煤业有限公司探放水设计

1、探探 放放 水水 设设 计计 水城县三岔沟煤业有限公司水城县三岔沟煤业有限公司 二二一二年五月一二年五月 探探 放放 水水 设设 计计 设计： 校对： 总工： 矿长： 水城县三岔沟煤业有限公司水城县三岔沟煤业有限公司 二二一二年五月一二年五月 三岔沟煤业有限公司施工作业技术组织措施会审意见三岔沟煤业有限公司施工作业技术组织措施会审意见 会审时间会审地点 主持人记录人 参加部门及人员签名 矿 长安全矿长 总工程师生产矿长 通防副总调度室 机电副总安全科 机电矿长通防科 会审意见： 矿长批示： 目 录 第一章第一章 矿井概况矿井概况.4 4 第一节 井田概况 .4 第二节矿井资源条件.8 第二章第

2、二章 矿井水文地质条件矿井水文地质条件.1414 第一节 矿井水文安全条件分析 .14 第二节 水害类型 .25 第三节 水量及水压预计 .27 第三章第三章 矿井防治水保障措施矿井防治水保障措施.3131 第一节 矿井开拓、开采所采取的安全保证措施 .31 第二节 防水安全煤柱留设 .31 第四章第四章 矿井区域、局部探矿井区域、局部探放水放水.4545 第一节 探放水起点的确定 .45 第二节 探放水钻孔布置 .47 第三节 探放水设备选型 .55 第四节 探放水安全措施 .55 第五章第五章 井上下防治水安全设施井上下防治水安全设施.6161 第一节 地表水防治安全设施 .67 第二节

3、井下防治水安全设施 .68 第三节 避灾路线 .70 附图目录 序号图纸目录比例 1水城县三岔沟煤业有限公司水文地质图1：5000 2水城县三岔沟煤业有限公司 16#煤层探放水工程平面图1：2000 3水城县三岔沟煤业有限公司 17#煤层探放水工程平面图1：2000 第一章第一章 矿井概况矿井概况 第一节第一节 井田概况井田概况 水城县支三岔沟煤业有限公司为整合矿井，由原水城县比 德乡三岔沟煤矿、水城县比德乡垮岩脚煤矿、水城县比德乡大 寨煤矿整合而成，整合后生产规模为设计生产能力 30 万吨/年。 一、交通位置一、交通位置 水城县三岔沟煤业有限公司位于水城县城正东，直距约 27km 的比德乡。

4、地理坐标为东经 105 0806105 1035，北纬 26 3405 26 3506。矿区北有 s307 省道，南有 s102 省道及株六复线铁路，由 s307 道的立火 至比德乡的县道在矿区西南侧经过。矿井至比德乡约 1 公里， 经立火、滥坝到水城县里程约 46 公里，到滥坝火车站里程约 40 公里，交通较为方便。 隶属关系：行业管理属水城县煤炭局。 二、井田自然概况二、井田自然概况 1、地形地貌 三岔沟煤矿为典型的岩溶地貌和碎屑地貌，矿区内地势总 的趋势是北西高东低，最高标高 1923.10m（大扁坡山头） ，最 低标高 1500 .0m（河坪村溪沟） ；最大高差 423.10m，相对高

5、差 一般约 150-200m，植被较发育，属中高山丘陵地貌。 2、气象及地震 矿区所在地属亚热带季风温湿气候，夏无酷暑，冬无严寒， 无霜期 220 天，平均年日照 1150 小时。根据水城县气象局资料， 工作区范围 都格乡 1:460000 图1 三岔沟煤矿交通位置图 乡道 省 道国 道铁路车站村 寨乡 镇 县道河流 松河乡 普古乡 箐上 牛场 猪场乡 梅花山站 梅子关站 红岩乡 茨冲站 高枝 土角 威 宁 县 六 枝 特 区 晴 隆 县 普 安 县 盘 县 省 南 云 箐口乡 花嘎乡 猴场乡 果布乡 米萝乡 阿戛乡 新场乡 百兴镇 比德乡 滥坝镇 董地乡 田坝 保华乡 新房乡 青林乡 左钨乡

6、 锅圈乡 松树坡乡 木果乡 雉街乡 大湾镇 东风镇 野马寨站 发箐乡 大河镇 裕民站双嘎乡 纸厂乡 纸厂 龙场乡冷冲垭口 发射 野钟乡 新街乡 杨梅乡 发耳乡 匀乡米 玉舍乡 水城站 浃沟 笔架 陆家寨 牛场坝 盐井乡 陡箐乡 牛场乡 双水 六盘水市 赫章县 纳 雍 县 区 山 钟 比例尺 三 三 三 三 三 从 1992 年至 2001 年最高气温 35.4（1994 年 8 月 5 日） ，年 最低气温-10.4（2001 年 1 月 31 日） ，历年平均气温 14。 历年平均降水量 1018.5mm（1992 年2001 年） ，随着年平均气 温的升高，年平均降雨量也随之增加，雨季为每

7、年的 4-10 月， 降水量多达 858.5mm，占全年的 81%，日最大降雨量 147.8mm。 日最大蒸发量 137.5mm（1996 年 7 月 1 日） ，月最大蒸发量 239.6mm（1992 年 8 月） ，年蒸发总量为 1146.9mm，平均相对湿 度 82%。大气降雨是地下水的主要补给来源。 根据中国地震参数区划图 ，本区对应地震基本烈度为 度,本区属弱震区。据建筑抗震设计规范gb50011-2001，本 井田建设抗震设防烈度为 6 度。 三、供水水源：三、供水水源： 1）矿井水源 矿井防尘、消防用水水源：主要采用处理过的井下水，不 够部分采用后寨水库的水补给。 生活用水：矿区

