0080轨道巷排水设计

0080轨道巷排水设计

硐号0080轨道巷

设计人

主管工程师

副总工程师

开滦（集团）唐山矿业公司

编制日期：年月日

0080轨道巷工作面排水设计

本设计以地质科《0080轨道巷开拓地质说明书》提供的数据为基础，进行设备选型和排水管路设计。

一、位臵与范围

本工程开门于9042大巷距离太2B测点5.8m，结束于南五轨道巷下部车场，总工程量约为1000m。目前，南五轨道巷-950以上已施工完毕，现需要施工南五轨道巷-950以下，巷道坡度下山13°47′57″，此工程主要在9煤层及其底板以下13煤层顶板施工，地层倾角下山10~22°，施工过程中将依次穿过12-2、12-1乙、12-1甲煤层。

二、地质水文概况

1、地质概况

0080轨道巷下段开口位于0080轨道巷，下山13°47′57″施工，开门前19m左右，在0270下方通过，在162m左右在9280下方通过，在225m 左右从9173下方通过，此工程主要在9煤层及其底板以下13煤层顶板施工，地层倾角下山10~22°，施工过程中将依次穿过12-2、12-1乙、12-1甲煤层，终点可能揭露9煤层。

2、地层描述：

9煤层直接顶板为灰色炭质泥岩—细砂岩，组织致密，水平层理明显，颜色靠上部较深，往下逐渐变浅，层面含大量芦木及植物碎片化石。

9煤层厚度在5.1m左右，结构复杂。

9煤层直接底为深灰色泥岩，主要成分泥质，近煤处大量植物根化石，厚度2.4m左右。

9煤层老底为深灰色泥岩，主要成分泥质，断口似贝壳状，含菱铁质大结核。厚度在4m左右。

12-1甲煤层老顶为深灰色泥岩～砂质泥岩，上部含植物根化石，下部具水平层理，含菱铁质结核及散晶，厚度在6.8m左右。

12-1甲煤层直接顶为黑色腐泥质泥岩，厚度在3m左右，岩性细腻，黑褐色条痕，油脂光泽，贝壳状断口。

12-1甲煤层厚度在1.3m左右。

12-1甲煤层直接底为浅灰色粉、细砂岩，顶部含植物根化石，下部含菱铁质结核，赋存苛达树化石，厚度不稳定，在0.7～11.3m之间，平均5m 左右。

12-1乙煤层直接顶为灰黑色泥质粉砂岩，硬度较大，厚度在2.5m左右。

12-1乙煤层厚度在0.6m左右。

12-1乙煤层直接底为灰黑色条带状粉砂岩，可见云母碎屑，有碳化面和方解石脉充填，厚度在3m左右。

12-2煤层直接顶岩性主要为深灰色砂质泥岩，厚度3m左右，层理清晰，硬度较小，局部风化。

12-2煤层厚0.4m左右，煤层赋存不稳定。

12-2煤层直接底岩性主要为深灰色条带状粉砂岩，厚度0.5～2m左右，含云母碎屑，硬度较小。

12-2煤层老底岩性主要为灰白色中砂岩，厚度9.5-20m左右，主要成分石英及暗色矿物，方解石脉充填，硬度大，含菱铁矿。

13煤层老顶以上，主要岩性为深灰色泥岩到灰色粗~中细砂岩，含少量黄铁矿、方解石脉，砂质泥岩成份硅泥质含植物残体化石，砂岩成份石英

为主，局部呈带状偶见残体化石。

13煤层老顶厚度在0.49~2.78m，平均2m左右，岩性石灰岩，钙质成分，断口较平坦，含海百合化石和黄铁矿薄膜，节理有方解石脉充填。

13煤层直接顶板厚度在0.56~2.78m，平均1.5m左右，岩性为灰色泥岩，泥质成份，含植物根化石及黄铁矿晶粒。

13煤层厚1.5m左右。

13煤层直接底厚度在2.57~3.91m，岩性为灰褐色泥岩，成分硅质泥质，含大量根化石，有黄铁矿薄膜附着化石面上。

13煤层老底厚度在6.3m左右，岩性主要为细砂—粉砂岩，石英为主含云母碎屑及黄铁矿颗粒。

3、地质构造概况：

此工程主要在9煤层及其底板以下13煤层顶板施工，施工过程中将依次穿过12-2、12-1乙、12-1甲煤层，终点可能揭露9煤层，施工单位提前做好穿煤层准备。

该工程为南五新区域，除三维地震资料外所拥有的实见地质资料较少，施工过程中不排除地质构造对施工产生影响，施工单位充分做好过断层准备，加强顶板管理。

4、水文地质情况：

0080开拓巷道位于我矿南五采区14水平，处于煤12-煤14强含水层之间。上方108m处有9280掘进巷、37m处有0043开拓巷道、41m处有0270开拓巷道，根据现有资料，9280涌水量保持在0.02m3/min，0043巷道无水量，0270巷道涌水量保持在0.01 m3/min。巷道施工过程中可能遇一高差

为4m的断层，在9280已揭露，揭露时无出水现象，但同处于深水平延伸工程的9173开拓巷道长期保持1.63 m3/min左右的涌水量。

结合周边巷道现状，根据比拟法计算，预计该巷道涌水量：

预计前50m最大涌水量Q=0.2m3/min，正常涌水量Q=0.1m3/min;50m-300m 最大涌水量Q=0.6 m3/min,正常涌水量Q=0.45m3/min;300m至断层最大涌水量Q=1.5 m3/min,正常涌水量Q=0.85m3/min。见断层时，预计最大涌水量Q=4.0m3/min,正常涌水量Q=2.0m3/min。

