金河煤矿矿井防治水设计

1、庆源煤业有限公司金河煤矿矿井防治水设 计设 计：审 核：项目负责人： 编制：生产技术科2014年4月37矿井防治水第一节 矿井水文地质 矿井水文地质资料主要来源于2011年5月湖南省煤田地质局第六勘探队编制的盘县柏果镇金河煤矿水文地质调查报告、2011年8月贵州省煤矿设计研究院编制的贵州省盘县柏果镇金河煤矿资源/储量核实报告金河煤矿45万吨安全专篇及其它矿方提供的资料。 一、 水文地质情况 1、地形、地貌 矿井位于盘县煤田盘西矿区，矿区内地貌属高原低中山地貌，区内地势总体上中部高，四周低。最高海拔点为矿区中部的大坡山顶，标高+1816.20m；最低海拔点为矿区东北角的拖长江河谷出口地带，标高约

2、+1510m；最大高差306m左右。区内地层受向斜构造影响，总体倾向南西、南及东，倾角变化大，为1365°，整体呈单面山地貌，矿区侵蚀基准面标高+1510m。矿区内，煤系地层的上覆飞仙关地层于西北、东、西南三面出露较广，其岩性由细碎屑岩组成，抗风化能力差异较大，在长期外营力作用下，形成了中山槽谷及溶蚀盆地，沟壑发育。 2、地表水 井田地表水系属珠江流域北盘江水系拖长江支流。井田地表水系不发育，矿区东部为拖长江，距离矿区最近距离110m，一般280m，河水流量随季节变化极明显，雨季增大，旱时减小，流量为0.147-3.189m3/s，洪水位标高为+1516m。除拖长江外，区内还有其它的

3、雨源性溪沟，雨季暴涨，雨源性溪沟水源从各段汇入拖长江内。可采煤层大部分位于当地最低侵蚀基准面之下，地下水对煤层开采影较大。区内地表水排泄条件尚好。 3、主要含（隔）水层 1）第四系（Q）：松散岩类孔隙水含水岩组，主要为坡残积、冲洪积物等，岩性为含碎块石、粘土，主要分布于缓坡、河床、沟谷及低洼地带，厚度为0-15m不等。含孔隙水，富水性弱，受季节影响明显，动态变化较大，井、泉水点较少，流量小（一般0.5升/秒以下）。 2）飞仙关组（T1f）：基岩裂隙水含水岩组，出露极广，岩性主要为绿灰色、暗绿色、紫色粉砂岩和灰绿色细砂岩及紫色泥岩为主，夹粉砂质泥岩等。含基岩裂隙水，富水性弱中等。 3）龙潭组（P

4、3l）：基岩裂隙水含水岩组，出露于矿区西部边缘及北东边缘外，为矿区内含煤地层，岩性主要为灰深灰色粉砂岩、细砂岩、粉砂质泥岩、泥岩，夹泥岩、煤层（线）及菱铁矿、黄铁矿层（结核），底部有一层1-2m的浅灰色铝土岩。一般表层透水而不含水，深部含裂隙潜水或裂隙层间水，富水性较弱，为煤层直接充水含水层。 4）峨眉山玄武岩组（P3）：基岩裂隙水含水岩组，岩性为灰绿色、紫色凝灰岩和暗灰色、灰褐色玄武岩。含碎屑岩裂隙水，富水性弱，为相对隔水层。越往深部含水性越差，富水性越弱，是较好的隔水层。 4、邻近矿井、小（老）窑和废弃矿井涌水及积水情况 根据金河煤矿水文地质调查报告，矿井内共发现民间开采遗留下两个老硐，分

5、别为LD1、LD2，分布于矿区西部的12、6号煤层露头线附近，主要为“独头”巷道，长度为150至350m左右，开采时间均为2000年以前。由于老窑开采年限较长，采空区较乱，老窑积水较多，积水量约210540m3。矿山开采时，对老窑了解不够，探水困难，易引发井下充水事故，因此老窑积水对矿区威胁大。根据金河煤矿水文地质调查报告，邻近矿井大丫口煤矿、小屋基煤矿部分采空区垮塌且无泄水通道，贮有大量积水，积水量约20000m3，距离矿井较近，采空区积水直接或间接地增大矿井涌水量。根据金河煤矿资源储量核实报告，目前矿井井下揭穿了2、6上 、7上 、8、10、12号煤层，但仅进行了主要的井巷开拓，未形成采煤

6、工作面，也未形成采空区。建议矿井进一步调查与核实老窑积水情况，由于老窑长期废弃且积水，因此，在采掘过程中，必须严格遵循“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的探放水原则，同时坚持“有疑必停”的原则，防止老窑积水对影响矿井开采。 5、地质构造的导水性 矿山内有多条断层，一般容易造成强含水层与煤层拉近或直接造成矿井突水，以塑性岩石为主的含煤地层中的小断层也具有微弱的含水、导水性能，对矿井充水具有一定影响。当井巷穿越断层时，由于周围岩层的风化节理裂隙较发育，有利于地表水、泉水、大气降水的渗入，井巷容易发生渗水、淋水和涌水现象。 6、封闭不良钻孔情况 矿井未提供矿区内封闭不严的钻孔资料，矿井开采前