8、内有乡办水库（后寨水库）一座，乡政府 正在筹建水处理厂，矿方已与乡政府签订了供用水合同（见附 件） ，生活用水由水厂供应。 2）给水量 该矿井生产、生活消防用水量计算系根据煤炭工业小型 矿井设计规范 （gb503992006） 、 煤炭工业给水排水设计规 范 （mt/t501396） 、 建筑设计防火规范 （gb500162006） 、 建筑给水排水设计规范 （gb500152003） 、 室外给水设计 规范 （gb500132006） 、 室外排水设计规范 （gb502152005） 、 煤矿井下消防、洒水设计规范 （gb503832006）和有关规程规定等进行计算。 经计算该矿井生产、生活

9、、消防最高日用水量约 509.64m3/d，其中生产、生活用水量约 326.04m3/d，防尘、消 防用水量约 183.6m3/d。 3）给水系统 供水方式与水源地工程 矿区内有乡办水库（后寨水库）一座，乡政府正在筹建水 处理厂，矿方已与乡政府签订了供用水合同（见附件） ，生活用 水由水厂供应。 井下排出的水经处理后可作为防尘、消防用水。由污水处 理池敷设 dn50 钢管两趟，采用动压方式向主平硐工业场地内的 100m地面防尘、消防水池和回风斜井工业场地内的 300m井下 防尘、消防水池供水。 室外供水工程 在主平硐工业场地北侧+1640 m 标高平台上布置有 200m生 产、生活水池和 10

10、0m地面防尘、消防水池各一座，在回风斜井 工业场地东北侧+1815 m 标高平台上布置有 300m井下防尘、消防 水池一座。 由1640m 标高的 200m3地面生产、生活水池敷设 dn50 焊 接钢管一趟至工业场地和生活区，向工业场地和生活区供水。 地面最高用水点标高为1610m，几何高差为 30m，大于 25m， 因此，以静压供水方式向工业场地和生活区供水。 由1640m 标高的 100m3地面防尘、消防水敷设 dn50 焊接 钢管一趟至工业场地和生活区，向工业场地和生活区、井下供 水。地面最高用水点标高为1610m，几何高差为 30m，大于 25m，因此，采用静压的方式向工业场地和生活区

11、供水。 由1815m 标高的 300m3井下防尘、消防水敷设 dn100 焊接 钢管一趟至井下，向井下供水。井下最高用水点标高1768m， 几何高差为 47m，大于 35m，因此，采用静压的方式向工业场地 和生活区供水。 第二节第二节矿井资源条件矿井资源条件 一、地质特征及煤层特征一、地质特征及煤层特征 (一）地层 矿区内出露地层由老到新有：二叠系中统茅口组（p2m） 、 峨眉山玄武岩 （p3） ，二叠系上统龙潭组（p3l） 、长兴组 （p3c） 、大隆组（p3d） ，三叠系下统飞仙关组（t1f）及第四系 （q） 。 1）茅口组（p2m）：为一套浅海相浅灰灰白色厚层块 状灰岩，岩溶裂隙发育。厚

12、度大于 200m。 2）峨眉山玄武岩（p3）：呈岩被（席）产出，厚度 45- 60m，局部可达 110m。岩性为深灰、深灰绿色，风化后常呈浅 黄、黄褐色玄武质熔岩，时夹硅质岩、粘土岩。下伏地层为中 二叠统茅口组。 3）龙潭组（p3l）：为一套海陆交互相的滨海沼泽含煤碎 屑岩沉积，主要由细砂岩、粉砂岩、粉砂质粘土岩、粘土岩、 炭质粘土岩、灰岩和煤等组成，含煤 17-20 层，可采煤层 6 层， 是本区含煤地层。根据岩性组合特征分为三个段。与下伏峨眉 山玄武岩为平行不整合接触。厚 326349m。 第一段（p3l1）：以灰、深灰色中厚层燧石灰岩为主，灰 岩中夹粉砂岩、粘土岩及煤组成。厚 45-62

13、m。 第二段（p3l2）：为灰、灰绿、深灰色薄至中厚层砂岩、 粉砂岩、粘土岩夹钙质粉砂岩、煤层，含煤 10-12 层，单层厚 0.10-1.99m，可采煤层五层（k13、k14、k15、k16、k17） 。厚 229m。 第三段（p3l3）：由灰、深灰、灰黑色细砂岩、粉砂岩、 燧石灰岩、粘土岩及煤组成。其中夹 3 层灰岩，含煤 3 层，可 采煤一层（k29） 。厚 52-78m。 4）长兴组（p3c）：为灰色、深灰色薄至厚层细砂岩、粘 土岩，夹钙质粉砂岩，偶夹炭质泥岩条带，东部的顶部有 10cm 厚的硅质岩。厚 57m，与下伏龙潭组呈整合接触。 5）大隆组（p3d）：灰、深灰色中厚层细砂岩、粉

14、砂岩， 夹薄层泥灰岩及煤线。厚 75m。 6）飞仙关组（t1f）：主要灰岩和少量泥灰岩、粉沙岩、 粘土岩组成，与下伏地层整合接触，根据岩性组合特征，分为 以下二段。 第一段（t1f1）：黄灰绿色、灰绿色中厚层状粉砂质粘土 岩，细砂岩夹薄层泥灰岩；顶板为中厚层砂岩，厚 116m。 第二段（t1f2）：灰绿色、黄绿色粘土岩，粉砂质粘土岩 与粘土质钙质粉砂岩、细砂岩互层；夹少量薄层灰岩。厚 450m。 7）第四系（q）：零星分布于坡脚、低洼地带，以残积物、 堆积物为主，岩性主要为浅灰色粘土、含砾粘土。厚 030.60m。 (二）构造 矿区位于比德向斜的西南翼北段的比德井田西端，以单斜 构造为主。地层

