40105工作面回采地质说明书
一、概况
40105工作面为401采区西翼第二个工作面,工作面走向长1855m,倾向200m,面积37100m2,煤层底板标高590.6~649.0m,煤层埋藏深度340.2~459.3m,地理坐标范围为X:3880952.52~3881163.32;Y:36494379.229~36496245.971。工作面掘进范围内有D30、D37两个勘探钻孔,据资料显示封孔良好。
该工作面对应地表西部、东部为宽缓的黄土台塬,中部为沟壑地貌,地表最大标高1084.3m,最底标高886.2m。在工作面塌陷影响范围内有2个行政村庄——文家店和祁家坡,切眼西部为常家咀,工作面西部对应地表北侧为祁家坡南侧为文家店(咀头五组),文家店与祁家坡一条公路相连,且公路穿过工作面。工作面内及周围沿公路有住户,由于采动造成基地沉降,将会对村庄造成较大影响。该工作面对应地表菜子沟,沟壑中有一小溪,常年流水。由于村庄位于工作面塌陷影响范围之内,采掘活动可能会对村庄造成一定影响,须注意防范并提前考虑搬迁安置相关工作。
二、煤层及顶底板特征
2.1煤层
40105工作面内及周边勘探钻孔D30、D37钻孔皆为见煤、可采钻孔,平均全煤厚13.7m,属特厚煤层。煤层结构简单,局部含0~2层夹矸,大部分不含夹矸,岩性多为炭质泥岩。
2.2物理性质和煤岩特征
2.2.1物理性质
煤层属低变质烟煤,黑色,褐色、棕褐色条痕,细条带、条带状构造,层状构造,贝壳状、阶梯状及参差状断口。
2.2.2煤岩特征
以亮煤、暗煤为主,含少量镜煤。煤层的显微煤岩组分以有机物为主,无机组分次之。其中有机组分中又以粘土类和碳酸盐类为主,硫化物和氧化物较少。
2.3 煤层顶底板岩性特征
直接顶:多为泥岩,浅灰色。具水平纹理,含黄铁矿结核和植物化石,厚度平均0.66m。其抗压强度24.6 MPa,软化系数0.4,属于易冒落半坚硬不稳定型。
老顶:岩性主要为粉砂岩,浅灰—灰白色,平均厚度4.67m,其抗压强度63.76 MPa,软化系数0.50,属于半坚硬较稳定型。
直接底:铝土质泥岩,褐灰色,光滑细腻,厚层状,含鲕粒,遇水极易软化,易膨胀,厚度平均6.35m,其抗压强度29.4MPa,软化系数0-0.15,属于不坚硬不稳定型。
三、构造特征
工作面位于401采区西翼中段,区域构造位置处于祁家背斜与师家店向斜之间,主要受祁家背斜控制。工作面煤层倾角大部比较平缓,为1o~6o左右,工作面东部煤层倾角相对较陡。另外,根据41103工作面揭露及4上煤精细化解释显示工作面内主要褶曲和断层叙述如下:
(一)褶曲
1、祁家背斜
位于矿井中部,轴向近东西向,轴长约9km,轴部地层倾角2°左右,北翼倾角5°左右,与安化向斜南翼过渡部位倾角增大(17~21°),背斜宽度2.5~3km,枢纽呈马鞍状起伏。
2、师家店向斜
位于矿井南部,轴向北东东,向西倾伏变宽阔,两翼倾角平缓,一般2~3°,局部5~6°。
(二)断层
1、4煤DF07断层和F3断层
DF07为精细化解释较差断层,断层走向东南, 倾向东北,倾角70°~80°,断距0~8m,延伸长度226m;根据40105回顺实际掘进情况分析,DF07断层在回顺停采线处揭露,且与回联断层相连,断层揭露处巷道顶板及煤层较破碎,对工作面回撤期间造成一定影响,届时必须加强顶板及帮部支护,确保安全生产。
F3断层为精细化解释较差断层,断层走向近东南, 倾向东北,倾角78°~87° ,断距 6~13米,根据资料显示,延展至40105工作面停采线内可能性较小。
2、4上煤41103工作面揭露断层
41103工作面共揭露6个正断层。其中实际揭露断层落差最大
4.7m,落差均小于5m,倾角总体较小,延伸范围212m-254m。F2出现3-5m³/h短暂涌水,剩余断层导水性一般。根据资料分析及40105工作面实际掘进情况,6个断层都未发育到4煤。
四、水文地质条件
