型为 SO. HCONa.Mg型.单位涌水量 q=0.0001665 L/s • m ,渗透系数 K=0.0130643m/d.估算四含涌水量采用承压转无压双侧进水水平完整廊道公式 .2（2H —M）M -hr 厂Q=BK — R=10S kR“四含”渗透系数采用水 1和水9水21孔对四含抽水试验取得渗透系数地最大值“四含”平均水位为水 1、水9和水21孔地最高值，“四含”底板标高为-251.70m,水位降深采用四含水位标高与四含底板标高地差值,H=-99.3- ( -251.70)=152.4m.主采煤层露头带长度比采用 72煤走向长度约1500m.四含砂层含水层厚度为：取工作面及周边钻孔地平均值11.2m.估算四含涌水量，结果见表3.表3 工作面“四含”涌水量估算结果表B(m)K(m/d)M(m)H(m)R(m)Q(nVh)15000.53759.0152.71114144.01.3.2. 工作面顶底板砂岩裂隙含水层72、73、&煤层顶底板砂岩裂隙含水层，分布于煤层之上地泥岩、砂质泥 岩之间，在72、73、&煤层顶板范围内，砂岩所占比例约14.4 ~52.4 % ,砂岩 裂隙水是开采 72、73、&煤层地直接充水水源 ，据3624孔抽水资料：S=31.88m,Q=0.281L/s,q=0.0088l/s.m,K=0.019m/d, 水位标高为 +22.16m. 水化学类型为HCO3 Cl-Na型，矿化度为1.145g/L.任楼煤矿开采地工程实 践表明：煤系砂岩含水层段砂岩裂隙发育不均匀 ，含水性差异较大，煤系砂岩含水层补给条件差，以静储量为主，易于疏干,属含水小地含水层.现工作 面机风两巷从拨门至迎头位置个别地段有淋水现象 ，水量较小，工作面水害防治工程设计方案1.4. 工作面物探(1) 为保证7240 (上)工作面留设防砂安全开采，以及提高井下钻孔布 设地针对性，以矿井瞬变电磁对 72煤顶板砂岩水和四含水地富水性特征探 测结果作为探放顶板砂岩水和四含水地设计依据.(2) 以无线电坑透探测结果作为探放工作面地质弱面加固地设计依据 .1.5. 7240（上）工作面顶板“四含”和砂岩水地探查及疏放7240（上）工作面为提高上限开采地工作面 , 主要受上部“四含”水威 胁. 根据皖经信委煤炭函 2009[102] 号文批复要求 , 需对“四含”进行有效疏 降, 减少“四含”水量 .根据矿井在机巷采用瞬变电磁探查工作面 72煤层顶板地砂岩富水性结果,在j 4、j 9点附近存在两个相对低阻异常区.因此在7240 （上）北段机巷j 4、 j 9— 2n各设计一组探查孔，提前探查疏放“四含”水.j 4为第一钻场，设计5 个钻孔（201018、201019、201020、201021、201022）, j 9—2m为第二钻场,设计 5 个钻孔（201023、 201024、 201025、 201026、 201027）.1.5.1. “四含”和顶板砂岩水疏放地目地7240（上）工作面为我矿首个留设防砂煤柱工作面 , 上覆新地层“四含” 距工作面最小垂距20.24m,平均厚度为11.0m.为疏放7240（上）工作面顶板 砂岩及“四含”水 , 为工作面回采做准备 ,特设计两组探查孔 .1.5.2. 疏放钻孔布置原则为达到有效疏降目地 , 钻孔要均匀布置 , 终孔以穿过“四含”顶界后 j4 点继续钻进11米,j9 — 2m＜续钻进5米为准，终孔位置平面距离25m左右,尽 量布置在一条直线上 , 并且该线位于工作面中部 , 保证工作面位于降落漏斗 之内, 首先对瞬变电磁探测两个富水异常区设计两组钻孔进行探查 , 同时确 保不影响工作面回采 .1.5.3. “四含” 疏放钻孔设计每个钻场布置5个钻孔,呈“十”字形分布 ,夹角30°± ,各孔开孔位置均在棚梁下600mm开孔直径127mm钻进15n下© 108m套管15m,变径© 75mm直至终孔，全程下入© 58m套管，“四含”段须下相同规格地花管.