煤矿防治水方案设计

1、 古叙煤田开发有限责任公司 宏达煤 矿 防 治 水 设 计 矿井名称 宏达煤矿 编 制 人 部 长 总工程师 矿 长 2010年 1 月2 编宏达煤矿周边小煤窑较多，且煤系底板为强含水层茅口灰岩，溶洞结构发育，防治水工作严峻。为进一步规范矿井防治水工作，切实落实防治水责任和措施，杜绝矿井重、特大水灾事故，并在有水害预兆或发生水灾时能及时采取措施防止事故发生或将事故损失降低到最小程度，特编写本防治水设计。一、矿井水文地质情况（一）地质资料1、矿井水文地质类型及变化规律井田煤系地层顶板长兴组(p2c)以裂隙发育为主,接受大气降水的补给条件较差,其富水性弱，为煤系地层的直接充水含水层。茅口组(plm

2、)以岩溶发育为主,受大气降水和地表水的补给能力较强,富水性较强,为煤系地层底板直接充水含水层。井田煤层位于当地侵蚀基准面以上，地形有利于自然排水；井田内大断层较少，破坏煤系地层的断层破碎带富水性一般较弱。综上所述，本井田是以岩溶含水层充水为主的矿床，水文地质条件中等，水文地质类型为三类二型。2、断层带及钻孔导水井田内切断茅口或煤系地层的断层主要有f28 、f20、f7等。据调查一般正断层含水较强，逆断层含水弱。对矿床充水有影响的断层主要为f28及f20。f28正断层在井深90.70101.77m揭露,该断层浅部含水性和导水性中等；f20走向逆断层由于断距大、延伸长、切割了长兴灰岩含水层和地表溪

3、沟，其含水性强，浅部可能产生导水，在深部含水性较弱。3、主要含（隔）水地层本井田区域内二、三叠系含、隔水层相间出露，其中对煤层开采有直接或间接影响的含、隔水层特征如下：（1）飞仙关组一段(t1f1):该段地层分为上下两个亚段。上亚段(t1f1-2)为灰岩及泥灰岩，多形成陡坡地形，厚5088m。接受大气降水的补给条件较差，主要受上覆飞仙关组二段分化裂隙水的渗透补给，出露泉井一般流量0.101.50l/s。该亚段岩层以溶蚀裂隙为主的弱中等含水层。水质为hc03.s04ca.mg型水，矿化度0.47g/l，水温17。下亚段 (t1f1-1)由泥质粉砂岩、泥灰岩、钙质泥岩组成，出露在反向坡上，厚317

4、3m。该层受大气降水补给条件差，风化裂隙发育，出露泉井流量0.100.45l/s，动态变化大，干旱季节流量减小甚至干枯，属浅部风化裂隙水组成，该段岩层可视为相对隔水层。（2）二叠系上统长兴组(p2c)岩溶裂隙含水层岩性为深灰色中厚厚层状石灰岩夹簿层状砂质泥岩，平均厚度50m,多呈条状出露,为煤系地层顶板。此层因出露面积狭窄，且在地形上呈现反向坡，接受大气降水补给条件差。地表出露泉井流量0.110714.615l/s且受季节变化的控制。该层为煤系地层顶板直接充水岩溶裂隙弱中等含水层。水质为hc03.s04ca.k+na型水，矿化度0.440.67g/l,水温1719。（3）二叠系龙潭组（p21）

5、隔水层以泥岩、砂质泥岩、粘土岩为主，次为砂岩、粉砂岩和煤层，平均厚89m。本层为弱含水相对隔水层。水质为hc03.s04ca.k+na. mg型水，矿化度0.561.42 g/l。（4）二叠系下统茅口、栖霞组（plm+q）岩溶强水层该组地层平均厚228m,岩溶发育,溶洞、溶斗、落水洞、溶蚀洼地星罗棋布，峰丛、溶沟、溶槽、石芽、坡立谷、孤峰等溶岩地貌景观屡见不鲜。由于受大气降水和地表沟谷水补给，栖霞组灰岩底部的进水溶洞汇集志留系溪沟水的和地表水后，在地下水的高势头水动力作用下，垂直渗漏补给地下，言裂隙和层面运动，形成复杂的暗河管道系统，与茅口灰岩中下部以岩溶泉（暗河出口）的形式排泄与地表。据以往

6、勘察揭露茅口组灰岩的资料分析，井内岩溶发育深，在当地侵蚀基准面附近发育仍较强烈，且规模较大。该组地层浅部地下水以管道流的形式运动，动态变化大；深部富水不均，当溶洞、裂隙发育时，储积了较多的地下水，而发育较差时，富水性弱。据钻孔揭露茅口组灰岩抽水实验结果表明，其单位用水量悬殊极大。综上所述，该组地层为煤系地层底板岩溶裂隙强含水层。4、地下水补给排泄条件区内地下水与地表水是互为补给、互促发育的关系，及地表沟谷水补给地下水，使溶岩发育加剧，地下水排出后有补给地表迳流，促进河流的发育。志流系地层沟谷补给茅口、栖霞含水层，加剧岩溶和岩溶管道的发育。岩溶地下水向河流排泄，为河水的补给水源。（二）矿井正常涌