15、走向北西向，倾向 50-85，倾角在 10-20之 间。断裂构造不发育，仅局部具挠曲现象。因此，矿区构造复 杂程度为简单。 矿区内暂未发现陷落柱和侵蚀带。 （三） 、煤层及煤质 1、煤层 （1）含煤性 含煤岩系为龙潭组，厚度 326-349m，平均厚 342m，其中本 矿区内可采煤层 6 层。可采煤层 k13、k14、k15、k16、k17 分 布于龙潭组第二段中，k29 煤层分布于龙潭组第三段中， k29 煤层以下含多层不可采煤层及煤线。矿区可采煤层有 k13、k14、k15、k16、k17、k29，含煤平均厚度为 10.81m，含 煤系数为 3.16 %。 （2）可采煤层 k13 煤层：

16、为煤矿区最上一层可采煤层，大部分为粉煤，强度低，煤 层平均厚度 1.55m，含夹矸 01 层，结构较简单，大部可采， 属较稳定煤层。 顶板：直接顶板为砂质泥岩或细砂岩，强度较低，厚度 0.35.60m，一般厚度 5.60m。间接顶板为粉砂岩，粉砂岩为 钙、泥质胶结，较坚硬，局部地段裂隙较发育，不稳定。厚度 2.5011.50m，一般厚度 7.50m。 底板：直接底板为泥岩，强度低，水稳性差。厚度 0.503.30m，一般厚度 0.80m。间接底板为细砂岩、煤层，细 砂岩为泥质胶结，易风化破碎。 k14 煤层： 煤层平均厚度 1.82 m，全区可采。含夹矸 02 层，一般 01 层，结构简单，较

17、稳定，属全区可采煤层。 顶板：直接顶板为含线理状及透镜煤砂质泥岩，强度较低， 易风化破碎，厚度一般 3.006.00m，岩性及厚度较稳定。 底板：直接底板为 0.60m 左右粘土岩，软弱，易风化。间 接底板为粉砂岩、粉砂质泥岩及煤层。裂隙较发育，强度小， 水稳性差。 k15 煤层： 煤层平均厚度 2.42m，含夹矸一般 01 层，结构较简单， 大部可采，属较稳定煤层。 顶板：直接顶板为 0.30m 左右泥岩，强度低。间接顶板为 石灰岩，坚硬。有时变成砂岩类，局部地段裂隙发育，不很稳 定，厚度 12m 左右。 底板：直接底板为 0.70m 左右粘土岩，强度较低，水稳性 差，易风化破碎。 k16

18、煤层： 煤层平均厚度 1.97m，含夹矸 14 层，一般 13 层，结 构较复杂，全区可采，属较稳定煤层。 顶板：直接顶板为黑灰色泥岩，有时含量硅质，厚度 0.50m 左右，强度较低，水稳性差。间接顶板为含泥质或钙质 粉砂岩夹菱铁岩条带，厚度 8m 左右，稳定性中等，抗压强度一 般。 底板：直接底板为深灰色泥岩，强度较低，厚度 0.200.80m，一般 0.50m 左右，含大量炭化植物根部化石。间 接底板为砂岩、泥岩或煤层。砂岩为钙、泥质胶结，抗压强度 一般，易风化破碎。 k17 煤层： 煤层平均厚度 1.42 m，全区可采。含夹矸 01 层，结构 简单，较稳定，属全区可采煤层。 顶板：直接顶

19、板为含线理状及透镜煤砂质泥岩，强度较低， 易风化破碎，厚度一般 2.006.00m，岩性及厚度较稳定。 底板：直接底板为 0.80m 左右粘土岩，软弱，易风化。间 接底板为粉砂岩、粉砂质泥岩及煤层。裂隙较发育，强度小， 水稳性差。 k29 煤层： 煤层平均厚度 1.32 m，含夹矸 02 层，结构较简单，全 区可采，属较稳定煤层。 顶板：直接顶板为细砂岩，强度高，水稳性差。 底板：直接底板为深灰色泥岩，强度较低，厚度 0.200.50m，一般。间接底板为粉砂岩。粉砂岩为钙质胶结， 抗压强度中等。 综上所述，煤矿区 k13、k14、k15、k16、k17、k29 煤层结 构总体以较简单为主，煤层

20、稳定类型均为较稳定型煤层。 表 111 煤层特征表 顶底板岩性 煤 层 编 号 煤层倾 角（） 煤层 平均 厚度 （m） 煤层平均间 距（m） 煤层结构 煤层 稳定性顶板底板 k131.55 含夹矸 01 层 较稳定 泥岩或细 砂岩 泥岩 12 k141.82 一般 01 层 较稳定泥岩 粘土岩 17 k152.42 一般 01 层 较稳定泥岩粘土岩 24 k161.97 一般 13 层 较稳定粉砂岩粘土岩 22 k171.42 夹矸 01 层 较稳定泥岩粘土岩 k29 13 1.32 140含夹矸 02 层 较稳定泥岩粘土岩 （2）煤层露头及风氧化带 在矿区范围内的煤层露头大部分均被浮土及植

21、被覆盖，局 部地方可见露头厚度基本稳定。煤层的风氧化带一般沿煤层露 头线以下斜深 50m。 第二章第二章 矿井水文地质条件矿井水文地质条件 第一节第一节 矿井水文安全条件分析矿井水文安全条件分析 一、矿井水文地质情况 1 1、井田水文地质条件，主要含（隔）水层类型，矿井水文、井田水文地质条件，主要含（隔）水层类型，矿井水文 地质条件、水文地质类型地质条件、水文地质类型 （1）井田水文地质条件 水文地质单元主要依据地形地貌、地层岩性和地质构造条 件共同确定，将拥有相对完整的地下水补给、迳流、排泄区， 且与相邻区域地下水无直接水力联系的范围确定为一个完整的 水文地质单元。经调查，三岔沟煤矿区水文地

22、质单元边界为： 北面以北丁向大扁坡山脊为界，东边以凹河为界，南面以下马 场、洛水大洞冲沟为排水边界；西端以近南北向断层为界，构 成一个较为完整的水文地质单元，面积约为 32.0km2。该区位于 贵州省中西部，属云贵高原斜坡地带，区内地势西高东低，地 势起伏较大，一般标高 1500-170m，相对高差 200m 左右，最高 1923.10m，以中低岩溶地貌为主，下三叠统飞仙组、长兴组灰 岩在区内常形成悬崖陡壁，东侧凹河切割较深，为区域最低侵 蚀基准面标高 1300m。 该区溪流属长江水系，乌江支流。溪流从矿区东部流过 （矿区外） ，多年平均流量为 154.5 m3/s，最大洪峰流量 4660 m

