煤矿防治水方案设计.doc

xxxx县x煤矿防治水方案设计 编制： 审核： 审批：编制部门：技术科编制时间： 年 月 目录第一章 矿井概况第二章 矿区地形地质概况第一节 地层第二节 地质构造第三节 矿区构造第四节 煤层第三章 矿区水文地质条件第一节 区域水文地质条件第二节 矿区水文地质条件第三节 充水因素分析第四节 矿井涌水量预算第五节 工程地质条件第四章 矿区水文地质调查第一节 地表调查与监测第二节 井下调查与监测第五章 防治水管理机制第六章 矿井防治水措施第一节 排水系统第二节 采掘工作面的防治水措施第三节 掘进工作面的探放水设计第七章 雨季三防预案及措施第八章 矿井水害应急预案设计依据1 煤矿安全规程（2011年版）2 矿井水文地质规程3 矿井水害防治技术4 井下探放水技术规范（MTT 6321996）5 煤矿防治水工作条例6 贵州省煤矿水害防治规定（黔府办发200964号）7 x县x煤矿开采设计方案（变更）8 x县x煤矿安全设施设计（变更）9 x县x煤矿水文地质调查报告（2010年）10 现场勘查成果 附图1 巷道布置图2 矿井充水性图3 矿井综合水文地质图4 矿井排水系统图5 水灾避灾路线图第一章 矿井概况一、整合及审批手续办理情况x煤矿矿是根据x市煤炭管理局关于对x县x等四家煤矿开工建设的批复（x煤复200810号）的文件精神新设置煤矿，矿山名称为xx布依族x县x煤矿。我矿先后完善了采矿许可证、工商营业执照、储量核实报告、开发利用方案、地灾评估报告、煤与瓦斯突出鉴定报告、水土保持方案、开采设计方案和安全设施设计等建设项目所需的证照和资料，相继获取了相关的批复文件和开工备案手续。x煤矿开采方案设计于2008年4月编制完成，于2008年5月获得贵州省煤炭管理局批复（黔煤规字2008338号），后根据实际情况变更1次，于2010年9月经贵州省能源局变更备案（第745号备案）；安全设施设计于2008年6月编制完成，于2008年7月获得贵州煤矿安全监察局林东监察分局批复（黔煤安监林字2008124号）。x煤矿于2008年9月正式开工建设，设计井巷总工程量为2910米,。设计概算投资2283.27万元，实际已投资7100万，今年计划投资2800万，截止3月10日，今年已投资300万。按照设计和现行规定正在完善六大紧急避险系统，计划本月底完成。二、矿井基本情况及安全条件1、地理位置及交通xx布依族x县x煤矿位于xx布依族x县猫营镇龙井村，属猫营镇管辖。企业性质为私营合伙企业。矿区直距道xx布依族x县城24km，距S209县级公路约500m，距猫营镇3.5km。2、矿区范围矿区由7个拐点坐标圈定而成，面积为2.4345km2，开采深度+1250+900m水平标高。3、矿井储量与服务年限矿井设计生产规模为9万吨/年，地质储量270.9万吨，可采储量179万吨，设计服务年限10年。采用斜井开拓。4、煤层地质特征矿区内含煤地层为二叠系上统吴家坪组，矿区含煤层四层，可采一层（M1煤层），煤层平均厚度为1.06m，煤层倾角2225，煤层顶底板为灰深灰色中厚层至厚层状含硅质灰岩。5、水文地质根据水文地质调查报告和矿井建设期间收集的水文地质资料分析，综合矿区内地质环境条件、含（隔）水层空间分布、矿床赋存状态及构造特征等条件表明，矿井水文地质为较复杂类型。6、采煤方法及顶板管理根据设计和现场实际，采煤方法为长壁后退式开采，工作面使用单体液压支柱配用绞接顶梁支护，“三四”排控顶，全部垮落法管理顶板。 7、瓦斯等级鉴定及煤层鉴定根据贵州省安全生产监督管理局、贵州煤矿安全监察局、贵州省煤炭管理局文件（黔安监管办字2007345号），“关于加强煤矿建设项目煤与瓦斯突出防治工作的意见”的附表（贵州省煤与瓦斯突出矿区和突出危险期矿区一览表），本矿不属于突出片区矿井。x煤矿x年3月委托贵州省永润煤业x煤矿瓦斯研究所对M1煤层作瓦斯含量测试，通过取样检测各项指标确定采用风排方式能解决矿井瓦斯问题。通过2008、2009年、2010、2011年的瓦斯等级鉴定均为低瓦斯矿井。煤层自燃倾向等级鉴定为三类：不易自燃；煤尘爆炸性鉴定为：无爆炸性。三、开拓开采系统矿井采用斜井开拓方式。巷道布置在M1煤层中，矿井现布置1111采面（首采工作面），1112运输顺槽、1112回风顺槽二个掘进工作面。 祥见巷道布置图。第二章 矿井地形地质概况第一节 地层区内出露最老地层为泥盆系中、上统，较新者为三叠系（见下表）。主要大面积分布的是二叠系、三叠系地层。 区 域 地 层 简 表系统组段（代号）主 要 岩 性 与 厚 度第 四 系（Q）为残、坡积及河漫滩堆积，未胶结，不整合于各系老地层之上。三叠系中统边阳组（T2b）黄灰、灰绿色泥页岩及细砂岩夹灰岩及泥灰岩，局部以灰岩为主或全为灰岩。最厚为1626米。青岩组（T2q）灰绿、黄绿色泥页岩及灰色中薄层灰岩、泥灰岩，夹角砾状灰岩及少量白云岩，底部常为硅质泥岩或燧石层。厚度1221205m。