带压开采防治水安全技术措施方案

1、 . . 52/53带压开采防治水安全技术措施随着我矿井巷道和水平的不断延伸和拓展，煤层所承受的水头压力愈来愈大，加之我矿井地质与水文地质条件较复杂，潜在的水害威胁将表现的更为突出，严重威胁着矿井的安全生产和职工的生命安全。因此，根据煤矿安全规程第269、270条之规定，特制定矿井带压开采安全技术措施。第一节 矿井水文地质条件井田沟壑纵横，切割强烈，具典型的黄土地貌特征。在梁峁地带被第四系上更新统黄土所覆盖，沟谷中广泛出露上第三系上新统红土。基岩未见出露。区最高点在井田中部以东则庄子村西北部的山顶上，标高1302.0m，最低点在井田南部红年洼村西的南川河河床中，标高1010.7m，最大相对高差

2、为291.3m，属区。一、地表水井田地表水属黄河流域三川河水系。井田无常年性水流，仅在雨季沟谷中有短暂洪水向西流入南川河。在雨季应做好防洪、防汛工作。二、地下水1.第四系全新统砂砾石含水层井田西部外围为南川河河床东侧一级阶地，属第四系全新统淤积物，其砂砾层中含有一定潜水，为当地村民重要农业用水资源之一。2.第三系上新统砾石含水层井田第三系广泛分布于沟谷两侧或沟低。下部为一层胶结或半胶结的砾石层，供人畜用水，水量一般很小，当有较好的补给源时，为较好的孔隙含水层。3. 二叠系上、下石盒子组砂岩含水层本组含水层一般由数层中粒粗砂岩组成，总厚约20m，其间多隔以泥岩、粘土岩等。据金春乔家沟井田精查时的

3、132号孔(位于本井田北部1700m处朱家店煤矿)抽水试验结果，单位涌水量（q）0.0072 L/sm,渗透系数（K）0.0018m/d，钻孔揭露最大涌水量为0.33L/s，水位最高大于1078m，水量较小，属弱富水性含水层，水质类型为SO4HCO3-CaMgNa。4. 二叠系下统组砂岩含水层本组主要含水层为03号煤层与4号煤之间的中粒砂岩，该含水层稳定连续。测井曲线上反映明显，厚度59m，泥质和钙质胶结。据金春乔家沟井田精查时的132号孔抽水试验结果，单位涌水量（q）0.00107L/sm,渗透系数（K）0.00413m/d，水位标高982.52m。110号孔抽水试验结果，单位涌水量（q）0

4、.0065L/sm,渗透系数（K）为0.00153m/d，水位标高1052.92m。属弱富水性含水层，水质类型为SO4HCO3-CaMgNa。5.石炭系上统组灰岩、砂岩含水层本组中有L1、L2、L5三层灰岩组成，中间多隔以细砂岩和砂质泥岩等，间距在10m以，L5灰岩厚度小，岩芯较完整，含水相对较弱；L2灰岩为本组最厚的灰岩，岩芯中见有溶蚀裂隙，其间多充填炭屑，裂隙面凸凹不平，该层为三层灰岩中相对富水的一层。L1灰岩为最下部的灰岩层，节理裂隙较发育，并具有溶蚀现象，富水性较弱。据金春乔家沟精查勘探区抽水试验结果：单位涌水量（q）为0.00261.24L/sm，渗透系数（K）为0.0027510.

5、72m/d，水位标高944.251043.84m。本含水层水质SO4HCO3-MgNa型水。本组10号煤层上部为一层稳定的中粒砂岩，厚约515m，泥质胶结，勘探抽水试验中，该层泥浆消耗量无明显变化，从测井曲线定性分析，其含水性比组砂岩含水层差，故其厚度虽大，也为弱富水性含水层。6.奥系中统岩溶裂隙含水层奥系中统峰峰组岩性以石灰岩、白云岩为主，夹泥灰岩、泥岩、石膏，为相对弱含水层。本区含水层主要为上马家沟组，该组岩溶裂隙发育，为强含水层。据金春乔家沟精查勘探区资料，当灰岩埋藏深度大于347时，其裂隙与岩溶极不发育，钻进时水文钻孔基本无变化。当灰岩埋藏深度小于267时，岩层裂隙与岩溶颇为发育，钻进

6、时水位突降，冲洗液消耗量显著增大或完全漏失，说明含水性显著增强，深度越浅，此种现象越明显。朱家店煤矿工业广场在1997年10月建有深水井，取水层位为奥系含水层。井口标高为990.5m，水位埋深为185.0m，水位标高为805.5m，单井出水量50m3/h。据此，本井田奥灰水水位标高为805.5m左右，省第三地质工程勘察院于2006年4月3日6月17日，在本井田东北家峁村西南施工了一奥灰深井（坐标：x=4142356.299，y=19516594.156，H=1080.12m），降深4.90m时，出水量为33.13m3/h（合795.05m3/d），其水质类型为SO4HCO3CaNaMg型，终孔

7、于奥系中统上马家沟组，地层揭露厚度242.10m。经抽水试验，测得静止水位埋深276.80m，计算得本井田奥灰水水位标高为803.32m左右。三、隔水层井田煤系中只有03号煤与4号煤之间的砂岩、组灰岩含水性较好，其余均可视为相对隔水层，隔水性能较好的主要有：1.第三系红色亚粘土隔水层该层沟谷中有出露，厚约1070m。2.石炭、二叠系灰岩、砂岩含水层之间分布的泥质岩隔水层石炭、二叠系灰岩、砂岩含水层之间分布有厚度不等的泥岩、砂质泥岩，一般不透水，且可起到良好的层间隔水作用。3.石炭系组至组10号煤层下泥质岩隔水层石炭系组至组10号煤层以下为一套泥岩、砂质泥岩、铁铝岩、粘土岩地层，总厚69m左右，