三、方案

根据地质科提供的资料，采取以下方案进行排水。

1）下山前30m施工时，直接使用FQW30-18型风动潜水泵将迎头水排到南五上部车场水沟。

2）施工30m-300m时，采用4DA-8×7型多级泵将水排到南五轨道巷上部车场。

3）施工到300m至断层时，迎头采用FQW30-18型风动潜水泵将水泵到后路水窝，然后再用150D-30×7多级离心泵将水窝的水排到南五轨道巷上部车场水沟内进行排水。在斜井内每40m施工一个躲避硐（宽×高×深=2.5×2.5×2.0m），在躲避硐内施工一个水窝，水窝规格为：（长）2.5×（宽）

2.0×（深）1m。

四、排水设备

五、选型依据：

1、前30m时，设备计算

1）扬程：施工最深标高为-956.37m（开门位臵标高为-949.0m，下山13°47′57″施工，距离为30m）。南五上部车场水沟标高为-949.00m，落差7.37m。BQW15-15-2.2水泵和FQW30-18型风动潜水泵扬程15m和18都>7.37m,两种泵都满足要求。

2）流量：施工期间可能出现的最大涌水量为0.2m3/min。按照工作面排水能力达到预计最大涌水量1.2倍计算：0.2m3/min×1.2=0.24m3/ min，FQW30-18型风动潜水泵流量：30/60=0.5 m3/min>0.24 m3/ min；BQW15-15-2.2风动水泵流量15/60=0.25 m3/min>0.24 m3/min，故FQW30-18型风动潜水泵和BQW15-15-2.2水泵排水能力都符合要求。

2、施工30m-300m时，设备计算

1）扬程：按照最大长度300计算，最深标高为-1022.68m，南五上部车场水沟标高为-949.00m，落差73.68m。4DA-8×7型多级泵和BQS50-50-37水泵扬程141m和100m都>73.68m,两种设备满足要求。

2）流量：施工期间可能出现的最大涌水量为0.6m3/min。按照工作面排水能力达到预计最大涌水量1.2倍计算：0.6m3/min×1.2=0.72m3/ min，4DA-8×7型多级泵流量54/60=0.9m3/min>0.72m3/min；BQS50-50-37水泵流量50/60=0.833m3/min>0.72m3/ min。故4DA-8×7型多级泵和BQS50-50-37水泵排水能力都符合要求。

3、施工300m至断层时，设备计算

1）扬程：按照最大长度350m计算，水窝处最深标高为-1034.96m，南五上部车场水沟标高为-949.00m，落差85.96m。150D-30×7多级离心泵扬程214m >85.96m,设备满足要求。

2）流量：施工期间可能出现的最大涌水量为1.5m3/min。按照工作面排水能力达到预计最大涌水量1.2倍计算： 1.5m3/min×1.2=1.8m3/ min，150D-30×7型多级泵流量155/60=2.58m3/min>1.8m3/min。故150D-30×7型多级泵排水能力符合要求。

3）迎头至水窝之间，按照每40m一个，则迎头最深标高为-1034.96m，水窝处的标高为-1025.14m，落差9.8m。FQW30-18型风动潜水泵扬程18m>9.8m，设备扬程符合要求。迎头最大涌水量1.5m3/min×1.2=1.8m3/ min，FQW30-18型风动潜水泵流量30/60=0.5m3/ min，故需要4台FQW30-18型风动潜水泵满足排水需要。

4）见断层时，预计最大涌水量4m3/min×1.2=4.8m3/ min， 150D-30×7型多级泵流量155/60=2.58m3/min，两台150D-30×7型多级泵流量155/60=2.58m3/min×2=5.16 m3/min>4.8m3/min。故见断层时两台150D-30×7型多级泵同时进行排水满足施工需要。

4、设备备用：

1）施工前30m 时，一台FQW30-18型风动潜水泵使用，一台BQW15-15-2.2水泵备用。

2）施工30m-300m 时，一台4DA-8×7型多级泵使用，一台BQS50-50-37水泵备用。

3）施工300m 至断层时，水窝处两台150D-30×7型多级泵，其中一台使用一台备用。迎头配备5台FQW30-18型风动潜水泵，其中4台使用一台备用。

4）见断层时，两台150D-30×7型多级泵同时进行排水。 六、排水管路选择

1）施工前30m 时排水管路的确定：

D=（

Vd

Q

π4）0.5

D=管子直径，m;

V d =管内水流速度，一般取2.0m/s ； Q=最大涌水量量，m 3/min

则: D=（

60

214.324.04???）0.5=0.050(m)=50（mm ）

综上所述，施工前30m 时，排水管选取一趟2寸胶管进行排水。 2）施工30m 至断层前排水管路的确定：

D=（

Vd

Q

π4）0.5

D=管子直径，m;

V d =管内水流速度，一般取2.0m/s ； Q=最大涌水量，m 3/min

则: D=（

60

214.38.14???）0.5=0.138(m)=138（mm ）

根据现场实际，我们选取一趟Φ159mm>138mm 排水管进行排水，满足施工需要。

3）见断层时，再布臵一趟Φ159mm 的排水管进行排水，两台150D-30×7型多级泵各接一趟Φ159mm 的排水管往南五上部车场水沟排水。 七、排水路线

0080轨道巷迎头—FQW30-18型风动潜水泵—水窝—150D-30×7型多级泵—Φ259mm —南五上部车场水沟—9042大巷—907水仓。 八、避灾路线

发生水灾时，避灾路线：工作面迎头→南五轨道巷上部车场→9042→9070皮带巷→8070甲→12水平大巷→10号井→地面。避灾路线见附图。 九、其他

1、本设计依据《0080轨道巷开拓地质说明书》进行排水设计。

2、本排水设计适用于F20断层前，见断层时，根据实际情况再另执行排水设计。

九、附图

1排水系统图

前30m排水系统图

2避灾路线图