凤凰山矿防治水的特点及措施

凤凰山矿防治水的特点

及措施陈永新副总地质测量部提纲凤凰山矿矿井防治水的特点凤凰山矿矿井防治水采取的措施凤凰山矿矿井防治水的特点

凤凰山矿3#煤回采已结束，现全面进入下水平9#和15#煤的开采。由于历史原因，我矿井田内地方煤矿最多时达52座，井口129个，资源整合后我矿井田内仅保留3座基建矿井，其余全部关闭。地方煤矿关闭后停止排水导致采空区积水将逐渐增多，安全生产面临严重的水害威胁。为杜绝水害事故的发生，我矿创建了“防、治、排、撤、救”五位一体防治水综合保障体系，通过有效运行实现了水患“可防、可控、可治”，达到了预期目的。凤凰山矿矿井防治水的特点一、确立防治水管理理念防治水工程优先制有疑必停、有险必撤防排水系统不达标不生产排水能力宁过剩毋不足物探先行、钻探验证凤凰山矿矿井防治水的特点二、防治水工作程序防（预防）：基础工作精细化；治（治理）：水患治理科学化；排（排水）：排水系统规范化；撤（撤离）：避灾撤离有序化；救（救援）：救援组织严密化。凤凰山矿矿井防治水的特点三、防治水组织保障

重置机构、整章建制、完善标准，从严规范防治水管控流程。成立了由矿长、党委书记任组长的防治水工作领导组，建立了以总工程师为首的技术管理体系，总工程师在矿长的领导下独立开展防治水工作，并设有地测防治水副总配合总工程师开展工作。

2010年8月矿成立专门的防治水管理机构地质测量部及专业探放水队伍钻探队，极大地提升了凤凰山矿防治水工作的组织保障能力。凤凰山矿矿井防治水的特点凤凰山矿矿井防治水的特点四、五位一体防治水综合保障体系管控流程化系统规范化作业标准化排查日常化（一）管控流程化1、回采工作面防治水管控流程（另附）2、掘进工作面防治水管控流程（另附）3、超前探管控流程为规范超前探作业程序，强化探掘分离、异体监督考核，我矿制定了一套完整严密的管控流程：超前探设计、措施业务部门会审，总工程师批准→队组上报超前探业务联系单→钻探队安排施工→安监工、跟班干部现场验收→填写探放水记录交接单、探放水管理牌板→上井汇报调度台、安全信息室→安监工监督当班进尺、允许掘进距离→班班移交。凤凰山矿矿井防治水的特点（二）系统规范化1、盘区排水系统规范：（1）盘区水仓至中央水仓至少有两趟独立的排水管路，且不能分接其它任何排水点。（2）新建盘区水仓必须有主、副仓，主、副仓的有效容量应能单独容纳盘区4个小时的正常涌水量。（3）盘区水泵房两台水泵均具备能从任何一趟盘区排水管路向中央水仓排水的能力。（4）盘区排水管路的总排水能力必须大于盘区水泵的排水能力。凤凰山矿矿井防治水的特点2、掘进巷道道排水系统规规范：⑴掘进工作面面实现“双电电源、双系统统”。⑵距掌面不超超50米热备备5.5kw，距掌面不不超150米米冷备15kw或30kw潜水泵。。⑶掘进工作面面1000米米以内必须有有一个容量不不小于30m3集中水仓仓，1500米以内两个个集中水仓，，2000米米以内三个集集中水仓。⑷第一个集中中水仓可以使使用两台22kw离心泵泵，第二个集集中水仓开始始必须使用45kw、75KW或132kw离离心泵，集中中水仓内不允允许使用潜水水泵。⑸以上内容列列入防治水检检查验收一票票否决项，不不达标不生产产。凤凰山矿矿井井防治水的特特点（三）作业标标准化1、掘进工作面在在接到业务联联系单后，安安排钻探工到到现场施工超超前探眼。要要求现场钻机机和钻杆摆放放整齐。凤凰山矿矿井井防治水的特特点（四）排查日日常化根据井下给区区队划分的责责任区，确定定其责任区内内的防治水职职责，并且生生产队组均设设有防治水负负责人，每班班设一名防治治水信息员，，严格按照排排查表格规定定内容进行水水患排查，一一般水患每天天汇报，重大大隐患第一时时间向调度台台汇报，在汛汛期坚持班班班汇报，确保保“重大水患患不过班，一一般水患不过过天”。另外外，每天地测测部在矿早会会汇报上一天天（周、月））的水情。凤凰山矿矿井井防治水的特特点五、建立地质质和水害事故故预警标准，，制定预警响响应措施见凤煤防水字字[2012]57号文《凤凰山矿水害害预警管理办办法》凤凰山矿矿井井防治水的特特点一、矿井充水水条件在采矿过程中中，一方面揭揭露破坏了含含水层、隔水水层和导水断断层，另一方方面引起围岩岩岩层移动和和地表塌陷，，从而产生地地下水或地表表水向井筒或或巷道涌水的的现象，称为为矿井充水。。充水水源和充水通道构成了矿井的的充水条件。。矿井充水补给给的来源，称称为充水水源源。水流入矿矿井的通路，，称为充水通通道。凤凰山矿矿井井防治水采取取的措施在采掘过程中中，充水水源源的水直接向向矿井充水的的称为直接充充水水源。它它的富水性和和导水性对矿矿井涌水量大大小起主导作作用。间接充充水水源则是是需要经过一一定渗透途径径才能与矿井井或直接充水水含水层发生生密切水力联联系的水源。。通常情况下下，间接充水水水源与矿井井之间有一定定厚度的隔水水层。充水水源分类大气降水地表水地下水老空水（一）大气降水从云中降落到到地面上的液液态水或固态态水，统称为为大气降水，，包括雨、雪雪、霰、冰雹雹等。大气降水降水强度等级级等级