下统罗楼组（T1l）上段（T1l2）灰、黄灰、紫红色薄至中厚层灰岩、泥灰岩夹白云岩、角砾状灰岩及泥页岩，局部夹粉、细砂岩。厚度12346m。下段（T1l1）灰色薄厚层灰岩、泥质灰岩夹页岩，底部常为灰绿色页岩。厚度37350m。二叠系上统长兴组（P3c）浅灰、深灰色中厚层至厚层块状燧石灰岩，偶夹少量燧石层或泥页岩。厚度1294m。 吴家坪组（P3w）上部：浅灰、灰色中厚层灰岩，褐黄、灰绿色粘土页岩；下部：深灰色厚层燧石灰岩及褐黄、暗灰色薄层硅质岩及页岩；底部：灰褐黄、灰及灰黑色页岩，夹泥质粉砂岩及硅质岩。夹煤15层，可采1层。厚306921m。中统茅口组（P2m）浅灰色中厚层至厚层块状灰岩，夹白云质灰岩，偶夹燧石灰岩。厚62480m。下中统栖霞组（P2q）及梁山组（P1l） 浅灰至深灰色中厚层至厚层块状灰岩，层间夹片状泥灰岩。厚108262m。 过渡层（C-P）深灰色中厚层泥灰岩。厚014m。石炭系上统 马平群（C3mp） 灰、深灰色至灰黑色中厚层至厚层灰岩，普遍含燧石结核或透镜体，时夹薄层硅质岩，近底部夹硅质泥岩及页岩。厚度160m 。中统 黄龙群（C2hn）浅灰色、灰至深灰色、灰黑色中厚层灰岩，普遍含燧石结核或条带，且夹浅灰色薄层硅质岩，硅质页岩。厚70160m。下统摆佐组（C1b）深灰、灰黑色中厚层灰岩、白云质灰岩，夹灰岩。含燧石团块或夹硅质薄层及页岩。厚207364m。泥盆系上统 代化组（D3y）浅灰至灰色中至厚层泥质条带灰岩。局部含燧石或带蓝绿色，并夹白云质灰岩。厚59307m。响水组（D3w）上部：灰至深灰色泥灰岩，含燧石条带。局部夹砾岩、白云质灰岩。下部：黑色薄层硅质层、页岩夹泥灰岩、灰岩。厚97376m。中统火烘组（D2h）灰至灰黑色薄层钙质泥岩为主，夹少许硅质灰岩、泥灰岩、砂岩、硅质页岩。局部含锰、铁质，风化后带紫红、暗灰色。顶部石英砂岩内产水晶矿。厚351116m。纳标组（D2l）灰黑及灰紫色薄至中厚层状炭质页岩夹细砂岩。局部含硅质及锰、铁质。 厚89 100m。第二节 地质构造大地构造单元位于扬子准地台的二级构造单元黔中隆起带；三级构造单元属威宁郎岱凹陷褶皱束与黔南凹陷褶断带交汇处。区域构造较复杂，断裂、褶皱较发育，总体构造体系为南北向。区域主要褶皱有猫寨背斜、牛场坡背斜、江洞沟短轴向斜、红关背斜、坝寨背斜等；主要区域性断层为猫营断层，该断层呈南北走向，延伸长度30km，倾向东，倾角45度，其断距大于300m，为一正断层。矿区位于猫寨背斜东翼的次一级褶皱-捌落向斜东翼。第二节 矿区地层矿区及其附近出露的地层为二叠系中统茅口组（P2m），二叠系上统吴家坪组（P3w）、长兴组（P3c），三叠系下统罗楼组下段（T1l1）、三叠系下统罗楼组上段（T1l2），三叠系中统青岩组（T2q）、边阳组（T2b）及第四系（Q）。现从老到新分述如下：一、二叠系中统茅口组（P2m）分布于矿区北东外围，在矿区内未出露。岩性主要为灰白、浅灰至灰色中厚层至块状灰岩夹白云质灰岩，偶夹燧石灰岩。厚62480m 。二、二叠系上统吴家坪组（P3w）出露于矿区东部、北东部。岩性上部为：浅灰、灰色中厚层灰岩，褐黄、灰绿色粘土页岩；下部为：深灰色厚层燧石灰岩及褐黄、暗灰色薄层硅质岩及页岩；底部为：灰褐黄、灰及灰黑色页岩，夹泥质粉砂岩及硅质岩。夹煤15层，可采1层。厚306921m。三、二叠系上统长兴组（P3c）出露于矿区中部，呈条带状，与下伏吴家坪组呈整合接触。岩性主要为浅灰至灰黑色中厚层至厚层块状燧石灰岩。厚1294m 。四、三叠系下统罗楼组下段（T1l1）出露于矿区中部、北西角及西部外围。岩性为灰色薄层灰岩、泥质灰岩夹页岩，底部常为灰绿色页岩。厚12346m。五、三叠系下统罗楼组上段（T1l2）出露于矿区中部、北西部。岩性为灰、黄灰、紫红色薄至中厚层灰岩、泥灰岩夹白云岩、角砾状灰岩及泥页岩，局部夹粉、细砂岩。厚37350m。六、三叠系中统青岩组（T2q）出露于矿区南西部及外围。岩性主要为灰绿、黄绿色泥页岩及灰色中薄层灰岩、泥灰岩，夹角砾状灰岩及少量白云岩，底部常为硅质泥岩或燧石层。厚1221205m。七、三叠系中统边阳组（T2b）出露于矿区南西部外围及南西角。岩性顶部为石英粉砂岩、粉砂质泥岩、泥灰岩及薄层砂质灰岩；上部及中部为薄层泥岩，青灰色中厚层钙质泥岩夹中厚层钙质砂岩；下部为钙质石英砂岩夹钙质泥岩；底部为泥岩。厚度大于380m。八、第四系（Q）主要为坡积和残积层，次为由砂质粘土和碎石、砾石组成的冲积层和石灰华、粘土等洞穴堆积，结构松散，厚度小于10.00m。主要分布于洼地及地势相对低洼的冲沟中，与下伏地层呈不整合接触。第三节 矿区构造矿区位于捌落向斜东翼，地层倾向200 286，倾角15 30。矿区及附近断层发育，对煤层有破坏作用。构造主要为近南北向的褶皱和断层。褶皱：主要为猫寨背斜所派生的次级褶皱-捌落向斜。其轴向近南北，北起普干桥，向南经斑毛冲、石头院至燃灯一带，轴向长约3.5km。核部地层为三叠系中统边阳组（T2b），被一轴向断层F3破坏。