23、3/s（1968.7.13） ，最小流量 4.84 m3/s（1966.5.12） ，年水位 变幅 10-14.55m，多年平均 12.45m，为煤矿区最低侵蚀基准面 （1300m） 。 （2）主要含（隔）水层类型 1）主要含水层 飞仙组（t1f）： 据岩性及其水文地质特征亦可分为二段： 二段（t1 f 2）：灰绿色、黄绿色粘土岩，粉砂质粘土岩 与粘土质钙质粉砂岩、细砂岩互层；夹少量薄层灰岩。厚 450m。地表岩溶裂隙及缝合线发育，主要发育有 70o 250o、360o180o两组方向岩溶裂隙；常形成串珠状溶蚀漏斗、 落水洞等岩溶景观。调查井泉点 2 个（s1、s2） ，测流量合计 3.18

24、l/s，最大泉流量 2.13 l/s，泉水出露标高 +1500+1600m，泉水流量动态变化大，属水文气象型，为山区 分散居民之主要饮用水源。据 1：20 万贵阳幅区域水文资料， 抽水试验结果表明：最大降深为 14.04m，涌水量 15.96 l/s， 单位涌水量为 1.137 l/sm，渗入系数为 0.50，地下水径流模 数 6. 67 l/s. km2，水化学类型为 hco3-ca 型。含岩溶水，富 水性强。 一段（t1 f 1）：黄灰绿色、灰绿色中厚层状粉砂质粘土 岩，细砂岩夹薄层泥灰岩；顶板为中厚层砂岩，厚 116m。为基 岩裂隙水，含水中等。 长兴组（p3c）： 为灰色含硅质、含燧石

25、生物碎屑灰岩，局部夹粘土岩，燧 石为疙瘩状或条带状，偶夹炭质泥岩条带，东部的顶部有 10cm 厚的硅质岩。厚 1825m。该层常见裂隙溶洞、漏水严重。该 层岩溶较发育，富水性中等，是矿床开采时的间接充水层。据 1：20 万贵阳幅区域水文资料，抽水最大降深 10.0m，涌水量 4.89 l/s，单位涌水量为 0.489 l/sm，渗入系数为 0.20，枯 季地下水径流模数 2.46 l/s. km2，水化学类型为 hco3-ca 型水。 龙潭组第一段（p3l1）： 以灰、深灰色燧石灰岩为主，灰岩中夹粉砂岩、粘土岩及 煤组成。厚 45-62m。该层常见裂隙溶洞、漏水严重，含岩溶裂 隙水，富水性中等

26、。 茅口组(p2m)： 该组岩层厚度大、地下水位埋藏深，岩溶裂隙较发育，不 均一性明显，含岩溶水，含水性丰富。据 1：20 万贵阳幅区域 水文资料，枯季地下水径流模数 6-8 l/s. km2，抽水最大降深 为 4.71m，涌水量 2.368 l/s，单位涌水量为 0.503 l/sm， 降水渗入系数为 0.50。茅口组之上的玄武岩、粘土岩等具较强 的隔水作用，能有效地隔止茅口组岩溶水进入矿坑，故在正常 地质构造条件下，茅口组岩溶含水层对矿床开采无充水影响。 2）主要隔水层 龙潭组第三段（p3l3） 、龙潭组第二段（p3l2）： 由灰、深灰、灰黑色细砂岩、粉砂岩、粘土岩及燧石灰岩、 煤组成。含

27、水微弱，为相对隔水层。 峨眉山玄武岩（p3）： 岩性为深灰、深灰绿色，风化后常呈浅黄、黄褐色玄武质 熔岩，时夹硅质岩、粘土岩。厚度 45-60m。富水性较弱，是区 内主要的隔水层。能有效地隔止茅口组岩溶水进入矿坑。 （3）矿床水文地质条件 1）水文 三岔沟煤矿为典型的岩溶地貌和碎屑地貌，矿区内地势总 的趋势是北西高东低，最高标高 1923.10m（大扁坡山头） ，最 低标高 1500 .0m（河坪村冲沟） ；最大高差 423.10m，相对高差 一般约 150-200m，植被较发育，属中高山丘陵地貌。 2）地下水的补给、迳流、排泄条件 区内的地形地貌特征、岩性及其岩溶发育程度控制了地下 水的补给

28、、迳流、排泄条件。 区内地势较高，煤层位于当地最低侵蚀基准面以上，飞仙 组二段、长兴组、龙潭组一段灰岩分布面积宽广，岩层裸露， 第四系覆盖层薄，岩溶发育，大气降雨难以形成地表迳流。矿 区附近有井泉 4 个，地下水天窗 2 个，落水洞 5 个，形成各自 相互独立的地下水补、迳、排系统，但总体有向东低洼处集中 排泄的特点。各岩层地下水主要接受大气降雨垂向渗入补给， 沿岩溶通道、溶蚀裂隙及断层等途径由势能高向势能低的方向 运动，本区为地下水的补给迳流区，地下水总体是由西向东迳 流，地下水以管道流集中排泄为特征；长兴组、龙潭组、飞仙 组等含水层多沿落水洞、溶蚀裂隙等渗入，经短距离地下迳流 后排出地表。