8、隔水性能较好，为隔断煤系地层与奥灰水力联系的重要隔水层。四、地下水的补给、径流和排泄条件第三系下部的砾石层主要靠大气降水补给，在地形控制有利的情况下，在沟谷中形成小泉。石炭、二叠系的砂岩、灰岩含水层主要接受上覆松散层的入渗补给，少数露头部位直接接受大气降水的补给，另外还有承压含水层之间的越流补给，地下水沿层间裂隙向西北运动。各含水层间水力联系较弱，主要排泄途径是生产矿井的矿坑排水。奥系灰岩岩溶水，区域上主要接受大气降水的补给，向西北流向柳林泉。第二节 矿井充水因素分析一、地表水对开采煤矿的影响井田没有大的地表水体，仅有季节性河流。一般来说河水通过基岩含水层渗透补给的水量是较弱的，但是，随着煤矿

9、的开采，顶部岩层将遭到破坏，会使基岩裂隙加大、增多，特别是在北部与北东部煤层浅埋地段甚至形成地面塌陷，沟通断层以与其它构造形迹。因此在开采过程中一定要采取防措施，以防洪水袭击，造成危害。二、构造对矿床充水的影响矿区尚未发现大的构造形迹，总体为一向西倾斜的单斜构造。但由于奥灰水水位部分高于主采10号煤层底板，一旦有断层存在，有可能形成导水通道，使岩溶水涌入矿井，造成水害，因此一定要重视对隐伏断层以与其它构造形迹的发现与研究。以防断层导水造成淹矿事故。三、构造对水文地质条件的影响井田未发现大的断层与陷落柱等构造现象，在井下生产过程中发现三条小的断层，这三条断层均具导水作用，因此在开采中应留足断层保

10、安煤柱，并重视井下隐伏小断层的发现和研究，严格坚持“有掘必探，先探后掘”的原则，防止断层带与断层伴生构造导水诱发突水事故的发生。四、采空区积水对开采煤层的影响本矿井有较长的开采历史，根据煤矿提供资料，井田有较大面积的采空区，南部有两块古空区，矿井充水因素主要是顶板砂岩、灰岩裂隙含水层通过冒落裂隙带向矿井充水为主。本井田存在9块采空（古空）积水区，采空（古空）区都有一定积水、积气存在。全矿井采（古）空积水量49800m3，其中6号煤层采空积水量为8000m3，10号煤层采（古）空积水量为41800m3（见下表）。 采（古）空区积水、积气情况调查结果表 煤矿名称煤层号积水区编号积水区面积(m2)积

11、水量(m3)积气情况备注备注鑫 隆 煤 业10积水区1158000250000有原鑫隆煤矿采空区采（古）空区积水位置与围由我院向矿方进行调查，矿方向我院提供资料积水区230005000有原邢家岭煤矿采空区积水区34100065000有原家岭煤矿采空区积水区41260020000有原郝家岭煤矿采空区积水区5650010000有原郝家岭煤矿采空区积水区64500070000有原郝家岭南古空区积水区74500070000有原家岭南古空区小计3111004900006积水区865002000有原鑫隆煤矿采空区积水区9195006000有原鑫隆煤矿采空区小计260008000合计337100498000

12、依据煤炭安全手册第五篇矿井防治水中的采空积水公式估算其积水量：式中：老空积水的静储量（m3）；小窑老空积水区平面积（m2）；煤层采厚（m）；煤层倾角（）；老空区充水系数，取0.25。根据以上公式，各积水区积水量为(采空区的充水系数采用0.25)：10号煤层：Q积水区1=(0.256.23158000)/cos10=25万m3Q积水区2=(0.256.233000)/cos10=0.5万m3Q积水区3=(0.256.2341000)/cos10=6.5万m3Q积水区4=(0.256.2312600)/cos10=2万m3Q积水区5=(0.256.236500)/cos10=1万m3Q积水区6=(

13、0.256.2345000)/cos10=7万m3Q积水区7=(0.256.2345000)/cos10=7万m36号煤层：Q积水区8=(0.251.216500)/cos10=0.2万m3Q积水区9=(0.251.2119500)/cos10=0.6万m3井田西部采空区易于积水，下一步开拓、回采到采空区附近时要注意其积水，一定执行经审批的探放水措施。井田北部为离柳宏岩煤业煤矿（原朱家店煤矿二坑）开采4号煤层，采空区距本井田工作面较远，积水、积气对本矿无影响，但在开采两矿边界附近煤层时，应加强探放水工作，留足保安煤柱；东北部为中阳联盛照阳煤业（由原照阳煤矿和原青蒿煤矿整合），原照阳煤矿开采10

14、号煤，采空区位于照阳煤矿的东部，约有积水8500m，原青蒿煤矿现采10号煤，采空区位于青蒿煤矿的中部，约有积水6000m3，也均有一定的积气现象，该矿井采空区距本井田工作面较远，矿井无越层开采现象，在开采两矿边界附近煤层时，应加强探放水工作，留足保安煤柱。因此周边矿井积水、积气对本矿开采不会造成危胁。据煤矿提供资料，本矿煤层露头附近曾有小窑破坏，不会对开采造成影响。五、覆岩破坏高度与地下水对煤层开采的影响覆岩破坏高度包括垮落带高度和导水裂隙带高度。该矿现采10号煤层，根据煤矿提供资料，开采10号煤层时形成的垮落带和导水裂隙带暂没有发现沟通6号煤层的采空区。4号煤层顶板为中细砂岩，局部为泥岩或砂

15、质泥岩，属中硬岩层，煤层厚度为0.70m1.28m，采用全部垮落法管理顶板，根据“三下”采煤工艺技术，垮落带与导水裂隙带高度经验公式，计算覆岩破坏高度如下：垮落带高度：（取+2.2）导水断裂带高度：式中：累计采厚（m）求得4号煤层开采的垮落带高度为5.347.32m，导水裂隙带高度为24.00-35.6m，两带影响的累计高度为29.3442.92m，4号煤层在井田西北部可采区埋深大于50m，开采4号煤层形成的垮落带和导水裂隙带不会沟通地表水。5上号煤层顶板为泥岩或砂质泥岩，属软弱岩层，煤层厚度为0.70m1.44m，采用全部垮落法管理顶板，根据“三下”采煤工艺技术，垮落带与导水裂隙带高度经验公