7、，必须仔细调查钻孔情况，了解其封闭情况及其导水性，以便有针对性采取防治措施。 7、矿井充水因素分析及水文地质类型 1）充水水源 （1）老窑采空区积水：在煤层露头线浅部，历史上造成的乱采烂挖留下的老窑均有不同程度的积水，巷道如果揭穿老硐，老硐中的积水可能对矿床开采产生影响。 （2）断层破碎带充水：评估区内次生小断层较多，导水性强，沿断层带有少量泉眼分布，加之走向横切区内的溪沟，因而地表水和地下水补给量较大，开采煤层后，地下水水力联系增强，矿坑涌水量大，是矿床充水主要因素之一。开采时要予以重视和监测。 （3）溪河流域的地表水：主要为拖长江，拖长江经过的区域多受泉水及地表水补给，其流量大，雨季暴涨。

8、可采煤层大多位于当地最低侵蚀基准面和拖长江水位之下，对煤层开采影响较大。 （4）地下水：矿区内煤层属于井工开采，开采中如果采动裂隙沟通含水层，会使基岩裂隙水沿松动面涌入矿坑，是矿床直接充水因素之一。开采时要予以重视和监测。综上所述，井田内地下水补给主要靠大气降水及地表水，地下水具有较好的排泄条件。矿井直接充水含水段，主要为碎屑岩，富水性弱中等。 2）充水途径 由于矿区内直接充水含水层多为粉砂质泥岩、泥岩、泥质粉砂岩，此类岩石接受大气降水补给不强，为中等弱含水层，充水途径主要以岩石原生和采矿节理、裂隙为主，规模一般不大，少量为老窑、采空区巷道、岩溶管道导水。 因此，目前矿井充水途径主要以渗水、滴

9、水、淋水为主；矿井进一步向深部开采后，有从上部采空区积水及下部承压水突水的可能。 3）水文地质类型 根据金河煤矿水文地质调查报告，矿区地表水系较发育，采空区面积较大，地表水排泄条件良好，煤系地层随开采深度增加，风化程度减弱，深部含水微弱。矿区应属以大气降水为主要补给来源的裂隙充水矿床，水文地质条件复杂程度为中等类型矿床，水文地质勘探类型属类型。根据金河煤矿资源储量核实报告，矿区侵蚀基准面为+1510m，设计一采区煤层开采标高为+1450+1240m，即一采区煤层均位于侵蚀基准面之下。煤层底板为玄武岩弱含水层，顶板为飞仙关组中等含水层，矿区内无地表水体。直接充水水源为上覆碎屑岩中的裂隙水、第四系

10、孔隙水、溪沟水、老窑采空区积水等。区内断层较发育，构造复杂程度中等，故井田水文地类型应为水文地质条件中等，以顶板直接进水为主的岩溶裂隙充水矿床。 因此，矿井水文地质条件按中等设计。 8、矿井涌水量 1）矿井涌水量的相关因素及规律 根据资源储量核实报告提供的资料，现场实测及矿井提供实测近3年矿坑水涌水量资料，矿山最小涌水量9.6m3/h，最大涌水量10.6m3/h，平均10m3/h。矿井目前安装有D46-30×8型主排水泵三台，6寸、4寸排水管路各一趟，满足井下排水要求，由于矿山处于建设期间，矿区未产生裂隙带，目前矿井涌水量较小，也较稳定，涌水量受季节变化影响不明细。目前井下水主要为巷

11、道滴水、淋水。未发生过水患事故。 2）矿井涌水量预计的方法、依据及结果 预计方法的确定 根据比拟法预测矿井未开采区域的涌水量，其公式： 式中：Q1：现涌水量（m3/h）;F1：矿井现开采面积（km2）；F：矿井总开采面积（ km2）；S1：矿井现开采深度（m）；S：矿井未来开采深度（m）。 计算参数的确定A、已知矿井实测涌水量（Q1）：正常涌水量为10m3/h，最大涌水量暂按25m3/h计。B、已知矿井采区面积（F1）：采用井下巷道控制面积0.14(km2)。C、已采矿井开采垂直深度（S1）：矿井主斜井井口标高+1525.67m，现有井巷最低标高+1300m，故开采矿井垂直深度为225.7m。

12、D、一采区开采面积（F）：采区开采限于矿界范围，从10号煤层底板等高线上读取，约为0.8km2。E、一采区开采垂直深度（S）：主斜井井口标高+1525.7m，一采区最低开采标高为+1240m，开采深度为285.7m； 表7-2-1 比拟法矿井涌水量计算表计算公式取值计算参数S一采区开采垂直深度（m）285.7F一采区开采面积(km2)0.8Q1已知矿井实测涌水量(m3/h)10(正常)25(最大)S1已采矿井垂直深度（m）225.7F1已知矿井采区面积(km2)0.14计算结果Q正常=64.3(m3/h)，Q最大=160.8(m3/h)经预测，一采区开采时，取正常涌水量为65m3/h，最大涌水

13、量为161m3/h。矿坑涌水量是一动态变化的过程，其涌水量除与当地地形、地貌、岩性、构造、降雨、岩石的透水性、富水性、补给径流排泄条件有直接的关系外，还与井筒巷道布置方式、掘进方法、采煤方法、采空区面积、顶板管理等有一定的关系。一般在开采初期，涌水量小，随着开采面积的增大，上覆地层的采矿导水裂隙带范围扩大，弯曲下沉带将形成，水文地质条件将发生变化，涌水量也随着增大，尤其在近地表附近、构造破碎带附近，矿井涌水量增加更大。 由于上述因素的存在，设计提供的数据仅供参考，建议在矿井建设生产过程中加强矿井水文地质方面工作及水文资料的收集整理，对预测涌水量数据加以修正完善，使其更符合开采区水文地质条件，从