29、 （4）水文地质类型 矿床赋存于当地最低侵蚀基准面之上，矿床直接充水含水 层为富水性较弱的龙潭组碎屑岩裂隙含水层，间接充水含水层 为富水性强之长兴组岩溶裂隙、飞仙组岩溶溶洞含水层；节理、 裂隙等造成各含水层间产生水力联系；大气降雨是引起矿坑涌 水量动态变化的主要因素。故本区属裂隙充水矿床，矿区水文 地质条件属中等类型。 2 2、井田邻近矿井和小（古）窑涌水及积水情况以及地表水、井田邻近矿井和小（古）窑涌水及积水情况以及地表水 体、废弃的矿井、小窑老塘积水情况、地质构造的导水性体、废弃的矿井、小窑老塘积水情况、地质构造的导水性 （1）井田邻近矿井和小（古）窑涌水及积水情况 井田的邻近矿井为比德矿

30、井，处于建设阶段。 （2）地表水体 地表有后寨水库（在矿井范围内 4 号拐点以南）及马家屯、 烂田坝、新寨、落水洞四条季节性冲沟。 矿界范围位于地表分水岭附近，地表水系仅发育季节性冲 沟。冲沟冬春秋季干枯，夏季一般流量小于 5l/s，最大洪水流 量 3m3/h。据调查观测资料，表明冲沟水与降雨关系密切，同步 性强。 马家屯、烂田坝、新寨、落水洞等四条季节性冲沟对煤层 的开采无影响，因此，无需留设保护煤柱。 （3）废弃的矿井、小窑老塘积水情况 三岔沟煤矿为年产 3 万吨的生产矿井，其水文地质特征为： 始建于 1998 年，同年投产，主井标高 1243m，以斜井方式开拓 龙潭组 k14 煤层，煤厚

31、一般 1.782.15m，开采走向长 510m， 倾向宽 200-280 m，运输大巷主要布置在 k14 煤层中，走向长 壁后退式开采，坑木支护，抽出式通风，绞车提升。据坑道水 文地质调查，煤层开采时无淋水现象，仅局部地段有淋（滴） 水现象，实测矿坑涌水量 4.17-12.5m3/h（2006、6） ，调查矿井 正常涌水量 6.25 m3/h、最大涌水量 12.5 m3/h，矿坑充水主要 来源于龙潭组基岩裂隙水，大气降雨是引起矿井涌水量动态变 化的主要因素，建井以来未发生过突水淹井事故，一般无底鼓 现象，矿井水文地质条件属简单类型。 另外据贵州省煤田地质局水源队，2005 年 11 月在三岔沟

32、 煤矿调查，调查矿井最小涌水量 3.5 m3/h、最大涌水量 6.5 m3/h。 原有民采老硐 ld2、ld4，始建时间已无从查证，以平井、 斜井方式开拓龙潭组 17 号煤层，煤厚一般 1.52.8 m、0.711.0 m，开采走向长 200m、180m，倾向宽 60、55m， 现在已经停产。实测矿坑涌水量 1.40-1.91l/s、0.85 l/s.（2007 年 5 月-7 月） 。矿坑充水主要来源于龙潭组砂岩裂 隙水、老窑水，大气降雨是引起矿井涌水量动态变化的主要因 素。 （4）地质构造的导水性 矿区范围内未发现断层，裂隙的导水性强。 3 3、第四系含（隔）水层特征及积水情况、第四系含（

33、隔）水层特征及积水情况 以粘土、含砾粘土为主，零星分布，厚度 030.60m，含 孔隙水，富水性弱。 4 4、封闭不良钻孔情况、封闭不良钻孔情况 矿区范围内不存在封闭不良钻孔。 5 5、矿井主要含水层或积水区与主要开采煤层之间的关系、矿井主要含水层或积水区与主要开采煤层之间的关系 k29 煤层距龙潭组底界 50m，与底部茅口组灰岩顶界相距 95110m（龙潭组与茅口组灰岩之间有峨眉山组玄武岩隔水层， 厚度 4560m） ；区内最低侵蚀基准面标高为 1300m，矿井的准 采标高为18001300m，因此，茅口组灰岩水对煤层开采无影 响。 矿井主要积水区位于可采煤层上部，对煤层的开采有较大 影响，

34、因此，对积水区留设了留设了保护煤柱。 6 6、矿井正常涌水量和最大涌水量、矿井正常涌水量和最大涌水量 （1）矿坑充水因素分析 煤层赋存于龙潭组二、三段中，煤层回采后的导水裂隙带 最大高度多已波及至上覆的飞仙组岩层中，未来开采条件下煤 层直接充水含水层为富水性较弱的龙潭组碎屑岩裂隙含水层、 间接充水含水层为富水性较强之长兴组岩、飞仙组溶裂隙含水 层，大气降雨是引起矿坑涌水量动态变化的主要因素。煤层的 具体充水条件可以从如下几个方面进行评述。 1）大气降水 矿区内大气降水是地下水的主要补给来源，泉水涌水量的 变化与大气降雨有着非常密切的联系，一般情况下，雨季时涌 水量增大，枯季时涌水量变小。可以预

35、料，坑道内不同季节的 涌水量的变化或多或少都与大气降雨有关。若开采过程中，采 空塌陷范围延伸至地表，大气降雨会通过导水裂隙带直接进入 矿坑使矿井的涌水量增大。矿区东部地区间接底板含水层茅口 组以上有 45-60m 厚的玄武岩隔水层相阻，一般情况下，其内地 下水不会进入矿坑，大气降水渗透是主要的补给来源。 2）老窑积水 矿区内煤层露头线一带有大量老窑分布，采深不是很清楚， 其坑道内有大量积水。将来矿山的开采过程中，可能遇老窑， 产生突水，对开采造成影响。 3）地下水 将来矿山的开采过程中，大部可采或局部可采煤层以上含 水层虽然富水性弱，但其内的地下水可直接进入矿坑，而成为 煤层充水的直接因素，若

