根据要求，为加强矿井防治水工作，防止和减少水害事故，保障职工生命安全，坚持“预测预 、有疑必探、先探后掘、先治后采”的防治水原则，特制定3118综放工作面探放水设计如下：
第一节 矿井概况
一、矿井基本情况
公司位于县城北15km的镇村南，隶属于，经济类型为有限责任公司。公司始建于1989年10月，于1995年12月投产。本矿属整合矿井，兼并主体企业为公司，矿井正常涌水量为94.8m3/h,最大涌水量为145.7m3/h，属高瓦斯矿井。2012年6月6日，批准开采3号-15煤层，开采深度由750～370m标高，面积为8.1493km2，生产规模为90万t/a。
根据2020年度矿井瓦斯等级鉴定结果及矿井瓦斯涌出量测定结果，矿井绝对瓦斯涌出量26.32m3/min,相对瓦斯涌出量14.59m3/t；绝对二氧化碳涌出量2.35m3/min，相对二氧化碳涌出量1.30m3/t，回采工作面绝对瓦斯涌出量最大为2.43m3/min，掘进工作面绝对瓦斯涌出量最大为0.49m3/min，为高瓦斯矿井。
本井田周边分布有5个生产矿井、1个基建矿井和1个关闭小煤矿，井田北侧为公司和公司，西侧为公司，南侧为公司和煤矿（关闭），东侧为公司和公司为邻。
二、矿井水文地质情况
（1）区域地表水系
本区处于水库至省界之间的中游段，该段河流长度139Km，流域面积2683Km2，以石质山区为主，土质山区次之，干道河流大部分为砂页岩地区，水量渗漏较少。本区位于构造盆地南部边缘，地表山峦起伏，沟谷相间，呈现为低山丘陵地貌。在井田西部边界外由北向南流过，为常年性河流。
河为黄河流域水系的一级支流，河是县境内的最大支流，发源于芦坡，流经在下河附近注入，全长41km，流域面积291.3km2。
- 区域岩溶水系统
本井田位于煤田西南部，复式向斜的西南端，晋获褶断带西侧，区域水文地质单元为延河泉域，井田即处于延河泉域西北部径流区范围内。
多年平均流量为3.39 m3/s，最大流量6.32 m3/s（1984.9.15），最小流量2.36 m3/s（1988.3.10），泉水出露高程为463.78m。长40 km的河谷中还分布有，构成了岩溶水排泄带。根据《岩溶泉域水资源保护》泉域边界划分成果，泉域岩溶水系统边界划分为：
根据《公司矿井水文地质类型划分 告》综合各分项矿井水文地质类型划分结果，按照《煤矿防治水细则》就高不就低的原则，确定我公司矿井水文地质类型为中等类型。
三、矿井的地质构造情况
本井田位于复式向斜轴部南端、晋-获褶断带西部、盆地南缘东西-北东向断裂带的北部，受区域构造的影响，井田内构造总体为宽缓的褶曲构造，倾角3-9°，在井田中西部和东北部发育小型的向斜和背斜。
井田未发现陷落柱和岩浆岩侵入，井下开采发现2条落差1-2m小断层。
第二节 探放水目的
探放水目的是查明水情,消除隐患,保证安全。回采前用超前物探、钻探等方法，查明采掘工作面顶底板、侧帮和前方等水体的具体空间位置和状况等，并进行有效的治理。
第三节 编制依据
1、《煤矿安全规程》二〇一六版
2、《公司生产矿井地质 告》煤田地质勘探队 二〇一六年
3、《煤矿隐蔽致灾地质因素普查 告》 地质勘测有限公司 二〇二〇年
4、《矿井水文地质类型划分 告》 中煤地华盛水文地质勘察有限公司 二〇二〇年
5、《防治水分区管理论证 告》矿业工程技术有限公司 二〇二〇年
6、《煤业2021年采掘计划》
7、《煤矿防治水细则》二〇一八年
8、《南部地面物探勘查 告》二〇一八年
9、3118综放工作面地质说明书
10、《煤矿老空水害防治工作规定》
11、《井下探放老空水技术要求》
第四节 探放水原则