两翼分别为青岩组（T2q）、罗楼组（T1l）、长兴组（P3c）、吴家坪组（P3w）。东翼地层相对连续完整，地层倾向200 286，倾角15 30；西翼被F1和F2断层切割破坏，其地层产状倾向70 90，倾角20 27。断层：矿区及附近断层发育，主要为轴向断层，近南北向延伸。矿区内只有一条（F4）断层，矿区西部外围有4条（即F1、F2、F3、F5）断层，分述如下：F1断层（猫营断层）：位于矿区西侧外围，近南北向延伸，长度30km，倾向东，倾角45度，东盘下降，断层发育于泥盆系与三叠系地层间，断距大于300m，该断层控制了其它断层，为猫寨背斜的轴向区域性正断层。F2断层（王家院断层）：位于矿区西侧外围。近南北向延伸，向北交于F1断层上，向南经石头院、王家院、燃灯大坡，长度1.8km，断于三叠系与二叠系地层中，倾向东，倾角62度，东盘下降，断距50110m，为F1的次级斜向正断层。F3断层（捌落断层）：位于矿区西侧外约150m处；近南北向延伸，向北交于F1断层上，经上苑、大坟山、捌落等地向南延伸，全长约4km。断于三叠系地层中，倾向东，倾角72度，东盘下降，断距40115m，为一正断层。F4断层：位于矿区北西部及西部外围，呈北东向延伸，北起湾河，经矿区向南交于F3断层上。长度约2.3km，断于三叠系与二叠系地层间，断距最大达170m，断层倾向西，倾角7375度，西盘下降，矿区及附近断层带无泉点出露。该断层是对矿区影响最大的断层：在矿区北部切割地表河流；在北部及西部切割P3w、P3c、T1l、T2q、T2b等地层，且破坏了矿区内煤层的完整性。F5断层：位于矿区西侧外围F1与F2之间，呈北东向延伸，长度约400m，断层倾向南东，倾角76度，南西盘下降，断于三叠系边阳组与二叠系吴家坪组间。为一正断层。综上所述：区内褶皱较发育，断裂发育，总体构造形态为一走向北东南西向，倾向南西的单斜构造，矿区地质构造复杂程度为复杂类型。第四节 煤 层区内含煤地层为二叠系上统吴家坪组（P3w),属海相、浅海相、过渡相为主的沉积岩系，岩性以碎屑岩、燧石灰岩及硅质灰岩为主，间夹泥岩、页岩和煤层等，为本区含煤地层。煤岩特征总体上为暗亮型的丝炭暗亮型亚类，结构简单，多呈块状，少量粉状。矿区内煤系地层共含煤1-4层，煤层总厚度1.522.34m，其中可采煤层一层（M1），厚度0.831.36m，平均1.06m。煤系地层含煤系数0.23%0.36%；可采含煤系数0.12%0.21%，平均0.16%。可采煤层M1位于吴家坪组地层上部，距上覆长兴组底界5070m，平均53.62m；M1煤层全区可采，沿岩层产出，倾向200286度，倾角1530度；煤层结构简单，无夹矸，煤层顶底板岩性一致，岩性为厚层含燧石灰岩。可采煤层特征及煤层结构详见下表： 煤层特征统计表序号区域组煤层名称煤层厚度（m）煤层夹矸数稳定性煤层平均倾角（）煤类顶底板岩性最小最大平均顶 板底 板1 P3wM10.83 1.36 1.06 无稳 定25无烟煤灰 岩灰 岩第三章 矿区水文地质条件第一节 区域水文地质概况根据区域水文地质普查报告（1/20万罗甸幅），矿区地表水系属红水河水系。矿区及附近河流主要有猫营河、坐马河（其中猫营河通过矿区北东，河面标高1120.58m），属格必河上游干流。区域内地层主要为碳酸盐岩和碎屑岩两大类。碳酸盐岩主要包括石炭系灰岩、二叠系中统栖霞组、茅口组及二叠系上统长兴组灰岩、二叠系上统吴家坪组的含燧石灰岩以及三叠系下统、中统的灰岩等。碳酸盐岩分布面积广，分布区多属裸露及半裸露的基岩山区，地表岩溶洼地、落水洞、溶斗、岩溶潭、岩溶大泉等较发育，地下局部发育溶洞、暗河。大气降水容易通过地表大量的负地形渗入岩溶裂隙、管道、暗河之中，地下赋存着丰富的岩溶水，富水性强。碎屑岩分布面积相对较小，主要包括二叠系下统梁山组中的砂岩、粉砂岩及粘土岩、二叠系上统吴家坪组中的粘土岩、三叠系下统罗楼组的砂泥岩、三叠系中统边阳组 、青岩组的泥页岩、钙质页岩等。碎屑岩靠近地表时风化作用较强烈，风化裂隙较发育，含风化裂隙水，深部发育构造裂隙地段，含构造裂隙水为主；碎屑岩区地下水运动受地形、地貌、岩性、构造控制，富水性总体较弱，主要依靠大气降水补给，受地势影响较大，一般为近源补给、就近排泄。一、地下水类型与含水层岩组的富水性区域广泛分布有中、古生代碳酸盐类岩石，其面积在60%以上，且质纯层厚，因此区域内的地下水类型主要为碳酸盐岩裂隙溶洞水，主要赋存于二叠系上统长兴组（P3C）、中统茅口组（P2m）、下统栖霞组（P2q），石炭系马平组（C3mp）、黄龙组（C2hn）、摆佐组（C1b）、岩关组（C1y），泥盆系尧梭组（D3y）、望城坡组（D3w）和独山组（D2d）等碳酸盐岩地层中，富水性强；其次是碳酸盐岩类夹碎屑岩类溶洞裂隙水，主要赋存于三叠系下统罗楼组（T1l），二叠系上统吴家坪组（P3w）地层中，富水性中等；再次为碎屑岩类基岩裂隙水，主要赋存在三叠系中统边阳组（T2b）、青岩组（T2x）等地层中，富水性中等；松散岩类孔隙水主要发育于第四系（Q）之砂土、粘土等残、坡、堆积物中，由于其分布零星，厚度薄，无大的水文地质意义。