16、式，计算覆岩破坏高度如下：垮落带高度：（取+1.5）导水断裂带高度：式中：累计采厚（m）求得5上号煤层开采的垮落带高度为4.926.52m，导水裂隙带高度为13.37-17.00m，两带影响的累计高度为18.2923.52m，5上号煤层上距4号煤层8-10m，如开采5上号煤层，形成的导水裂隙带会沟通4号煤层的采空区。据省煤炭工业局综合测试中心对6号煤层直接顶板泥岩测试结果顶板抗压强度为8.0MPa，属极软弱岩层，煤层厚度为0.981.40m，采用全部垮落法管理顶板，根据“三下”采煤工艺技术，垮落带与导水裂隙带高度经验公式，计算覆岩破坏高度如下：垮落带高度：（取+1.2）导水断裂带高度：式中：累

17、计采厚（m）求得6号煤层开采的垮落带高度为2.603.12m，导水裂隙带高度为19.8-24.00m，两带影响的累计高度为22.4027.12m，6号煤层上距5上号煤层15-20m，如开采6号煤层，形成的导水裂隙带会沟通5上号煤层的采空区。据省煤炭工业局综合测试中心对10号煤层顶板细砂岩测试结果顶板抗压强度为39.8MPa，属中硬岩层；煤层厚度为3.54-7.27m，采用全部垮落法管理顶板，根据“三下”采煤工艺技术，垮落带与导水裂隙带高度经验公式，计算覆岩破坏高度如下：垮落带高度：（取+2.2）导水断裂带高度：式中：累计采厚（m）求得10号煤层开采的垮落带高度为12.1315.87m，导水裂隙

18、带高度为80.80m-155.40m，两带影响的累计高度为92.93171.27m，10号煤层上距6号煤层40.00-54.00m，开采10号煤层形成的导水裂隙带会沟通6号煤层的采空区。六、煤层突水系数4号煤层最低底板标高620m，距奥灰顶界面距离平均为150m；5上号煤层最低底板标高670m，距奥灰顶界面距离平均为140m；6号煤层最低底板标高580m，距奥灰顶界面距离平均为120m；10号煤层最低底板标高540m，距奥灰顶界面距离平均为69m。各可采煤层底板标高部分位于奥灰水水位之下，现将各可采煤层的突水危险性计算如下：计算公式：T=P/M 式中：T突水系数（MPa/m） P底板隔水层承受

19、的水压 (MPa) M隔水层厚度(m)则：4号煤层：T=(803.32-620+150) 0.0098/1500.022 MPa/m5上号煤层：T=(803.32-670+140) 0.0098/1400.019 MPa/m6号煤层：T=(803.32-580+120) 0.0098/1200.028 MPa/m10号煤层：T=(803.32-540+69) 0.0098/690.047 MPa/m因井田构造条件简单，根据经验临界突水系数不大于0.06Mpa/m时，由计算结果可知，4、5上、6、10号煤层突水系数均小于0.06MPa/m，属岩层非完整块段突水性安全区。但在有断层等构造勾通奥灰水

20、的情况下会发生突水事故，因此煤矿开采时应严格坚持“有掘必探，先探后掘”的原则，注意对隐伏构造的研究和发现，要留足保安煤柱，防止突水事故的发生。七、矿井水文地质类型井田4、5上号煤层直接充水含水层为组灰岩含水层，间接充水含水层为下石盒子组含水层，均属弱含水层。其组含水层单位涌水量仅为0.0065 1/sm。矿井涌水量小于5m3/h，采掘面干燥。但煤层底板标高大部低于奥灰水位标高，若遇隐伏断层等导水构造，则存在奥灰水沿构造导水裂隙突入巷道的可能。根据上述情况并参照矿井地质规程中矿井水文地质类型分类标准综合分析，该矿4、5上号煤层井水文地质类型应属中等型。6号煤层主要充水含水层为组灰岩含水层，单位涌

21、水量为0.0149L/sm。该含水层富水性不强。矿井涌水量小于15m3/h，但煤层底板标高大部低于奥灰水位标高，若遇隐伏断层等导水构造，则存在奥灰水沿构造导水裂隙突入巷道的可能。参照矿井地质规程中矿井水文地质类型分类标准综合分析，该矿6号煤层井水文地质类型应属中等型。10号煤层厚而稳定，井下涌水量120150m3/d，主要充水含水层为组灰岩含水层，单位涌水量为0.0149L/sm。该含水层富水性不强。另外，考虑到井田中西部10号煤层底板标高大部低于奥灰水位标高(见10号煤层带压开采围示意图)，若遇隐伏断层等导水构造，则存在奥灰水沿构造导水裂隙突入巷道的可能。参照矿井地质规程中矿井水文地质类型分

22、类标准综合分析，该矿10号煤层矿井水文地质类型应为中等。带压开采区图2-1 4号煤层带压开采区分布围图带压开采区图2-2 6号煤层带压开采区分布围图带压开采区图2-3 10号煤层带压开采区分布围图八、矿井充水通道矿井充水必备的两个条件，一是充水水源，二是充水途径。只有两个条件都具备了才有可能发生突水，因此煤矿的充水途径也是我们研究煤矿突水的一个重要因素。矿井充水通道包括导水断层、岩层裂隙、采空导水裂隙带、封闭不良的钻孔等。1、断裂与破碎带构造裂隙（断裂），它包括各种节理、断层、断裂破碎带和陷落柱等，是矿井充水和矿井透水的主要通道。构造裂隙对矿井充水的影响，一方面表现在其本身的富水性；另一方面又

