皮带巷、轨道巷有掘必探设计.doc

祥林地测科总工程师:地测副总:地测科:审 核:编 制:生产矿长: 机电矿长: 通防副总: 调度室: 机电科: 地测科: 编 制:总工程师: 安全矿长: 地测副总: 安全处: 通风区: 生产科: 审 核:一工作面基本情况 51. 工作面设计 52. 井下四邻关系 53. 井上下相对位置 5二 地质及水文地质情况 51. 地质及水文地质情况 6三超前探测设计 6（一）超前物探设计 7（三） 超前钻探设计 10（四） 钻孔施工工艺流程 16（四）安全技术措施 201、 钻探期间 202、 物探期间 22一工作面基本情况1. 工作面设计工作面设计巷道为东四延伸皮带巷、轨道巷，其目的为东四延伸采区 系统巷道东四延仲皮带巷、轨道巷工作面均沿10#煤层或设计坡度进行 掘进，东四延仲皮带巷前段沿192方位掘进226米，后段沿213方位 掘进832米，总设计长度为1058米东四延伸轨道巷前段沿192°方位 掘进199米，后段沿213方位掘进845米，总设计长度为1044米2. 井下四邻关系东四延伸皮带巷、轨道巷工作面位于东四延伸采区，工作面位于东四 轨道巷正前，北部为东四采区系统巷道，东部、南部均未进行采掘作业。

3. 井上下相对位置工作面地面位于霍州市境内，东北面距南东村煤窑约825m,东南面 距南李庄740im西南面处于北泉村下方，西面距琵琶垣村约74m米；地 表多为荒地，山谷沟壑，无任何建筑物；排水渠道通畅，无法形成积水区, 大气降水大部分自然蒸发，少量通过第四季黄土层补充地下水；工作面范 围内地面最低标高为+688m,位于北泉村以东北140m处（井下位置位于东 四延伸轨道巷955m处），地面最高标高为+786m,位于北泉村以北约 1000m处黄土嫄上（井下位置位于东四延伸轨道巷开口处）二 地质及水文地质情况1. 地质及水文地质情况根据相邻东四系统巷道（皮带巷、轨道巷）及450总回风巷、450运 输大巷地质资料结合相邻1・72钻孔和XZ-1水文观测钻孔资料分析，该工 作面煤层整体为单斜构造，总体趋势北部高南部低，起伏变化不大，煤层 倾角1〜5平均倾角2° ,褶曲宽缓工作面煤层走向NE〜SW,倾 向SE,煤层节理不发育，煤层产状N60° E, NW, Z80°东四正前轨道巷、皮带巷掘进过程中预计煤层倾角较平缓，底板起伏 变化不明显；根据东四系统巷道（皮带巷、轨道巷）及450总回风巷、450 运输大巷揭露构造情况分析，工作面掘进期间预计将揭露1条较大断层: FD41 H=10m对工作面掘进影响较大。

工作面西部22m处的1-72钻孔、 345m处两系统巷道间的XZ・1水文观测钻孔，封孔质量良好，对工作面 掘进无影响；根据相邻工作面揭露地质资料分析，掘进期间预计不会揭露 陷落柱，顶底板未出现滑动构造影响10#煤层直接顶泥岩，黑色，呈薄层状，岩性致密，分布稳定，隔水性 能良好易破碎冒落9#煤层厚度0.75m-0.98m,平均厚度0.8m,老顶为 K2灰岩，深灰色，致密，坚硬，厚层状局部裂隙较为发育，形成导水 通道，易造成巷道顶板淋水；直接底为砂质泥岩遇水易软化老底为中- 细砂岩，岩层坚硬不易变形2. 探测物理特征正常情况下煤层、灰岩一般表现为高阻物性特征，相对而言，泥岩、 砂岩其视电阻率相对较低；若煤岩层裂隙发育、含水，均表现为低阻特征当存在煤层采空区（积水或不积水）及岩层岩溶、裂隙、断层破碎带 等构造（即地质异常体）时，地质异常体及其附近导电性分布将发生明显 变化（物性异常）；如果构造内不含水，则其导电性较差，使局部电阻率 值增高；如果构造含水，由于矿井水的矿化度较高，因其导电良好，相当 于存在局部低电阻率值地质体岩层或煤层的富水情况将决定其电阻率的 高低情况三超前探测设计（一）超前物探设计1、 超前物探目的市于该工作面为带压开采且局部构造较发育，结合已知的地质资料分 析该工作面在掘进期间不会揭露较大的地质构造，K2灰岩含水层英含水 性弱，但遇构造、裂隙顶板有淋水直接影响到掘进的安全生产。