区域上地形切割不强烈，地下水埋深不大，大多在50m100m间。二、区域地下水的补给、迳流、排泄条件地下水的补给来源以大气降水为主，地表水补给为辅。在非可溶岩分布区，部份降水沿地面的孔隙及裂隙渗入地下，补给地下水；在可溶岩分部区，大气降水多沿落水洞、漏斗等岩溶负地形集中惯入式补给地下。补给强度随降雨时间、强度及岩性的不同而不同，一般降雨时间长、强度大，补给量亦大，可溶岩分布区补给强度大于非可溶岩分布区。地下水的迳流排泄在可溶岩地层中，以管道流为主，脉状流为辅，大部份沿地下溶洞、暗河经长途迳流，最后以溶蚀泉形式排泄于河谷中；在非可溶岩地层中，以裂隙流为主，受地形、地貌、岩性、构造控制，经短距离迳流在地形适宜处排出地表，为近源排泄。三、地下水动态区域内岩溶水和碎屑岩裂隙水均以大气降水作为主要补给来源，地下水动态随季节变化明显，一般每年5月地下水流量、水位开始回升，89月为最高值， 1012月份进入平水期，次年14月为枯水期，水位、流量开始逐渐递减，到三、四月份降为最低值。第二节 矿区水文地质条件矿区及附近出露地层为二叠系中统茅口组（P2m），二叠系上统吴家坪组（P3w），二叠系上统长兴组（P3c），三叠系下统罗楼组下段（T1l1）、三叠系下统罗楼组上段（T1l2）、三叠系中统青岩组（T2q）、三叠系中统边阳组（T2b）及第四系（Q）。其主要水文地质特征叙述如下：一、地层富水性1二叠系中统茅口组（P2m）岩性主要中厚层至块状灰岩夹白云质灰岩，偶夹燧石灰岩。分布于矿区北东外围。含岩溶水，分布极不均匀，主要集中在溶蚀裂隙和岩溶管道中，迳流速度快，水量大，地下水径流模数5升/秒平方公里。为一强含水层。2二叠系上统吴家坪组（P3w）岩性主要为灰岩、粘土页岩、页岩、硅质岩及煤层。分布于矿区东部、北东部。溶蚀裂隙及构造裂隙较发育，浅部含风化裂隙水，深部含岩溶裂隙水。其中风化裂隙水一般埋藏较浅，水量较小；基岩裂隙水的分布相对比岩溶水均匀，流通性一般较差，迳流速度较缓，水量较小。该地层地下水径流模数24.6升/秒平方公里，为一相对弱含水层。3二叠系上统长兴组（P3c）该层直接覆于吴家坪煤组地层之上，地表一般呈条带状分布、偶见陡坎。岩性主要为中厚层至厚层块状燧石灰岩。出露矿区中部。溶蚀裂隙及构造裂隙较发育，含岩溶裂隙水，地下水径流模数2.16.8升/秒平方公里。岩溶水主要集中在溶蚀裂隙和岩溶管道中，一般其地下水分布不均匀，迳流速度较快，水量大。该组为一中等含水层，是矿床的间接充水含水层。4三叠系下统罗楼组下段（T1l1）岩性为薄层灰岩、泥质灰岩夹页岩，底部常为灰绿色页岩。出露于矿区中部、北西角及西部外围。溶蚀裂隙及构造裂隙较发育，浅部含风化裂隙水，深部含岩溶裂隙水。地下水径流模数小于4升/秒平方公里。该组为一相对弱含水层。5三叠系下统罗楼组上段（T1l2）岩性为薄至中厚层灰岩、泥灰岩夹白云岩、角砾状灰岩及泥页岩，局部夹粉、细砂岩。出露于矿区中部、北西部。溶蚀裂隙及构造裂隙较发育，含岩溶裂隙水，地下水径流模数25升/秒平方公里。岩溶水主要集中在溶蚀裂隙和岩溶管道中，一般其地下水分布不均匀，迳流速度较快，水量大。该组为一中等含水层。6三叠系中统青岩组（T2q）岩性主要为泥页岩及灰岩、泥灰岩，夹角砾状灰岩及少量白云岩。出露于矿区南西部及外围。溶蚀裂隙及构造裂隙较发育，浅部含风化裂隙水，深部含岩溶裂隙水。地下水径流模数23升/秒平方公里。该组为一弱含水层。7三叠系中统边阳组（T2b）岩性顶部为石英粉砂岩、粉砂质泥岩、泥灰岩及薄层砂质灰岩；上部及中部为薄层泥岩，中厚层钙质泥岩夹中厚层钙质砂岩；下部为钙质石英砂岩夹钙质泥岩；底部为泥岩。出露于矿区南西部外围及南西角。溶蚀裂隙及构造裂隙较发育，浅部含风化裂隙水，深部含岩溶裂隙水。地下水径流模数小于4升/秒平方公里。该组为一弱含水层。8第四系（Q）零星分布在山坡、槽谷及地势低洼处，厚度小于10.00米。主要为坡积和残积层，次为由砂质粘土和碎石、砾石组成的冲积层及石灰华、粘土等洞穴堆积，透水性强。含孔隙水，由于厚度小，分布零星、不连续，所含的孔隙水较少，受季节大气降水影响变化较大，故为一弱含水层。二、构造富水性矿区位于捌落向斜东翼，总体构造形态为一走向北东南西向，倾向南西的单斜构造。由于地应力作用造成岩石挤压使得构造裂隙较发育，地下水相对集中赋存于裂隙中，形成一单斜蓄水构造；在矿区北西部有一近南北向的F4断层发育，该断层在矿区内切割P3w、 P3c、T1l、T2q、T2b地层，破坏了区内煤层的完整性，所切割的地层及断层两盘岩性对地下水的赋存较有利，其对煤层开采影响较大；另外，矿区外围尚有F1、F2、F3、F5断层发育。其中F1为区域性断层，断层倾向矿区，其西盘为富水性强的碳酸盐岩地层，东盘地层有隔水层，F1通过F2、F3等导水构造向矿区间接充水；F5断层距离矿区较远，且中间有隔水层，对矿区影响小。