14、而保障矿井安全生产。 9、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 1）、矿井水文地质特点、水患类型井田水文地质条件为中等，以顶板直接进水为主的岩溶裂隙充水矿床。 2）、水患威胁程度分析通过矿井充水因素、充水途径及矿井涌水量等综合分析，矿区范围内存在的水患类型主要为： （1）大气降水充水。在雨季由于地表积水较多，沿风化裂隙渗入井下的水量较大，在枯雨季节由于地表积水较少，沿风化裂隙渗入井下的水量较小，因此，雨季时水患对矿井的威胁程度较大，枯季时水患对矿井的威胁程度较小。 （2）地表水通过构造、裂隙通道对矿井进行充水。 （3）老窑、采空区透水造成的矿井充水。老窑及采

15、空区积水是矿山主要水害。 （4）顶板裂隙水造成的顶板充水。 3）、可能发生的突水地点和突水量预测 根据金河煤矿水文地质调查报告，矿井内共发现民间开采遗留下两个老硐，分别为LD1、LD2，分布于矿区西部的12、6号煤层露头线附近，主要为“独头”巷道，长度为150至350m左右，积水量约210540m3；邻近矿井积水量约20000m3。根据矿井开拓布局，今后开采过程中，矿区内可能发生突水主要为采空区积水、过断层遇导水裂隙带，矿井应制定具体的疏排水措施。在开采时应加强探放水工作，必须坚持“预测预报，有掘必探、先探后掘，先治后采”的原则，同时坚持“有疑必停”的原则，加强防治水工作。第二节 矿井防治水措

16、施的确定一、矿井开拓开采所采取的安全保证措施一）矿井开拓工程位置及层位选择1、矿井开拓工程位置及层位选择主斜井、进风行人斜井均从2号煤层顶板穿过煤层落平在30上煤层底板中；副斜井穿过10、12号煤层，一采区+1450+1240m运输上山、轨道上山、回风上山大部分布置在181上和182号煤层之间，且都已完成了200m。井筒特征表表7-2-1井筒井口坐标(m)井口标高井筒长断面(m2)倾角方位角名称XYm度(m)掘净(°)(°)主斜井2872791354502511525.6773112.011.123147副斜井2873896354492971603.53826.76.025

17、298进风行人斜井2872776354502511526.467336.76.623146回风斜井2873933354492841606.537016.115.125283二）采掘工程所采取的防治水措施1、矿井应编制矿区水害防治规划、年度水害防治计划和水害应急预案，建立水害预测预报制度。2、矿井雨季前必须进行水泵排水联合试运转，并编制联合试运转报告。3、当开拓达到设计水平，只有在建成防、排水系统后，方可开始向有突水危险的区域开拓掘进。4、应当观测“三带”发育高度。当导水裂隙带范围内的含水层或老空积水影响安全开采时，必须超前探放水并建立疏排水系统。5、严禁在各类防隔水煤（岩）柱内进行采掘活动。6

18、、煤系底部有强岩溶承压含水层时，主要巷道和硐室必须布置在不受水威胁的的层位中，并以石门分区隔离开采。该矿主要巷道及硐室均布置在煤系地层弱含水层中。不受强岩溶承压含水层威胁。7、当煤层顶板、底板赋存高承压含水层（组）时，应制定预防突水的技术措施。具备疏水降压条件的，应采取疏水降压措施，不具备疏水降压条件的，必须采取建筑防水闸门、注浆加固底板、留设防水煤柱、增强排水能力等技术措施，确保安全。出露于井田北部和西部外围，为矿区内含煤地层，为一套海陆交互相沉积，厚度200230m。由灰一深灰色粉砂岩、细砂岩、粉砂质泥岩、泥岩及煤层组成，夹菱铁质薄层和腼状、瘤状菱铁矿，下部有黄铁矿线理和透镜体，底部为15

19、m厚的薄层铝土质泥岩与峨嵋山玄武岩分界。含丰富的大羽羊齿、细羊齿等植物化石，上部和中部含动物化石。含煤层45层左右，煤层总厚度5.3844.09m，平均总厚度36.21m，含煤系数16.84%。可采及局部可采煤层有16层(2、6上、7上、8、10、12、14下、16上、181上、182、19、23上、23下、24、25、30上号煤层），总厚度5.1536.23m，平均总厚度19.27m。由西向东煤系砂岩增多，含煤性变差，煤层发生合并、尖灭明显，但有的煤层（如10号煤）却变厚。与飞仙关组呈整合接触，为了确保安全生产，需采取以下安全措施：（1）留设井筒、区段及井田边界隔离防水煤柱。（2）对可疑断层

20、及因采动影响而可能导水的断层留设断层防水煤柱。（3）对巷道开拓及回采所可能遇到的断层提前进行探放水，查明断层的水文地质要素，据此经技术经济比较采取留设防水煤柱、注浆堵水或疏放水等措施。（4）对于影响采掘的老窑水采取探放或避让的措施。（5）主要巷道尽量布置在隔水层或弱含水层中。区内含煤系为二迭系上统龙潭组（P2l），其厚度280347m，由一套粘土岩、粉砂质粘土岩、泥质粉砂岩、粉砂岩、灰岩、碳质粘土岩、煤层组成（6）对矿井采掘工程所影响到的各含水层、断层，必须作出水文地质评价，进行提前预报，以便采取相应的防治水措施。（7）进行钻孔抽水试验，掌握各含水层之间、断层与含水层之间的水力联系。（8）在采