36、采空塌陷影响到“飞仙组、长兴组” 间接顶板含水层，其内地下水也将进入矿坑，届时该层中出露 的大部分泉水点将可能被疏干而成为煤层充水的主要因素。节 理、裂隙发育带及飞仙组灰岩都是导水性与富水性强，是本区 地下水主要储存空间和运移通道，将是采煤区主要的冲水因素。 4）地表水 矿区内的主要地表水体为季节性冲沟，冲沟沿煤层分布区 展布，部份高出煤矿开采标高，将有可能对矿床的充水产生影 响。 综上所述，矿区主要充水源为地表水、岩溶水、老窑及整 合前矿井采空区积水。 （2）计算方法的选择 煤矿区位于地表分水岭附近，根据矿床水文地质条件及其 开采矿坑充水因素分析，选择水文地质比拟法，预测其矿区正 常与最大涌

37、水量。 三岔沟煤矿主要开采区，其最低开采煤层为 k29 煤层（在 矿区范围内煤层最低标高为 1470m） ，故本次主要对东部矿区的 k29 进行涌水量估算。根据该区地质特征，矿山主要采取井下 开采，故以现有煤矿之开采资料预测煤矿+1470m 标高以上矿井 涌水量，其公式如下： q = q0 oos f fs 式中： q正常、q最大预测矿井涌水量（m3/h） q0、q最大已知正常、最大涌水量（m3/h） so矿区现生产矿井开拓投影面积（m2） s矿区煤层最低点生产矿井开拓投影面积（m2） fo矿区现阶段水头降低值（m） f f预测水位降深（m） 根据前述生产矿井及相关结果，预测出矿区矿坑最大涌水

38、量 为 91.79m3/h，一般涌水量为 45.89m3/h。 （3）预算结果评价 根据陈家村煤矿已有开采面积及涌水量的估算结果，与实际 观测的涌水量进行对比，估算结果较为接近，故计算方法和计 算参数选择基本合理，与矿区水文地质条件基本相吻合。其估 算的一般涌水量、最大涌水量可做为煤矿+1470m 水平拟定排水 方案和设备选型时的依据（未包括井筒涌水量、突水时的瞬时 最大突水量及断层导入水） 。但煤矿在今后的开拓中，应采取相 应的措施防止岩溶水、断层水及地表水通过断层带溃入矿坑， 三岔沟煤矿涌水量估算 矿井名称 项目 生产矿井原大寨煤矿 三岔沟煤矿 k29 1470m 水位降深（m）f0=12

39、43-1140=103f0=1309-1241=68f0=1309-1241=68 开拓投影面积（m2）s0=78150s0=53950s0=1335500 一般6.253.50 实测矿井 涌水量(m3/h) 最大12.506.50 一般4.2245.89 预测矿井 涌水量(m3/h) 最大8.4491.79 使矿井水文地质条件尽可能地趋向简单。 二、矿井水文地质特点、水患类型及威胁程度分析、可能二、矿井水文地质特点、水患类型及威胁程度分析、可能 发生突水的地点和突水量预计。发生突水的地点和突水量预计。 1 1、矿井水文地质特点、矿井水文地质特点 矿井为的顶板充水的岩溶充水矿床。 2 2、矿井

40、水害类型、矿井水害类型 三岔沟煤矿水文地质条件属中等类型，矿井水害类型主要 有地表水、岩溶水、老窑及整合前矿井采空区积水。 表 711 水患威胁程度表 水患类型特征威胁程度备注 小窑水、老空 水 浅部小窑和老空，采空客观 存在 主要水患突水 地表水 沿构造裂隙或岩层裂隙、采 矿产生的导水裂隙带进入矿 井。 次要水患增加矿井涌水量 裂隙 区内未发现断层，仅存在裂 隙和节理，并有裂隙水出现。 水患威胁不大增加矿井涌水量 顶板裂隙水 采掘活动形成顶板裂隙，形 成充水通道 次要水患 顶板岩溶水渗入矿坑而 造成涌水量增大 3 3、可能发生突水的地点和突水量预计、可能发生突水的地点和突水量预计 （1）可能

41、发生突水的地点 该矿可能发生突水的地点为：各煤层的老硐附近。 （2）突水量预计 由于无法判断老窑的具体开采面积，因此，无法估算。 矿井在采掘过程中要坚持“预测预报、有掘必探、先探后 掘、先治后采” ，以及“有疑必停”的原则，防治突水事故的发 生。 由于原有老硐开采面积不大，因此其积存的水量也不大， 故不会有突水淹井的危险。 三、矿井水文安全条件评价三、矿井水文安全条件评价 1、贵州金杉土地资源勘查开发有限公司提供的贵州省水 城县三岔沟煤矿资源/储量核实报告中只提供了简单的水文地 质资料，建议该矿及时收集矿井水文地质资料，给矿井防治水 管理提供科学的管理依据。 2、对水文地质基础资料来源及可靠性

42、评价 贵州金杉土地资源勘查开发有限公司提供的贵州省水城 县三岔沟煤矿资源/储量核实报告 ，对区域水文地质情况、地 层的富水性、矿井的充水进行了初步分析，对矿井的生产有一 定的指导作用。 3、水文勘探程度及存在问题 （1） 资源/储量核实报告中已对大气降水、地表水、直 接充水含水层以及部分含水层等充水因素进行了较详细的分析， 但对断层等地质构造掌握程度不够，使得无法分析断层导水对 水文地质条件的影响，因此，对断层的水文地质情况了解程度 不够，在断层附近掘进时，必须充分注意，对较大的断层应留 有一定保安煤柱。 （2）根据资源/储量核实报告提供的资料，矿区水文 地质控制程度不够，反映在矿井涌水量采用

43、的数据上，难免有 片面的可能，矿井必须进一步地作好矿井水文地质调查，并作 好编录工作，在井巷掘进过程中逐步校正矿井涌水量资料。 （3） 资源/储量核实报告未对井田范围内的小窑积水情 况充分的调查，因此矿井在采掘之前，对全矿区小窑进行全面 的调查，对其分布范围、老窑的积水性及积水量做出调查及预 测并标注在矿井采掘平面图及井上下对照图上，以指导矿井实 际防水工作。 （4）矿井应补做水文地质勘查报告 ，以便采取有针对 性的措施。 第二节第二节 水害类型水害类型 一、矿井水害类型 矿井是以大气降水为主的裂隙充水矿床，主要为顶板中所 含裂隙水向巷道内渗漏，其次为老窑积水及采空区积水等。 1、地下水 根据