该工作面煤层顶板直接充水含水层属弱含水层,涌水量较小,不会对开采造成影响,但4号煤层上覆有两层的富含水层,分别为洛河组和宜君组,随着开采条件变化,也可能成为采场充水因素之一,加之40105工作面采掘过程中受41103采空区积水的影响,因此该工作面在回采期间,防治水工作尤为重要。
据《大佛寺煤矿地下水对煤矿安全开采影响的研究与分析》,4煤裂高采厚比平均16.85倍,40107工作面可采煤厚12.5m,计算得导水裂隙带发育高度平均210.6m,而40105工作面范围内4煤层据洛河组平均自西向东隔厚160m~200m。40105工作面采掘过程中导水裂隙带发育高度可发育至洛河组。根据彬长矿区冒落带高度为煤厚的3~5倍,计算得冒落带高度为37.5~62.5m,40105工作面范围内4煤与4上煤煤层自西向东隔厚12~26m,故回采垮落过程中会导通41103采空区积水。
综合认为,40105工作面准备过程中,各掘进头涌水量主要来源于构造裂隙水和施工水两方面,约10m3/h(含施工水),但遇到较发
育裂隙带或断层构造带时,极可能导通41103采空区积水。40105工作面回采过程中,工作面涌水主要来自延安直罗组弱含水层、洛河组强含水层及41103采空区积水,预计正常用水量200m3/h,最大涌水量1000m3/h左右。
五、工作面回采期间防治水方案
1)为保障安全生产,在回采过程中,严格执行“预测预报,有疑必探,先探后掘,先治后采”的防治水原则,做到不安全不生产。
2) 40105回顺:回顺共计施工1500m(6.0×2.0×1.5m)、1300m(20×2.0×1.5m)、450m(20×2.0×1.5m)三个水仓,铺设3趟Φ225排水管路,各排水点均为双泵双电源,回顺排水能力达1000m³/h。
3) 40105运顺及泄水巷:运顺共计施工1300m(20×2.0×1.5m)、900m(20×2.0×1.5m)、300m(6.0×2.0×1.5m)三个水仓和300m处泄水通道1个,铺设2趟Φ225和1趟Φ325排水管路,各排水点均为双泵双电源,运顺泄水巷排水能力达1000m³/h。
4)工作面形成后,对工作面进行顶板直流电法勘探,找出富水异常区,结合上覆41103工作面实际情况实施探放水,提前对上覆41103工作面采空区积水及上覆含水层水进行探放。
六、工作面防治水措施
1)地测部加强回采工作面涌水量观测,做好预测预报工作。
2)综采队日常加强水泵、排水管路的维护及水仓、水沟清理工作,避免工作面疏水不畅,造成积水,及时清理水仓积淤,将水汇集在水仓中集中排出;负责对排水设备、设施进行现场管理,根据回采
情况,及时回撤、换接水泵,做到动态管理,随时可以进行排水作业。
3)地测部、生产部、动力部、安全部每周对采面的排水系统、防治水设施进行全面检查,发现隐患,及时整改完善。
4)工作面出现涌水时,地测部要加强涌水量观测,至少每天一次,监测涌水变化情况,并将观测情况向调度室汇报。
5)当采面涌水突然增大时,综采队必须立即报告矿调度室,由调度室通知防治水领导小组,并派地测部、动力部、安全部等相关技术人员现场指导排水。
6)发生大量涌水后,由矿总工程师组织技术人员,对涌水水源进行分析,必要时进行水质化验,判断涌水来源,采取必要的防治措施。
7)在回采过程中,工作面有透水预兆(如:挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板淋水加大等异状)或工作面涌水量大于水泵排水能力时,必须停止作业,采取措施,汇报矿调度,按水灾避灾路线撤离所有受水威胁的人员。
8)所有作业人员必须熟悉避灾路线,工作面避灾路线必须保持畅通。
9)根据工作面涌水变化情况,制定其他的临时性防治水措施。
七、井下探放水
40105工作面向上对应411采区41103回采工作面,据41103工作面回采期间涌水量分析,采空区存在积水,积水区域位于工作面460m至935m之间,积水面积23593㎡,积水量31457m³。为了保证安全回
采,在工作面回采前对上覆41103工作面可能存在积水区域进行探放水工程(编制有专门的探放水工程设计)。
(一)探放水工作要求
