矿井水害调查报告

XXXXXXXXXXXXX煤矿矿井水患现状调查报告及防治水措施（二0一一年度）目录第一章矿井概况及水文地质情况………..3一、目的与任务……………3二、交通位置………………..3三、矿井水文地质条件…….5第二章矿井水害调查报告……………...9一、调查时间……………….9二、调查人员……………….9三、调查路线……………….9四、调查方式……………….9五、调查情况报告………….9六、矿井水害分析…………11七、水害类型及威胁程度…………………12八、目前需要防治的水患…………………14第三章矿井防治水措施….15第一节矿井开拓、开采所采取的安全措施………..15第二节防水煤柱的留设…………………17第三节探放水安全措施………………….23第四节地表水防治………24第五节防治水安全措施…………………26第四章存在的问题………29第一章矿井概况及水文地质情况一、目的与任务根据《煤矿安全规程》和《煤矿防治水规定》要求，进一步查清本矿区范围内的水害情况，为矿井防治水工作提供可靠的资料，为探放水设计提供科学依据，确保我矿采掘活动的安全。经矿委会研究决定组织技术人员对矿区范围内的水害情况进行一次全面细致的调整，2011年3月份通过对矿井水文地质资料的搜集、历年采空区的统计调查测绘、矿井涌水量的调查分析，相邻矿井的资料搜集，编写此报告。二、矿井概况1、交通位置：泸县关大井煤矿位于四川盆地南部的泸县县城67°方向，直距约9.3km。行政区划隶属泸县顺河镇所辖，属永荣煤田狐狸坡2号井田的一部分。主井口地理坐标：东经105°27′54″，北纬29°10′57″，直角坐标：X：3229655.68，Y：35545220.12，H：299.77m。2、井田范围矿山采矿许可证于2011年12月由四川省国土资源厅颁发，证号：C5100002011121120094563，登记面积为1.006km2，开采深度+150m～-50m，核准开采独层子、龙骨炭煤层。1-2-1编号XY编号XY13229907355452052322972835545290332298033554552643229682355455855322968835545605632295523554566873229486355455368322893535545785932284553554490010322929335544601登记面积：1.006km2开采煤层：独层子、龙骨炭开采深度+150m～-50m3、周边矿井情况区内老窑有曹市煤矿、前进煤矿，均已经关闭，老窑中均有积水，积水量一般数几吨至数十吨不等，由于老窑都在浅部开采，我矿现已开采至+9水平，对我矿影响不大。但在浅部开采或巷道掘进时有一定影响，必须采取可靠的探放水措施。4、矿井开采情况矿井为合法的独立保留矿井，矿区内主要开采双连煤层，龙骨炭煤层未开采。矿井采用走向长壁式采煤，斜井为串车提升，截止2010年12月底，关大井煤矿保有资源储量(122b)34.1万吨。矿井生产规模为6万吨年，回采率85%，储量备用系数1.3计算，可供矿山开采约5年。三、矿井水文地质情况矿区以侵蚀地形为主,沟谷横切地层走向,呈树枝状分布,均发源于背斜轴部一带。含水层为须家河组四段、二段和嘉陵江组，隔水层为须家河组五段、三段和一段。含、隔水层相间排列，各含水层在露头呈独立的补给排泄关系，相互间水力联系不密切。据矿井资料，矿井最大涌水量为40m3/d，正常涌水量为38m3/d，主要为大气降水通过浅部老窑汇集、含水层孔隙、塌陷裂隙等途径渗入矿井。矿山采取在矿巷布署排水沟经主平硐汇入地面水仓，矿井水文地质条件简单。