大西煤矿探放水设计方案
第一章 概述
为了保障煤矿安全生产，防止突水、透水事故的发生，结合我矿实际情况并根据我矿的水文地质条件，对四邻关系进行水患调查，特制定矿井探放水设计方案。
第二章 组织机构的建立与岗位责任
一、探水工作领导组
组 长：南建革(矿 长)
副组长：琚学良(安全矿长)
刘东峰(生产矿长)
郭晋生(总工程师)
张永政(机电矿长)
马进军(通防矿长)
梁振宏(地测副总工程师)
郭学军(通风副总工程师)
组 员：张学柱(技术科科长) 宋鹏(安监科科长)
何伟东(机电科科长) 马进军(通风科科长)
张国应(调度室主任) 梁振宏(地测科科长)
二、岗位责任
组 长：全面负责探水调度工作。
副组长：具体负责探水工作，配合组长调度人力、物力等后备物资。
生产技术科：履行岗位职责，根据总工的安排，制定防探水措施，掌握开拓进度，及时填写图纸，为防探水提供准确的技术资料，正确指导施工。
安全科：履行岗位职责，按照防探水实际方案，进行现场监督，监视现在变化，随时按照程序上报矿调度室。
机运科：履行岗位职责，负责机电设备的配置与检修，保证探水设备与电力供给与正常运转。
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。
地测科：履行岗位职责，负责日常防治水标准化工作，负责水文地质预测预报工作，提供矿井防治水相关技术资料。
办公室：守岗待命，保证运输无误。
探放水队：严格按照探放水设计及措施进行探放水，及时向矿总工师汇报探放水过程中出现的各种情况;加强探放水设备的管理和维护;做好探放水原始记录工作。
第三章 水文地质情况
一、地表补水情况
本矿井地表没有主要水库、河流、湖泊、池塘，不具备补水的充分条件，但也要勤观察受井下开采影响而出现的地表裂缝、塌陷深入井下，会增加涌水量。
二、井下主要含水岩组
依据井田内分布含水层的时代、岩性、地下水类型等，井田内综合划分以下主要含水层(组)：
1.第四系松散沉积物孔隙含水层
该含水层主要为第四系松散沉积物，岩性为砂质粘土夹砂、砾石，据水文地质调查，其含水层埋藏较浅，渗透性强，富水性较差，受季节变化影响较大。
2.上石盒子组风化裂隙含水层
井田内大面积出露，出露岩性为灰白色细砂岩、粉砂岩，裂隙发育，该层地下水主要接受大气降水的渗入补给，地下水类型为潜水，单位涌水量0.034～0.038 L/s·m，水温12.5℃，弱富水性，水化学类型HCO3—K+Na型。
3.下石盒子组及山西组碎屑岩裂隙含水层
该含水岩组含水层岩性为灰白色细砂岩、泥质砂岩，据井田东南1km的XS-1水文孔(2010.1.9—2010.3.14)抽水试验资料，上部地层较破碎，下部地层完整，局部裂隙发育，地下水类型为承压水，地下水主要接受大气降水的渗入补给，含水层厚度28.90m，静止水位埋深14.53m(水位标高851.35m)，抽水试段14.53～173.26m，经抽水试验，单位涌水量7.48×10-4 L/s·m，弱富水性，PH值8.3，总硬度141.88mg.L-1，矿化度548.83 mg.L-1，水化学类型HCO3SO4—Na型。
4.太原组碎屑岩—碳酸盐岩溶裂隙含水岩组
含水层岩性为砂岩和灰黑色含燧石灰岩，据XS-1水文孔抽水试验资料，局部地层破碎，局部裂隙发育，地下水类型为承压水，含水层厚度23.69m，静止水位埋深28.85m(水位标高837.03m)，抽水试段28.85～256.74m，经抽水试验，单位涌水量1.75×10-4 L/s·m，弱富水性，PH值8.3，总硬度79.68mg.L-1，矿化度461.19mg.L-1，水化学类型HCO3—Na型。
5.奥陶系碳酸盐岩岩溶裂隙含水层组