44、矿区水文地质条件，将来矿山的开采过程中，大部可 采或局部可采煤层以上含水层虽然富水性弱，但其内的地下水 可直接进入矿坑，而成为煤层充水的直接因素，若采空塌陷影 响到“飞仙组、长兴组”间接顶板含水层，其内地下水也将进 入矿坑，届时该层中出露的大部分泉水点将可能被疏干而成为 煤层充水的主要因素。节理、裂隙发育带及飞仙组灰岩都是导 水性与富水性强，是本区地下水主要储存空间和运移通道，将 是采煤区主要的充水因素。 2、老窑积水 矿区内煤层露头线一带有大量老窑分布，而且大量报废老 窑，采深不是很清楚，其坑道内有大量积水。并且井口大部分 已倒塌。一般位于矿区煤层露头线地带，深度一般小于 200m， 未发现

45、涌水现象，但老窑内可能有残留积水，在矿山开采过程 中，应注意回避，以免发生老窑透水、突水现象。同时要将整 合前矿井采空区上图，并标明积水情况，确保在矿山开采过程 中不发生老窑透水、突水现象。 3、大气降水 大气降水是矿区地下水的主要来源，泉水涌水量的变化与 大气降雨有着密切的联系，一般情况下，雨季时涌水量增大， 枯季时涌水量变小。因此，矿井不同季节涌水量的变化或多或 少与大气降水有关。另外，大气降水还通过补给主要含水层 （上二叠统长兴组、龙潭组中的灰岩）转化为地下水，然后渗 入坑道。 4、地表水 井田内无大的地表水系，地表水表现为大气降雨。由于地 表多为缓坡，地表水排泄良好，地表水对矿坑充水影

46、响不大。 第三节第三节 水量及水压预计水量及水压预计 一、矿井涌水量预计 1、矿井涌水来源 煤矿井下涌水来源，主要为顶板裂隙淋水、老窑水及老空 水，其中以顶板裂隙淋水为主，整合前煤矿开采时，测量最大 涌水量 20m3/h，正常涌水量 10 m3/h。 2、矿井涌水量预计 矿井位于接受大气降水的补给区，主井设计位于矿区西南角 一斜坡地带。矿井充水主要因素为地表水、地下水、老窑、老 采空区和邻近矿井采空区积水以及断层破碎带导水等。矿井涌 水量采用大气降水入渗法计算，原则上是根据矿区地貌、岩性、 构造、岩溶发育程度等的差异，来确定矿区的入渗系数、汇水 面积等有关水文地质参数，按公式进行计算，大气降水

47、的渗入 量为矿井涌水量。 采用水文地质“比拟法”对新设矿井的总涌水量进行估算。 （采用类比开采技术条件相似、地下水补给条件相似、生产井 型相似的玉舍煤矿作为类比井型）其 k 值为原三岔沟煤矿历年 求得(其 k 值平均值=1.56)，将 k 值乘以未来矿山设计年开采量， 再除以 365 日，为未来矿山开采时的预计涌水量。 q=kp365 式中 q：预计涌水量（日m3） p：设计未来矿山开采量（吨a） k：含水系数 最大涌水量预计用最大 k 值(k=4.80)计算，最小涌水量预 计用最小 k 值(k=0.73)计算，正常涌水量为含水系数的平均值 计算。 估算结果为矿井正常涌水量为 27m3h（取

48、q正 =30m3h） ， 最大涌水量为 82m3h（取 qmax=85m3h） 。矿区的水文地质条件 中等，煤系地层本身含水弱。建议矿井建设合生产期间根据实 际情况核算涌水量，修正预测结果。 根据以上情况分析，与储量核实报告有较大差异，矿井水 文地质条件属中等类型。含水层与煤系地层距离远，无水力联 系。所以本次设计按以上计算结果为依据。 综上所述，矿山内地下水补给水源主要靠大气降水，大气 降水地表排泄条件良好，另外，矿井受裂隙水、断层水、未封 闭或封闭不严的钻孔水也石地表水渗入矿井的通道。由于主要 可采煤层大部分赋存在当地侵蚀基准面以上。矿井直接充水含 水层段，主要是含煤岩系中的砂岩及灰岩夹层

49、，富水性弱，但 在煤矿开采条件下，含水层段之间，将可能发生水力联系。是 矿床充水的主要因素。矿区水文地质类型属裂隙充水矿床，水 文地质条件简单中等复杂。 矿区内无大的地表水体，各充水岩组之间在自然状况下无 水力联系或仅有弱水力联系，充水因素主要为裂隙水、断层水、 未封闭或封闭不严的钻孔水及地表水通过采动裂隙带导入，对 矿井的影响不大，该矿水文地质条件中等。在今后的开采过程 中，必须对各煤层的开采要特别注意矿井附近的老窑积水，必 须加强矿区内老窑的探放水工作，坚持“预测预报、有掘必探， 先探后掘,先治后采” ，必要时应修筑防水墙。 二、小窑及老空区积水 本矿为整合矿井，整合前四个矿都形成了大面积

50、的采空区， 根据整合前开采现状图，采空区积水对开采影响很大，开采时， 必须留设防水煤柱，采、掘面探放水设施、设备齐全，措施到 位。 矿区内老窑，其废弃采面或巷道会成为老窑水、采空区积 水、部分地表水进入矿井的通道。 本矿区浅部煤层附近见三处较大的采空区，1#位于矿区西 部，开采面积 9500m2，由于本矿区底板为厚层泥岩，有底鼓现 象，积水量预计 6500 m3。2#位于矿井中部，开采面积 56250m2，由于本矿区底板为厚层泥岩，有底鼓现象，积水量预 计 352500 m3。3#位于矿区东部边界处，开采面积 131250m2，由 于本矿区底板为厚层泥岩，有底鼓现象，积水量预计 102500