21、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。（9）井下排水设施保证完好，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。（10）井下所有巷道均设置排水沟，其排水沟断面必须保证该巷道最大涌水量通过要求。（11）采掘工作面发生水灾事故时，工作人员撤退原则：向着井下地势高的地方撤退。（12）水灾避灾线路采掘工作面发生水灾事故时，工作人员撤退

22、原则：向着井下地势高的地方撤退。掘进工作面避水灾线路为：回风上山掘进工作面1240运输石门1240集中运输巷一采区中央变电所回风行人斜井地面运输上山掘进工作面1240运输石门1240集中运输巷一采区中央变电所回风行人斜井地面轨道上山掘进工作面1240运输石门1240集中运输巷一采区中央变电所回风行人斜井地面三）设立专门防治水机构由于采空区面积、位置不清，积水位置、规模不确定，矿井属于水害隐患严重的矿井，煤矿要建立健全水害防治工作各级岗位责任制、水害防治技术管理制度、水害预测预报制度和水害隐患排查治理制度等。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（技术负责人）负责煤矿防

23、治水技术管理工作，配备地、水文地质专业技术人员，建立专门的探放水队伍。煤矿法定代表人1人总工程师1人地测副总工程师1人探水队（8人）技术科水文负责人3人防治水机构二、防水安全煤（岩）柱的留设一）防水安全煤（岩）柱的种类由于井田各含水层之间的垂直水力联系通道目前尚未掌握清楚，含水层的裂隙发育情况以及含水层的水力补给情况有待查明，含水层横向富水性及块段间的差异也不明，因此防水煤（岩）柱的留设尤为重要，该矿设计防水煤（岩）柱主要有以下几种：1、地表水体防水煤（岩）柱； 2、井田边界留设防水煤（岩）柱； 3、相邻水平或采区边界防水煤（岩）柱的留设；4、煤层露头防隔水煤（岩）柱；5、采空区防隔水煤（岩）

24、柱；6、断层两侧留设防水煤（岩）柱；7、其它类型防水煤柱。二）防水安全煤（岩）柱留设与计算结果1地表水体保安煤柱地表无大的地表水体，无需留设地表水体煤柱。但在地表溪沟附近采掘时，应尽量避开雨季开采。2井田边界留设防水煤（岩）柱水文地质条件中等类型的矿井，可采用垂直法留设，但总宽度不得小于40m。由于业主未提供表土层移动角，岩层移动角等数据，按经验暂取井田防水煤（岩）柱宽度为45m。设计要求业主在系统回采前取得上述参数以复核井田边界保护煤柱的宽度。3、相邻水平或采区边界防水煤（岩）柱的留设矿井水文地质条件为中等，可用下述公式计算煤柱宽度：式中：L顺层防水煤柱宽度（m）；M煤厚（m），KP煤的抗张

25、强度（kgf/cm2），KP取10kgf/cm2；P水头压力（kgf/cm2），P40kgf/cm2；K安全系数，一般取25，本设计取5。经计算各层煤每侧井田边界防水煤柱宽度见表7-2-2。表7-2-2 各煤层每侧边界防水煤柱宽度计算表煤层编号KMPKpL251.49401012.9 6上51.21401010.5 7上50.7140106.1 850.6740105.8 1051.32401011.4 1252.2401019.1 14下50.7340106.3 16上51.32401011.4 181上51.32401011.4 18250.6540105.6 1951.32401011.

26、4 23上50.8940107.7 23下50.7840106.8 2451.22401010.6 2550.7940106.8 经计算并结合实际情况，矿区边界防水煤柱留20m，邻近矿井也应留设20m煤柱，确保井田边界煤柱不小于40m；采区边界防水煤柱按20m留设。4、煤层露头风氧化带防隔水煤（岩）柱1）煤层露头煤矿的留设矿井开采标高为+1650+1100m，而实际开采标高为+1450+1100m，即井下开采不受煤层露头水体威胁，因此，设计不考虑煤层露头防隔水煤（岩）柱的留设。5采空区防隔水煤（岩）柱水文地质条件为中等类型的矿井，可用下述公式计算煤柱宽度：L0.5KM式中：L顺层防水煤柱宽度（

27、m）；M煤厚或采高，m；KP煤层的抗张强度（kgf/cm2），煤块60kgf/cm2，考虑裂隙、层理、弱面等影响，KP按按煤块的10%，取6kgf/cm2。P水头压力（kgf/cm2），P40kgf/cm2；K安全系数，一般取25，本设计取5。则：LC30.5×5×1.516.8（m）L C50.5×5×1.56×17.4（m）L C100.5×5×1.57×17.6（m）L C120.5×5×2.59×28.9（m）L C150.5×5×1.87×20.