1)采掘工作面探水前,必须编制探放水设计,确定探水警戒线,并采取防止瓦斯和其他有害气体危害等安全措施。探放水钻孔的布置和超前距离,要根据水头高低、煤(岩)层厚度和硬度等确定。探放水设计一般由地测机构提出,经矿井总工程师组织审定同意后,方可按设计进行探放水。
2)探放水单位在接到探放水设计后,立即组织人员按照设计进行探放水。探放水时必须使用专用的探放水钻机,严禁使用煤电钻探放水。
3)钻孔放水前,必须估计积水量,并根据矿井排水能力和水仓容量,控制放水流量,防止淹井;放水时,要设有专人监测钻孔出水情况,测定水量和水压,做好记录。如果水量突然变化,及时处理,并立即报告矿调度室。
4)在探放水钻进时,发现煤岩松软、片帮、来压或者钻眼中水压、水量突然增大和顶钻等透水征兆时,立即停止钻进,但不得拔出钻杆,立即向矿井调度室汇报,由调度室派人监测水情;若情况危急,要立即撤出所有受水威胁区域的人员到安全地点,然后采取安全措施,进行处理。
5)探放水钻孔施工要求参照《煤矿防治水规定》相关内容执行。
6)在探放水过程中,必须加强管理,安全作业,防止水害事故
的发生。
(二)探放水安全技术措施
1)施工前必须编制作业规程及安全技术措施,技术人员必须组织施工人员学习探放水设计,并认真学习《煤矿安全规程》和《钻机工操作规程》,使之熟悉掌握安全措施,保证施工人员安全,设备不发生故障,做到安全钻进。严禁使用煤电钻探放水。
2)钻孔放水前,必须估计积水量,并根据矿井排水能力和水仓容量,控制放水流量,防止淹井;放水时,要设有专人监测钻孔出水情况,测定水量和水压,做好记录。如果水量突然变化,及时处理,并立即报告矿调度室。
3)探放水施工必须按批准的工程设计进行,不得擅自更改设计。
4) 施工队技术人员可根据现场顶板情况适当调整钻孔位置,钻孔开孔位置尽量布置在顶板完整地段。
5) 钻孔的位置、方向、角度必须由测量人员和负责探放水的技术人员现场共同标定。
6) 安全套管必须按规定安装,保证套管安装牢固,套管与闸阀用法兰盘连接,闸阀必须灵活可靠,安全套管用8#铅丝与巷顶钢带联结。
7)钻探过程中,钻场应配备相关仪器或安排瓦检员定时不定时检查有害气体浓度,发现问题要及时采取措施,进行处理。
8)钻孔施工过程中,应设专人监测钻孔出水情况,测定水量,作好记录。遇到水量增大,超过排水能力时,要利用闸阀控制水量或
关闭闸阀,并电话通知调度室及时撤离可能受到水害危胁区域的作业人员。
9) 建立应急救援机制,探放水地点必须安设电话和安全警示牌。
10)钻进过程中如发现煤岩松软、片帮、来压或钻眼中水压水量突然增大时,要停止钻进,但不得拔出钻杆,并立即进行检查。孔内压力很大时,应马上将钻杆固定,严禁移动和拔起,以免钻杆伤人,并立即向调度室汇报。
11)为做好施工过程的防治水工作,施工单位在施工过程中,要在巷道一侧施工毛水沟,并在巷道低洼处设置具有一定储水能力的临时水仓,根据预计水量配备足够排水能力的水泵和管路,及时排水,确保安全生产。
八、周边采空区状况
40105工作面上方为41103工作面采空区,而41103工作面回采期间多次涌水故采空区存在积水。40105工作面范围内4煤层与4上煤间距12~26m之间,经计算综采放顶煤冒落高度得远大于4煤层与4上煤隔厚,故回采垮落过程中会导通41103采空区积水。因此40105工作面在回采期间,防治水工作均尤为重要,回采前必须对上覆41103工作面采空区积水区域进行探放水。因此,工作面回采期间,施工单位加强工作面防排水现场管理,确保排水系统完好,巷道排水点设备、设施齐全可靠,确保安全生产。
九、瓦斯地质
煤层瓦斯分布的影响因素有:煤厚、顶底板条件、地质构造、水
文地质条件等。
1)煤层瓦斯含量分析
煤储层本身就是一种高度致密的低渗透性岩层,上部分层和下部分层对中部分层有强烈的封盖作用,煤储层厚度越大,中部分层中瓦斯向顶底板扩散的路径就越长,扩散阻力就越大,对瓦斯的保存就越有利。据大佛寺钻孔瓦斯含量统计得,矿井范围内4号煤层瓦斯含量与煤层厚度具有一定的正相关性,即随着煤层厚度的增大,4号煤层瓦斯含量缓慢增大,瓦斯含量相对较高值位于煤厚在10~20m的区域。40105工作面平均可厚度12.5m左右,在井田范围内属较厚煤层,故瓦斯含量较高。根据工作面煤厚变化规律,煤层瓦斯含量相对呈东高西低的规律。