含水层岩性为峰峰组和上马家沟组的深灰色灰岩、泥灰岩和白云质泥灰岩，局部地层裂隙发育，岩溶不发育;据XS-1号水文孔资料，该孔于2010.3.16—2010.3.18日对奥陶系峰峰组及上马家沟组进行了混合抽水试验，抽水试验段165.40～501.00m，静止水位埋深165.40m(水位标高700.48m)，奥陶系地层顶面标高为614.83m，该水头高度高出O2地层顶面85.65m，在泉域的边界灰岩裸露区大气降水渗入补给地下水，经抽水试验，单位涌水量0.0063 L/s·m，弱富水性，PH值7.9，总硬度193.21mg.L-1，矿化度562.53mg.L-1，水化学类型HCO3—Na型。
结合区域等水位线图可知，井田内奥灰岩溶水由北西向南东迳流，水位标高701～703m。
二、井田内主要隔水层
1.本溪组及太原组底部泥岩、铝土质泥岩隔水层组
由15号煤底板至奥陶系灰岩顶面，为一套以泥质岩为主的细碎屑岩地层，平均厚度20.29m左右，岩性致密，不透水，特别是本溪组的铝土泥岩，质地细腻，具有极好的隔水性能，为矿区主要隔水层组，对下伏奥灰水起到了重要的阻隔作用。
2.石炭系灰岩、砂岩及二叠系砂岩含水层之间的层间隔水层
石炭系灰岩、砂岩及二叠系砂岩含水层之间，均分布有厚度不等的泥岩、砂质泥岩等泥质岩层，其岩性比较致密，不透水，阻隔了各含水层之间的水力联系，起到了层间隔水作用。但在近地表段，由于受风化作用以及构造、断裂与裂隙发育的影响，不同程度地破坏了其隔水性能。
一、充水因素分析
现依据井田水文地质条件将矿井充水因素及其影响程度分析如下：
1.大气降水对矿坑充水的影响
降水通过不同成因的基岩裂隙及松散沉积物孔隙在裂隙沟通的情况下进入矿坑，成为矿坑充水的间接但重要的补给来源。矿坑涌水量受降水的季节变化影响，具有明显的动态变化特征。
2.地表水体对矿坑充水的影响
井田内各沟谷虽然平时基本干枯无水，但在雨季河水较大，洪水期水位骤然增高，可通过不同成因的基岩裂隙及松散沉积物孔隙在裂隙沟通的情况下进入矿坑，也可通过3号煤层采空区上部的地层下沉形成的导水通道进入矿坑。
3.地下水对矿坑充水的影响
二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层含多层中细粒砂岩，局部裂隙较发育，该含水岩组砂岩裂隙水为3号煤层主要直接充水水源。矿井巷道顶板冒裂带将沟通其影响高度范围内各含水层之间的水力联系，使地下水进入井巷，成为矿井充水的主要来源。
二叠系石盒子组砂岩裂隙含水层，由二叠系上、下石盒子组含多层中、粗、细不同粒级砂岩构成，直接接受大气降水补给和上部第四系松散孔隙水渗透补给，该含水层及第四系松散孔隙水含水层一般构成3号煤层的间接充水水源。
4.采空积水对矿井充水的影响
矿井南部为两井资源整合前的采空区，采空区面积大约40108㎡，煤层厚度平均为2.8m，预计采空区积水量约为28310m³。
5.构造水对矿井充水的影响
井田中部发育有断裂构造，开采过程中应注意留足保安煤柱，防止裂隙水沿破碎带向矿井渗透。注意未发现的断层以及陷落柱部位可能对矿井产生的充水影响。
6.奥灰水对矿坑充水的影响
本井田奥灰岩溶水位标高为701～703m。据煤层底板等高线图，井田内3号煤层底板标高650～880m，15号煤层底板标高540～780m，3号煤层北部、15号煤层大部底板标高低于奥灰水位，两层煤均存在带压开采问题。
三、矿井开采历史及临界情况
1、矿井开采史
山西煤炭运销集团阳城大西煤业有限公司前身为山西阳城大西煤业有限责任公司，为单独保留矿井，山西阳城大西煤业有限责任公司由阳城县沟沟联办煤矿和阳城县沟沟联办煤矿二坑口整合而成。
两矿整合前经多年开采，井下形成了大面积采空区、古空区和很多老、旧、废、弃空巷。
矿井开采邻界情况
1、矿井北部的小西煤业为新建矿井，其开采标高低于我矿开采标高，目前未投产，不存在越界开采。