51、m3。 另我矿中部有一水库，水库容积约 1500 m3， 根据以上情况分析，矿区内较大的地表水体为水库，各充 水岩组之间在自然状况下无水力联系或仅有弱水力联系，充水 因素主要为裂隙水及地表水通过采动裂隙带导入，对矿井的影 响不大，该矿水文地质条件中等。在今后的开采过程中，必须 留足够的保护煤柱，对各煤层的开采要特别注意矿井附近的老 窑积水，必须加强矿区内老窑的探放水工作，坚持“预测预报、 有疑必停、有掘必探，先探后掘,先治后采” ，必要时应修筑防 水墙。 第三章第三章 矿井防治水保障措施矿井防治水保障措施 第一节第一节 矿井开拓、开采所采取的安全保证措施矿井开拓、开采所采取的安全保证措施 1、

52、 、矿矿井开拓工程位置及井开拓工程位置及层层位位选择选择 工业广场及井筒选择在井田西南部，采用平硐斜井开拓， 布置有主平硐、副平硐、回风斜井三个井筒。主平硐铺设胶 带输送机运输煤炭，副平硐铺设轨道作辅助运输，回风斜井 安设主要通风机作专用回风，原煤通过胶带输送机运至工业 场地，然后装车外运。 主平硐从矿井西南部边界 k17 煤层底板以 3的坡度施工 503m，然后沿煤层倾向方向向上施工运输上山（距 k17 煤层 20m）至1726m 标高；副平硐从矿井西南部边界 k17 煤层底 板以 3的坡度施工 530m，然后沿煤层倾向方向向上施工轨道 上山（距 k17 煤层 20m）至1773m 标高；回

53、风斜井从矿井西 北部 k17 煤层底板（距 k17 煤层 20m）以 13倾角沿煤层倾 斜方向向下施工至与副平硐贯通，形成矿井的开拓系统，然后 通过平石门揭露 k16、k17 煤层，在 k16 煤层中布置回采工作 面（其上的 k13、k14、k15 煤层已采空） ，在 k17 煤层中布置 掘进工作面。 主平硐、副平硐、回风斜井、运输上山、轨道上山布置在 k17 煤层底板岩层中（龙潭组第二段） ，可能会有巷道淋水产生， 对巷道的维护有一定的影响。 回采和掘进工作面布置在 k16、k17 煤层中（龙潭组组第二 段） ，由于开采的影响巷道围岩裂隙水将可能进入巷道，引起底 板软化，底鼓等，对巷道的维护

54、影响较大，因此巷道的坡度须 满足排水要求，设置排水沟，排水沟断面满足排水要求，并定 期清理，保证排水畅通，对巷道积水须及时处理。 根据矿井开拓布置及投产时的采区巷道布置，矿井达产时 井巷工程量为 5259m，其中岩巷 3840m，煤巷 1419m。矿井投 产时井巷工程量见下表。表。 投产时期井巷工程量表 7. 68 三 三 三 三 三 三 783 三 三 三 三 轨道上山 三 3. 95. 6 三 三 三 三 三 三 三 三 三 三 三 80 三 三8011701三 三 三 11701三 三 三 11601三 三 三 三 三 运输上山 三 三 三 三 三 19 11601三 三 三 30 30

55、 三 三 三 三 三 三 三 三 三 三 三 1419 3840其中 岩 煤 505 120 634 699 600 550 11601三 三 5259合计 18 17 16 15 三 三 2 三 三 三 (m ) 三三 三 三 (m ) 三 三 三 三 三 三 三 三 1三 三 三 三 三 三 三 8 4 5 6 7 3 10 13 12 11 14 9 2 503 三 三 三 三 三 三 三 三 三 三70三 三 三 三25 三 三 三 三 三 三 三 三 三 三 三 4.74 8. 626. 44 8. 93 10. 239.41 三 三 三 三 三 三 三 三 三 三 三 三 7. 6

56、88. 93 7. 688. 93 7. 688. 93 4.74 三 三 三 11三 三 三 三79三 三三 三三 12三 三 三 三79三 三三 三三 13三 三 三 三182三 三三 三三 14三 三 三 三190三 三三 三三 三 三20三 三三 三7.110. 2三 三 三 三 6.837. 54 6.837. 54 6.837. 54 6.837. 54 6.837. 54 6.837. 54 6.837. 54 6.837. 54 三 三 三 三 三 三 三 三 三 三 三 三 三 6.837. 54 6.837. 54 三岔沟煤业 2012 年井巷工程施工倒排工期计划表 2.2

57、.采掘工程应采取的防治水措施采掘工程应采取的防治水措施 1)必须密切观察矿井内的淋水、涌水情况，必须坚持“预测 预报、有掘必探，先探后掘、先治后采”的原则，同时必须坚 持“有疑必停”的原则。 2）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、探水红线等。 3）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。 4）井巷在掘进过程中必须先探后掘，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

58、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。 5）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。 6)井巷在掘进过程中必须先探后掘，掌握前方水文情况，若 发现有水患时，应及时采取措施，待确认安全后才向前掘进， 并将出水点位置标于井上下对照图及采掘工程图上。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

59、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。 7）井下和地面排水设施保证完好，所设沉淀池、水沟要及 时进行清理，每年雨季前必须清理一次。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。 8）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。 9)对于巷道破碎和淋水段特别加强支护，并采取导水等措施 以免淋水直接淋至电缆上腐蚀电缆，巷道排水沟按规定设置并 及时清理，巷道要保证排水坡度，对于巷道局部地段低洼集水 段要设潜水泵或泥浆泵及时排水。 10）必须先查清矿区及其附近地面水流系

60、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。 11）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。 12）因风井井口附近及塌陷区内的地表水体有可能溃入井 下，因此，应遵守下列规定： 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。 13)以后掘进的开拓、准备巷道