第二章矿井水害调查报告一、调查时间：二0一一年三月二十八日二、参加调查人员：陈忠海陈焱彬刘绍学李昭平李建国三、调查路线：工业广场→前进煤矿老窑→高石塔村→曹市煤矿老窑→关大井煤矿矿风井→回到矿四、调查方式对老窑的封闭情况，井口位置、方向、深度及井下巷道和方向等进行询问、调查，走访了解记录；并对各老窑及采空区（老巷道）相对应地面进行踏查。五、调查情况一）相邻老窑情况区内小窑多为斜井开拓，少数为平硐开拓。多数采双连煤层，从1989年开始，一般是沿倾向掘进600～1000m后，再沿沿煤层走向掘进，采用后退式开采。巷道有不同程度的坑木支护，多数小窑有绞车提升设备、抽水设备，使用矿灯照明，自然通风和机械通风都有。1、前进煤矿老窑：开采双连煤层，煤厚0.6m，斜井深度200m，,顶板有垮塌现象，顶板流水，采用平硐暗斜井开采，1989年开采，产煤情况不清，2005年已关闭2、曹市煤矿：1977年7月开办，开采斜深约350米，2005年转让给长沙庙煤矿，现作为风井使用。二）老空降积水情况：本矿沿双连煤层露头线从西到东分布有近2-3个民采老窑，均属斜井，深120～130m，由于停采，坑中部有积水，坑中积水一部分来自大气降水，大部分来源于岩层地下水渗透长年累月积聚而成，其量难到估算。但我矿现已经开采至+9水平，对我矿影响不大。三）地面塌陷情况：通过对上述老窑大概开采位置和关大井煤矿采空区相对应地表进行踏查，未发现有裂缝和塌陷，但雨季时要注意加强检查。六、矿井水患分析1、水患类型造成矿井水害的水源有大气降水、地表水、地下水和老空水。其中地下水按其储水空隙特征又分为孔隙水、裂隙水和岩溶水等。本矿属水文地质条件中等的矿床，矿井水害类型主要有采空区积水、大气降水、地下水、地表水。2、突水水源与地下水导水通道1）突水水源突水水源主要为采空区积水，地下水，地表水。2）地下水导水通道本矿含煤岩系虽然富水性弱，但其内的地下水将直接进入矿坑，尤其是开采标高低于底板含水层地下水位以下时，其地下水也可能以突水的形式进入矿坑。综上可知，地下水将成为矿床主要充水因素。3、矿井水害威胁程度分析根据以上可见，本矿属水文地质条件简单，矿井受采空区（老窑）积水、地下水威胁较小，不存在老窑突水危险。七、目前矿井需防范的水患1、矿井主平硐和风井井口均高于当地的最高洪水位标高，无洪水溃入井下的水患，但在雨季强降雨时，必须注意井口后背山坡集水灌入井下，要在雨季前清挖好泄水沟。2、大气降水：大气降水主要通过顶板所存在的裂隙向巷道和采空区内渗漏，其直接充水强度和降水的强度及持续时间有密切关系。雨季时，大气降水会形成山洪水通过地面连通的线部开采的老窑老空，塌陷或崩塌的井口（井筒）直接溃入其井下，对矿井构成威胁，必须保持警惕，值班人员在降大雨或大暴雨时，必须通知井下人员撤到地面，并注意巡查主平硐、风井的井口、工业广场及附近的异常情况。第三章矿井防治水措施第一节矿井开拓、开采所采取的安全保证措施采掘工程所采取的防治水措施。1）定期收集、调查和核对相邻煤矿和废弃的老窑情况，并在井上、下对照图上标出其位置、开采范围、开采年限、积水情况等。2）针对主要含水层（段）建立地下水动态观测系统，进行地下水动态观测、水害预报，并制定相应的“探、防、堵、截、排”综合防治措施。3）井巷在掘进过程中必须有掘必探、先探后掘，掌握前方水文情况，若发现有水患时，应及时采取措施，待确定安全后再向前掘进，并将出水点位置标于井上下对照图或采掘工程图上。井巷揭露的主要出水点或地段，必须进行水温、水量、水质等地下水动态和松散含水层涌水含砂量综合观测和分析，防止滞后突水。