故总体上矿区构造富水性相对较强。三、地下水补、径、排条件矿区位于当地分水岭附近（距分水岭1.5-2km），为地下水补给、迳流区，地下水以裂隙流、管道流的方式总体向北东径流，在地势低洼处以泉点的形式排泄, 汇入到猫营河。地下水主要靠大气降水、地表冲沟水补给。部分大气降水及地表冲沟水通过第四系松散层孔隙和地表裸露基岩风化裂隙、构造裂隙、溶隙等渗入地下，补给地下水；部分则顺斜坡以片流的形式汇入溪沟，排泄于地表。四、老窑水文地质特征本矿区内老窑开采历史较长，主要沿M1煤层露头开采,开拓方式主要为斜井、平硐。小煤矿开采长度一般为50100米，沿煤层走向50200m。出水方式多为渗水，少量淋水、滴水，局部为顶板、底板及边帮进水。现矿区内的老窑已全部废弃或被国家有关部门封闭，井口垮塌，由于时间较长，大部分老窑巷道内部均积蓄着一定的矿坑水（老窑储水量见表1-6-1），当矿坑遇上或接近它时，老窑水将成为矿坑充水的直接充水水源，充水方式为矿坑突水，其来势猛，时间短，破坏性大，是矿坑充水的一大隐患。五、水文地质类型矿区煤层开采标高为+1250+900米，最低开采标高为+900米，矿区相对侵蚀基准面标高为+1116米左右。x煤矿准许开采的煤层大部份位于相对侵蚀基准面以下，调查时矿区北端地表河流水弯河、猫营河及冲沟水与地下水无明显联系，矿区地形较有利于地表水排泄；矿床主要充水含水层为P3w弱含水层、P3c中等含水层、P2m强含水层及T1l2中等含水层；所采煤层直接顶底板均为厚层含燧石灰岩，为直接顶底板充水；矿区断层发育，断层切割地表河流及P3w、 P3c、T1l、T2q、T2b地层；矿井涌水量较大。因此，本矿区为岩溶裂隙断层带充水的矿床，水文地质复杂程度为中等。当煤矿开采造成顶板冒落裂隙带而沟通上覆含水层或由于断层使得地表河流水、P3c、T1l2、P2m含水层中的地下水通过断层通道突破顶、底板进入矿坑时，上述含水层中的地下水及地表河流水将转化为直接充水水源，水文地质条件将变成复杂。第三节 充水因素分析矿井充水因素既取决于水文地质条件，又取决于开拓方式。充水强度受充水水源、通道以及方式的影响。一、充水水源通过对x煤矿范围内地表水和井下水的调查分析及对区域水文地质特征分析，矿井充水水源主要有大气降水、地下水、构造裂隙水、老窑采空区积水、地表河流水、地表冲沟水、第四系孔隙水。1、大气降水大气降水大多顺坡面及冲沟自然排泄，小部分沿近地表的开采裂缝、风化裂隙、构造裂隙和岩溶裂隙、落水洞等渗入地下，其充水强度与降水的强度及持续时间有着密切联系，水量在雨季明显增大，而在枯季减少。因此，要加强雨季的疏、排水工作。2地下水矿区含煤岩系吴家坪组主要以灰岩、页岩、砂岩为主，含煤层。该组地层浅部含风化裂隙水，深部含基岩裂隙水及岩溶裂隙水，富水性弱，是矿床的直接充水含水层。煤系下伏地层茅口组（P2m）为强含水层；煤系上覆地层中的长兴组、罗楼组上段为中等含水层。当矿山开采时一旦矿坑与此类含水层沟通，就会导致岩溶水突入矿井，造成淹井事故。3、构造裂隙水矿区及附近地表出露五条断层，主要的断层F4由于穿过矿区，切割地层多，断距大，且切割地表河流，可能会沟通地表水及上、下含水层，对矿井的危害大；其余的几条断层，由于距离矿区有一定距离，正常情况下对矿山开采影响较小，但当井下开采接近断层产生的构造裂隙时，会沟通上、下含水层，使间接充水变为直接充水，从而对矿井造成危害。另外，当井巷穿越地下浅部发育的次生小断层时，由于周围岩层的风化节理裂隙较发育，有利于大气降水的入渗，井巷可能发生渗水、淋水和涌水现象。4、老窑采空区积水本矿区内老窑开采历史较长，主要沿煤层露头开采,开拓方式主要为斜井、平硐。现矿区内的老窑已全部废弃或被国家有关部门封闭，多数井口垮塌，由于时间较长内部均积蓄着一定的老空水，当采矿沟通了老窑水时，老窑水将成为矿坑充水的直接充水水源，充水方式为突水，其来势猛，时间短，破坏性大，是矿坑充水的一大隐患。5地表河流水矿区北端发育的地表河流弯河及猫营河。该河流流经矿区北端，河流弯曲，季节性流量变幅较大，雨季河水暴涨，枯季流量减小。该河流与断层F4、煤系地层直接接触，且河水流量大，煤矿开采一旦与之沟通，地表河流水将突入矿井，成为x煤矿矿井开采的直接充水水源，对煤矿开采的影响大。6、地表冲沟水冲沟水主要由大气降水汇入，水量较大。这些冲沟多位于含煤地层露头地带。冲沟附近的网状、脉状裂隙密集，他们与煤层风化、氧化带直接接触，将来沿沟溪一带开采煤层时，冲沟水可能沿断层破碎带、风化裂隙或采矿裂隙渗入或突入矿井，成为矿井浅部开采的直接充水水源。7、第四系孔隙水矿区内覆盖的第四系，含水性弱，加之厚度不大，分布不广，蓄水量有限，对煤矿开采影响小。二、充水通道1、岩石天然节理裂隙矿区内的吴家坪组含煤地层在接近地表附近，风化裂隙发育，是地下水活动的良好通道。