28103工作面探放水设计及措施.docVIP

28103回采工作面探放水设计 工作面概况 28103工作面地表位于工业工场以东，柏树峁以南，樊包头村以西，石咀山以北，盖山厚度135～225m。井下位于8号煤层右翼，东临28102工作面（已掘未采），南与锦瑞煤业相邻，西为实煤体，北临8号煤层右翼回风巷，上部为5号煤层古空区。工作面所采煤层为8号煤层，为焦煤，煤层稳定，整体呈一向北西倾斜的单斜构造，倾角4～7°，平均5°，煤层厚度为3.3mm，顶板为L1石灰岩，底板为粉砂岩。 探放水水害类型：古空积水 上部5号煤层古空积水，开采于2003～2004年，开采方式以掘代采，平均采高5.3m。 工作面水文地质条件 28103工作面水文地质条件为中等类型，属带压开采。工作面最低标高为+711m，奥灰水静压水位标高为+790m，巷道底板最大突水系数为0.013MPa/m。煤层实际隔水层厚度为72m大于安全隔水层厚度9.5m，没有构造的情况下，工作面是安全的。顶板L1～L5灰岩含水层水是工作面充水的主要因素。工作面上部为5号煤层古空区，5号煤与8号煤层间距47.8m～53.29m，平均52m；依据上部5号煤采空区底板等高线图分析，该工作面上部5号煤层古空区积水量较少。预计5号煤层采空积水标高705～712m，积水面积为1100m2,积水量为800m3,水头最大压力为0.52MPa。工作面正常涌水量为3m3/h,最大涌水量为15m3/h。 钻探设计 1 设计的目标和任务 1.1防止5号煤层古空积水进入28103工作面，影响安全生产。 1.2根据煤矿《煤矿安全规程》、《煤矿防治水规定》等要求，对5号煤层古空区进行探放，确保工作面安全。 2 放水量及放水时间预计 2.1计算单位流量。根据公式： q=60×C×W 式中：q-单位流量 m3/min C-流量系数 一般取0.6～0.7 W-钻孔断面积m2 钻孔孔径为75mm g-9.8m/s2 H-钻孔出口处水头高度52m（一般取钻孔出口处最大高度的40%～50%，H=52×50%=26m）。 计算得： q=60×0.7×3.14×0.03752 =4.187m3/min=250.8m3/h 由于放水压力逐渐降低，钻孔内有杂物堵塞等影响，取0.7的出水系数。计算得 q=250.8×0.7=175.6 m3/h 2.2计算平均放水量。根据公式： QCP=W/T+Q动 式中： QCP-平均放水量 W-积水量，m3（预计每处最大积水量800m3）Qcp=800/（3×24）+0.3×60=29m3/h 放水时间为3天，计算得平均放水量为29m3/h。 2.3计算放水钻孔个数 k=Qcp/p+k’ 式中： k-放水钻孔个数 QCP-平均放水量 q-单位流量 k‘-备用孔（1～2个） k=29/175.6+1=1.1 2.4计算排水管径和管路趟数。根据下列公式计算排水管径 dp=18.8 式中： QB-正常涌水量 VP-经济流速，m/s，一般取1.5～2.2 工作面计划放水量29m3/h 计算得： dp=18.8=68mm（3英寸） 则：排水需要一趟3英寸管。 3 钻孔布置及要求 4.1钻探工具：ZDY1900S(MKD-5S)型液压钻机 4.2钻孔布置：本设计共分5个钻场7个钻孔进行钻探（见附图）。 各孔参数如下 C1钻孔：孔深69m，开口标高765m，终孔标高825m，倾角+45°，方位120°，位置G9号点前8m。 C2钻孔：孔深83m，开口标高765m，终孔标高821m，倾角+45°，方位75°，位置G9号点前8m。 C3钻孔：孔深78m，开口标高757m，终孔标高812m，倾角+45°，方位75°，位置G7号点前1m。 C4钻孔：孔深81m，开口标高749m，终孔标高806m，倾角+45°，方位75°，位置G5号点前12m。 C5钻孔：孔深74m，开口标高734m，终孔标高786m，倾角+45°，方位75°，位置G3号点前32m。 C6钻孔：孔深105m，开口标高713m，终孔标高783m，倾角+42°，方位115°，位置YP4号点前25m。 C7钻孔：孔深80m，开口标高713m，终孔标高769m，倾角+45°，方位145°，位置YP4号点前25m。钻孔具体参数见附图。 孔号 孔深 （m） 倾角 （°） 方位 （°） 孔径 （mm） 位置 C1 69 45 120 75 G9号点前8m C2 83 45 75 75 G9号点前8m C3 78 45 75 75 G7号点前1m C4 81 45 75 75 G5号点前12m C5 74 45 75 75 G3号点前32m C6 105 42 115 75