24小时强度等级（mm）小雨

10中雨

10~24.9大雨

25~49.9暴雨

＞50小雪

≤2.5中雪

2.5~5.0大雪

＞5.0凤凰山矿位于于山区，井筒筒口全部高于于最高洪水位位，自建矿以以来从未出现现地面大气降降水直接沿井井筒灌入井下下的情况。另另外，由于本本井田开采煤煤层盖山厚度度较大，隔水水层较发育，，降大到暴雨雨时，雨水大大部分都沿河河道流走，不不会形成大的的积水区。（二）地表水分别存在于河河流、湖泊、、沼泽、冰川川和冰盖等地地表水体中的的水的总称。。凤凰山矿井田田范围内共有有四个大的水水体，分别为为山耳东水库、、车渠水库、、东四义湖和和柏杨坪水库库。地表水井田内大的积积水区山耳东水库东四义湖车渠水库柏杨坪水库山耳东水库：：为井田内最大大的地表水体体，常年积水水，由于附近近已没有小矿矿向其排水，，因此今年以以来水位一直直处于溢洪道道以下，对凤凤凰山矿生产产无危险，我我矿对所有3层煤都按规定定留设有防水水保护煤柱。。东四义湖：分为东湖和西西湖，西湖积积水很少，东东湖一直有水水，需要我矿矿定期向其补补水。由于该该湖位于3号煤露头风化化带上方，其其积水沿岩层层裂隙大量下下渗并流至3318采空区内，由由此造成我矿矿3318必须一直出水水。车渠水库：也叫人民水库库，凤凰山又又叫水上公园园，去年到今今年对其进行行了治理，下下方铺有隔水水层。今年水水库内存水比比较少，现需需要由工业污污水处理厂补补水，其对矿矿井安全生产产无危险。柏杨坪水库：：其积水面积较较小，位于矿矿井的西南角角，为了151304工作面的安全全回采，经协协调回采前已已将积水放至至最低水位，，通过地表观观测发现151304工作面回采对对其基本无影影响，主要是是该处盖山厚厚度达400米左右。地表水向井下下严重渗漏，，汛期威胁矿矿井安全时，，应在漏水段段进行河床铺铺底或修建人人工河床，也也可采用河流流改道的办法法。当河谷下煤层层顶底板坚硬硬，采后形成成塌陷沟(坑)，无条件充填填或修人工河河床时，应在在塌陷沟的上上游外围挖截截水沟，在沟沟谷处修建渡渡槽。地形有有利时，沟河河可以改道。。井田内有两条条河流，分别别是车渠河和和四义河，全全部为季节性性河流，雨季季才会流水，，水流通畅，，对井下无影影响。94盘区在回采94301工作面时造成成工作面上方方塌陷严重，，河水流到此此处时出现断断流现象，为为此在工作面面回采结束后后专门进行了了河道疏通，，确保了水流流通畅。今年年为了彻底治治理好河道矿矿下拨了一大大批资金。若矿井井口、、平硐硐口存存在洪水威胁胁时，应作如如下处理：治理小窑、采采空区的塌陷陷坑或岩溶塌塌陷坑。可根根据情况，分分别采用围、、堵、截流、、疏导、填土土夯实及设泵泵站排水等措措施。有泥石流灾害害的矿区，应应治山治坡，，植树种草。。工业场区和和生活区要避避开泥石流，，必要时应修修建栏洪坝和和疏导工程。。在易发生滑滑坡和塌方处处的上游，应应修建排水截截流设施，下下部修建档土土墙。（三）地下水是贮存于包气气带以下地层层空隙，包括括岩石孔隙、、裂隙和溶洞洞之中的水。地下水具有地地域分布广、、随时接受降降水和地表水水体补给、便便于开采、水水质良好、径径流缓慢等特特点。