2、井田西部的山西煤炭进出口集团鹿台山煤业有限公司现属资源整合矿井，经调查不存在越界开采，都按规定留设隔水煤柱。
七、地质构造情况
井田位于山西台背斜南部之沁水盆地南部边缘。阳城山字型构造西弧的内侧。井田除受山字型构造体系的控制外，还受纬向构造、经向构造、新华夏系构造和华夏构造体系的影响，井田地层基本为一走向近东西、倾向北，倾角4°～6°左右的单斜构造。井田地质构造属于简单类型。
第四章 探放水工程布置与设备
一、探放水工程布置位置
2012年我矿开掘工程布置在井田的西面，3012进、回风顺槽、3008进、回风顺槽。在开展掘进工作时必须坚持“有掘必探、先探后掘”的原则。
二、掘进工程要求
(一)探放水前的准备
1、配备ZDY1200S型探水钻两台。
2、配备2寸潜水泵两台。
3、配备50mm阻燃型塑料管两趟长度各300m。
4、配备50mm钢丝胶管两节各4m带水笼头。
5、配备直通矿调度室直通电话一部，备用一部。
6、配备50m2阻燃电缆200m，35m2阻燃电缆200m。
7、配备 DW350/660隔爆型真空馈电开关 1台，QBZ—60防爆型开关2台。
(二) 探放水的步骤
1、即掘进工程开口必须安装探水钻机。
2、随掘进工程的进展向前移动。
(三) 探放水的方法
1、掘进巷道控制探眼布置方法
主探水眼3个，中心眼沿巷道中心线布置，距巷道底板1.3-1.5m，中心眼方向90°00′上仰角与水平面夹角1°，探进深度200m打破3#煤顶板0.3m达到探放水的目的。
右侧边眼的布置：距底板0.5-1.3m，探眼方向96°00′，与巷道走向的夹角6°00′，与水平面上仰角1°，探进深度200m打破3#煤顶用板0.3m，控制掘进巷道右侧以外20m达到探放水目的。
左侧边眼的布置：距底板lm，探眼方向84°00′与巷道的走向夹角6°00′，与水平面上仰夹角1°，探进深度200m。打破3#煤顶板0.3m，控制掘进巷道左侧以外20m达到探放水的目的。
主探水钻孔探进深度200m，允许掘进深度140m，严禁超标掘进。
辅探水眼3个，中心眼沿巷道中心线布置，距巷道底板1.3-1.5m，中心眼方向90°00′上仰角与水平面夹角1°，探进深度60m。
右侧边眼的布置：距底板0.5-1.3m，探眼方向109°00′，与巷道走向的夹角19°00′，与水平面上仰角1°，探进深度63m，
左侧边眼的布置：距底板lm，探眼方向71°00′与巷道的走向夹角19°00′，与水平面上仰夹角1°，探进深度63m。
辅探水钻孔探进深度60m，允许掘进深度30m，严禁超标掘进。
钻孔参数
孔号方位(°)孔深(m)倾角(°)
主196201+1
主2902000
主396201-1
辅410963+1
辅590600
辅67163-1
后附探水钻孔布置示意图
(四)探放水工程必须有矿长负责，有一名副矿级领导亲自抓，设一名专职技术人员，结合施工单负责人，按照探放水、探眼布置方法，进行定位、定向、定上仰角度。规定探进深度，必须按设计要求，执行预控制，绝对控制的原则要求，探进深度，超前掘进进度。
(五)建立完善的探放水台帐，标准详细的探水时间精确到分钟，详细记录监视人员，定位、定向人员，钻探工姓名后备设施的齐全情祝，并描述探眼，正常、异常情况。
(六)详细记录探水深度，计算垂直高差。
(七)每班将掘进进度报矿生产调度室，调度室向有关人员汇报，准确掌握探进与掘进之间的关系。
(八)出现上采层松软、片断、巷道变冷、挂红、挂汗、异常响音严禁爆破。
(九)探放水钻探出水，不准拔出钻杆，并把临头煤壁打4至5根，直径不小于2Ocm，园拉柱贴紧煤壁，加背厚度不低于 15cm的背板打紧背牢，时刻观察涌水量大小，掌握放水量小于排于能力的30%。在难以控制涌水量的情况下，加强排水措施，控制涌水威胁。