2)顶底板岩性对瓦斯赋存的影响
煤层顶板岩性对于煤层瓦斯的保存与富集具有十分重要作用。良好的封盖层可以减少瓦斯的向外渗流运移和扩散散失,保持较高地层压力,维持最大的吸附量,减弱地层水对瓦斯造成的散失。一般煤层顶板为砂质泥岩、泥岩类或致密灰岩时有利于瓦斯的保存,顶板岩层的岩性越疏松、颗粒及孔隙越大,则越利于瓦斯的运移和逸散。
40105工作面煤层直接顶板大多泥岩,老顶为砂岩,底板多为铝质泥岩,对照分析可得,工作面煤层顶底板岩性及分布对瓦斯的保存有利。
3)地质构造对瓦斯赋存的影响
据煤田勘探时期资料显示,瓦斯含量较高的钻孔为D32、D78、
180等孔,位于井田内主要褶皱(师家店向斜、祁家背斜)轴部区域,根据大佛寺瓦斯地质图,可明显看出褶皱对瓦斯含量的影响。
构造纲要图与瓦斯含量图结合图
由上图可知,40105工作面大部位于祁家背斜控制区域,煤层内瓦斯含量较高。
4)水文地质条件对瓦斯赋存的影响
侏罗系下统延安组下部富县组为泥岩类隔水层;上部为侏罗系中统直罗组裂隙含水层,与41103回采工作面顶板条件基本相似,由41103工作面探放水经验得,本区含水层水层裂隙较发育,但裂隙导通性差,水力联系比较弱,渗透系数低,故地下水以静水压力、重力驱动方式流动,呈封闭状态,对煤层瓦斯有封隔作用,造成本区内煤层瓦斯相对富集。
综合考虑,40105工作面对应的4上煤已开采,4号煤层及邻近层瓦斯在4上煤煤层开采时已经得到了部分释放,根据相邻40107工作面回采期间瓦斯资料对比分析,结合本工作面地质条件,预计该工作面
在回采期间工作面绝对瓦斯涌出量为20~30m3/min。
十、封闭不良钻孔及抽采井
在工作面影响范围内有三个钻孔D30、D37和DFS-02-VR1。其中D30和D37为地质勘探钻孔,DFS-02-VR1为瓦斯抽放孔,根据钻孔资料显示,D30、D37孔封孔性良好,不会对回采构成威胁。但DFS-02-VR1抽采井分支孔从南北方向经过整个40105工作面。40105回顺1369m处、运顺1469m处可能揭露抽采井。回采过程中严格执行“预测预报有疑必探、先探后掘、先治后采”方针,提前做好预测预报工作,回采期间调整施工工艺,防止出现瓦斯异常及涌水现象,确保安全生产。 十一、储量计算
40105工作面走向长度1855m,可采长度1725m,倾向200m,平均全煤厚度13.7m,可采厚度12.5m,底煤平均厚度1.2m,容重1.39t/m3。
1)工作面地质储量:
1855×200×13.7×1.39=706.5万吨;
3)工作面可采储量:
1725×200×(13.7—1.2)×13.9=599.4万吨
4)工作面可采出量=工作面可采储量×(1—工作面损失率) =599.4×85%
=509.5万吨
5)提高回收率措施
制定并完善管理制度及细则,健全各类报表、台帐、图纸,加强考核力度。采用科学合理措施尽量减少底煤留设以及采用有效顶煤预
裂方法,提高工作面回收率。
十二、其他建议
1)该工作面由于40105工作面受上覆41103工作面影响,顶板压力大,破碎易垮落。在回采过程中,必须加强工作面的顶板管理与防治水管理,且对工作面的涌水量情况、顶板管理情况做好详细记录,为下一个工作面回采提供各项真实有效的参考数据。
2)加强探放水工作,回采前依据顶板直流电法勘探资料设计实施探放水工程,做到“预测预报,有疑必探,先治后采”,回采过程中加强防治水管理,确保安全生产。
3)在巷道低洼段应及时施工水仓,配置足够排水能力的水泵、备用泵及相应的排水管路,确保及时有效的将工作面涌水排走,确保正常生产。
4)加强巷道内水沟、水仓及沉淀池的管理,严禁巷道内积水。
5)加强对工作面的探煤厚管理,提高工作面回收率。
6)加强瓦斯监测和通风管理,防止瓦斯聚集,发生事故。