28、9（m）L C170.5×5×2.59×14.4（m）L C200.5×5×1.31×14.6（m）开采煤层浅部有采空区，其可能积水区的防水煤（岩）柱设计按30m留设。6、断层两侧留设防水煤（岩）柱；区内有F218、F2427断层，F218断层落差小于30m而大于15m，F2427断层落差小于15m。防水煤（岩）柱按以下公式计算：L0.5KM式中：L防水煤柱宽度（m）；M煤厚（m）；KP煤的抗张强度（kgf/cm2），KP10kgf/cm2；P水头压力（kgf/cm2），P40kgf/cm2；K安全系数，一般取25，本设计取5。表7-

29、2-1 各煤层断层防水煤柱宽度计算表及煤柱留设宽度煤层编号KMPKpL251.49401012.9 6上51.21401010.5 7上50.7140106.1 850.6740105.8 1051.32401011.4 1252.2401019.1 14下50.7340106.3 16上51.32401011.4 181上51.32401011.4 18250.6540105.6 1951.32401011.4 23上50.8940107.7 23下50.7840106.8 2451.22401010.6 2550.7940106.8 根据上述计算，设计在F218断层的隔水煤柱以断层两侧外推

30、20m，F218断层隔水煤柱以断层两侧外推15m留设。7、导水钻孔防水煤柱的留设：在实际生产中如果有封闭不良钻孔存在，它们可能成为沟通地表水、地下水与矿井的通道。按下述公式留设导水钻孔防水煤柱：L0.5KB式中：L防水煤柱宽度（m）；B巷道的跨度（宽或高取其大者）,3.4m；KP煤的抗张强度（kgf/cm2），KP10kgf/cm2；P水头压力（kgf/cm2），P40kgf/cm2；K安全系数，一般取25，本设计取5。则：L0.5×5×3.429.4（m）用上式计算后，再用下式计算结果进行校正，取其大值为半径，以钻孔中心点为圆心，所得圆面积即为导水钻孔的防水煤柱。LHco

31、s+F式中：L导水钻孔防水煤柱厚度（m）；H导水裂隙带高度（m）；岩层塌陷角（°）；F钻孔偏离系数。三、井下探放水措施探水是指采矿过程中用超前勘探方法，查明采掘工作面顶底板、侧邦和前方的含水构造（包括陷落柱）、含水层、积水老窑等水体的具体位置、产状等，其目的是为有效的防治水害作好必要的准备。一）探放水原则如前所述，在矿井开采过程中，由于该矿范围内开采时间较长，根据该矿的开拓方式和井下巷道布置，需采取探放水措施。有可能涉及探放水问题，亦有必要有针对性采取探放水措施。1）接近水淹区或情况不明的井巷、老空时；2）接近含水层、导水断层和裂隙带和陷落柱等时；3）打开个体隔离煤柱时等前；4）接近

32、有水的工作面或稀泥的灌浆区5）接近未封闭又可能突水的钻孔时；6）采动影响范围内有承压水等又存在隔离岩柱厚度不清时；7）接近水文地质条件复杂地段、情况不明时；8）采、掘工程接近其它可能突水地段时。9）进行探放水施工作业前，矿技术负责人必须结合探水巷道的实际，另行编制安全技术措施，明确探放水作业人员一旦面临突水威胁时的避灾线路。10）进行探放水施工作业前，必须提前撤出可能受探水作业地点突水威胁的其它采掘工作面和其它工作地点的所有人员。总之，矿井必须作好水害分析预报，坚持“预测预报、有掘必探，先探后掘、先治后采”的探放水原则。在探水前，煤矿必须编制有针对性的探放水设计和安全措施。二）探放水方法的确定

33、（1）探水线的确定上覆煤层开采后的采空区探放水的探水线对开采所造成的采空、老巷、水窝等积水区，其边界位置准确，水压不超过1MPa，探积水区的最小距离：在煤层中不得少于30m，在岩层中不得少于20m。 探放老空水前，首先要分析查明老空水体的空间位置、积水量和水压。老空积水区高于探放水点位置时，只准打钻孔探放水。探放水孔必须打中老空水体，并要监视放水全过程，核对放水量，直到老空水放完为止。对没有图纸资料可查的老窑，根据已了解到的小窑开采最低水平，作为预测的可疑区，探水线至推断的积水区边界的最小距离不得小于100m。钻孔布置见下意图：对上覆煤层采空区探放水钻孔布置图井巷通过导水或可能导水断层前，必须

34、超前探水。探水线（探水起点）至断层交面线的最小距离不得小于25m，水压大于2 MPa时应按每增加0.1MPa增加0.51m。（2）警戒线沿探水线外推50150m为警戒线。（3）探放水钻孔布置根据煤矿防治水规定第94条规定，布置探放水钻孔应当遵循下列规定：探放上覆煤层开采后的采空区水、陷落柱水和钻孔水时，探水钻孔成组布设，并在巷道前方的水平面和竖直面内呈扇形。钻孔终孔位置以满足平距3m为准，厚煤层内各孔终孔的垂距不得超过1.5m；探放断裂构造水和岩溶水等时，探水钻孔沿掘进方向的前方及下方布置。底板方向的钻孔不得少于2个；煤层内，原则上禁止探放水压高于1MPa的充水断层水、含水层水及陷落柱水等。如