地下水按含水层性质质分类，又分分为孔隙水裂隙水岩溶水孔隙水：疏松岩石孔孔隙中的水。。孔隙水是储储存于第四系系松散沉积物物及第三系少少数胶结不良良的沉积物的的孔隙中的地地下水。沉积积物形成时期期的沉积环境境对于沉积物物的特征影响响很大，使其其空间几何形形态、物质成成分、粒度以以及分选程度度等均具有不不同的特点。。裂隙水：赋存于坚硬、、半坚硬基岩岩裂隙中的重重力水。裂隙隙水的埋藏和和分布具有不不均一性和一一定的方向性性；含水层的的形态多种多多样；明显受受地质构造的的因素的控制制；水动力条条件比较复杂杂。岩溶水：赋存于岩溶空空隙中的水。。水量丰富而而分布不均一一，在不均一一之中又有相相对均一的地地段；含水系系统中多重含含水介质并存存，既有具统统一水位面的的含水网络，，又具有相对对孤立的管道道流；既有向向排泄区的运动，又有有导水通道与与蓄水网络之之间的互相补排运动；水质水水量动态受岩岩溶发育程度度的控制，在在强烈发育区区，动态变化化大，对大气气降水或地表表水的补给响响应快；岩溶溶水既是赋存存于溶孔、溶溶隙、溶洞中中的水，又是是改造其赋存存环境的动力力，不断促进进含水空间的的演化。承压水水：埋藏藏并充充满两两个稳稳定隔隔水层层之间间的含含水层层中的的重力力水。。承压压水为为静水水压；；补给给区与与分布布区不不一致致；动动态变变化不不显著著；承承压水水不具具有潜潜水那那样的的自由由水面面，所所以它它的运运动方方式不不是在在重力力作用用下的的自由由流动动，而而是在在静水水压力力的作作用下下，以以水交交替的的形式式进行行运动动。地下水水是煤煤矿开开采区区域内内生活活用水水的主主要来来源，，凤凰凰山井井田范范围内内有四四层含含水层层，但但由于于开采采塌陷陷的影影响，，仅剩剩下一一层奥奥灰含含水层层，在在承压压区内内奥灰灰水对对生产产存在在一定定潜在在危险险，因因此在在承压压区开开采需需采取取一些些措施施防范范。（四））老空空水是指已已采掘掘的旧旧巷及及空洞洞内，，常有有大量量积水水，称称为老老空水水。老老空水水常为为矿井井水灾灾事故故的主主要原原因。。老空水水特点点是水水压大大，一一旦掘掘透，，来势势凶猛猛，具具有很很大破破坏性性，但但是涌涌水持持续时时间短短，易易疏干干。老老空水水酸度度大，，不能能饮用用，而而且对对井下下轨道道、金金属支支架、、钢丝丝绳等等金属属设备备有腐腐蚀作作用。。老空空水透透出一一般伴伴有有有害气气体的的涌出出。小窑老老空水水一般般积存存时间间长，，水量量补给给差，，属于于“死死水””，所所以有有“挂挂红””、酸酸度大大、水水味发发涩的的特点点。小小窑、、老空空水多多以静静贮量量为主主，犹犹如地地下水水库，，一旦旦突水水，来来势凶凶猛，，涌水水量大大，破破坏性性强。。但涌涌水持持续时时间短短，易易疏干干。以上对对各种种充水水水源源分别别进行行了介介绍。。但对对晋城城煤业业集团团凤凰凰山矿矿来说说，由由于历历史的的原因因，周周边小小煤窑窑和老老窑开开采范范围较较大，，因此此在其其关闭闭后产产生的的积水水对其其开采采来说说是影影响最最大的的因素素，是是矿井井防治治水的的关键键。只只要采采取措措施到到位，，可以以说矿矿井基基本上上就不不出现现水害害事故故。