40105工作面回采地质说明书
一、概况
40105工作面为401采区西翼第二个工作面,工作面走向长1855m,倾向200m,面积37100m2,煤层底板标高590.6~649.0m,煤层埋藏深度340.2~459.3m,地理坐标范围为X:3880952.52~3881163.32;Y:36494379.229~36496245.971。工作面掘进范围内有D30、D37两个勘探钻孔,据资料显示封孔良好。
该工作面对应地表西部、东部为宽缓的黄土台塬,中部为沟壑地貌,地表最大标高1084.3m,最底标高886.2m。在工作面塌陷影响范围内有2个行政村庄——文家店和祁家坡,切眼西部为常家咀,工作面西部对应地表北侧为祁家坡南侧为文家店(咀头五组),文家店与祁家坡一条公路相连,且公路穿过工作面。工作面内及周围沿公路有住户,由于采动造成基地沉降,将会对村庄造成较大影响。该工作面对应地表菜子沟,沟壑中有一小溪,常年流水。由于村庄位于工作面塌陷影响范围之内,采掘活动可能会对村庄造成一定影响,须注意防范并提前考虑搬迁安置相关工作。
二、煤层及顶底板特征
2.1煤层
40105工作面内及周边勘探钻孔D30、D37钻孔皆为见煤、可采钻孔,平均全煤厚13.7m,属特厚煤层。煤层结构简单,局部含0~2层夹矸,大部分不含夹矸,岩性多为炭质泥岩。
2.2物理性质和煤岩特征
2.2.1物理性质
煤层属低变质烟煤,黑色,褐色、棕褐色条痕,细条带、条带状构造,层状构造,贝壳状、阶梯状及参差状断口。
2.2.2煤岩特征
以亮煤、暗煤为主,含少量镜煤。煤层的显微煤岩组分以有机物为主,无机组分次之。其中有机组分中又以粘土类和碳酸盐类为主,硫化物和氧化物较少。
2.3 煤层顶底板岩性特征
直接顶:多为泥岩,浅灰色。具水平纹理,含黄铁矿结核和植物化石,厚度平均0.66m。其抗压强度24.6 MPa,软化系数0.4,属于易冒落半坚硬不稳定型。
老顶:岩性主要为粉砂岩,浅灰—灰白色,平均厚度4.67m,其抗压强度63.76 MPa,软化系数0.50,属于半坚硬较稳定型。
直接底:铝土质泥岩,褐灰色,光滑细腻,厚层状,含鲕粒,遇水极易软化,易膨胀,厚度平均6.35m,其抗压强度29.4MPa,软化系数0-0.15,属于不坚硬不稳定型。
三、构造特征
工作面位于401采区西翼中段,区域构造位置处于祁家背斜与师家店向斜之间,主要受祁家背斜控制。工作面煤层倾角大部比较平缓,为1o~6o左右,工作面东部煤层倾角相对较陡。另外,根据41103工作面揭露及4上煤精细化解释显示工作面内主要褶曲和断层叙述如下:
(一)褶曲
1、祁家背斜
位于矿井中部,轴向近东西向,轴长约9km,轴部地层倾角2°左右,北翼倾角5°左右,与安化向斜南翼过渡部位倾角增大(17~21°),背斜宽度2.5~3km,枢纽呈马鞍状起伏。
2、师家店向斜
位于矿井南部,轴向北东东,向西倾伏变宽阔,两翼倾角平缓,一般2~3°,局部5~6°。
(二)断层
1、4煤DF07断层和F3断层
DF07为精细化解释较差断层,断层走向东南, 倾向东北,倾角70°~80°,断距0~8m,延伸长度226m;根据40105回顺实际掘进情况分析,DF07断层在回顺停采线处揭露,且与回联断层相连,断层揭露处巷道顶板及煤层较破碎,对工作面回撤期间造成一定影响,届时必须加强顶板及帮部支护,确保安全生产。
F3断层为精细化解释较差断层,断层走向近东南, 倾向东北,倾角78°~87° ,断距 6~13米,根据资料显示,延展至40105工作面停采线内可能性较小。
2、4上煤41103工作面揭露断层
41103工作面共揭露6个正断层。其中实际揭露断层落差最大
4.7m,落差均小于5m,倾角总体较小,延伸范围212m-254m。F2出现3-5m³/h短暂涌水,剩余断层导水性一般。根据资料分析及40105工作面实际掘进情况,6个断层都未发育到4煤。
四、水文地质条件