10#煤层 老顶为K2灰岩裂隙水，平均厚度7m,是影响工作面的主耍水源，预构 造、裂隙时，顶板会有淋头水针对以上问题本次物探设计的探测目的主要是:①探查巷道掘进期间 顶板K2灰岩，底板太灰含水层富水性、工作面前方是否存在隐伏构造情 况②探测其他水文地质情况2、 仪器选型根据本次探测任务及工作面现场探测环境，选用YDZ（A）直流电法仪或YCS512型、YCS512型瞬变电磁仪进行瞬变电磁超前探测3、仪器参数发射工作电压：6V-9.6V发射工作电流：W2.5A接收工作电压：6V-9.6V直流输入阻抗：50〜55 Q接收工作电流：W1.5A发射频率:125Hz> 75Hz、25Hz、8.3Hz4、瞬变电基本原理及方法矿井瞬变电磁法简称KTEM,它是利用不接地回线或接地线源向地 下发射一次脉冲电磁场，在一次脉冲电磁场间歇期间，利用线圈或接地电 极观测二次涡流场的方法其基本工作方法是：于巷道内设置通以一定波 形电流的发射线圈，从而在其周围空间产生一次磁场，并在巷道周围导电 岩矿体中产生感应电流，断电后，感应电流由于热损耗而随时间衰减，衰 减过程一般分为早、中和晚期早期的电磁场相当于频率域中的高频成分, 衰减快，趋肤深度小；而晩期成分则相当于频率域中的低频成分，衰减慢, 趋肤深度大。

通过测量断电后不同时间的二次场随时间变化规律，可得到 不同深度的地电特征5、瞬变电单次探测设计测点布置于顺槽巷道迎头，发射、接收线框沿水平、垂直方向呈扇面 布置发射线框采用l・5mXl・5ni矩形冋线探测分顶板30方向、水平 顺层和底板30°方向三个方向扫描，水平方向主要控制巷道两侧帮及前 方的含水构造，垂直方向主要控制顶板、底板及前方的含水构造巷道三条测线各布置11个测点，分別为：1#测点巷道左前方50 2#测点巷道 左前方40° , 3#测点巷道左前方30° , 4#测点巷道左前方20° , 5#测点 巷道左前方106#测点巷道正前方，7#测点巷道右前方10 8#测点 巷道右前方20 9#测点巷道右前方30° , 10#测点巷道右前方40 11#测点巷道右前方50见现场施工布置示意图：瞬变电探测角度设计平面示意图6. 工作面整体物探设计及工作量东四延伸皮带巷、轨道巷物探设计如下：开口后使用瞬变电法探测, 探测过程中要远离干扰体，耙岩机等采掘设备要离探测位置10m以上， 每次探测距离为100m,允许掘进距离50m,开口 50m后使用瞬变电法进 行第二次探测，依次类推综上所述东四延伸皮带巷、轨道巷在掘进期间 共设计物探40次。