35、确实需要的，可以先建筑防水闸墙，并在闸墙外向内探放水；下山探水时，一般进行双巷掘进，其中一条超前探水和汇水，另一条用来安全撤人。双巷间每隔30-50m掘1个联络巷，并设挡水墙。根据煤矿防治水规定第98条规定，探水钻孔超前距离和止水套管长度，应当符合下列规定：探放采空积水的超前钻距，根据水压、煤（岩）层厚度和强度及安全措施等情况确定，但最小水平钻距不得小于30 m，止水套管长度不得小于10 m；沿岩层探放含水层、断层和陷落柱等含水体时，按表7-2-4确定探水钻孔超前距离和止水套管长度。表7-2-4 岩层中探水钻孔超前钻距和止水套管长度水压（MPa）钻孔超前钻距（m）止水套管长（m）1.01051

36、.0-2.015102.0-3.020153.02520 A、超前距、允许掘进距离和密度的确定 超前距：按以下公式计算a0.5AL式中：a超前距（m）；A安全系数，一般取25，本设计取4；KP煤的抗拉强度MPa，KP10kgf/cm2；P水头压力MPa，P40kgf/cm2；L巷道宽度（宽或高取大者），取3.4m。则：L0.5×4×3.4×23.6（m），取30m允许掘进距离每次探放水钻孔完毕后，以最短的钻孔长度(水平投影长度)减去超前保护距离之后剩余的距离。帮距最外侧探水孔所控制的范围与巷道帮的距离，其值应与超前距相同。钻孔密度（钻孔间距） 竖直扇形面内钻孔间的

37、终孔垂距不得超过1.5m，水平扇形面内各组钻孔间的终孔水平距离不得大于3m。根据计算，本设计探水钻孔长度75m，超前距30m，帮距30m，允许掘进距离45m，根据我矿现在实际情况，轨道上山、运输上山和回风上山坡度相同且间距只有30米，所以轨道上山探水孔数只设计4个，运输上山只设计3个探水孔，回风上山设计4个探水孔具体数据如下图。 B、一般平巷探水钻孔及上山巷道探水钻孔布置方式一般平巷探水钻孔呈半扇形布置在巷道上帮；上山和下山巷道探水钻孔呈扇形布置在巷道前方，一般布置3组钻孔，每组12孔。钻孔夹角分大夹角与小夹角两种，前者钻孔夹角715°，后者13°，视小窑老空的规模而定，老

38、空规模大取大夹角，规模小取小夹角。见图7-2-2、图7-2-3。图7-2-2 平巷探水孔超前距、帮距、允许掘进距离示意图图7-2-3 上山巷道探水孔超前距、帮距、允许掘进距离示意图C、探放水采取深孔、中孔和浅孔相结合布置，如图7-2-4。钻孔终孔孔径一般不超过60mm。1-深孔；2-中深孔；3-浅孔A1、A2-第一、二次超前距，B1-帮距，C1、C2-第一、二次孔间距，D1、D2-第一、次允许掘进距离图7-2-4 深孔、中孔和浅孔相结合探放水示意图3、探放水设备的选择（1）探放水设备选择依据所配备的探放水设备必须能用于井下探水、放水，必须有防爆及获得煤安标志。其选择的主要依据是钻孔直径及深度，

39、所需钻取的围岩力学性质等。（2）井下探放水设备型号及数量本设计选择的井下钻探设备为ZY-750型钻机，电压660V，回采工作面以及每个掘进工作面一台工作，一台备用，共有两个煤巷掘进工作面、一个回采工作面，共配备4台钻机。配备金刚石复合片（PDC）钻头，其主要技术参数：钻孔深度（m）：150；钻杆直径（mm）：87；钻孔倾角（º）：0360；回转速度（r/min）：112340；功率（kW）：18.5；主机外形尺寸（mm）：长×宽×高=1150×600×1080。三）探放水方措施1、探放顶板水的措施煤层间距大于20m，相邻煤层又有探放水和排水条件

40、时，可在巷内向顶板上方打探放水孔；将水位高于探放水孔孔口位置的上层煤老空水放出来（必须埋好孔口安全检查装置，放水后要注意钻孔堵塞情况，防止重新积水）。2、探放底板水的措施在井巷掘进过程中必须进行查探底板水工作；经前面计算，超前距离为30m；若发现有突水危险时，须进行疏水或堵水工作，消除突水危险后才能继续向前掘进。3、探放老空水的措施探放老空水前，首先要分析查明老空水体的空间位置、积水量和水压。老空积水高于探放水点位置时，只准用钻机探放水。探放水孔必须打到老空水体，并要监视放水全过程，核对放水量，直到老空水放完为止。钻孔接近老空，预计可能有瓦斯或其它有害气体涌出时，必须有瓦斯检查员或矿山救护队员

41、在现场值班，检查空气成分。如果瓦斯或其它有害气体浓度超过规程规定时，必须立即停止钻进，切断电源，撤出人员，并报告矿调度室，及时处理。4探放水注意事项1）安装钻机探水前，要遵守下列规定：（1）加强钻孔附近的巷道支护，并在工作面迎头打好坚固的立柱和拦板；（2）清理巷道，挖好排水沟。探水钻孔位于巷道低洼处时，配备与探放水量相适应的排水设备；（3）在打钻地点或其附近安设专用电话；（4）依据设计，确定主要探水孔位置时，由测量人员进行标定。负责探放水工作的人员亲临现场，共同确定钻孔的方位、倾角、深度和钻孔数量；（5）在预计水压大于0.1 MPa的地点探水时，预先固结套管。套管口安装闸阀，套管深度在探放水设