为加强矿井防治水工作，防止和减少水害事故，保障职工生命安全，坚持“预测预 、有掘必探、先探后掘、先治后采”的防治水原则和“物探先行、钻探验证、化探跟进”的综合探测程序。
- 工作面布置情况
本工作面采用一面两巷布置；运输顺槽开口位于3100三级运输巷737米处，长度为365米，回风顺槽开口位于3100三级运输巷896米处，长度为365米；分别以方位角90度向东沿巷道底板掘进，运输顺槽和回风顺槽在3118切眼沟通形成本工作面完整的通风系统。
（一）工作面运输顺槽
1、支护形式 3118二段运输顺槽采用树脂加长锚固组合锚杆支护和20MK120型号工字钢梁支架支护
2、巷道断面 距形断面（宽×高：4.2×2.8米）；梯形断面(上净宽3.1m，下净宽3.8m，净高2.7m,S净=9.32m2)
3、管线敷设 在运输顺槽的南侧悬挂有两趟电缆和通讯、监控电缆、一趟压风管路、一趟防尘管路、一趟排水管路，在回采过程中，根据每班回采进尺拆除所有管路至工作面煤壁前20m处。
4、巷道用途 运输顺槽承担工作面的进风、行人、供电、通讯、供水、压风、排水、运煤。
（二）工作面回风顺槽
1、支护形式 3118回风顺槽采用树脂加长锚固组合锚杆支护和20MK120型号工字钢梁支架支护
2、巷道断面 距形断面（宽×高：4.2×2.8米）；梯形断面(上净宽3.1m，下净宽3.8m，净高2.7m,S净=9.32m2)
3、管线敷设 在巷道的南侧悬挂有监控和通讯电缆、一趟压风和供液、防尘管路；巷道中心部位铺有运料轨道，在回采过程中，根据每班回采进尺拆除所有管路至工作面煤壁前20m处。
4、巷道用途 工作面的回风、行人、压风、排水、供液、运料
（三）、采煤工作面切眼
工作面切眼断面为距形，巷道断面净宽7.0米，净高为2.8米，采用锚网、锚索支护控制顶板；切眼长度为150米；用于工作面装备采煤机、支架、煤溜等工作面相关机电设备。
第六节 水情水害分析
一、矿井水源情况
1、大气降水及地表水
井田地表河流不发育，对矿井形成充水水源的地表水体主要为大气降水及其在沟谷中形成的短期洪水，地区年平均降水量583.9mm，丰水期为7、8、9月，雨季降水成为矿井充水的主要水源之一。
2、地下水
（1）第四系松散沉积物孔隙含水层
主要分布于井田东北边界附近河流河床两侧，岩性为卵石，含漂石、砾石及砂，厚度变化较大，一般在0-15m之间。含水层孔隙发育，透水性好，地下水位埋深2.0～3.0m，可直接接受大气降水补给。单井出水量30～50m3/h，水位及水量随季节变化较大。该含水层水为主要可采煤层3号煤层的间接充水水源。
（2）二叠系上、下石盒子组砂岩裂隙含水层
（3）二叠系下统组砂岩裂隙含水层
（4）奥陶系中统灰岩岩溶裂隙含水层
井田区域奥陶系灰岩埋深约200～300m，本次施工钻孔揭露峰峰组及上马家沟组厚度为286.25m，该套岩组含水层段主要位于奥陶系中统的上马家沟组上部及中部地层，含水层岩性为厚层状灰岩，局部地层段岩溶、裂隙发育，岩心破碎，连通性好。根据2014年6月14日至2014年6月16日，煤田地质队对YS-1孔该含水层抽水试验，单位涌水量1.22 L/s·m，富水性强，本井田推测奥灰水位标高在+489m—+484m左右。井田内3号煤层埋藏深度约117-282m,3号煤层底板对奥陶系灰岩含水层在矿区东北部带压，深部奥灰水为矿井开采3号煤层间接充水水源，该综放工作面不在承压开采区范围内，不受承压水威胁。
3、采空区（老窑）积水
（1）井田内采空积水
本矿现开采3号煤层，井田内已部分被开采。开采地段已分布多处大小不等的采空区，其中在部分采空区相对低凹处，存有不同程度积水。井田内共17处采空区积水，合计积水面积469420㎡，积水量256447m3。
（2）周边矿井采空区（老窑）积水