23、往往是各种水源进入采掘工作面的天然通道。所以，当采掘工作面和它们相遇或接近时，与它有关的水源则会通过它们涌入井下。井田地表大部为松散岩类覆盖，据钻孔资料，井田构造简单，总体上位倾向北西的单斜构造，局部有次一级宽缓波状起伏，地层倾角814，平均10左右。现有勘探程度下，尚未发现大的断裂构造形迹。建井与开采阶段巷道揭露断层3条，断距5-17m，井田西部煤层底板标高低于奥系岩溶水位标高（803.32m），如果有断裂存在可能形成导水通道，使下伏岩溶水涌入矿井，造成矿井水害。因此，一定要重视对隐伏断裂与其它构造形迹的探查和研究，防止断层突水造成的水害。2、底板突破煤层间接底板存在岩溶承压水，其水压随着巷

24、道或回采区隔水岩柱底板埋藏深度而增大，当水压值超过隔水岩柱的强度时，将可能破坏间接底板，使岩溶水溃入矿坑，称为底板突破或突水。它既是一种工程地质现象又是一种人为的充水作用。对其间接底板充水作用必须作出评价，这种评价的实质，就是评价隔水底板的稳定性。井田4、6、10号煤层突水系数均小于断裂构造发育地段临界突水系数值0.06MPa/m，属岩层非完整块段突水性安全区。但在有断层等构造勾通奥灰水的情况下会发生突水事故，断层诱发底板突水，可分为以下几种情况： 当性、扭性导水断层或裂隙直接切割煤层与其底板承压水含水层时，引发底板承压水突水，见图2-4。（a） （b）图2-4导水断层和裂隙引发的底板突水 断

25、层虽然切割底板隔水岩层，但天然状态下不导水，当断层带存在水压影响的扩展效应时，由于水压扩展效应，使断层或裂隙改变其性质，产生引，导致底板突水，见图2-5。（a） （b）图2-5 导水断层引发的底板突水 断裂带中的充填物，若是由胶结不紧密的泥质、炭质组成和钙质胶结时，天然状态下不导水，但由于受采后矿压与水压的共同作用，断层或裂隙中的填充物和胶结物被掏蚀、溶蚀，引发底板突水，见图2-6。（a） （b）图2-6 断层、矿压与水压引发的底板突水因此煤矿开采时应严格坚持“有掘必探、先探后掘、有采必探、先探后采”的原则，注意对隐伏构造的研究和发现，要留足保安煤柱，防止突水事故的发生。3、顶板采动导水裂隙顶

26、板破坏也是一种人为的充水途径，由于开采矿体在地下形成采空区，采空区上方顶板岩层失去支撑和平衡后，会产生变形，以致破坏，这就会给上部含水层提供充水途径。按照国家煤矿安监局2009年9月颁发的煤矿防治水规定释义要求，采用国家煤炭工业局制定的建筑物、水体、铁路与主要井巷煤柱留设与压煤开采规程（煤行管字2000第81号）中的公式，分别进行计算了各煤层导水裂隙带高度。（1）4号煤层顶板为中细砂岩，局部为泥岩或砂质泥岩，属中硬岩层，煤层厚度为0.70m1.28m，采用全部垮落法管理顶板，根据“三下”采煤工艺技术，垮落带与导水裂隙带高度经验公式，计算覆岩破坏高度如下：垮落带高度：（取+2.2）导水断裂带高度

27、：式中：累计采厚（m）求得4号煤层开采的垮落带高度为5.347.32m，导水裂隙带高度为24.00-35.6m，两带影响的累计高度为29.3442.92m，4号煤层在井田西北部可采区埋深大于50m，开采4号煤层形成的垮落带和导水裂隙带不会沟通地表水。地表水一般不会通过导水裂隙带进入井下，影响生产。（2）据省煤炭工业局综合测试中心对6号煤层直接顶板泥岩测试结果顶板抗压强度为8.0MPa，属极软弱岩层，煤层厚度为0.981.40m，采用全部垮落法管理顶板，根据“三下”采煤工艺技术，垮落带与导水裂隙带高度经验公式，计算覆岩破坏高度如下：垮落带高度：（取+1.2）导水断裂带高度：式中：累计采厚（m）求

28、得6号煤层开采的垮落带高度为2.603.12m，导水裂隙带高度为19.8-24.00m，两带影响的累计高度为22.4027.12m，6号煤层上距4号煤层23-30m，如开采6号煤层，形成的导水裂隙带会沟通4号煤层的采空区。因此开采6号煤层时，应加强探放水防止4号煤层采空后积水对开采6号煤层的影响。（3）据省煤炭工业局综合测试中心对10号煤层顶板细砂岩测试结果顶板抗压强度为39.8MPa，属中硬岩层；煤层厚度为3.54-7.27m，采用全部垮落法管理顶板，根据“三下”采煤工艺技术，垮落带与导水裂隙带高度经验公式，计算覆岩破坏高度如下：垮落带高度：（取+2.2）导水断裂带高度：式中：累计采厚（m）

29、求得10号煤层开采的垮落带高度为12.1315.87m，导水裂隙带高度为80.80m-155.40m，两带影响的累计高度为92.93171.27m，10号煤层上距6号煤层40.00-54.00m，开采10号煤层形成的导水裂隙带会沟通6号煤层的采空区，导水裂隙带可能造成采空区积水下渗。因此开采10号煤层时，应加强探放水防止6号煤层采空后积水对开采10号煤层的影响。4、井巷工程连通井巷施工过程中揭露并连通了所经过的含水层组，由于巷道壁后封闭止水不良，会使得浅部孔隙水或基岩风化带裂隙水渗入井下，形成矿井充水，现状条件下，井筒渗水是鑫隆煤矿充水的形式之一。5、封闭不良的钻孔导通 按规定，勘探时施工的各