42、计中规定。预先开掘安全躲避硐，制定包括撤人的避灾路线等安全措施，并使每个作业人员了解和掌握；（6）钻孔内水压大于1.5 MPa时，采用反压和有防喷装置的方法钻进，并制定防止孔口管和煤（岩）壁突然鼓出的措施2）预计水压较大的地区，探水钻进之前，必须安好孔口管和控制闸阀，进行耐压试验，达到设计承受的水压后，方可继续钻进。特别危险的地区，应有躲避场所，并规定避灾路线。3）钻孔水压过大时，采用反压和有防喷装置的方法钻进，并有防止孔口管和煤（岩）避突然鼓出的措施。4）钻进时，发现煤岩松软、片帮、来压或钻孔中的水压、水量突然增大，以及有顶钻等异常状况时，必须停止钻进，但不得拔出钻杆，现场负责人应立即向调度

43、室报告，并派人监测水情。如果发现情况危急时，必须立即撤出所有受水威胁的人员，然后采取措施，进行处理。5）探放老空水前，首先要分析查明老空水体的空间位置、积水量和水压。老空积水高于探放水点位置时，只准用钻机探放水。探放水孔必须打中老空水体，并要监视放水全过程，核对放水量，直到老空水放完为止。钻孔接近老空，预计可能有瓦斯或其它有害气体涌出时，必须有瓦斯检查员或矿山救护队员在现场值班，检查空气成分。如果瓦斯或其它有害气体浓度超过规程规定时，必须立即停止钻进，切断电源，撤出人员，并报告矿调度室，及时处理。6）钻孔放水前，必须估计积水量，根据矿井排水能力，控制放水流量；放水时，必须设专人监测钻孔出水情况

44、，测定水量、水压，做好记录。若水量突然变化，必须及时处理，并立即报告矿调度室。7）进行探放水施工作业前，矿技术负责人必须结合探水巷道的实际情况，另行编制安全技术措施。8）进行探放水施工作业前，必须提前撤出可能受探放水作业地点突水威胁的其他地点的所有人员。9）排出下山的积水以及恢复被淹井巷前，必须有矿山救护队检查水面上的空气成分，发现有害气体，必须及时处理。排水过程中，有害气体有突然涌出的可能，必须制定安全措施。10）探水钻孔超前距离和止水套管长度，应当符合下列规定：（1）探放老空积水的超前钻距，根据水压、煤（岩）层厚度和强度及安全措施等情况确定，但最小水平钻距不得小于30 m，止水套管长度不得

45、小于10 m；（2）沿岩层探放含水层、断层和陷落柱等含水体时，按723下表确定探水钻孔超前距离和止水套管长度。表723 岩层中探水钻孔超前钻距和止水套管长度水压（MPa）钻孔超前钻距（m）止水套管长（m）1.01.0-2.02.0-3.03.0101520255101520四）探放水设备选择1探放水设备选择依据所配备的探放水设备必须能用于井下探水、放水，必须有防爆及获得煤安标志。其选择的主要依据是钻孔直径及深度，所需钻取的围岩力学性质等。2井下探放水设备型号及数量1）探放水设备选择依据矿井用一个采煤工作面、两个煤巷掘进工作面保证矿井年生产能力。矿井所配备的探放水设备必须能用于井下探水、放水，必

46、须有防爆及获得煤安标志。其选择的主要依据是钻孔直径及深度，所需钻机适应的围岩力学性质等。（2）井下探放水设备型号及数量本设计选择的井下钻探设备为ZY-750型钻机，电压660V，回采工作面以及每个掘进工作面一台工作，一台备用，共有两个煤巷掘进工作面、一个回采工作面，共配备4台钻机。配备金刚石复合片（PDC）钻头，其主要技术参数：钻孔深度（m）：150；钻杆直径（mm）：87；钻孔倾角（º）：0360；回转速度（r/min）：112340；功率（kW）：18.5；主机外形尺寸（mm）：长×宽×高=1150×600×1080。探放水设备及数量见下表

47、序号设备名称规格型号技术参数单位数量1探水钻机ZY-750钻孔深度：150m，钻杆直径87mm，钻孔倾角0-360°，功率18.5kW，电压660/380V台42封孔泵SLB-1台1五）发生透水的预兆、透水时应采取的措施、水灾时的避灾路线1、发生透水的预兆采掘工作面透水前，一般有下列预兆：1）煤壁发潮、发暗；2）煤壁或巷道“挂汗”；3）巷道中气温降低；4）顶板来压，顶板淋水加大或底板鼓起有渗水；5）出现压力水线，这是离水源很近的现象；6）有水声，一种是受挤压发出的“嘶嘶”声，另一种是空洞泄水声，均是离水体很近的预兆；7）有硫化氢或二氧化碳气体出现。当发现工作面有透水预兆时，说明已接近

48、水体，此时应停止作业，并报告矿调度室，采取有效措施，以防止透水事故的发生。2、透水时的措施1）井下发生透水时，在现场的工作人员，报告调度室的同时，应就地取材积极封堵透水孔，加固工作面支护，防止事故继续扩大。如果情况紧急，来不及进行加固工作，现场工作人员应按避灾线路撤退到上一水平进风巷或地面，切勿进入独头的下山巷道。如万一无法或来不及撤至上水平，可暂时找一独头上山避难待救。遇难人员要保持镇静，避免消耗体力过度。2）矿领导接到透水报告后，应立即报告上级有关部门和矿山救护队，同时通知受透水事故威胁的人员撤离危险区，开动井下排水设备，积极组织力量，进行抢险救灾。营救遇难人员。3）掘进工作面上山掘进时必

