庚超前探水设计方案.docVIP

庚20-21050掘进工作面防治水设计 一、概况： 庚20-21050掘进工作面位于二水平庚一采区东翼南部，东到一矿工业广场煤柱线，西到庚一皮带下山，南邻庚20-21030采空区，根据庚20-21030采面、剖面图分析，老空积水面积73576m2，积水量44145m3，最大水头29m。北隔一区段与庚20-21090采面相邻，东南上部为一矿己组水仓。地面位于落凫山东段，石油公司西北约500m处，地面无建筑物。风巷走向长975m，机巷走向长924m，该工作面在庚20煤层内施工，顶板为L6石灰岩，厚4.2m；底板为灰色砂质泥岩，厚1.7m。 该掘进工作面地质构造以断层为主，受构造影响局部有起伏，局部顶板有裂隙，裂隙可能涌水。目前庚一各观测孔水位如下：庚20-21090风巷西观测孔水位：-416.5m；庚一皮带下山观测孔水位：-388.5m。水位取最高值，以庚一皮带下山观测孔水位：-388.5m为庚一采区寒武系灰岩水位。推测该面风巷标高-380～-401m，机巷标高-409～-421m。该面机巷、切眼底板寒武系灰岩最大水压为0.325MPa，风巷水压为0MPa。庚20-21030掘进时最大涌水量25m3/h，采煤时最大涌水量40m3/h；庚20-21090掘进时最大涌水量15m3/h，根据庚20-21030及庚20-21090工作面在采煤及开采后的涌水量分析，预计庚20-21050在掘进期间正常涌水量25-30m3/h，最大涌水量为60m3/h。-500水仓仓容3000m3，排水能力520m3/h，满足排水要求。 二、庚20-21050掘进工作面安全掘进分析 1、掘进巷道底板隔水层安全水压的计算 计算公式 p=2kp+γt 式中：p——底板隔水层能承受的安全水压，（MPa）; t——隔水层厚度，（m）； L——巷道宽度，（m）； Kp——底板岩石抗拉强度，（MPa）； γ——底板隔水层的平均重度，（MN/m3）。 （2）计算参数的选取和换算 ①庚20煤层底板隔水层厚度，即庚20煤层底板至寒武系灰岩顶面厚度15.3～42.84m，平均21.6m。本设计采用最小值15.3m（数据采集：庚20-21050工作面附近揭露的钻孔）。 ②巷道宽度，L取4.6m； ③底板岩石抗拉强度，依据煤层底板岩石物理力学性质测试结果，岩石的抗张强度，取平均值1.5MPa（二矿地质报告）。 ④底板隔水层的平均重度γ，庚20煤层底板0.0224MN/m3（实测）。 计算结果 p=2×1.5×＋0.224×15.3=33.53MPa 依据上述公式及所确定的各项参数，计算得出底板隔水层能承受的安全水压为33.53MPa。 （4）计算结果分析 依据庚一采区寒武系灰岩水位-388.5m,机巷实际水压最大值为0.325MPa，小于计算值33.53MPa。计算得底板隔水层能承受的水压大于实际底板隔水层承受的水压，在正常情况下掘进是安全的。 2、掘进巷道安全隔水层厚度的计算 （1）、计算公式 式中t--安全隔水层厚度，m； L--巷道底板宽度，m； --底板隔水层的平均重度，MN/m3； Kp--底板隔水层的平均抗拉强度，MPa； p--底板隔水层承受的水头压力，MPa。 （2）、计算参数的选取和换算 ①.巷道底板宽度，L取4.6m； ②.底板隔水层的平均重度：庚20煤层底板0.0224MN/m3（实测）。 ③.底板岩石抗拉强度，依据煤层底板岩石物理力学性质测试结果，岩石的抗张强度，取平均值1.5MPa（地质报告）。 ④.底板隔水层承受的水头压力0.325MPa。 （3）、计算结果 =1.437 依据上述公式及所确定的各项参数，计算得出掘进巷道安全隔水层厚度为1.437m。 （4）、计算结果分析 庚20-21050掘进工作面庚20煤层底板隔水层最小厚度为15.3m，大于计算得出掘进巷道安全隔水层厚度1.437m。在正常情况下掘进是安全的。 3、掘进巷道突水系数的计算 （1）、计算公式 式中Ｔ--突水系数，MPa/m； p--底板隔水层承受的水压，MPa； M--底板隔水层厚度，m。 （2）、计算参数的选取和换算 ①.底板隔水层承受的水压0.325MPa； ②.底板隔水层厚度15.3m。 （3）、计算结果 =0.02124 庚20-21050突水系数0.02124MPa/m。 （4）、计算结果分析 庚20-21050突水系数0.021MPa/m，小于0.06MPa/m（《煤矿防治水规定》底板受构造破坏块段突水系数一般不大于0.06MPa/m，正常块段不大于0.1MPa/m。），在正常情况下掘进是安全的。 4、根据该面四邻及上、下水文地质情况分析：风巷东段上部一矿己组水仓充水约13800m3/h，和庚20煤顶板层间距约69m，庚20-21030采煤已泄水，分析基本无威胁，掘进到此处