30、种钻孔，在工作结束后都要按要求进行封闭，如果封孔质量未达到标准要求，钻孔就成了煤层与其顶底板含水层或地表水之间的充水通道。在开采过程中，遇到或接近它们时，就会引起涌水或造成淹井事故。我矿井田共有19个地质钻孔，各钻孔施工年代已久，封孔情况不清，在邻近开采时应加强探放水工作，各钻孔坐标位置、孔口标高、终孔深度等参数具体如下：钻孔与井巷见煤点情况一览表孔号纬距（X）经距（Y）孔（井）口高程(H)终孔深度(m)终孔层位备注214139200.9119514903.511048.07510.8610号煤下钻孔824139318.5819516073.161071.48405.4810号煤下钻孔8341

31、36184.1319516681.151083.10130.6810号煤下钻孔84413623.3519515277.671047.84275.16K2钻孔1034138407.5619514899.631048.71508.9710号煤下钻孔1044138063.3119515980.041078.04437.43K1钻孔1054137355.9019517111.441111.78139.0210号煤下钻孔1064137377.7619516363.581147.25375.15K1钻孔1074137207.8219515781.191073.04452.83K1钻孔1084136843.

32、8719516822.631084.21148.8110号煤下钻孔1094136720.9819515263.161042.47417.2410号煤下钻孔1104136453.8819515870.701058.38285.59K1钻孔1164139141.5019516949.901091.0010号煤下钻孔1174140147.5519516666.401241.24461.6910号煤下钻孔1184140136.6919517229.701240.68408.5210号煤下钻孔1234139821.7819514710.831180.03641.0910号煤下钻孔1604139982.6

33、019515697.901197.61575.2310号煤下钻孔1124135223.6619516194.601060.55271.97O2钻孔1134134839.9219516862.651071.5181.3910号煤下钻孔煤层底板突水系数计算与带压开采分区一、煤层底板突水系数计算 井田各可采煤层均存在局部奥灰带压开采区，开采煤层时是否会发生煤层底板奥灰突水，可采用突水系数法进行分析评价。 采用煤矿防治水规定中的突水系数公式： T=P/M 式中：T突水系数，MPa/m； P隔水层承受的压力，MPa； M煤层底板有效隔水层厚度（m）。 M=h-（h1+h3） 其中：h煤层底板距奥灰顶面的

34、距离（m）； h1煤层底板采动破坏带深度（m）； h3承压含水层导升带高度（m）；等值隔水系数，取平均值0.8.根据计算的突水系数值，可对带压开采区进行危安区的划分：当突水系数T0.06MPa/m时，为相对安全区；当突水系数0.06T0.1MPa/m时，为过渡区；当突水系数T0.1MPa/m时，为突水危险区。计算结果见下表： 完整岩层块段区突水系数计算结果表煤层编号45上610煤层底板距奥灰顶面的距离h（m层底板采动破坏带深度h1（m）18181818承压含水层导升带高度h3（m）3333煤层底板有效隔水层厚度M（m）103.295.279.238.4底板隔水层承受的

35、最大水头压力P（MPa）3.332.373.433.32最大突水系数T（MPa）0.0260.0250.0430.086断层附近突水系数计算结果表煤层编号45上610煤层底板距奥灰顶面的距离h（m层底板采动破坏带深度h1（m）37373737承压含水层导升带高度h3（m）6666煤层底板有效隔水层厚度M（m）85.677.66420.8底板隔水层承受的最大水头压力P（MPa）3.332.373.433.32最大突水系数T（MPa）0.0390.0310.0540.16带压开采区危安区划分结果表煤层号煤层底板标高（m）煤层底板隔水层承受的最大水头（m）煤层底板隔水层承受

36、的最大水压（MPa）突水系数T（MPa/m）分区4803-1100/煤层底板高于奥灰水位，为绝对安全开采区620-8033333.330.026T0.06MPa，为相对安全区5上803-1100/煤层底板高于奥灰水位，为绝对安全开采区670-8032732.730.025T0.06MPa，为相对安全区6803-1100/煤层底板高于奥灰水位，为绝对安全开采区580-8033433.430.043T0.06MPa，为相对安全区10803-1140/煤层底板高于奥灰水位，为绝对安全开采区573-8032302.300.06T0.06MPa，为相对安全区540-5733323.320.086T0.0

37、6MPa，为过渡区二、带压开采分区与奥灰突水危险性评价根据突水系数计算结果，对各可采煤层奥灰突水性分析评价如下：（1）4号煤层底板奥灰突水性评价803m-1100m标高段，奥灰水位低于煤层底板标高，在此标高段开采4号煤层，即使有贯穿性导水构造，也不存在煤层底板奥灰突水的威胁，此地段为绝对安全开采区。620m-803m标高段，奥灰水位高于煤层底板标高，突水系数T=0.026-0.0390.06MPa/m，在此标高段开采4号煤层，一般情况下不存在煤层底板奥灰突水威胁，但若此区段有隐伏贯穿性导水构造时，则存在煤层底板奥灰突水危险，此地段为相对安全开采区。（2）5上号煤层底板奥灰突水性评价803m-1

38、100m标高段，奥灰水位低于煤层底板标高，在此标高段开采5上号煤层，即使存在贯穿性导水构造，也不存在煤层底板奥灰突水的威胁，此地段为绝对安全开采区。670m-803m标高段，奥灰水位高于煤层底板标高，突水系数T=0.025-0.0310.06MPa/m，在此标高段开采5上号煤层，一般情况下不存在煤层底板奥灰突水威胁，但若此区段有隐伏贯穿性导水构造时，则存在煤层底板奥灰突水危险，此地段为相对安全开采区。（3）6号煤层底板奥灰突水性评价803m-1160m标高段，奥灰水位低于煤层底板标高，在此标高段开采6号煤层，即使存在贯穿性导水构造，也不存在煤层底板奥灰突水的威胁，此地段为绝对安全开采区。580