该工作面煤层顶板直接充水含水层属弱含水层,涌水量较小,不会对开采造成影响,但4号煤层上覆有两层的富含水层,分别为洛河组和宜君组,随着开采条件变化,也可能成为采场充水因素之一,加之40105工作面采掘过程中受41103采空区积水的影响,因此该工作面在回采期间,防治水工作尤为重要。
据《大佛寺煤矿地下水对煤矿安全开采影响的研究与分析》,4煤裂高采厚比平均16.85倍,40107工作面可采煤厚12.5m,计算得导水裂隙带发育高度平均210.6m,而40105工作面范围内4煤层据洛河组平均自西向东隔厚160m~200m。40105工作面采掘过程中导水裂隙带发育高度可发育至洛河组。根据彬长矿区冒落带高度为煤厚的3~5倍,计算得冒落带高度为37.5~62.5m,40105工作面范围内4煤与4上煤煤层自西向东隔厚12~26m,故回采垮落过程中会导通41103采空区积水。
综合认为,40105工作面准备过程中,各掘进头涌水量主要来源于构造裂隙水和施工水两方面,约10m3/h(含施工水),但遇到较发
育裂隙带或断层构造带时,极可能导通41103采空区积水。40105工作面回采过程中,工作面涌水主要来自延安直罗组弱含水层、洛河组强含水层及41103采空区积水,预计正常用水量200m3/h,最大涌水量1000m3/h左右。
五、工作面回采期间防治水方案
1)为保障安全生产,在回采过程中,严格执行“预测预报,有疑必探,先探后掘,先治后采”的防治水原则,做到不安全不生产。
2) 40105回顺:回顺共计施工1500m(6.0×2.0×1.5m)、1300m(20×2.0×1.5m)、450m(20×2.0×1.5m)三个水仓,铺设3趟Φ225排水管路,各排水点均为双泵双电源,回顺排水能力达1000m³/h。
3) 40105运顺及泄水巷:运顺共计施工1300m(20×2.0×1.5m)、900m(20×2.0×1.5m)、300m(6.0×2.0×1.5m)三个水仓和300m处泄水通道1个,铺设2趟Φ225和1趟Φ325排水管路,各排水点均为双泵双电源,运顺泄水巷排水能力达1000m³/h。
4)工作面形成后,对工作面进行顶板直流电法勘探,找出富水异常区,结合上覆41103工作面实际情况实施探放水,提前对上覆41103工作面采空区积水及上覆含水层水进行探放。
六、工作面防治水措施
1)地测部加强回采工作面涌水量观测,做好预测预报工作。
2)综采队日常加强水泵、排水管路的维护及水仓、水沟清理工作,避免工作面疏水不畅,造成积水,及时清理水仓积淤,将水汇集在水仓中集中排出;负责对排水设备、设施进行现场管理,根据回采
情况,及时回撤、换接水泵,做到动态管理,随时可以进行排水作业。
3)地测部、生产部、动力部、安全部每周对采面的排水系统、防治水设施进行全面检查,发现隐患,及时整改完善。
4)工作面出现涌水时,地测部要加强涌水量观测,至少每天一次,监测涌水变化情况,并将观测情况向调度室汇报。
5)当采面涌水突然增大时,综采队必须立即报告矿调度室,由调度室通知防治水领导小组,并派地测部、动力部、安全部等相关技术人员现场指导排水。
6)发生大量涌水后,由矿总工程师组织技术人员,对涌水水源进行分析,必要时进行水质化验,判断涌水来源,采取必要的防治措施。
7)在回采过程中,工作面有透水预兆(如:挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板淋水加大等异状)或工作面涌水量大于水泵排水能力时,必须停止作业,采取措施,汇报矿调度,按水灾避灾路线撤离所有受水威胁的人员。
8)所有作业人员必须熟悉避灾路线,工作面避灾路线必须保持畅通。
9)根据工作面涌水变化情况,制定其他的临时性防治水措施。
七、井下探放水
40105工作面向上对应411采区41103回采工作面,据41103工作面回采期间涌水量分析,采空区存在积水,积水区域位于工作面460m至935m之间,积水面积23593㎡,积水量31457m³。为了保证安全回
采,在工作面回采前对上覆41103工作面可能存在积水区域进行探放水工程(编制有专门的探放水工程设计)。
(一)探放水工作要求