49、须每间隔一定距离设置避难硐室并安设压风自救系统和消防洒水管路，同时设置直通矿地面调度室的通讯电话。四、疏水降压疏水降压是指煤层顶板或煤层含水层的疏干，以及煤层底板含水层的降压，使顶底板含水层水压降低至采煤安全时的水压。矿井水文地质条件为中等，矿区最低侵蚀基准面标高为+1510m，设计一采区煤层开采标高为+1450+1240m，即可采煤层均在最低侵蚀基准面以下；煤层底板为玄武岩弱含水层，顶板为飞仙关组中等含水层，矿区内无地表水体。因此，煤层顶、底板均不受强含水层威胁，设计不考虑疏水降压措施。五、岩溶水防治该矿水文地质条件中等，矿区内不存在灰岩强承压含水层，设计暂不考虑岩溶水防治措施。六、小窑、老

50、窑及老系统采空区积水防治该矿为整合矿井，当地老窑开采历史较长，以斜井或平硐开采，见煤后一般沿煤层走向掘进，由于井口垮塌、排水困难、通风困难等原因而停采，因天长日久坑道内积存有一定的矿坑水，但老窑均分布于该矿煤层浅部，本设计浅部作为村寨保护煤柱考虑，对于老窑采空区来说，留设了足够的安全煤柱（岩柱）。后期矿方应加强水文地质工作，按要求留设足够的隔水安全煤柱，在浅部采掘时，坚持做到“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的探放水原则，防止矿井突水，以确保矿山生产安全生产。七、封闭不良孔防治水措施该矿不存在封闭不良或质量可疑、有突水可能的钻孔。不需采取封闭不良孔防治水措施。八、防水闸门根据防治水规定

51、第六十六条，水文地质条件复杂、极复杂的矿井，应当在井底车场周围设置防水闸门，或者在正常排水系统基础上安装配备排水能力不小于最大涌水量的潜水电泵排水系统。该矿水文地质条件为中等，设计不考虑安设防水闸门。九、地表水防治1）地表水防治设计依据根据煤炭工业矿井设计规范（GB502152005），矿井井口及工业场地的防洪设计标准见表7-2-9：表7-2-9 防洪设计标准工程性质防洪标准重现期(年)设计校核矿井井口100300矿井工业场地100注：当观测洪水高于上述标准时，应按观测洪水设计，当观测洪水低于防洪设计标准时，应按防洪标准设计。该矿井地面防洪标准，满足煤矿安全规程关于地表防治水的有关规定。2）、

52、地表水防治（1）防洪设计标准井田地表水系属珠江流域北盘江水系拖长江支流。井田地表水系部发育，矿区东部为拖长江，距离矿区最近距离110m，一般280m，河水流量随季节变化极明显，雨季增大，旱时减小，流量为0.147-3.189m3/s，洪水位标高为+1516m。工业场地最低标高为+1519m，并且在场地周边建立了挡土墙，防止洪水对工业场地的侵袭。（2）竖向布置原则和形式鉴于主斜井、副斜井、回风斜井和进风行人斜井井口标高分别为+1525m、+1603m、+1606m和+1526m，工业场地竖向布置采用台阶式，场地平整为连续式，行政生活福利设施设在+1521m左右的平台上，而生产设施设在+1520m

53、，辅助生产设施均设在+1603m左右的平台上。为确保边坡稳定，设计采用挡土墙与护坡相结合的方式予以保护。工业场地平场设计标高介于+1520+1603m之间，共需挖方2.42万m³，填方6.72万m³；建浆砌块石挡土墙2620m3，设浆砌片石护坡788m³。（3）场地雨水排放方式工业场地采用明沟和暗沟排水。地面雨水以不小于5的坡度流向边坡坡脚和部分道路一侧的明沟排至场外。明沟为0.4m×0.6m的浆砌片石排水沟，总长430m。（4）开采塌陷、裂隙对地表水系和降雨渗漏的影响 在采空区影响范围内将诱发地裂缝、地面塌陷、崩塌、滑坡等灾害，大气降水将渗入井下，形成

54、水患。因此除留保安煤柱外，在矿井后期生产中，对采煤可能引起的裂缝应及时用土石进行填平夯实，应对地质环境变化加以监测和防护工作。设计中要对地表沉陷影响的重建筑设留保安煤柱，对地表沉陷形成的塌陷坑，要尽量整平，回填造地，易产生滑坡的地方应提前修筑挡土墙，打抗滑桩或削坡减载等，另外，平时应经常有巡视人员，发现问题及时处理。3）、地表水防治工程及装备（1）工业场地防洪措施为确保井口的安全，设计考虑在场内、特别是对井口配备部分块石、沙袋作为超洪峰流量时的防洪应急措施。煤矿在今后的建设、生产中，还应有防止超过百年一遇的洪水淹井应急措施及预案。工业场地防洪设施物资见下表：防洪设施、物资表序号工 程 名 称规 格 型 号单位数量1地面防洪沟（深2.0m，宽2.5m）m3002探水钻ZY-750台33编织袋个12004水泥吨25黄泥吨36主水泵电缆m2007水泵开关台38铁铲个20（2）其它地表水防治措施区内含煤地层裸露，地表冲沟发育，切割较深，地表水与含煤