7、水量和最大涌水量按照已进行精查勘探的石屏井田计算的涌水量，岔角滩矿井+370m水平正常涌水量暂按5882m3/d，最大涌水量暂按7644 m3/d考虑。由于该井田尚未进行精查地质勘探工作，涌水量仅供本次设计参考，下阶段设计及施工中以精查地址勘探资料为准。（三）地表水体矿井远离河流、水库、池塘，不受地表集中水体影响。（四）小窑及老空积水区内生产小煤矿及老窑大多位于井田浅部且言煤层露头进行开采，矿井标高在当地侵蚀基准面以上。多数小窑是季节性开采，深度浅、规模小、开采面积不大，在近年的关井压产中已经关闭。目前区内尚有生产小窑7个，每个生产规模在30kt左右，均采用平硐方式开拓，一般是自然排水。煤层露

8、头一带小窑采空区的老窑积水多已渗入矿井中且沿平巷流出井口。矿井水受大气降水影响较大，雨季常常是枯水季节的25倍。二、水患类型及威胁程度矿井主要运输大巷和回风大巷在底板茅口灰岩中，矿井水害类型主要为岩溶突水。矿区灰岩裸露，岩溶发育，透水性强。矿井突水水源受大气降水补给。雨季矿井涌水量将成倍增大。因现开采标高在浸蚀基准面以上，据该矿以往施工的情况，曾在底板灰岩中遇到干溶洞并发生过窒息死亡事故。从现在底板岩石大巷的情况，溶洞也可能会有水，因此必须采取预防措施。 三、矿井水文安全条件评价矿井水文地质资料来源于详查报告，报告查明了井田水文地质构造、含水层、隔水层和断层导水性，分析了矿井充水因素，确定了矿

9、井水文地质类型，但未提供具体的涌水量数据，现采用数据为参照邻近井田的数据。 四、矿井防治水措施（一）防水安全煤柱留设1、 井田边界煤柱留设。煤柱宽度留设50m，相邻矿井各留25m。 2、水平隔水柱。水平隔水煤柱按10m留设。（二）、井下探放水措施 我矿目前主要防治水方式采用超前探水进行矿井水害防治，它是在有水害威胁的地段进行用钻机探明工作面迎头的水情，以保证安全。（三）探放水原则1、 为确保水平运输大巷和总回风巷施工时的安全，应加强对溶洞、暗河的调查和物探工作，查明可能积水的溶洞和暗河的积水范围及水量，采区安全可靠的措施进行探放水。2、 接近探水区域或情况不明的井巷时，根据积水区的位置、范围、

10、水文地质条件及采空区、巷道受矿山压力的破坏因素，确定探放水线位置。3、 当巷道接近含水层、构造带边界线不小于20m时，必须探放水。4、 当巷道接近富水断层时，需探明断层的含水性、导水性。5、 巷道接近或需要穿过岩溶等强含水层时，需探明含水层的水量和水压。6、 采掘工作面有明显的突水征兆时，需探水证实可疑水源存在与否。 （四）、超前探水施工前应注意的事项1、 准备堵水材料。在探水地点附近安全地带，准备好足够的坑木、麻袋、木塞等堵水材料，一边出水时立即使用，加固巷道。2、 检查瓦斯。为保证安全作业，探水地点的风流中瓦斯量达1%时，停止施工，改善风流后再继续工作。3、 检查煤壁。对较松的煤壁，应打柱

11、架上木垛加固，防水冲垮。4、 加固支架，使之牢固可靠，避免发生冒顶和片帮。5、 修整水沟，以保证探水钻孔出水电畅，顺沟留出。6、 选好退路，清除障碍，发生水害时保证工作人员安全撤离。 （五）、探水设备选择设计选用zk-150型和zyg-150探水钻，钻孔长度150m，并配tbw-50/1.5泥浆泵。 （六）、探水起点明确为保证采掘工作和人身安全，防止误穿积水区，在距积水区一定距离划定一条线作为探水起点，此线即为探水线。将积水及附近区域划分为三条线，及积水线、探水线和警戒线，并标注在采掘工程平面图上。1、 积水线：即积水区范围线。在此线上应标注水位标高、积水量等实际资料。2、 警戒线：积水线外推

