2104工作面探采空区设计及安全技术措施.docVIP

2104回风顺槽、胶带顺槽、联络横贯 探采空区设计及安全技术措施 一、采空区概况 根据山西煤炭地质144勘查研究院对矿井周边小煤窑的调查报告：吉宁矿2104工作面立井小窑（编号4#）坐标位置为X=3964791.755，Y=461332.139（80坐标系），井口地面高程475.782m，该井口未封闭。地面位置在半梁沟南侧半山梁上，井下位于2104胶带顺槽和2104回风顺槽巷煤柱之间，在2104回风顺槽前进方向1440m处。 二、采空区地面治理情况 现正在由山西省煤炭地质144勘察院对其进行治理。 (一）已在4#立井口上施钻到90m时涌出大量瓦斯，疑似与采空区贯通，施工到90m时钻孔塌孔，下套管继续施钻，施钻到105米（取15米基岩岩芯），初步判断此立井在90m位置拐弯到2#煤层(现已停止施钻）。 （二）山西省煤炭地质144勘察院对井口100米范围内进行了瞬变电磁物探，物探结果存在有2个低阻异常区，并且和中国煤炭地质总局地球物探研究院地面综合物探异常区重叠。 （三）1号低阻异常区位于立井位置，面积803㎡，已进行了钻探验证为采空区，2号低阻异常区位于立井西南处，面积646㎡，现正在施工钻孔进行验证，假如钻孔施工到2#煤层过程中钻孔无掉钻、无塌孔、无瓦斯涌出，则初步判断此异常区不存在采空区，可能是含水层发育造成的异常区，如钻孔施工到2#煤层过程中钻孔塌孔、瓦斯大量涌出，则判断此异常区为采空区。预计钻孔施工到2#煤层最大深度为200米（钻孔单价为500元/米）。 三、井下钻探设计及安全技术措施 （一）钻探目的 通过物探钻探相结合，探测巷道正前方向是否存在采空区，确保井下巷道安全掘进。 （二）排水管路、水泵要求 掘进工作面配备2台排水能力不低于50m3/h、扬程大于45m的水泵（一台工作、一台备用），敷设4寸排水管路并与通往地面的排水网路联通。 （三）物探、钻探设备选取及设计 1、设备选型： 物探工具：YCS40矿用瞬变电磁仪、YDZ16（A）矿用并行直流电法仪 钻探工具：ZDY1200S型钻机、ZQJC-200/5液压钻机 2、物探 为了保障工作面施工安全，2104回风顺槽、胶带顺槽施工过程中坚持“物探先行，钻探验证，化探跟进”的防治水原则，先进行物探超前探测，每70米进行一次超前物探。 （1）瞬变电磁 ①工作方法 采用重叠回线装置方式进行观测，发射线圈和接收线圈平面重叠，两线圈轴线指向探测方向。 重叠回线装置示意图 掘进迎头超前探测时，分别按不同角度朝多个方向进行探测并准确控制探测方位，以获得掘进迎头前方尽可能完整的水文地质信息。 右图为侧视剖面示意图 右图为侧视剖面示意图 掘进巷道迎头超前探测示意图 ②工作量 超前探测时以掘进方向为基准0°，分别朝左偏45°、左偏30°、左偏15°、掘进方向、右偏15°、右偏30°和右偏45°七方向进行探测，在上述七个方向上再以水平面为基准分别再进行上偏45°、上偏30°、上偏15°、水平方向、下偏15°、下偏30°和下偏45°七个方向探测，共计126个物理数据采集点。 （2）直流电法 ①工作方法 直流电法超前探测工作装置形式为ABM法。1、2、3、4、5、6、7、8号电极相邻电极间距为2m，9、10、11、12、13、14、15、16号电极相邻电极间距为4m；保持1-8号电极不动，移动9-16号电极。测点位置标记以距掘进头的距离(向外)值为准，1号电极位于距掘进迎头3-5m处。 图 ABM电位测量原理示意图 ②直流电法工作量 1-8号电极位置不动，9-16号电极同时向巷道掘进方向相反的方向搬站两测，仪器共测量三次，探测距离100m，共计探测45个物理点。 3、钻探 （1）2104回风顺槽、2104胶带顺槽探采空区长探设计 在2104回风顺槽里程1067米处进行钻探，距巷道顶板2.3米布置一排钻孔，设计孔深230米（后附钻孔设计及钻孔参数表）。若掘进200米无异常时，再布置横贯进行下一轮长探230米。 （2）2104回风顺槽、2104胶带顺槽探采空区常规钻探设计 严格执行标准钻探80m，掘进循环进度50m的工作方式，保证30米安全超前距；钻孔布置，沿煤层分两层布置，第一排距煤层顶板1.5米，第二排距煤层顶板2.8米布置（后附钻探设计示意图）。 （3）2104回风顺槽、2104胶带顺槽探采空区常规钻探短探设计 在长探和常规钻探基础上加短探补充作业，保证5米超前距。布置4个钻孔沿煤层分两层布置，第一排距煤层顶板1米布置3个，第二排距煤层顶板3.5米布置1个钻孔（后附钻探设计示意图）。 钻探时需加设孔口管，安装方式如下： Ⅰ钻孔开口段满足下孔口管的钻头钻进，以便下孔口管，然后改为65毫米钻进，直至设计深度。 Ⅱ孔口管的安装及