39、m-803m标高段，奥灰水位高于煤层底板标高，突水系数T=0.043-0.0540.06MPa/m，在此标高段开采6号煤层，一般情况下不存在煤层底板奥灰突水威胁，但若此区段有隐伏贯穿性导水构造时，则存在煤层底板奥灰突水危险，此地段为相对安全开采区。（4）10号煤层底板奥灰突水性评价803m-1140m标高段，奥灰水位低于煤层底板标高，在此标高段开采10号煤层，即使有隐伏贯穿性导水构造，也不存在煤层底板奥灰突水的威胁，此地段为绝对安全开采区。573m-803m标高段，奥灰水位高于煤层底板标高，突水系数T=0.06-0.16MPa/m，0.06T0.1MPa/m，在此标高段开采10号煤层，完整岩层

40、段一般情况下不存在煤层底板奥灰突水威胁，但在断层附近有奥灰突水危险性；当此区段有隐伏贯穿性导水构造时，则存在煤层底板奥灰突水危险。在完整岩层区为相对安全开采区，在断层附近则为危险区。540m-573m标高段，奥灰水位高于煤层底板标高，突水系数T=0.086-0.16MPa/m，T0.06-0.1MPa/m。在此标高段开采10号煤层，在完整岩层区为过渡区，在断层附近则为危险区。当此地段存在隐伏贯穿性导水构造时，奥灰突水危险性大。断层（陷落柱）等地质构造破坏隔水底板的完整性，降低隔水层厚度和抗、隔水性能，成为底板突水的潜在通道，是最容易发生突水的区段，也是矿井防治水的重点。在带压开采过渡区与危险区

41、开采煤层时，必须根据实际情况采取留设防水煤柱或其它安全措施才能进行采掘作业。矿井生产应采用物探方法探测井田的隐伏断层和陷落柱，落差较大的断层和陷落柱要留设防隔水煤柱或进行注浆工程。同时在生产过程中，通过直流电法或（井上或井下）钻探对煤层的底板承压含水层灰岩探测后，建议在带压开采区进行采掘作业时，采取物探和钻探措施，查明采掘工作面前方隐伏构造与已知构造的导水性。同时对灰岩含水层的水文地质特征，尤其富水部位进行认真探查，为带压开采提供准确的参考数据，从而采取针对性的防治奥灰水突水措施。三、首采工作面带压开采情况 （1）10401综采工作面 1、工作面位置10401综采工作面位于我矿井田南部，所在煤

42、层为10#煤，采区为四采区，地面标高1095.0m1232.6m，煤层底板标高687m855m。地表地形多为坡、沟和耕地，工作面对应于地表黄土丘陵区，沟谷纵横，工作面围无任何建筑物、公路、河流分布。 2、工作面设计参数10401综采工作面可采长度578m，倾斜长155.8m，可采面积为90052.4m2，煤层厚度6.23m，容重1.35m3/t，工业储量92.84万吨，采高2.6m，放顶煤高度为3.63m，回采率93%，可采储量为68.32万吨。 3、工作面四周采掘情况10401综采工作面井上下位置与四邻情况：工作面上下部均无巷道形成，东邻南翼总回风巷二；北邻10#煤西回风、轨道、皮带下山，工

43、作面顺槽在此巷道开口；西部为尚未掘进的10403运输顺槽，其间留设保安煤柱30m；南部为原乔家沟煤矿采空区，期间留设50米保安煤柱。 4、工作面地质构造情况（1）褶曲情况与其对回采的影响 根据工作面顺槽实际揭露煤层资料显示，该工作面煤层为南-北走向，东西倾向，倾角6-16，工作面构造简单，为单斜构造，煤的普氏硬度为F=2.5-3。（2）其他因素对回采的影响（陷落柱、火成岩等）在两顺槽掘进的过程中未发现有陷落柱、火成岩等，也无岩浆岩侵入活动，预计回采工作面也不会出现陷落柱、火成岩等。（3）断层情况与其对回采的影响 在工作面回风顺槽125m处，运输顺槽280m处与回风顺槽143m处遇到断层,断层走

44、向为东西63。,断层落差5-8米，属于正断层，对工作面回采有一定的影响。本工作面地质构造复杂程度属于简单型。 5、工作面煤层赋存情况与顶底岩性本掘进工作面布置在10号煤层，位于组中段底部，为本组主要可采煤层。上距6号煤层44.84m，煤层厚3.547.27m，平均6.23m。结构简单复杂，含夹矸05层，夹矸厚度为0.080.66m，多为0.050.22m。赋存区为厚度、层位稳定的全区可采煤层。 煤层顶板情况表 顶底板名称岩石类别厚度/m岩 性 描 述顶板老顶L1石灰岩7.0深灰色，含有动物化石与其碎片，两层石灰岩中间一般夹有一层平均厚度为1.48m的黑色泥岩或钙质泥岩。直接顶砂质泥岩或细砂岩2

45、.0灰色，含有植物化石碎片。底板直接底泥岩、砂质泥岩1.0灰色,砂质泥岩，多含植物化石碎片。老 底L0石灰岩1.3深灰色L0石灰岩，致密坚硬，裂隙中充填方解石脉，含有动物化石，下部具有凹凸不平的溶蚀裂隙面，并充填有炭屑。6、工作面带压开采情况与防治措施 10401综采工作面位于我矿井田南部，煤层底板标高687m855m，属573m-803m标高段，奥灰水位高于煤层底板标高，突水系数T=0.06-0.16MPa/m，0.06T0.1MPa/m，在此标高段开采10号煤层，完整岩层段一般情况下不存在煤层底板奥灰突水威胁，但在断层附近有奥灰突水危险性；当此区段有隐伏贯穿性导水构造时，则存在煤层底板奥灰

