一、概況
1、工作面概況
12020工作面里段位于我礦井田+87m水平西翼一側(cè)，該工作面東側(cè)為12020工作面采空區(qū)，南部（上部）為本礦上水平工作面采空區(qū)，西部、北部（下部）為原始煤層。開采煤層為五3煤，12020工作面（里段）走向長(zhǎng)760米，傾向長(zhǎng)150米，煤層傾角25-30度,煤層厚度0.6—0.9m,平均厚0.69m，工作面地質(zhì)儲(chǔ)量11.7萬(wàn)噸。12020上下付巷沿煤層走向掘進(jìn)。
2、地質(zhì)情況
12020工作面上付巷掘進(jìn)515米，下付巷掘進(jìn)650米時(shí)揭露新F7斷層，走向155°，傾向65°，傾角48°，延伸長(zhǎng)度約350m，落差0-30m；該工作面上部最高海拔標(biāo)高為+660米，最低海拔標(biāo)高為+590米，相對(duì)高差70米，地面處在伏牛山的頂部，地表荒蕪，無(wú)居民及建筑物存在。
3、水文地質(zhì)情況
?、俅髿饨邓?、地表水及新近系潛水
本區(qū)為低山丘陵地形，地面坡度較大，沖溝發(fā)育，大氣降水逕流排泄條件好，因而無(wú)常年性地表水體。區(qū)內(nèi)新近系地層呈零星發(fā)育，以坡積、洪積及沖積于溝谷、坡腳處，厚度較小，巖性復(fù)雜，含富水性差。加之上部上石盒子組隔水層較厚，故此大氣降水、地表水及新近系潛水對(duì)五3煤開采無(wú)影響。僅在井筒揭穿層段有少量淋漓水現(xiàn)象。
?、谖?煤層頂板砂巖裂隙承壓水
五3煤層頂板砂巖裂隙含水層，系指煤層之上60m范圍內(nèi)所含砂巖裂隙含水層，巖性為中粒砂巖，一般發(fā)育2～5層，累計(jì)厚度約0～30m，一般20m左右，巖性完整致密，裂隙不發(fā)育，且部分被方解石脈所充填。生產(chǎn)開采過(guò)程中該含水層裂隙承壓水將首先充入礦坑，是礦坑涌水的主要充水水源之一。由于該含水層單層厚度較薄，裂隙不甚發(fā)育，且補(bǔ)給條件差，裂隙水儲(chǔ)存量有限，導(dǎo)、富水性弱，生產(chǎn)中易于疏排。
③五3煤層底板砂巖裂隙承壓水
主要由1～2層中粒巖屑砂巖組成，厚2.39～11.09m，平均5.70m，泥質(zhì)膠結(jié)，局部含泥礫及石英細(xì)礫。砂巖致密堅(jiān)硬，裂隙不發(fā)育，含富水性弱。為五3煤層底板直接充水含水層，該含水層厚度較小，裂隙不甚發(fā)育，且極不均一。因本區(qū)屬大陸性半干燥氣候區(qū)，年降水多集中于7～9月份，其水源補(bǔ)給時(shí)間短，加之含水層被新近系地層覆蓋，補(bǔ)給量不足，故而其富水性相對(duì)較弱，一般情況下對(duì)開采五3煤層影響不大，以往開采生產(chǎn)過(guò)程中也未發(fā)生過(guò)充水現(xiàn)象。
?、軘嗔褬?gòu)造對(duì)礦床充水的影響
本區(qū)發(fā)育的主要斷裂構(gòu)造位于礦區(qū)淺部的新F7。
一般情況下，斷裂構(gòu)造在形成過(guò)程中，由于受應(yīng)力牽引、拖拉作用而在斷裂帶兩側(cè)形成較密集的羽狀斷裂，破壞了地層的連續(xù)性，使多個(gè)含水層間產(chǎn)生不同程度的水力聯(lián)系。同時(shí)，斷裂破碎帶為地下水的運(yùn)移、富集提供了通道和空間場(chǎng)所。在開采過(guò)程中，要加強(qiáng)新F7斷層附近涌水點(diǎn)的涌水量觀測(cè)。
?、堇细G老空水
礦區(qū)淺部為五3煤層采空區(qū)，推測(cè)會(huì)積存有老空老塘水，似一“地下水庫(kù)”，其淺部采空區(qū)最低標(biāo)高約+100m左右，是威脅礦井后期生產(chǎn)的潛在危險(xiǎn)因素，生產(chǎn)中，對(duì)12020上下付巷要先堅(jiān)持直流電法儀超前探，發(fā)現(xiàn)有異常時(shí)，再進(jìn)行鉆探驗(yàn)證，并保留至少30米超前距。同時(shí)，在老窯老空相應(yīng)的地表塌陷區(qū)應(yīng)做好防洪排澇工作。
?、捭@孔對(duì)礦床充水的影響
工作面附近無(wú)鉆孔，掘進(jìn)時(shí)不會(huì)受到鉆孔水的影響。
4、周邊采掘情況
本工作面南部為已回采完的上水平采區(qū)，西翼為正在開采二1煤層的新豐煤礦。
二、設(shè)計(jì)目的
1、探查前方地質(zhì)構(gòu)造，消除水害對(duì)采掘工程施工的威脅。
2、對(duì)物探低阻區(qū)鉆探驗(yàn)證，或?qū)?dǎo)水?dāng)鄬舆M(jìn)行探查，消除突水危險(xiǎn)。
三、設(shè)計(jì)依據(jù)
1、水源性質(zhì)：預(yù)計(jì)水源主要為煤層頂、底板砂巖裂隙水。
2、礦井配備一臺(tái)ZBY3/7.0-11型注漿泵，兩臺(tái)ZDY-550S探放水鉆機(jī)，配合Φ75mm和Φ113mm硬質(zhì)合金刮削型鉆頭（各不少于2個(gè)），Φ50mm鉆桿，鉆桿每節(jié)長(zhǎng)0.8m，鉆桿數(shù)量200根，全部使用水力排粉，鉆孔均采用無(wú)芯鉆進(jìn)。
四、探放水鉆孔的設(shè)計(jì)參數(shù)
1、探水起點(diǎn)的確定：
12020上，下付巷鉆場(chǎng)位置布置在開口向西1170m方向，鉆場(chǎng)支護(hù)方式采用2.5m×2.5m工字鋼對(duì)棚進(jìn)行支護(hù)，棚距為500mm，斷面為梯形，凈斷面6.0㎡掘進(jìn)斷面8.0㎡，對(duì)迎頭和巷道“丁字口”“十字口”處10m范圍內(nèi)巷道連鎖加固。
2、超前距離、幫距的確定：
12020上、下付巷探放水時(shí)，確保鉆孔終孔位置距巷幫距離不小于20m，超前距離保持不少于30m。