具体依据现场情况可调整增加物探次数及物探方法）掘进期间若揭露断层、陷落柱等地质构造如需耍使用其他的物探手段 时，需另作出相关设计，且附于本设计后7. 物探盲区及效果不好的处置措施① 瞬变电理论盲区位于探测位置前方25米范围② 从第二次探测开始，探测起始端30米范围内与前一次超前探测距 重叠，形成闭合，一次循环，消除盲区：第一次探测盲区，采用打钻探测 进行处置③ 设计钻探深度每次80m,每循环留设30m的超前距离，一般情况 下基本能将顺便电磁理论盲区覆盖在有效钻探距离之内做到同点同探, 物探互补，不留盲区④ 在特殊情况下可对物探超前探测距离盲区25m范围内采用短探短 掘的办法予以弥补三）超前钻探设计1、超前钻探目的结合物探情况，探测东四延伸皮带巷、轨道巷前方80m范围内煤岩层赋存及地质构造情况，消除水患、保证安全2、钻探设备参数①钻机参数：本次探放水采用ZDY-1250全液压坑道钻机钻机参数 见下表：钻机型号生产厂家功率(kw)额定转矩(N.m)额定电圧ZDY-1250煤炭科学研究总院重庆研究院1250/600380/660电机转速(r/min)设备尺寸(mm) K*宽*高主轴倾角钻机质量(kg)最大钻进深度(m)14702265*1020*1380-90 - +9018332003、超前钻探设计① 超前距及底板孔深度确定根据公式：L =0.5KM$P/Kp式中：L—超前距(m);K—安全系数(一般取2〜5)；M煤层厚度或米咼(m);P—水头压力(t/m2);Kp—煤的抗张强度(t/m2) o根据计算公式得出超前距为1566m,结合矿井实际情况超前距定为 30m。

根据《辛置煤矿东四采区下组煤“下三带”测试报告》采用压水试 验方法得岀底板岩层采动破坏深度为9.98-10m,因此底板钻探深度为10 米② 探测钻孔位置东四延伸皮带巷、轨道巷工作面超前探测工作严格按照“物探先行,钻探跟进”的原则执行，钻探与物探同步进行，一般选择在同一位置物 探采用瞬变电法探测，每循环lOOmo物探结束后，物探人员及时对采集 数据进行处理，并编制分析报告，确认无水害异常区后，组织钻探工作, 如果物探过程中出现异常区域时，根据异常区分析结果，加密钻孔布置③ 、钻孔布置：钻孔设计情况（前段）位置孔号方位倾角设计孔深终孔层位东四延伸皮带 巷、轨道巷工 作面迎头1192°钻探时根据巷 道施工要求进 行钻探及坡度的确定80m10#煤层顶板（沿 掘进方向）2192°81m底板下5-8米3192°82m底板下10-12米4178°82m10#煤层顶板（左 帮距20米）L0206°82m10#煤层顶板（右帮距20米）（后段）孔号方位倾角设计孔深终孔层位东四延伸皮带 巷、轨道巷工 作面迎头1213°钻探时根据巷 道施工要求进 行钻探及坡度的确定80m10#煤层顶板（沿 掘进方向）2213°81m底板下5-8米3213°82m底板下10-12米4199°82m10#煤层顶板（左 帮距20米）L0227°82m10#煤层顶板（右 帮距20米）备注：具体钻探情况依据现场实际情况及物探结论报告进行调整设计，根据现场揭露及异常区情况进行增加钻孔验证，且可能增加顶板钻孔对迎头裂隙水进行探放，具体钻探依据现场单次循环设计。

④ 钻孔设计东四延伸皮带巷、轨道巷前段均沿192°方位掘进沿设计坡度进行掘 进，后段均沿213方位掘进沿沿设计坡度进行掘进由于东四延伸皮带 巷、轨道巷工作面周边无釆掘情况，东四延伸皮带巷、轨道巷工作面掘进 期间严格执行有掘必探工作综合考虑，东四延伸皮带巷、轨道巷工作面 巷掘进期间布设5个探孔，探孔呈扇形布置于10#煤层顶板中，一个中心 眼，两个底板眼，二个外斜眼，编号为1#、2#、3#、4#、5#o探孔布置 间距为1.5m,其中1#、4#、5#孔距底板1.3m处，倾角考虑与巷道设计 坡度倾角一致；2#孔距底板1.5m, 3#孔距底板lm,倾角分别为巷道设计 坡度倾角4超前钻探距离为80m,允许掘进50m,留设30m超 前距，超前距与帮距相同⑤ 钻探工作量每次探测距离为80m,允许掘进距离50m,依次类推综上所述 东 四延仲皮带巷、轨道巷在掘进期间共设计钻探43次掘进期间若揭露断层、陷落柱等地质构造如需要钻探时，需另作岀相关设计，且附于本设计后⑥ 钻孔布置（见附图2）备注：现场钻探施工期间根据实际施工情况，结合“三专两探一撤人” 措施，煤巷、半煤岩。