在本井田周边部分煤矿在边界邻区分布有采空积水，共15处，合计积水面积314187㎡，积水量327246m3。
二、井田主要含水层
依据地下水含水介质、孔隙类型、富水性等，主要含水层自上而下可分为：第四系全新统松散岩孔隙含水层；二叠系碎屑岩类裂隙承压水含水岩组；石炭系济南组碎屑岩夹碳酸盐岩类岩溶裂隙承压水含水岩组；奥陶系中统碳酸盐岩类岩溶裂隙承压水含水岩组。
三、井田主要隔水层
- 济南组15号煤底部及本溪组泥岩、铝土泥岩隔水层为15号煤层底板至峰峰组顶板，厚度10.0m，由砂质泥岩、铝土泥岩等塑性岩层组成，为良好的隔水层，可起到阻隔奥灰水对上层煤层开采时的充水作用。
2、石炭系济南组中上部泥岩隔水层
主要岩性为泥岩和砂质泥岩，呈层状分布于各灰岩、砂岩含水层之间，是15号煤层顶板以上的主要隔水层。
3、二叠系砂岩含水层层间隔水层
位于下石盒子组顶部及上石盒子组中下部，由塑性铝土泥岩、砂质泥岩夹粉砂岩等组成，若无采煤时产生的导水裂隙带沟通情况下，可视为3号煤层以上的相对隔水层。
- 本工作面情况
1、该工作面地表属丘陵区，无村庄，无常年性地表水体，雨后冲沟可有暂时流水，通过排水沟渠可排放；地面标高在+663－+720米之间；工作面地表为耕地、山坡。
2、根据矿业工程技术有限公司2018年编制的《南部地面物探勘查 告》和2020年编制的《水文地质类型划分 告》，该工作面在回采时会遇到地面物探圈定的积水区Q14，积水面积8448㎡，积水量2111m3，水位标高580m，根据3118回风顺槽掘进情况及工作面回采前对Q14积水区方向的探放水作业，未发现明显积水。
3、根据3118运输顺槽、回风顺槽和工作面切眼掘进情况及《3118综放工作面地质说明书》判定，该工作面会遇到原煤矿采掘旧巷，需加强工作面回采期间水文观测；综采队在回采过程中遇空巷、节理发育不完全时要及时移架控制顶板，以防止片帮、漏顶、冒顶等不安全隐患，在作业过程中要严格按照过空巷措施进行作业，确保工作面现场作业安全。
第七节 工作面管线的敷设情况
在运输顺槽的南侧悬挂有两趟电缆和通讯、监控电缆，一趟压风管路、一趟防尘管路、一趟排水管路；在回风顺槽的南侧悬挂有监控和通讯电缆，一趟压风和供液、防尘管路；巷道中心部位铺有运料轨道，在回采过程中，根据每班回采进尺拆除所有管路至工作面煤壁前20m处。
第八节 物探方案
一、工作面可采区情况
根据矿业工程技术有限公司2020年编制的《公司煤矿防治水分区管理论证 告》，该工作面在可采区范围内，工作面回采前采取两种物探方式进行相互验证，坚持“物探先行、钻探验证、化探跟进”得综合探测程序。
二、井下物探
1、瞬变电磁仪
3118综放工作面回采前利用YCS200（A）型矿用瞬变电磁仪进行了探测，探测结果如下：
1）．3118综放工作面回风顺槽侧帮顶板30°方向（开切眼往回10-300米）视电阻率剖面图资料解释
3118综放工作面回风顺槽顶板30°方向
上图为3118综放工作面回风顺槽侧帮顶板30°方向，视电阻率探测剖面，图中未发现明显的低阻异常区，横坐标为探测巷道位置，从3118综放工作过面切眼往回10米处为起始点，沿3118综放工作面回风顺槽向外探测300米，纵坐标为探测深度。
2）3118综放工作面顺回风槽侧帮顺层方向（开切眼往回10-300米）视电阻率剖面图资料解释
3118综放工作面回风顺槽顺层方向
上图为3118综放工作面回风顺槽侧帮顺层方向，视电阻率探测剖面，图中未发现明显的低阻异常区，横坐标为探测巷道位置，从3118综放工作过面工作面切眼往回10米处为起始点，沿3118综放工作面回风顺槽向外探测300米，纵坐标为探测深度。
3）．3118综放工作面回风顺槽侧帮底板30°方向（开切眼往回10-300米）视电阻率剖面图资料解释