1)采掘工作面探水前,必须编制探放水设计,确定探水警戒线,并采取防止瓦斯和其他有害气体危害等安全措施。探放水钻孔的布置和超前距离,要根据水头高低、煤(岩)层厚度和硬度等确定。探放水设计一般由地测机构提出,经矿井总工程师组织审定同意后,方可按设计进行探放水。
2)探放水单位在接到探放水设计后,立即组织人员按照设计进行探放水。探放水时必须使用专用的探放水钻机,严禁使用煤电钻探放水。
3)钻孔放水前,必须估计积水量,并根据矿井排水能力和水仓容量,控制放水流量,防止淹井;放水时,要设有专人监测钻孔出水情况,测定水量和水压,做好记录。如果水量突然变化,及时处理,并立即报告矿调度室。
4)在探放水钻进时,发现煤岩松软、片帮、来压或者钻眼中水压、水量突然增大和顶钻等透水征兆时,立即停止钻进,但不得拔出钻杆,立即向矿井调度室汇报,由调度室派人监测水情;若情况危急,要立即撤出所有受水威胁区域的人员到安全地点,然后采取安全措施,进行处理。
5)探放水钻孔施工要求参照《煤矿防治水规定》相关内容执行。
6)在探放水过程中,必须加强管理,安全作业,防止水害事故
的发生。
(二)探放水安全技术措施
1)施工前必须编制作业规程及安全技术措施,技术人员必须组织施工人员学习探放水设计,并认真学习《煤矿安全规程》和《钻机工操作规程》,使之熟悉掌握安全措施,保证施工人员安全,设备不发生故障,做到安全钻进。严禁使用煤电钻探放水。
2)钻孔放水前,必须估计积水量,并根据矿井排水能力和水仓容量,控制放水流量,防止淹井;放水时,要设有专人监测钻孔出水情况,测定水量和水压,做好记录。如果水量突然变化,及时处理,并立即报告矿调度室。
3)探放水施工必须按批准的工程设计进行,不得擅自更改设计。
4) 施工队技术人员可根据现场顶板情况适当调整钻孔位置,钻孔开孔位置尽量布置在顶板完整地段。
5) 钻孔的位置、方向、角度必须由测量人员和负责探放水的技术人员现场共同标定。
6) 安全套管必须按规定安装,保证套管安装牢固,套管与闸阀用法兰盘连接,闸阀必须灵活可靠,安全套管用8#铅丝与巷顶钢带联结。
7)钻探过程中,钻场应配备相关仪器或安排瓦检员定时不定时检查有害气体浓度,发现问题要及时采取措施,进行处理。
8)钻孔施工过程中,应设专人监测钻孔出水情况,测定水量,作好记录。遇到水量增大,超过排水能力时,要利用闸阀控制水量或
关闭闸阀,并电话通知调度室及时撤离可能受到水害危胁区域的作业人员。
9) 建立应急救援机制,探放水地点必须安设电话和安全警示牌。
10)钻进过程中如发现煤岩松软、片帮、来压或钻眼中水压水量突然增大时,要停止钻进,但不得拔出钻杆,并立即进行检查。孔内压力很大时,应马上将钻杆固定,严禁移动和拔起,以免钻杆伤人,并立即向调度室汇报。
11)为做好施工过程的防治水工作,施工单位在施工过程中,要在巷道一侧施工毛水沟,并在巷道低洼处设置具有一定储水能力的临时水仓,根据预计水量配备足够排水能力的水泵和管路,及时排水,确保安全生产。
八、周边采空区状况
40105工作面上方为41103工作面采空区,而41103工作面回采期间多次涌水故采空区存在积水。40105工作面范围内4煤层与4上煤间距12~26m之间,经计算综采放顶煤冒落高度得远大于4煤层与4上煤隔厚,故回采垮落过程中会导通41103采空区积水。因此40105工作面在回采期间,防治水工作均尤为重要,回采前必须对上覆41103工作面采空区积水区域进行探放水。因此,工作面回采期间,施工单位加强工作面防排水现场管理,确保排水系统完好,巷道排水点设备、设施齐全可靠,确保安全生产。
九、瓦斯地质
煤层瓦斯分布的影响因素有:煤厚、顶底板条件、地质构造、水
文地质条件等。
1)煤层瓦斯含量分析
煤储层本身就是一种高度致密的低渗透性岩层,上部分层和下部分层对中部分层有强烈的封盖作用,煤储层厚度越大,中部分层中瓦斯向顶底板扩散的路径就越长,扩散阻力就越大,对瓦斯的保存就越有利。据大佛寺钻孔瓦斯含量统计得,矿井范围内4号煤层瓦斯含量与煤层厚度具有一定的正相关性,即随着煤层厚度的增大,4号煤层瓦斯含量缓慢增大,瓦斯含量相对较高值位于煤厚在10~20m的区域。40105工作面平均可厚度12.5m左右,在井田范围内属较厚煤层,故瓦斯含量较高。根据工作面煤厚变化规律,煤层瓦斯含量相对呈东高西低的规律。
