81071工作面防排水设计及安全技术措施
一、概况 1、水文地质概况 （1）矿井含水层概况
81071工作面开采的8号煤层直接充水含水层为直罗组、延安组中的中粗粒砂岩承压含水岩层，裂隙不发育，径流条件差，富水性弱；另外区内降雨量稀少，且地形切割严重，多形成地表流经，入渗条件差，因此大气降水和地表水对本工作面充水影响较小。
（2）矿井主要隔水层概况 ①侏罗系中统安定组隔水层
全区分布，以紫色-棕红色泥岩及砂质泥岩为主，厚度25.10-40.82米，一般厚约30米，为洛河组、宜君组含水层之下隔水层。
②侏罗系下统富县组隔水层
全区分布，岩性为紫红色-灰紫色泥岩、砂质泥岩夹粉砂岩及铝土质泥岩，厚1.96-66.91米，隔水性良好。
2、地质构造
81071工作面煤层走向为70度，倾角0～2度。工作面回采范围内，有F2-2、F2-1、F07-1三个断层，工作面推板30米后开始进入断层，推板536米后过完断层，其余段煤层赋存较为稳定。
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断层情况：
走向 构造名称 （°） F2-2 F2-1 F07-1 222 137 200 （°） （°） 132 47 290 85 56 48 正断层 正断层 逆断层 倾向 倾角 性质 （m） 7 4 4.5 （m） 皮顺距切眼88 轨顺距切眼395 轨顺距切眼457 落差 实见位置 井下巷道工程对F2-2断层曾多次揭露，从揭露的资料看，除个别揭露点有少量渗水以外，均未发现水文异常。断层处岩石破碎，岩性杂乱，裂隙发育，有方解石脉充填，并可见挤压、揉皱、摩擦镜面和擦痕现象，这些特征反映了断层是以剪切作用形成的。断层上盘主要以细粒砂岩、泥岩为主，下盘主要以铝质泥岩、泥岩为主，断层带内构造多为断层泥，致密，导水性极弱。
根据8108工作面推板过程中对F2-2断层的揭露情况，在回采过程中无较大的涌水出现，而该断层在8108处落差比81071更大，因预计81071工作面回采过程中也不会有太大量的涌水。
二、防排水设计 1、探放水设计
为探明断层带附近的导水性及顶板离层水富集区，我矿委托西安科技大学对我矿81071工作面富水性进行了音频电穿透，勘探覆盖范围长500m，宽200m，面积100000㎡，物探结果反映出81071工作面富水性较弱，工作面中部断层面附近有四处异常区，在81071皮带顺槽附近、81071轨道顺槽最外口有三处异常区，应该与物探期间设备运转等有关系，因此仅针对工作面中部富水区进行施工钻孔探放。
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2、钻孔设计
（1）探放水钻孔设计依据
严格按照《煤矿安全规程》及《煤矿防治水规定》的相关规定和物探报告揭露的异常区，进行探放水钻孔设计，坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的煤矿防治水方针。
（2）钻孔施工目的、时间
验证可疑区域含水情况，并实施排水，避免顶板水影响工作面安全和生产。
施工时间：钻孔（尤其是1、2#）在工作面推板到280米时完成具备放水条件。
（3）钻场位置
81071轨道顺槽GD11点向里8.5m处。 （4）钻孔布置及参数
①钻孔布置详见81071工作面探放水钻孔布置图 ②钻孔参数
钻孔编号 方位角（°） 倾角（°） 深度（m） 止水套管（m） 1 228 38 73 6 2 206 55 115 6 3 106 22 120 6 4 79 63 107 6 备注 浅部异常区 深部异常区 浅部异常区 深部异常区 （5）单孔设计
①套管设计参数：套管孔径152mm，套管深度6m；套管直径102mm钢管，套管长度6m（每2节套箍连接）。套管孔口焊接耳朵，采用2根φ22mm锚杆固定。
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②钻机及配套工具
采用重庆钻机ZYW—2000型煤矿用全液压坑道钻机，φ75mm钻杆钻进，φ152和φ94mm钻头。钻杆每根长度0.75m，φ94㎜的钻头用于打钻孔，φ152mm的钻头用于扩套管孔。
（6）钻孔施工步骤
首先用φ94mm的钻头钻进6m，然后用φ152mm的钻头扩孔（扩孔时，钻机钻进要缓慢，钻孔孔壁要直，以防安装套管困难），接着用水冲洗孔内的钻渣，安装套管，其中外漏的1节套管焊接法兰，孔口管外漏0.3m，在套管外壁倾斜插入1根4分带节水阀的注浆管，外漏0.1m，用麻配合波雷因注浆固管，待套管固定牢固后，向4分注浆管注入0.6:1的水泥浆（低压慢注），浆液顺套管内壁流出后，停止注浆，待凝固48h后，再外接阀门换用φ94mm的钻头钻至局异常区还剩20m，用高压水管向钻孔内注水进行耐压试验，压力达到1MPa稳定30min后，仔细观察孔口周围是否漏水，若不漏水，证明套管密封成功。然后用φ94mm钻头钻进至设计孔深，退出钻杆，再外接水压表及阀门，关闭阀门，接通排水管路，打开阀门放水。（附：套管安装示意图）
3、排水系统设计 （1）排水系统现状
①81071轨道顺槽布置有一趟6寸排水管路（灌浆管兼排水） ②81071皮带顺槽现有6寸排水管路与8107皮带顺槽相连，在最低点有泵坑1个，安装有一台BQS80-80-37/N型潜水泵。
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③8107皮带顺槽：目前在测点PD12点（标高537.213m）处，有一个水仓，排水管路向外接通了一趟6寸排水管路，一趟8寸排水管路，安装有4台BQS80-80-37/N潜水泵。水仓向里（切眼方向）铺设有1趟6寸排水管路与81071两顺槽排水管路相连。
（2）排水系统新增设管路及设备
①在81071皮顺最低点泵坑处增设一台BQS80-80-37/N潜水泵，随工作面推移至此，再另行距工作面100-150m挖设泵坑、施工两个水仓，两水仓间距50m，配备三台BQS80-80-37/N潜水泵。重新铺设两趟8寸管路至8107皮顺与81071回风联络巷交叉口处，向外新铺设2趟6寸排水管路。即81071皮顺3趟排水管路（一趟6寸排水管路，两趟8寸排水管路），5台BQS80-80-37/N潜水泵。
②在81071轨顺距切眼170m处施工一个水仓，安装2台BQS80-80-37/N潜水泵。即81071轨顺1趟6寸排水管路，2台BQS80-80-37/N潜水泵。
③从81071轨顺经过工作面拖缆架铺设一趟6寸排水管路至81071皮顺水仓。81071轨顺排水能力不能满足要求时，通过该趟排水管路排放至81071皮顺水仓，缓解81071轨顺排水能力。
在现有的排水能力通过增设管路及设备，使得81071排水能力大于500m3/h。
（3）排水路线
81071工作面→81071两顺槽水仓→8107皮顺水仓→+550泵房沉淀池→+550泵房水仓→中央泵房水仓→地面
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