12、60m即为警戒线，一般用红色表示。进入警戒线后必须进行超前探水、边探边掘。3、 探水线：应根据积水区的位置、范围、地质及水文地质条件极其资料的可靠程度、采空区和巷道受矿山压力等破坏因素确定。进入此线后必须停止掘进，进行探放水。我矿对探放水线必须严格按照下列要求规定：1、 对本矿井采掘工作造成的老空、老巷、硐室等积水区如边界确定，水文地质条件清楚，水压不超过1mpa时，探水线至积水区最小距离：煤层中不小于30米；岩层中不小于20米。2、 对本矿井的积水区，岁有图纸资料，但不能确定积水区边界位置时，探水线至推断积水区边界的最小距离不得小于60米。3、 对有图纸资料的小窑，探水线至积水区边界的最小距

13、离不得小于60米。对没有图纸资料可查的小窑，必须坚持有疑必探，先探后掘的原则，防止发生透水事故。4、 掘进巷道附近有断层或陷落柱时，探水线至最大摆动范围预计煤柱线时的最小距离不得小于60米。5、 石门揭开含水层前，探水线至含水层最小距离不得小于20米。 （七）、探水钻孔的布置方法1、 探水钻孔的超前距离、允许掘进距离、帮距和密度1） 、超前距探水时从探水线开始向前方打钻孔，常是探水-掘进-再探水-再倔强，循环进行。探水钻孔始终位置应始终超前掘进工作面一段距离，该段称为超前距。我矿规定灰岩巷道超前距不小于8米，半煤岩巷道和煤巷超前距不小于20米。2） 、允许掘进距离经探水证实无水害威胁，科安全掘

14、进的长度称允许掘进距离，我矿施工时应根据探水距离确定3） 、帮距为使巷道两帮可能存在的水体之间保持一定的安全距离，应确定探水的帮距，灰岩巷道的帮距不小于8米，半煤岩巷、煤巷帮距不小于20米。4） 、钻孔密度5） 为不漏掉积水区，规定探水钻孔终孔间距不超过3米。 （八）、探水孔布置方式探水孔布置视巷道类型、矿层厚度不同而有所差别。总的原则是巷道绝了所占空间均应有钻孔控制，且钻孔之间距应小于巷道高度、宽度或薄煤层的厚度。位于生产区上部的老空区，按巷道类型，采用下列步骤方式探水。1、 探老窑水1） 、平巷钻孔布置主要是探巷道上帮小窑老空水，钻孔呈半扇形布置在巷道上帮。我矿探水上部老窑水共布置4个孔。

15、（见附图)2) 、上山钻孔布置煤巷平巷孔和上山钻孔呈扇形布置与巷道前方按17个孔布置。（见附图）2、 探岩溶水正常作业时，各茅口组灰岩掘进工作面配备5米长风钻钻杆，并在每个循环掘进钻眼时在巷道中心方向先打一个5米深水眼进行探水，有异常时采用zk-150型和zyg-150探放水。（见附图） （九）、探放水措施1、 严格执行“有疑必探，先探后据”的原则。2、 探放溶洞、老空积水前，首先要分析查明溶洞、老空积水的空间位置、积水量和水压，若积水点高于探放水点位置时，只准用钻机探放水。3、 钻机钻进时，发现煤岩松软、片帮、来压或钻孔中的水量突然增大以及有顶钻等异状时，必须停止打钻，但不允许拔出钻杆。现场

16、负责人员应向矿长报告，并派人监测水情。如果发现情况危急时，必须撤离所有受水威胁地区的人员，然后采取措施进行处理。4、 在施工底板岩石大巷时应取远距离放炮。放炮时工作面所有人员均应撤离至工作面以外不受涌水威胁的地点。5、 巷道揭穿溶洞后，若溶洞有水应放水并加强通风、检查瓦斯，进行安全处理，确认无危害后才准人员进入。 （十）、地表防治水措施矿井采用平硐开拓，地形坡度大，冲沟发育且多为季节性冲沟，个别为常年性溪流，地表径流条件好，工业广场位置较高不受影响。场地设截水沟，主平硐不受山洪威胁。 （十一）、探放水时的注意事项；1、 采掘工作面接近溶洞、老窑、采空区、断层时，必须加强探放水工作。2、 采掘工作面或其他地点发现明显的涌水征兆或大量涌水时应立即停止工作且将人员按规定的避灾路线撤出。3、 在设计、施工和安全生产过程中要按照规定留好防水煤柱。4、 清理排水沟，随时保持水流畅通。5、 探水地点预与其相邻地区的工作地点保持信号联系，安设专用电话，一旦出水要通知受水害威胁地区的工作人员撤离危险地带。6、 打钻时，要注意观察钻孔情况，如发现岩壁松动或沿钻杆向外流水超过正常打钻供水量以及放出有害气体或易燃气体等现象，要立即停止钻且不得移动或拔出钻杆，并