矿井充充水通通道决决定着着矿井井涌水水形式式、涌涌水地地点和和涌水水量的的大小小。依依据充充水通通道的的形式式和对对矿井井涌水水作用用的大大小，，充水水通道道分为为断裂裂构造造带（（包括括岩溶溶发育育带、、天窗窗）、、顶板板和底底板采采动裂裂隙（（带））、矿矿井地地表塌塌陷、、岩溶溶陷落落柱、、工程程充水水通道道（井井筒、、小煤煤窑和和钻孔孔）等等。充水通通道（五））断裂裂构造造带煤矿生生产中中遇到到的各各种断断裂构构造，，其规规模大大小及及水文文地质质性质质不尽尽相同同，对对煤矿矿的充充水影影响各各有差差异。。不过过，国国内外外煤矿矿的突突水有有90%以上是是断层层和裂裂隙引引起的的。根根据它它们与与矿井井充水水水源源的关关系，，以及及断裂裂构造造对采采矿的的影响响，可可将断断裂构构造分分为含含水的的、导导水的的、隔隔水的的三类类。凤凰山山矿在在已揭揭露的的断裂裂构造造中，，大部部分不不出水水，但但在15号煤掘掘进过过程中中一些些地段段K2顶板裂裂隙和和裂缝缝出水水较大大，甚甚至锚锚杆（（索））孔出出水。。例如如：三三水平平五盘盘区水水仓附附近顶顶板裂裂隙掘掘进出出水最最大达达5m3/h；155303轨道巷巷掘进进时顶顶板裂裂缝出出水最最大达达10m3/h；154307工作面面巷道道掘进进过程程中揭揭露的的部分分断层层也有有少量量涌水水，但但几个个班后后就不不在出出水。。（六））顶板板采动动裂隙隙回采工工作面面上方方岩层层，因因其强强度及及距离离采空空区距距离的的不同同，通通常在在采动动条件件下表表现出出不同同的变变形破破坏特特征。。随着着工作作面的的不断断推进进，在在老顶顶跨落落的同同时，，煤层层上覆覆岩层层的移移动变变形和和破坏坏也开开始了了。这这种破破坏是是直接接顶板板冒落落、老老顶裂裂开，，向上上发展展为弯弯曲、、下沉沉，直直至地地表。。一般般将采采动破破坏的的顶板板冒落落带、、裂隙隙带统统称为为导水水裂隙隙带。。开采缓缓倾斜斜煤层层，覆覆岩导导水裂裂隙带带的高高度为为开采采厚度度的10-16倍。凤凰山山矿井井下9号煤采采动后后导水水裂隙隙带可可到达达3号煤采采空区区，15号煤采采动后后导水水裂隙隙带可可到达达9号煤采采空区区，因因此对对于上上方采采空区区有积积水时时回采采前必必须对对其进进行打打钻放放水，，否则则回采采过程程中极极易造造成水水害事事故。。（七））底板板采动动裂隙隙采掘活活动在在破坏坏顶板板的同同时，，同样样也破破坏了了底板板岩层层的天天然受受力状状态，，造成成煤层层底板板破坏坏，从从而造造成煤煤层与与下伏伏含水水层之之间有有效隔隔水层层厚度度的减减小。。凤凰山山矿由由于底底板下下方不不存在在影响响开采采的含含水层层，所所以未未对其其进行行研究究。二、采采取的的措施施凤凰山山矿矿矿井防防治水水采取取的措措施1、物探2、钻探3、留设防防水煤煤（岩岩）柱柱4、闭墙墙上留留设返返水池池或返返水管管5、加强排排水与与日常常排查查1、物探探：凤凰凰山矿矿主要要采取取地面面瞬变变电磁磁探测测，目目前已已进行行的区区域有有三水水平四四盘区区、三三水平平一、、二盘盘区，，一五五三盘盘区将将在2013年开展展物探探工作作。