3118综放工作面回风顺槽底板30°方向
上图为3118综放工作面回风顺槽侧帮底板30°方向，视电阻率探测剖面，图中未发现明显的低阻异常区，横坐标为探测巷道位置，从3108（上）综采工作综采工作面切眼往回10米处为起始点，沿3118综放工作面回风顺槽向外探测300米，纵坐标为探测深度。
4）．3118综放工作面运输槽侧帮顶板30°方向（开切眼往回10-300米）视电阻率剖面图资料解释
3118综放工作面运输顺槽顶板30°方向
上图为3118综放工作面运输顺槽侧帮顶板30°方向，视电阻率探测剖面，图中未发现明显的低阻异常区，横坐标为探测巷道位置，从3118综放工作面切眼往回10米处为起始点，沿3118综放工作面运输顺槽向外探测300米，纵坐标为探测深度。
5）．3118综放工作面运输顺槽侧帮顺层方向（开切眼往回10-300米）视电阻率剖面图资料解释
3118综放工作面运输顺槽顺层方向
上图为3118综放工作面运输顺槽侧帮顺层方向，视电阻率探测剖面，图中未发现明显的低阻异常区，横坐标为探测巷道位置，从3118综放工作面切眼往回10米处为起始点，沿3118综放工作面运输顺槽向外探测300米，纵坐标为探测深度。
- ．3118综放工作面运输顺槽侧帮底板30°方向（开切眼往回10-300米）视电阻率剖面图资料解释
3118综放工作面运输顺槽底板30°方向
上图为3118综放工作面运输槽侧帮底板30°方向，视电阻率探测剖面，图中未发现明显的低阻异常区，横坐标为探测巷道位置，从3118综放工作面切眼往回10米处为起始点，沿3118综放工作面运输顺槽向外探测300米，纵坐标为探测深度。
经总工程师组织相关人员对物探结果进行分析、审定并根据工作面掘进过程中的探水情况判定，物探结果和实际情况基本相符，在回采前严格按照探放水设计进行施工，确保工作面回采安全。
- 无线电波透视仪
1）、3118综放工作面宽度约为150m，探测长度为365m，经井下探测频率实验，选用穿透距离相对较大而精度较高的0.5MHz频率。
3118综放工作面测点间距为10m，发射点间距为50m，每个发射点对应多个接收测量点。
在3118综放工作面进行现场编点、频率探测实验以及探测数据采集。进行探测工作时，每个发射点发射时间为3分钟，接收时间为3分钟；换发射点时间为2分钟。每个发射点工作循环为5分钟。探测工作共进行了3.5个小时。
3118综放工作面共布置74个测点，14个发射点。其中，3118综放工作面回风顺槽测点编号为0~36号；3118工作面运输顺槽测点编号为500～536号。
2）、现场数据采集完成以后，对数据进行了处理和分析：场强基本稳定，现场采集的数据基本可靠，个别测点受到井下杂散电流影响。
从本次探测工作可以看出无线电波透视对3118综放工作面的异常区域有较好的反映，为不漏掉异常，经过计算机数据处理，把场强衰减异常取为-10dB，圈定两处较为集中的衰减异常区，如图所示，上部边界为3118工作面运输顺槽，下部边界为3118工作面回风顺槽。探测的异常区域主要是蓝色以上的异常区域，异常可能是煤层变化区域或构造密集发育区域。
衰减异常区分析：第一异常区位于3118运输顺槽测点0～24，3118回风顺槽测点500～527之间，该异常区相对周围煤层来看是衰减较集中的一个区域，场强衰减最大达到-15dB。根据现场揭露的情况，推测可能是原空巷引起的局部衰减，该区域衰减较小，推断中间旧巷相对较少。第二异常区位于3118运输顺槽测点24～35，3118回风顺槽测点527～536之间，该异常区相对周围煤层来看是衰减较集中的一个区域，场强衰减最大达到-30dB。根据现场揭露的情况，推测可能是原空巷引起的局部衰减，该段区域空巷相对集中，且分布较多。