2、人为采矿冒落裂隙采煤活动将产生大量的采矿裂隙，会导致地面裂缝，并可能引发矿井及采空区坍塌，这些裂隙也会沟通上覆含水层及地表水与含煤地层的水力联系，诱发突水，使其成为地下水活动的良好通道。3、老窑采空区矿区内大小不一的老窑，将成为地下水或地表水的活动通道。4断层破碎带矿区断层较发育，这些断层破坏了地层的完整性，连续性，降低了岩石的力学强度。塑性岩石中断层破碎带的含水性和导水性，可能连通含煤地层上部的含水层及地表水，造成地表水及岩溶裂隙水与煤层拉近或对接，加之未来矿床开采中，人工采矿裂隙大量出现，改变了断层附近应力场和地下水的天然流场，地表水、地下水可能沿断裂破碎带进入矿井。故在断裂带附近开采时，应加强顶板管理，采取防治水措施。5、隐伏、次生断层矿区地表断层较发育，由于地表断层的作用，不排除地下有隐伏、次生断层发育。断层能够破坏地层的完整性，连续性，降低岩石的力学强度，且断层破碎带具有一定的含水性和导水性。在开采过程中一旦连通含煤地层上覆及下伏含水层，将会使地下水沿这些断层破碎带或断层裂隙进入矿井，造成水害。三、充水方式x煤矿矿坑直接充水层的富水性弱中等，矿井直接充水含水层接受大气降水及地表河流水补给不强；充水通道主要以岩石原生和采矿节理、裂隙、断层破碎带、断层裂隙及老窑巷道为主，目前规模一般不大；弯河及猫营河在地下水迳流、排泄地段，河床基岩裸露，岩性为碳酸盐岩及碎屑岩等。由于地表水、地下水长期对可溶岩的侵蚀作用，使得河床岩溶化及冲刷程度上产生明显的差异，易溶蚀地段不断产生溶孔、裂隙等，周而复始，逐渐演化过渡，最终发展为地下水活动通道。因此，目前矿井充水方式主要以淋水、渗水、滴水及局部顶、底板进水为主。随着矿井的开采，采空区的扩大及采深的增加，人工塌陷带的出现，一旦地表水通过浅部河床中的网状、脉状、溶裂隙管道及煤层顶板裂隙进入坑道中或由于断层带沟通上部老空区积水或沟通上、下含水层承压水及地表河流水，矿井将发生突水。第四节 矿井涌水量预算采用水文地质比拟法对矿井涌水量进行预算。水文地质比拟法预算公式： Q1x煤矿现在正常涌水量为250m3/d，Q2x煤矿现在最大涌水量为600m3/d，F1x煤矿现在巷道面积约32000m2； Fx煤矿预测开采面积约172587m2(按75%的回采率计算)；S预测降深为200m；S1目前降深为170m；故预测x煤矿的矿井涌水量为:Q正常=40m3/h960m3/d。Q max=95m3/h2280m3/d。以上涌水量是在正常情况下预算得出，没有考虑因矿井不断开采后水文地质条件的改变及裂隙扩张、矿坑顶、底板破坏、降雨极值的影响等。因此，矿山在开采的过程中应坚持有疑必探，先探后掘的原则，及时修正涌水量值，合理选择排水设备，及时准确测定开采区域的涌水量，以便更好的指导生产。第五节 工程地质条件一、工程地质岩类的划分矿区内根据岩土的坚硬程度、结构以及物理力学性质，将本区岩石分为硬质岩类、软质岩类和松散岩类三种岩类。硬质岩类：主要为灰岩、泥晶灰岩、硅质岩，此类岩石单轴抗压强度高，坚硬，但岩溶及裂隙发育会对其工程地质性状产生一定的影响。矿区及附近主要包括中微风化的二叠系中统茅口组（P2m）灰岩，二叠系上统吴家坪组（P3w）、三叠系下统罗楼组（T1l）、三叠系中统青岩组（T2q）、三叠系中统边阳组（T2b）中所夹的灰岩、燧石灰岩、泥灰岩以及二叠系上统长兴组（P3c）的灰岩、硅质岩等。软质岩类：为粉砂质泥岩、泥质砂岩、页岩等。该类岩石单轴抗压强度较低，半坚硬至软弱，软弱夹层发育，稳定性差。该组岩层形成的边坡稳定性较差，容易产生边坡滑塌和滑坡等地质灾害。井下开拓及开采中，易致片帮、冒顶，从面使地表产生地面裂隙等地质灾害。矿区内为二叠系上统吴家坪组（P3w）中的粘土岩、页岩、煤层及三叠系下统罗楼组（T1l）、三叠系中统青岩组（T2q）、三叠系中统边阳组（T2b）中的粘土岩、页岩等。松散岩类：地表第四系为松散覆盖层。分布于各类岩石之上及洼地、沟谷两侧等负地形中，由坡积、残积、冲洪积物组成。坡积、残积物为粘土及亚粘土，组成粘土层组。冲积、洪积物为块石、砂砾石及含砂砾粘土，结构松散，孔隙度大，组成砂砾石层。工程地质性质差。二、岩土工程地质条件1土体工程地质条件第四系残积、坡积、冲洪积土层主要分布在洼地、沟谷等低洼处，呈零星状，分布面积较大。主要由砂质粘土、碎石、砾石等组成，是细砂岩、粉砂岩、泥岩等经长期风化、剥蚀后的残积、坡积、冲洪积物。土层厚度不大，一般小于10.00m，土体呈松散或半固结状，胶结性差，透水性较好，土体强度弱，压缩性较高，力学强度低，工程地质性质差，受力后沉降量大，边坡容易失稳。2岩体工程地质条件（1）煤系上覆地层含煤地层上覆围岩为碳酸盐岩，主要为二叠系上统长兴组（P3c）灰岩、泥灰岩，岩石多为中厚层状，岩石致密、坚硬，属坚硬类型，抗压强度高，抗风化能力强，工程地质条件较好。不良之处是这类岩石岩溶发育较强烈，巷道掘进时应防止高地压、岩爆、掉块、坍塌、涌水、突泥等。（2）含煤地层为二叠系上统吴家坪组（P3w）。多以碎屑岩为主，夹碳酸盐岩。