煤矿探放水专项安全技术措施

PAGEPAGE9煤矿探放水专项安全技术措施一、小窑分布及开采情况乌鲁木齐东南沟顺达煤业有限责任公司煤矿申请变更矿界内曾建有矿井3处，分别开采3、4、5、号煤层：1、三号斜井位于煤矿西南部，由原乌鲁木齐县永丰乡永新村煤矿于1990年2月建成投产，设计生产能力2万吨年。主斜井沿3号煤层底板呈20°倾角开拓，斜长160m，属混合提升斜井，斜井东西两侧分别布置有人行走巷与风井。采用仓储式采煤方法，分水平两翼开采3号煤层。打眼放炮落煤，人力装运，绞车提升，中央并列式通风系统，机械抽出式通风，5.5kw水泵抽水，供电电源来自乌鲁木齐市跃进钢铁厂自备电厂6KV高压电。2000年10月，该井因批准的煤炭资源基本采空等原因闭坑停产。闭坑前，最低开采水平为2270m，东翼采长220m、西翼采长150m，此采区内的3号煤层已经基本采空。该井由于建在冲沟附近，开采下山煤，较易接受地表融雪水的补给，矿井涌水量较大，每昼夜可达100m3以上，5.5kw水泵每隔两小时就要抽排一次。该井由于开采水平距地表垂高仅58m，瓦斯含量很低。煤层顶板为薄层粉砂岩，粉砂岩之上为厚层状细砂岩，较稳定，不易垮落。底板未见底鼓现象。煤层较易自燃，煤层露头有火烧痕迹，火烧深度约30m。闭坑停产后，采空区残留煤柱发生自燃，至今已熄灭。煤尘有爆炸性。2、四号斜井位于煤矿中部，由原自强东南沟煤矿于1985年7月建成投产，设计井型2万吨年。采用斜井向西沿4号煤层走向开拓，斜井长25m，倾角23°，另建有立风井与提升副井。前进式条带布置巷道，2285m（运输水平）与2322m（回风水平）两条上山巷道构成一个采煤条带，自上而下用高落式采煤方法进行开采。条带上山用刮板运输机或挡瓷溜槽运煤，大巷用矿车运输，斜井用绞车提升。井巷除局部交岔点用木支护和砌碹外，其它均为裸体。采煤条带内有通至地面的小风井，装有扇风机，实现矿井机械通风。地面有6KV输电线通至井口，下井电压为110V。地面无筛选储运装置，原煤出井后即翻至地面，由人工分选装车外运。该矿井向西单翼开采，目前，已采至井田西界断层处，开采长度640m，界内4号煤层2285m水平以上的上山可采储量已经基本采空，最低开采标高为+2285m。该井采区位于当地最低侵蚀基准面以上，矿井地下水主要来源于大气降水与基岩裂隙水，涌水量不大，正常生产时期，一般日排水30m3左右。瓦斯含量不高，未发生过瓦斯突出事故。煤层顶板为细砂岩，整体性一般，护顶煤偶尔放落，小面积暴露后可维持半个月时间不垮落；底板相对软弱，未见底鼓现象。井下煤尘不大。2000年发现采空区塌方，断陷区暴雨灌入而引发残留煤柱自燃发火，经填埋隔离封堵，明火熄灭。3、五号平硐位于煤矿东北部，由原自强东南沟煤矿于1994年5月建成投产，设计生产能力3万吨年。采用平硐开拓，井筒长120m，内设排水沟及轻便窄轨。井筒进入5号煤层后，沿其底板布置运输平巷，以3‰坡度向西单翼掘进。沿煤层底板布置有运输巷道，离煤层顶板3m处布置有回风井并直通地表，兼作风井与安全出口。巷柱式放顶煤一次采全高采煤方法。窄轨矿车运输。机械抽出式分区通风。6KV输电线路供电至井口。井口建有孔径25mm斜坡筛，筛选后由漏斗分别装入运煤车辆。目前，5号煤层向西开采长度405m，2274m标高（运输水平）～2290m标高（回风水平）之间的可采储量基本采空。该平硐位于当地最低侵蚀基准面以上，开采上山煤，井中涌水量较小，正常情况下，30m3的水仓每星期抽排一次，平均日排水量5m3左右，目前停产，基本无水。瓦斯含量不高。煤层顶板为粉砂岩类，裂隙发育且破碎，小面积暴露几天就自行垮落；底板未见鼓底现象。开采面煤尘较大。煤的自燃发火期3-4个月，较易自燃。此外，煤矿北东边界外5号煤层浅部曾有小煤窑于60年代末期开采，现早已废弃。煤矿南界外2km处有乌鲁木齐市跃进钢铁厂二井田煤矿开采向斜南翼各可采煤层。二、矿区水文地质概况后峡二井田地处中高山区，西南高而北东低。南部沿沟谷分布有地表暂时性径流，其来源于西南部侏罗系与石炭系接触处的断层带，接受融雪水、泉水和大气降水的补给。地表径流由南向北经二井田中部转为近东西向流入乌鲁木齐河上游大西沟，并沿途补给第四系和侏罗系基岩含水层。流量变化受气温与降水量控制明显：5月冰雪消融，山洪暴发，水流混浊，据洪水痕迹推算，洪水量最大可达746升秒，实测为96.80升秒，但洪水期短暂。6～8月降水量集中，地表径流最大流量90～100升秒，水流清澈，持续时间长。