4）在采掘工作面或其它地点发现有挂红、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。5）井下和地面排水设施保证完好，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。6）应加强对地面小窑、老窑的调查并标注在实测的采掘工程图中，划定其探放水红线，在接近探放水线时，必须采取探放水措施。7）必须先查清矿区及其附近地面水流系统的汇水、渗漏情况，掌握当地历年降水量和最高洪水水位数据，建立疏水、防水和排水系统。8）工业场地为避免大雨冲毁场地，提前清理排水沟。9）鉴于井口地表水体有可能溃入井下，因此，应遵守下列规定：①严禁开采煤层露头线的防水煤柱。②容易积水的地点应修筑沟渠排泄积水。修筑沟渠时，应避开露头、裂隙和导水岩层，特别是低洼地点不能修筑沟渠排水时，应填平压实，防止积水进入井下。③排到地面的矿井水，必须妥善处理，避免再次渗入井下。④对漏水的排洪沟，应及时堵漏，地面裂缝和塌陷必须填塞，填塞工作必须有安全措施，防止人员陷入塌陷坑内。10）凡掘进巷道顺层布置在最低侵蚀基准面以下的含水层（特别是强含水层）之中，或穿层掘过含水层（特别是强含水层）时，必须采取“先探后掘、有掘必探”的防治水措施。11）要加强水文地质预测预报工作，提前预测和查清采掘工作面前方“断层、裂隙、陷落柱等构造导水性”的基本情况，以便提前采取针对性的防治水措施。第二节防水煤（岩）柱留设1、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不很清楚，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，断层的含水性及与含水层的水力联系也有待进一步查明，因此防水煤（岩）柱的留设尤为重要，设计的防水煤（岩）柱主要有以下几种：1）煤层露头防水及冲沟防水煤岩柱2）井田技术边界防水煤（岩）柱3）相邻水平(采区)防水煤(岩)柱的留设4）水淹区或老窑积水区防水煤（岩）柱5）断层防水煤(岩)柱防水煤（岩）柱的留设原则：1）在有突水威胁但又不宜疏放或注浆堵水（疏放或注浆很不经济时）的地区采掘时，必须留设防水煤（岩）柱。2）防水煤柱一般不能再利用，故要在安全可靠的基础上把煤柱的宽度或高度降低到最低限度，以提高资源利用率。为了多采煤炭，充分利用资源，也可以用采后充填，疏水降压、改造含水层（充填岩溶裂隙）等方法，消除突水威胁，创造少留煤柱的条件。3）留设防水煤（岩）柱必须与矿井的地质构造、水文地质条件、煤层赋存条件、围岩的物理力学特性、煤层的组合结构方式等自然因素密切结合，还要与采煤方法、开采强度、支护方式等人为因素相适应。4）一个井田或一个水文地质单元的防水煤（岩）柱应该在它的总体开采设计中确定。即开采方式和井巷布局必须与各种煤柱的留设相适应，否则会给以后煤柱的留设造成极大的困难，甚至无法留设。5）对防水煤（岩）柱的维护要特别严格，因为煤（岩）柱任何一处被破坏，必将造成整个煤（岩）柱无效。防水煤（岩）柱一经留设即不得破坏，巷道必须穿过煤柱时，必须采取加固巷道、修建防水闸门和其它防水措施，保护煤（岩）柱的完整性。7）留设防水煤在（岩）柱需要的数据必须在本地区取得。邻区或外地的数据只能参考，如果需要采用，应适当加大安全系数。8）防水岩柱中必须有一定厚度的粘土质隔水层或裂隙不发育、含水层极弱的岩层，否则防水岩柱将无隔水作用。2．防水煤柱的留设宽度计算(1)煤层露头防水及冲沟防水煤岩柱的计算方法与计算结果该矿井的D煤层部分出露地表，以及部分冲沟距离煤层较近，应防止地表水和风化基岩水渗入井下，根据“三下开采规程”的规定留设防水煤柱。