碎屑岩以砂岩、泥质砂岩、页岩、煤层为主；碳酸盐岩以灰岩为主。该地层中硅质砂岩、灰岩属坚硬岩，力学强度高，遇水时不易软化；钙质砂岩、泥质砂岩等属中等坚硬岩，力学强度中等，有一定遇水软化性；粉砂质泥岩、页岩、炭质泥岩、煤层属软弱岩，力学强度很低，遇水时极易软化，塑性较强，巷道掘至该层段时，易产生顶部塌陷及底鼓、片帮等现象。该地层在地表浅部为强风化及中风化带，岩石容易碎裂，而随着深度的增加，风化程度逐渐减弱。（3）下伏地层含煤地层的下伏地层为二叠系中统茅口组（P2m）灰岩（矿区内未出露），属坚硬岩，岩体致密坚硬，稳定性好。茅口组岩石岩溶发育较强烈，富水性极强且不均一。巷道掘进时应防止高地压、岩爆、掉块、跨塌，并注意涌水、突泥等。3可采煤层顶底板岩性及其稳定性M1号煤层：顶板为灰岩，稳定性好；底板为灰岩，稳定性好。第四章 矿区水文地质调查第一节 地表调查与监测1、对容易积水的地点修筑沟渠，排泄积水，对较低洼地点、塌陷区及地面裂隙就及时进行充填压实；排到地面的矿井水，必须妥善处理，避免再渗入井下；每次降大到暴雨时和降雨后，必须派专人检查矿区及其附近地面有无裂缝、老窑陷落及岩溶塌陷等现象，发现漏水情况，必须及时处理。2、为了防止雨水渗入到井下，在矿区内采取填坑、补凹、整平地表、修筑排洪沟等措施。3、严禁将矸石、炉灰、垃圾等杂物堆放在山洪、溪沟可能冲刷到的地段。4、井口上方，地面工业广场建筑物周围等修筑排截水沟，进行防排水。5、应加强对地面小窑、老窑的调查并标注在实测的采掘工程图中，划定其探放水红线，在接近探放水线时，必须采取探放水措施。6、必须先查清矿区及其附近地面水流系统的汇水、渗漏情况，掌握当地历年降水量和最高洪水水位资料，建立疏水、防水和排水系统。7、工业场地内建筑物，必须修筑防洪沟渠或采取其它防、排水措施。8、井口附近应采取如下防水措施：严禁开采煤层露头线的防水煤柱。容易积水的地点应修筑沟渠排泄积水。修筑沟渠时，应避开露头、裂隙和导水岩层，特别是低洼地点不能修筑沟渠排水时，应填平压实，防止积水进入井下。排到地面的矿井水，必须妥善处理，避免再次渗入井下。对漏水的排洪沟，应及时堵漏，地面裂缝和塌陷必须填塞，填塞工作必须有安全措施，防止人员陷入塌陷坑内。第二节 井下调查与监测1、定期收集、调查和核对相邻煤矿和废弃的老窑情况，并在井上、下对照图上标出其位置、开采范围、开采年限、积水情况等。2、针对主要含水层（段）建立地下水动态观测系统，进行地下水动态观测、水害预报，并制定相应的“探、防、堵、截、排”综合防治措施。3、井巷在掘进过程中必须边探边掘，掌握前方水文情况，若发现有水患时，应及时采取措施，待确定安全后再向前掘进，并将出水点位置标于井上下对照图或采掘工程图上。井巷揭露的主要出水点或地段，必须进行水温、水量、水质等地下水动态和松散含水层涌水含砂量综合观测和分析，防止滞后突水。4、在采掘工作面或其他地点发现有挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板淋水加大、顶板来压、底板鼓起或产生裂隙出现渗水、水色发浑、有臭味等突水预兆时，必须停止作业，采取措施，立即报告矿调度室，发出警报，撤出所有受水威胁地点的人员。5、井下和地面排水设施保证完好，井下主、副水仓、沉淀池、水沟要及时进行清理，每年雨季前对矿井防治水工作进行一次全面检查，成立防洪抢险队伍，并储备足够的防洪抢险物资。6、遇降雨天气，井下重点观测地点设专人监测，发现异常立即撤出受水害威胁地点人员。7、井下涌水点设置及涌水量见矿井充水性图。第五章 防治水管理机制煤矿法定代表人或煤矿主要负责人是防治水工作的第一责任人，总工程师（或技术负责人，下同）对防治水工作负技术责任，分管负责人对防治水措施负落实责任。应建立健全矿井防治水管理机构，配备相关的专业技术人员，至少配备两台专用的探放水钻机，建立持证的专业探放水队伍，配备足够的探放水设备。要建立健全水害防治工作各级岗位责任制度、水害防治技术管理制度、水害预测预报制度、水害隐患排查治理制度和防治水专业技术人员培训制度并组织实施。必须严格执行有关防治水工程方案、设计、措施及各类防隔水煤（岩）柱设计审批制度。建立健全矿井水文地质资料和防治水设施资料档案。水文地质基础资料应包括：矿井涌水量观测台帐；气象资料台帐；地表水文观测成果台帐；钻孔水位及井泉动态观测台帐；抽(放)水试验成果台帐；矿井突水点卡片或台帐；井下水文地质钻孔台帐；水质分析成果台帐；矿区水源井(孔)台帐；封闭不良的钻孔台帐；采空区及周边煤矿相关资料台帐；其它专门项目的台帐（一）水害防治工作各级岗位责任制度一、组织机构1、成立矿井防治水工作领导组。组 长：矿长 副组长：技术矿长、其他副矿级领导成 员：生产技术科、调度室、机运科、通防科、供销科等单位正职。2、领导组下设矿井防治水办公室，办公室设在技术科。二、 矿井防治水工作领导组职责1、贯彻落实国家及上级部门有关矿井防治水方面的方针、政策、法规等精神。