46、突水危险。在完整岩层区为相对安全开采区，在断层附近则为危险区。10401综采工作面在回采之前，必须先利用瞬变电法物探仪对工作面底板富水区域和隐伏构造进行探查，并圈定出可能发生的突水危险区，然后再对异常区进行钻探验证，确保安全生产。 （2）4001综采工作面 1、工作面位置4001综采工作面位于我矿井田北部，所在煤层为4#煤，采区为一采区，地面标高1209.0m1235.1m，煤层底板标高682.2m785.9m。地面位置多为梯田、荒沟、荒山，该区为第三四系黄土覆盖，工作面对应位置为虎疙瘩，地表为黄土丘陵区，沟谷纵横。工作面围无任何建筑物、公路、河流分布。 2、工作面设计参数4001综采工作面倾

47、斜长度1220m，可采长度1150m，倾斜长150m，可采面积为172500m2，煤层厚度1.0m，容重1.45m3/t，可采储量为25.01万吨。 3、工作面四周采掘情况4001综采工作面井上下位置与四邻情况：工作面上下部均无巷道形成，东邻4#煤北轨道和北回风大巷，工作面顺槽在此巷道开口；北邻4002胶带进风顺槽，其间留设保安煤柱30m；西、南部无采掘巷道布置，均为实体煤岩层。 4、工作面地质构造情况（1）、褶曲情况与其对回采的影响 根据工作面顺槽实际揭露煤层资料显示，该工作面煤层为南-北走向，东西倾向，倾角8-14，平均10左右，工作面构造简单，为单斜构造，煤的普氏硬度为F=2-3。（2）

48、、其他因素对回采的影响（陷落柱、火成岩等）在两顺槽掘进的过程中未发现有陷落柱、火成岩等，也无岩浆岩侵入活动，预计回采工作面也不会出现陷落柱、火成岩等。（3）、断层情况与其对回采的影响根据地质报告与4001综采工作面现场揭露情况，在4001轨道回风顺槽工作面588m处遇一正断层，落差为5m，将会对回采产生一定的影响。本工作面地质构造复杂程度属于简单型。 5、工作面煤层赋存情况与顶底岩性4001综采工作面布置在4#煤层中，4号煤层位于组中下部，煤层厚度0.901.12m，平均1.00m，资源量估算厚度0.7-1.28m，煤层结构简单，一般不含夹矸。该煤层层位较稳定，但厚度变化较大。4#煤层顶板：为

49、细砂岩、泥岩、厚度约1.2-27.5m左右，岩性致密坚硬，局部为泥岩、砂质泥岩；底板：岩性为泥岩、砂岩，厚度0.60-6.50m，平均3m左右，质软，局部为中细砂岩或粉砂岩。煤层特征情况表各项指标参数备注煤层厚度（最大-最小/平均）m0-1.28平均0.54煤层倾角（最大-最小/平均）m8-14平均10煤层厚度f2-3煤层层理（发育程度）清晰煤层节理（发育程度）较发育煤层自然发火情况容易自然6、工作面带压开采情况与防治措施4001综采工作面位于我矿井田北部，煤层底板标高682.2m785.9m，属620m-803m标高段，奥灰水位高于煤层底板标高，突水系数T=0.026-0.0390.06MP

50、a/m，在此标高段开采4号煤层，一般情况下不存在煤层底板奥灰突水威胁，但若此区段有隐伏贯穿性导水构造时，则存在煤层底板奥灰突水危险，此地段为相对安全开采区。4001综采工作面在回采之前，必须先利用瞬变电法物探仪对工作面底板富水区域和隐伏构造进行探查，并圈定出可能发生的突水危险区，然后再对异常区进行钻探验证，确保安全生产。矿井防治水保障体系经过近几年的不断补充和完善，我矿现已建立了一套行之有效的防治水保障体系，包含防治水组织机构、探放水队伍、防治水设备材料、防治水规章制度和防治水专业人员培训等。具体涉与的方面详述如下：成立带压开采防治水工作领导组： 1、组织机构为有效遏制水害事故发生，保障煤矿安

51、全生产和职工生命安全，特成立带压开采防治水领导机构，以矿长为组长，总工程师、机电、生产、安全副矿长以与通风、机电、地测副总为副组长，成员包括各科室科长与相关人员，各司其职，下设防治水办公室，同时设立保安队为探放水队伍，对有关人员的主要职责进行了详细的分工。组 长：任永平（矿 长）副组长：署生（总工程师） 任志忠（安全矿长） 吕喜生（机电矿长） 王建平（生产矿长）继林（通风矿长） 喜平（地测副总） 彦龙（机电副总） 许贵才（通风副总） 成 员：高仁旺（调度主任） 胡建平（技术科长） 靳江荣（地测科长） 巨才（机电科长） 王蝉清（安监科长） 毛剑雄（通风科长） 高建平（设备科长） 卫平（供应科长）

52、领导组下设办公室，办公室设在地测科，地测副总任办公室主任，办公室成员：地测科与其他相关科室人员。责任划分 A、领导组职责：矿长：是带压开采防治水的组长，负责定期组织召开专题会议，分析掌握采掘情况，确定带压开采防治水的重点区域和工作面。总工程师：在组长的领导下，负责带压开采防治水技术管理，督促地测部门做好图纸资料管理、水文地质收集分析预报、日常探放水技术措施编制与防（隔）水煤柱的设计上报工作，认真分析采掘情况，确定带压开采防治水重点区域和工作面，制定带压开采防治水的措施，为组长与时提供带压开采技术资料。生产矿长：在组长的领导下，组织实施带压开采防治水的方案，督促现场落实有关措施。机电矿长：在组长

53、的领导下，重点落实排水、供电、通讯与其有关的事项。通风矿长：在组长领导下，负责物资的储备和调拨，做到随调随到。安全矿长：在组长领导下，负责防治水各项措施的监督、把关。B、各成员职责：（1）技术科负责参与带压开采防治水方案的制定，监督队组严格执行有关的带压开采措施。 （2）地测科负责带压开采防治水方案的制定，防治水的日常管理，水文地质收集分析预报，探放水措施的编制，充水图的绘制与防（隔）水煤柱的设计上报工作。（3）安监科负责防治水各项措施的执行监督情况。（4）供应科、机修车间要常备大流量水泵、排水管路、阀门、螺丝等抢险材料（或者在集团公司供应处库房储备，供应科要有储备明细，并能做到随调随到），并