通通过实实验可可以基基本判判明各各采空空区的的积水水分布布情况况。井下物物探可可以为为工作作面钻钻探验验证提提供依依据，，掘进进工作作面只只有进进行物物探后后才允允许在在探放放水线线以外外实施施3个钻孔孔验证证。2、钻探探：钻探探是井井下主主要的的防治治水措措施。。掘进工工作面面：为了防防治与与前方方积水水体无无计划划贯通通形成成水害害事故故，必必须在在物探探基础础上使使用钻钻机施施工2-3个钻孔孔进行行验证证，有有水放放水，，积水水放出出后方方可向向前掘掘进。。无水水情况况下需需留足足安全全煤柱柱再向向前掘掘进。。案例：：95305进风风巷（现95305东工作作面西西侧））施工工过程程中，，地测测部门门调查查上方方兴王王庄煤煤矿曾曾越层层由3号煤进进入9号煤煤非法开开采，，及时时下发发了隐隐患通通知单单，机机掘二二队严严格执执行先先探后后掘规规定，，掘进进70余余米与与兴王王庄九九号煤煤层巷巷道探探透出出水，，机掘掘二队队根据据事先先制定定的安安全措措施安安全通通过，，避免免了水水淹巷巷道事事故。。回采工工作面面：为了确确保工工作面面的安安全回回采，，工作作面在在回采采前都都将进进行探探放水水设计计与施施工，，分两两部分分进行行，一一部分分为同同煤层层探放放水，，主要要在两两巷垂垂直工工作面面沿煤煤层施施工探探放水水孔，，确保保工作作面内内无积积水。。另一一部分分为探探放上上方老老空区区积水水，两两巷掘掘进过过程中中都将将在指指定位位置施施工探探放水水钻场场或探探放水水巷，，在排排水系系统到到位情情况下下，方方可进进行该该项工工作。。只有有将上上方积积水彻彻底放放尽后后，才才允许许工作作面进进行回回采。。案例一：：151304工作面上上方为91324工作面采采空区，，其内有有大量积积水，回回采前分分别在151207巷、151208巷和151304泄水巷进进行了探探放水，，最大放放水量达达220m3/h，放水总量量万万方。案例二：：155303工作面上上方为95310工作面采采空区和和小窑采采空区，，其中95310工作面采采空区内内有大量量积水，，回采前前在其皮皮带巷内内施工的的两条探探放水巷巷内进行行了探放放水，最最终将其其内的大大量积水水进行了了释放。。另外，，在155303工作面切切眼也进进行了探探放水，，将其上上方3号煤小窑窑采空区区内的积积水成功功放出，，最大单单孔出水水量达100m3/h。该工作作面共放放水量达达40万方。3、留设防防水煤（（岩）柱柱对于大的的地表水水体、主主要钻孔孔、矿界界等全部部按规定定留设防防水煤（（岩）柱柱对其进进行保护护。地表表水体和和主要钻钻孔煤柱柱主要通通过一定定理论计计算后进进行留设设。矿界界煤柱一一般规定定为20米，在导导水断层层附近时时按公式式留设，，但不得得小于20米。4、闭墙上上留设返返水池或或返水管管为了确保保闭墙施施工后，，在采空空区内积积水长期期的作用用下出现现事故，，凤凰山山矿目前前施工的的所有闭闭墙必须须留设返返水池或或返水管管，从而而确保老老塘内积积水水位位不无限限增加，，对闭墙墙造成危危害。为为此专门门编制有有返水池池留设规规范指导导现场施施工。5、加强排水水与日常常排查为了做到到人人都都是防治治水的一一员，《凤凰山矿