2、负责矿井防治水工作中重大问题的决策和处理。3、负责矿井重大水灾事故的抢险、指挥、协调。三、 矿井防治水办公室职责1、负责矿井防治水工作的日常管理，贯彻落实矿井防治水工作领导组的决定、决议，制定并落实矿井防治水规划和矿井年度防治水计划、水害应急预案等。2、负责矿井防治水工作的监督、检查、考核。3、负责矿井水灾事故抢险时的技术工作。四、 调度室职责1、负责防治水相关工作的协调、指挥。2、每年雨季前编制、下发“雨季三防”工作计划，并牵头组织落实。3、负责在矿井发生突发性涌水事故或淹泵、淹巷、淹工作面事故时，统一组织协调抢险工作，保证抢险物资、人员等及时到位。根据矿抢险救灾指挥指示启动水害应急预案，组织抢险救灾。4、根据地面防治水要求，协调落实防水、疏水和排水系统工程，确保地面防洪安全，防止地表水流入、渗入井下。5、负责组织水灾事故抢险救灾队伍并进行抢险救灾演习。 6、负责在发生水灾事故时向矿山救护队申请救助。7、负责在水灾事故中抢险救灾的其他协调工作。五、生产技术科职责1、负责采掘开工作面、安装或回收工作面、井底车场、大巷、采区巷道等排水责任区的划分、移交、管理、考核工作。2、负责井下各采区、采掘工作面的防治水工程设计，并组织审批、实施和验收工作。3、负责督促各施工队组制定本队组防排水措施，监督检查防排水情况及措施的执行情况，并纳入矿井安全质量标准化管理考核中。4、负责安排施工队组在雨季前完成对中央水仓、采区水仓的清挖煤泥工作，负责安排施工队组根据实际情况对井底车场水沟、采区大巷水沟、回采工作面临时水仓定期进行煤泥清挖。5、负责临时、突发性的防治水工程设计、施工及验收工作。6、负责编制防治水安全技术措施，组织实施探放水及资料收集工作。7、负责将本单位的防治水安全技术措施纳入到作业规程，并报生技科备案。如因工作面变更或水文条件变化，应及时修改防治水安全技术措施。8、负责按照作业规程要求及时掘挖水仓、安装排水系统，保证工作面正常排水。9、负责所辖范围内排水系统的检修、排水工作。10、负责执行施工巷道“有掘必探、先探后掘”工作，并在工作面悬挂超前钻探管理牌板，配合做好其它临时钻探工作。六、机电科职责1、负责督促、协调和落实各施工队组探放水、抢险救灾排水设备的储备和发放工作。2、在每年雨季前牵头组织对中央水泵、采区水泵进行一次联合排水试运转，发现问题及时处理。3、根据采区、采掘工作面防治水工程设计及预测涌水量进行水泵管路的配套选型、安装协调、调试运行、工程验收移交工作。4、负责定期更新井下排水系统图，并及时发放相关领导及单位。5、负责排水设备的能力测试工作。6、负责对机电队所辖区域排水系统的监督、管理、考核工作。7、配合调度室做好水害事故抢险工作。8、负责分管范围排水系统、设备包括管路和电气设施的日常检修、维护和保养工作。9、在水灾事故发生后，负责排水系统安装及排水工作。10、负责排水系统的管理工作，并对排水系统每年进行一次排水能力实验。11、负责对分管范围的供、排水管路的巡回检查，防止管路跑、漏水淹没巷道。12、负责水灾事故中抢险救灾的通信和监测工作。七、通风科职责1、负责防治水日常工作及水灾事故抢险的通风管理工作。2、负责按照采区、采掘工作面防治水工程设计要求留设泄水孔和返水沟等泄水设施。八、供销科职责负责探放水物资和抢险救灾物资的储备、供应工作。九、防治水相关规定1、各业务科室、井下班组指派专人负责防治水工作，并将负责人名单交到调度室。如因工作需要发生人事变动，必须及时将变更情况上报。2、生产技术科负责防治水工程设计，主要包括采区永久水仓、掘进巷道临时水仓、泄水巷、大巷水沟等。在采区及工作面设计时必须把防治水作为一项重点工作来考虑。3、根据探查情况，查清开采区域内的构造及富水性，保证矿井安全开采，制定相应的安全技术措施。6、机电科要根据提供的最大涌水量进行设备选型、管路的配套。合理科学地布置排水系统，必须在考虑排水距离、扬程、排水效率等情况下配泵及管路。（二）水害防治技术管理制度为搞好矿井防治水工作，按照“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原则，进一步加强矿井防治水技术管理，遏止和杜绝煤矿重大水害事故的发生，保障职工生命安全，保护国家资源和财产不受损失，依据煤矿安全规程、煤矿防治水规定、矿井防治水规划、矿井防治水计划等要求，结合矿井防治水工作实际情况，特制定本管理制度。一、探放水规定（一） 探放水范围1、在掘进过程中，执行“有掘必探、先探后掘”的探放水原则。2、采煤工作面或掘进巷道接近勘探钻孔时必须超前钻探，根据钻探情况进一步采取措施。3、掘进工作面在顶板富水区掘进时应钻探疏放水后再掘进。4、被贯通巷道有积水、淤泥或水文地质情况不清时应超前探放水。5、综采工作面回采前，根据顶、底板赋水情况有针对性探放水。6、掘进巷道接近采空区时必须超前探放水。7、其它如老空区、积水巷道、强含水层、废弃矿井开采区、导水构造、封闭不良钻孔等需探水地点，接近上述地点必须进