9月霜冻出现，水量渐小。10月开始结冰，直至次年3月均为枯水期。该区年最高气温为20℃～24℃，最低气温为-22℃～-26℃。年降雨量为240～320mm。10月底至11月初降雪，次年3月下旬融雪，降雪量与积雪量均不大。最大冻结深度约1m。后峡二井田区内地下水按含水介质划分为松散岩类孔隙潜水与碎屑岩类孔隙-裂隙承压水。前者主要赋存在沟谷低洼处的第四系冲洪积砂砾石中，接受暂时性径流与大气降水的渗透补给；后者赋存于侏罗系西山窑组砂岩层段中，由于地层倾斜，地下水位之上为透水层，水位之下为透水而弱含水层，富水性与孔隙、裂隙发育程度及连通情况有关。该区地下水的流向大致与地表水一致，由西向东。地表沿沟谷与断层处多有基岩裂隙泉与断层泉等溢出，其最大流量介于0.23～6.66Ls之间。降水对泉水有一定补给，雨后流量增加0.38～0.78Ls。泉水最大水量比地表水最大水流时间晚约15d。1、地表水与泉水乌鲁木齐东南沟顺达煤业有限责任公司煤矿及其附近无常年地表径流，只在春季融雪与夏季降雨汇入煤矿东部沟谷中形成暂时性水流，由西南向北东方向流至界外，其余时间基本枯竭。地表发现泉眼两处（泉8、泉9）。泉8位于煤矿南界附近的第四系砂砾石中，属下降泉，流量0.15～0.71Ls，水温2～5℃。水质属HCO3SO4-CaMg型。泉9位于煤矿东界矿部附近，含水层为侏罗系西山窑组5号煤层顶板砂岩层，属基岩裂隙泉，流量0.151～0.372Ls，水质类型亦属HCO3SO4Cl-CaNaMg型，该泉已成为煤矿生活用水主要来源。2、含隔水层划分（1）松散岩类透水不含水层。遍布全矿，由第四系全新统（Q4eol+dl）松散砂砾与砂土组成，成因属洪积与残坡积物，厚度不大，一般0-16m。该层主要接受大气降水与地表暂时径流下渗补给。（2）碎屑岩类孔隙-裂隙含水层。主要由侏罗系西山窑组中的细砂岩-粗砂岩层组成，主要有4层，单层厚度一般15～30m，较稳定分布于各可采煤层之间。前人进行地质勘查工作时，曾分别在2`-1孔与3-2孔对3～5号煤层之间含水层段进行了一次最大降深混合提筒抽水试验，可知该类含水层单位涌水量0.0053ls.m～0.00169ls.m，渗透系数0.00161～0.00732，富水性较弱。该类含水层主要接受大气降水的渗入，此外，接受松散透水不含水层、采空区与火烧区积水的间接渗透补给。混合提筒抽水试验成果表表1-3-1钻孔编号含水层厚度(m)水位(m)水位埋深(m)顶板隔水层埋深(m)涌水量(ls)单位涌水量(lsm)钻孔水柱厚度(m)引用K值影响半径(m)渗透系数2`-169.862289.2832.7848.790.1330.0053221.060.0073263.700.007323-2101.542303.3319.6221.900.0890.0017265.120.0161669.000.00161(3)隔水层主要由侏罗系西山窑组各含水层之间的泥岩、炭质泥岩、粉砂岩与煤层组成。矿界内该类隔水层厚度较薄，一般不足20m，经采矿等因素加大裂隙发育程度后，隔水性能应有所降低。综上所述，煤矿直接充水含水层主要接受融雪水与大气降水补给，含水性较弱，应属水文地质条件简单的孔隙-裂隙充水矿床3、充水因素分析（1）生产矿井涌水情况乌鲁木齐东南沟顺达煤业有限责任公司煤矿现建有四号斜井与五号平洞，分别开采4号与5号煤层上山煤。四号斜井生产规模2万吨年，于2285m标高沿煤层底板向西布设运输巷道，沿2322m标高布置回风巷，开采长度640m，开采垂高37m。大部分煤层已经采空或无法继续回采。2000年夏季，由于采空区塌方引起地面塌陷与产生裂缝，暴雨贯入而引起残留煤柱自燃，采空区现已封闭。该井地下水水位标高约在2295m左右，经对该矿井未封闭的排水巷道及水仓观测，目前，该矿井采用5.5kw水泵，每天抽水4h，排水28.8m3，即可保持水仓平衡。五号平硐生产规模3万吨年。沿2274m标高向西布设运输巷道，沿2290m标高布设回风巷，采长405m，开采垂高16m，该采区上山煤现已基本采空。该井沿运输水平设有专门排水沟槽，并建有约30m3的蓄水池。据调查，该井地下水水位高于运输水平20m左右，即2295m标高。正常生产过程中，5.5kw的水泵每星期抽水3～4h，即可将池水排干。目前，该矿井停产改建，井下基本无水，无需排水。废弃的原永丰乡永新村东南沟煤矿（三号井）开采3号煤层下山煤，生产规模2万吨年。最低开采水平为2270m，东西两翼采