3118综放工作面坑透探测成果CT扫描图
3118进风顺槽
3118进风顺槽
3118回风顺槽
第九节 探放水设备
选用ZQJC-200/5型气动架柱式钻机进行钻探，钻机具体参数见下表：
|
序号 |
基本性能参数 |
单位 |
ZQJC—200/5气动架柱式钻机 |
|
1 |
工作气压 |
Mpa |
0.50 |
|
2 |
额定转矩 |
N.m |
200 |
|
3 |
额定转速 |
r/min |
240 |
|
4 |
最大输出功率 |
kw |
5.0 |
|
5 |
最大负荷转矩 |
N.m |
295 |
|
6 |
起动转矩 |
N.m |
310 |
|
7 |
钻尾尺寸 |
mm |
18×18 |
|
8 |
钻孔直径 |
mm |
42 |
|
9 |
推进力 |
kn |
5 |
|
10 |
导轨长度 |
mm |
2200 |
|
11 |
导轨推进行程 |
mm |
1300 |
|
12 |
空载推进速度 |
Mm/min |
6000 |
|
13 |
最大工作高度 |
mm |
1500 |
|
14 |
最小工作高度 |
mm |
500 |
|
15 |
整机重量 |
kg |
192 |
2、化探
水源快速识别工作站使用一台CUG-W300矿井水源快速识别仪进行化探工作，满足公司防治水工作需要。
第十节 探放水钻孔设计布置方式
- 探水钻场、钻孔布置（附钻孔布置示意图）
在距离工作面切眼每隔20m的运输顺槽和回风顺槽进行钻探。3118运输顺槽、回风顺槽钻孔个数均为30个，钻孔布置：
①距底板1.2米，与两顺槽夹角为90°，倾角为0°；
②距底板1.4米，与两顺槽夹角为90°，倾角为3°。
3118运输顺槽探放水钻孔设计布置方式
|
3118运输顺槽钻孔布置 |
眼号 |
位置 |
倾 角 |
眼深（米） |
||
|
1#、2# |
20m处 |
0° |
3° |
80 |
10 |
|
|
5#、6# |
40m处 |
0° |
3° |
80 |
36 |
|
|
9#、10# |
60m处 |
0° |
3° |
80 |
38 |
|
|
13#、14# |
80m处 |
0° |
3° |
80 |
40 |
|
|
17#、18# |
95m处 |
0° |
3° |
80 |
30 |
|
|
21#、22# |
120m处 |
0° |
3° |
80 |
3 |
|
|
25#、26# |
140m处 |
0° |
3° |
80 |
4 |
|
|
29#、30# |
160m处 |
0° |
3° |
80 |
6 |
|
|
33#、34# |
180m处 |
0° |
3° |
80 |
7 |
|
|
37#、38# |
200m处 |
0° |
3° |
80 |
8 |
|
|
41#、42# |
220m处 |
0° |
3° |
80 |
10 |
|
|
45#、46# |
240m处 |
0° |
3° |
80 |
11 |
|
|
49#、50# |
260m处 |
0° |
3° |
80 |
13 |
|
|
53#、54# |
280m处 |
0° |
3° |
80 |
14 |
|
|
57#、58# |
300m处 |
0° |
3° |
80 |
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自钻式锚杆挡土墙质量验收标准及拉拔试验要求
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