2)顶底板岩性对瓦斯赋存的影响
煤层顶板岩性对于煤层瓦斯的保存与富集具有十分重要作用。良好的封盖层可以减少瓦斯的向外渗流运移和扩散散失,保持较高地层压力,维持最大的吸附量,减弱地层水对瓦斯造成的散失。一般煤层顶板为砂质泥岩、泥岩类或致密灰岩时有利于瓦斯的保存,顶板岩层的岩性越疏松、颗粒及孔隙越大,则越利于瓦斯的运移和逸散。
40105工作面煤层直接顶板大多泥岩,老顶为砂岩,底板多为铝质泥岩,对照分析可得,工作面煤层顶底板岩性及分布对瓦斯的保存有利。
3)地质构造对瓦斯赋存的影响
据煤田勘探时期资料显示,瓦斯含量较高的钻孔为D32、D78、
180等孔,位于井田内主要褶皱(师家店向斜、祁家背斜)轴部区域,根据大佛寺瓦斯地质图,可明显看出褶皱对瓦斯含量的影响。
构造纲要图与瓦斯含量图结合图
由上图可知,40105工作面大部位于祁家背斜控制区域,煤层内瓦斯含量较高。
4)水文地质条件对瓦斯赋存的影响
侏罗系下统延安组下部富县组为泥岩类隔水层;上部为侏罗系中统直罗组裂隙含水层,与41103回采工作面顶板条件基本相似,由41103工作面探放水经验得,本区含水层水层裂隙较发育,但裂隙导通性差,水力联系比较弱,渗透系数低,故地下水以静水压力、重力驱动方式流动,呈封闭状态,对煤层瓦斯有封隔作用,造成本区内煤层瓦斯相对富集。
综合考虑,40105工作面对应的4上煤已开采,4号煤层及邻近层瓦斯在4上煤煤层开采时已经得到了部分释放,根据相邻40107工作面回采期间瓦斯资料对比分析,结合本工作面地质条件,预计该工作面
在回采期间工作面绝对瓦斯涌出量为20~30m3/min。
十、封闭不良钻孔及抽采井
在工作面影响范围内有三个钻孔D30、D37和DFS-02-VR1。其中D30和D37为地质勘探钻孔,DFS-02-VR1为瓦斯抽放孔,根据钻孔资料显示,D30、D37孔封孔性良好,不会对回采构成威胁。但DFS-02-VR1抽采井分支孔从南北方向经过整个40105工作面。40105回顺1369m处、运顺1469m处可能揭露抽采井。回采过程中严格执行“预测预报有疑必探、先探后掘、先治后采”方针,提前做好预测预报工作,回采期间调整施工工艺,防止出现瓦斯异常及涌水现象,确保安全生产。 十一、储量计算
40105工作面走向长度1855m,可采长度1725m,倾向200m,平均全煤厚度13.7m,可采厚度12.5m,底煤平均厚度1.2m,容重1.39t/m3。
1)工作面地质储量:
1855×200×13.7×1.39=706.5万吨;
3)工作面可采储量:
1725×200×(13.7—1.2)×13.9=599.4万吨
4)工作面可采出量=工作面可采储量×(1—工作面损失率) =599.4×85%
=509.5万吨
5)提高回收率措施
制定并完善管理制度及细则,健全各类报表、台帐、图纸,加强考核力度。采用科学合理措施尽量减少底煤留设以及采用有效顶煤预
裂方法,提高工作面回收率。
十二、其他建议
1)该工作面由于40105工作面受上覆41103工作面影响,顶板压力大,破碎易垮落。在回采过程中,必须加强工作面的顶板管理与防治水管理,且对工作面的涌水量情况、顶板管理情况做好详细记录,为下一个工作面回采提供各项真实有效的参考数据。
2)加强探放水工作,回采前依据顶板直流电法勘探资料设计实施探放水工程,做到“预测预报,有疑必探,先治后采”,回采过程中加强防治水管理,确保安全生产。
3)在巷道低洼段应及时施工水仓,配置足够排水能力的水泵、备用泵及相应的排水管路,确保及时有效的将工作面涌水排走,确保正常生产。
4)加强巷道内水沟、水仓及沉淀池的管理,严禁巷道内积水。
5)加强对工作面的探煤厚管理,提高工作面回收率。
6)加强瓦斯监测和通风管理,防止瓦斯聚集,发生事故。