(十)探出水由瓦斯检查工现场监测、监视有害气体量及变化，把水流情况及有害气体情况随时向调度室汇报。
(十一)水流凶猛，撤离所有工作人员，工作人员按规定的避灾路线撤离至安全地点。
(十二)如施工单位负责人，操作人员违背防探原则，造成水害事故严加处罚，造成人易伤亡事故，移交司法机关追究刑事责任。
第五章 施工现场的配套设备、设施
运输系统：材料从副斜井→轨道大巷→轨道运输下山→采掘工作面
排水系统：工作面→轨道运输巷→轨道运输下山→主水仓→副斜井→地面静压水池
供电系统：主井地面变压所10kv(10kv)→井下中央变电所(10kv)→采掘工作面移变
第六章 水患防治的经济投入
一、防止水患规划
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、采用二级排水系统，掘进工作面的水排至井底主水库内由主水泵排出地面。
2、水泵房内安装3台D85-45×3多级离心水泵，额定流量85m3/小时，扬程135m，排水管路为二趟100mm无缝钢管。
地面采用双回路供电。主变容量630KVA。双回路70mm2电缆下井，确保排水系统有的足额供电量。
第八章 矿井正常涌水量与排水能力
一、矿井正常涌水量7.08m3/小时，最大涌水量14.17 m3/小时。
二、主副水容量800 m3满足24小时最大涌水量。
三、排水能力。排水泵20小时能排24小时最大涌水量。
第九章 避灾路线
一、工作面→轨道巷→副斜井→地面
工作面→胶带巷→主斜井→地面。
工作面→回风大巷→总回风大巷→回风立井→地面。
二、突水来势凶猛，特别是上山出水，来不及躲避时，不可采取顺山势下行的方法，要紧靠帮壁，扶牢支柱、棚架，待卸洪稳定后，方可按照避灾路线行走。人员撤到地面上，应立即清点人数，向领导汇报。
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，调查和核对相邻矿井开采情况。并展在井上对照图上，采掘工程平面图上。注开采范围，开采年限，积水情况，制定相应的梳、堵、防、裁、排的综合防止措施。
在每年雨季前必须对防治水工作进行全面检测。组织抢救队伍，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、拉圾等杂物堆放在山洪光线渠或附近。
三、井下防治水
1、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、清里好巷道，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。
四、钻探时安全技术措施
1、加强靠近探水地点的支护，打好坚固的立柱和拦板，以防高压水冲垮煤壁和支架。
2、认真检查排水系统，保持状态完好。
3、确定主要探水孔的位置，由地测科技术人员进行标定。
4、探水地点要经常检查有无有害气体，发现有害气体逸出时，要及时采取通风措施。
5、探水地点要安设专用电话，使其能够及时与调度室和中央水泵房联系。
6、在探水时，制定安全退路，并使其畅通无阻;同时要与相邻工作地点保持信号联系，以便万一出水，好马上通知受水害威胁地点的人员安全撤离。
7、在水压较大的地点探水时，探水孔要设套管，以便安装水阀控制放水量。特别危险的地段，还应选择坚固地点修筑临时水闸门。
8、打钻时，要时刻注意观察钻孔情况。发现钻孔中水量、水压突然增大以及出现顶钻等异常现象，应立即停钻检查，如钻孔内水的压力很大，应马上将钻杆固定，切勿移动或拔钻，钻机后面严禁站人，以防高压水将钻杆顶出伤人或造成透水事故。
9、探水孔布置的数量和角度必须覆盖所有需要掘进地点。
第十一章 验收
探眼完工后由当班的跟班矿长逐孔进行验收钻孔的深度、角度并签字，如施工的钻孔不符合设计要求必须重新施工，验收结果报矿技术科上图存档。