各钻孔技 术参数详见附表，各钻孔施工前，要编制单孔施工设计，经矿总工程师组织 审查后实施，报集团公司主管部门备案.钻孔参数在单孔设计具体明确.1.5.4. 单孔涌水量预计采用承压稳定流不完整井公式计算:Q=2.73KMS4Mrw- A] - lg4MR式中：K----渗透系数,0.5375m/d ;M---- 四含厚度,取11.2m;l----钻孔进入四含深度；a ——a 二丄=0.54 〜0.74 ；MA----A=f( a ),查表得 1.2 〜0.77 ;s----水位降深,152.7m ;R----影响半径，R=10s、、k =635mrw----疏放钻孔半径(内径),36.5mm.经计算,其结果为15.9〜18.2m3/h.第一钻场(J4点)“四含”疏放钻孔设计技术参数一览表孔号施工地点开孔位置开孔孔径(mm终孔孔径(mm钻孔方位(°)角度(°)孔深(m备注1820107240(上)机巷j4点12775270±47 ±78 ±以穿过1920107240（上）机巷j4点12775300 ±44 ±82 ±四含底界后11米为准2020107240（上）机巷j4点12775240 ±44 ±82 ±21、222010根据201018、19、20孔施工情况待定第二钻场（J9-2m “四含”疏放钻孔设计技术参数一览表孔号施工地点开孔位置开孔孔径（mm终孔孔径（mm钻孔方位（°）角度（°）孔深（m备注2320107240（上）机巷j9 — 2m12775270 ±57 ±70 ±以穿过四含底界后5米为准2420107240（上）机巷j9 — 2m12775305 ±52 ±75 ±2520107240（上）机巷j9 — 2m12775235 ±52 ±75 ±26、272010根据201023' 24、25孔施工情况待定1.5.5. 钻孔施工技术要求⑴、在7240机巷准备2个车皮，保证有砂子涌出时能及时组织人员清理.⑵、钻机开工前钻机要生根牢固，前方有防砂喷出装置和防钻杆顶出设施,钻场附近有足够能力地排水设施.⑶、严格按设计要求施工，孔口管须下15m,孔口管安装之后要进行壁 后注浆,48小时后扫孔注水做耐压试验，试验压力3Mpa稳定时间不少于30 分钟 , 孔口周围若有跑漏孔口周围若有跑漏水现象 , 必须重新注浆做耐压试 验,直至孔口周围无跑漏水时方可继续钻进.⑷、 进入“四含”段后钻机要慢速钻进 , 终孔前应让钻机空转一个小 班, 然后再下套管和花管 . 同时要通知地测人员到现场观测水量变化情况 , 每天三次.⑸、进入“四含”段后如果水量较大，或发生顶钻和泥砂涌出现象，要 立即停止钻进 , 但不得拔出钻杆 , 待稳定后再继续钻进 .⑹、进入“四含”段后如果无水，则不下套管，必须进行封孔，封孔采用 黄泥, 封孔深度不少于 5m.⑺、钻进过程中钻掘区要认真记录，准确记录四含底界位置，以及钻孔 进入“四含”深度 .⑻、 施工单位施工前另外编制施工安全技术措施 .(9) 、钻孔在施工过程中 , 若出现地质、水文地质异常 , 请及时与地测部 门联系(10) 、钻孔施工结束后 , 施工单位要在一周内提交钻探施工总结 .1.6. 排水系统1.6.1. 水仓7240(上)机巷地水仓 , 位于低洼处 , 要求卧入巷道底板下 1.5m, 水仓容 积不小于 10m3, 作为打钻排水及工作面回采排水使用 , 水仓位置及参数详见 表 4：表 4：水仓名称地点架棚规格：长x宽乂高（m）3要求容水量（m）1井水仓j23.2 mX 3mX 2.8m102#水仓j 4—32.6 mX 3mX 2.8m103#水仓j8—182.6 mX 3mX 2.8m104#水仓j 12— 582.6 mX 3mX 2.8m105#水仓j16巷。