54、将明细报带压开采办公室。（5）机电科应保证井下各排水点双回路供电正常，防止越级顶闸，并定期检查排水设备的运转情况。（6）调度室负责做好与防治水有关的工作安排，并监督工程完成情况，做好各单位的协调工作。（7）井下队组保证排水能力和管路达标，设备正常，并做好日常维护保养。（8）各施工队组严格按照措施施工，并做好职工培训。（9）行政办公室负责制定有关矿井防治水培训学习方案，并负责组织实施。防治水办公室要定期召开防治水工作专题会议，与时向领导小组汇报防治水工作进展，研究解决工作中存在的问题，安排和落实各项工作任务，领导小组成员要按照各自业务分工，认真做好协调和处理防治水工作中遇到的各类问题。防治水小组

55、与办公室人员必须经常深入防治水工程现场，与时了解防治水工程进展情况，落实、协调解决工作中存在问题。领导小组成员要本着高度负责的态度，切实履行自己的职责，按照各自业务分工，认真做好协调和处理防治水工程施工中遇到的各类问题。二、成立专职探放水队伍根据县煤管局文件精神，我矿特设立了水害防治中心，成立了专职的探放水队伍，探放水队伍有队长1人、专职探水工22人，地测科有专业地质防治水人员2人，对探放水工作进行技术指导。1、组织机构 （1）、水害防治中心领导小组： 组 长：署生（总工程师） 副组长：喜平（地测副总） 成 员：靳江荣（地测科长） 领导小组办公室设在水害防治中心； 办公室成员：地测科地质、防治

56、水技术人员，以与其他相关科室的技术人员。 （2）、探水队组织机构： 探放水领导小组下设专职探水队，探水队部设在井口文化走廊，供探水队日常开班前会议与探水工学习。 探水队队长：王永刚 探水组长：郭凤明 郝银星 东平 郝志明 专职探水工：平柱、白金平、羽、虎龙、王海明、雷雪红、瑞祥、段慧明、青荣、军平、高侯成、丕峰、志杰、邢伟 2、职责划分（1）、探放水领导小组具体职责： 1、组长：全面负责矿井防治水工作，负责组织和实施探放水工作的管理方针、目标，并对重大问题进行决策。 2、副组长职责：负责矿井上、下防治水技术管理工作与掘进系统防治水措施的实施工作；负责矿井防治水落实情况的监督、检查工作；负责矿井

57、设备和设施的安装、使用、检查、维修与电力供应工作，确保设备与设施的完好；负责矿井防治水所需资金、设备、材料的落实工作。 3、成员职责：负责分管围探放水设计、规程、措施的编制、会审和技术措施的落实；负责参加每季度防治水质量标准化检查工作，对井下排水系统进行优化；负责进行超前钻孔设计，并监督超前钻孔的实施，对施工结果进行分析，编制并实施水害防治措施。（2）、探水队各成员职责：、探水队队长职责： 1、探水队长在地测科长的领导下，对探放水方面工作负全面责任。 2、坚持安全第一的方针，带领全队职工积极完成生产方案规定的探放水任务，在预防水患工作中起到先锋作用，确保安全生产。 3、组织全队职工建立健全业务

58、保安和岗位责任制，并负责督促检查落实情况，带领全队职工开展反“三违”活动。 4、必须按照探放水作业规程进行作业，在探放水过程中，发现异常情况，立即采取相应措施，并与时向分管领导、汇报，认真做好探水记录。 5、要经常深入现场，指挥工作，督促检查各项规章制度执行情况，并要模带头执行各项规章制度。对生产中存在的问题要与时设法解决，重大问题要亲自组织处理。 6、组织全队职工学业务、学技术，不断提高探放人员的素质，积极完成矿上交给的其它任务。 7、负责定期召开队务会议研究讨论安全生产中存在的问题，针对问题采取有效措施，做出切实可行的决定，并坚决贯彻执行。 8、提高干部职工素质，增强班子团结，提高劳动效率

59、，科学组织生产。9、负责编制探放水方案，设备材料使用计划，搞好钻探衔接。熟悉本专业的各种施工设备性能和工作程序，能够协调组织生产，按时晚产任务。 10、搞好施工现场的隐患排查，杜绝重大事故的发生。、探水队技术员职责： 1、在地测科长和探水队长的领导下，负责探水队的日常技术管理工作，是全队技术管理的第一责任人。 2、按要求组织编写施工作业规程和安全技术措施，并经主管部门批准后贯彻到每个施工人员，保证施工安全和工程质量。 3、负责本队的安全技术教育工作，向职工讲解“三大规程”、“应知应会”和安全技术基础理论知识，进行技术考核，提高全员技术素质。 4、深入现场，与时解决钻探施工过程中的技术问题，保证

60、钻孔施工质量，预防孔事故，总结技术管理工作。 5、负责组织领导本队的技术革新，研究推广新技术、新工艺，改善设备工具，收集整理有关生产技术方面的资料。 6、协助队长制定各工种岗位责任制，搞好质量管理、贯彻有关质量标准、验收评级办法等规定，并制定实施细则，落实到班组和个人，定期参加质量检查验收工作。 7、做好职工的专业培训和安全培训工作。、探水工职责 1、坚持“安全第一、预防为主”的方针，严格按照探放水设计方案进行作业，积极完成当班规定的探放水任务，与时提出探水作业的合理化建议，确保探放水工作安全。2、探水工必须经过专门培训，考试合格，持证上岗，熟练掌握使用钻机设备性能与保养技术。3、在探水队队长