按“三下开采规程”水体类型的规定，该矿井水体采动等级属I级，设计采用下列公式计算防水煤柱高度：Hsh≥Hli+Hb+Hbili式中：Hsh－防水煤柱高度，m；Hli－导水裂隙带高度，m；Hb－保护层厚度，m；Hbili－地表裂缝深度，m。式中：—煤层累计采厚，m；开采D煤层时：＝35.8m。保护层厚度，根据地质资料按松散层厚度小于累计采厚考虑，Hb=5开采D煤层时：＝8.3m地表裂缝深度Hbili，因本区无实测资料，根据“三下开采规程”附表6-7(部分煤矿地表裂缝深度实测资料)，取其中数据平均值的1.1倍(考虑到大部分地段无第四系覆盖层)，即Hbili=4.8(m)。则：煤层露头防水及冲沟防水煤岩柱分别为：C6煤层：35.8+8.3+4.8＝48.9m需要指出的是，由于地质条件的不确定性，设计与实际情况难以完全吻合。生产时应加强“三带”观测，积累经验，必要时调整安全煤柱，以使安全煤柱符合安全、经济的原则。(2)井田边界煤(岩)柱的留设该矿井水文地质属中等类型,可用下面公式计算；但煤柱宽度不得小于20m。L=M×A×M煤层厚度或采高,m；p隔水层所承受的水压,Mpa；Kp煤的抗张强度,Mpa；A安全系数,一般2—5，该矿取3；开采D煤层时：L=1.66×3×＝31.5m(3)相邻水平(采区)防水煤(岩)柱的留设当相邻水平(采区)需防水煤(岩)柱隔离时,其留设方法与“井田边界煤(岩)柱的留设”相同,但安全系数一般取1～2.5，但不小于10m。L=M×A×＝1.66×2.5×＝26.2m(4)水淹区或老窑积水区防水煤柱的留设在水淹区或老窑积水区下掘进时，巷道与水体之间的最小距离不得小于巷道高度的10倍。根据巷道断面，该矿取22m。在水淹区或老窑积水区下同煤层中进行开采时，先查明积水区边界，然后用“井田边界煤(岩)柱的留设”公式进行计算。故本矿井在水淹区(小窑积水区)下同一煤层中进行开采时隔离煤柱按以上方法计算结果为煤(岩)柱留设21.5m。在水淹区(小窑积水区)下的煤层中进行开采时,防水煤(岩)柱尺寸不得小于导水裂隙带最大高度与保护带厚度之和。根据本矿井条件:开采D煤层时,煤(岩)柱分别留设37.9m。(5)断层防水煤(岩)柱的留设断层破坏了岩层的完整性,在没有掌握断层各区段的导水性时,应把整个断层作为导水断层对待。断层防水煤柱不得小于20m。第三节探放水安全措施1）探水前应加固探水工作区支架，背好帮顶，以免压力水冲垮煤壁和支架；2）清理巷道，保证安全撤退路线畅通无阻；3）保证水沟畅通，并有适当的坡度和断面，水仓和排水设备要有足够的容量和能力。4）探水地点要安装电话，与所有可能受水威胁的工作地点连通，并事先制定好撤退路线，以防止意外事故的发生；5）探水巷道应加强出水征兆的观测，一旦发现异常应立即停止工作，及时处理。情况紧急时必须立即发出警报，撤出所有受水威胁地区的人员；6）钻孔接近采空区，预计可能有瓦斯或其他有害气体涌出时，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。如果瓦斯或其他有害气体超过《井下探放水技术规范》（MT/T632-1996）有关条文规定时，必须立即停止打钻，切断电源，撤出人员，并报告矿调度室，采取措施，进行处理。7）探水的上山、下山及平巷，中间不得有低洼积水段；8）探水巷必须在探水钻孔有效控制范围内掘进，探水巷的超前距离、帮距及孔间距应符合设计要求。每次探水后，掘进前，应在起点处设置标志，并建立挂牌制度；9）巷道支护应牢固，顶、帮背实，无高吊棚脚，倾斜巷有撑杆，使巷道有较强的抗水抗水流冲击能力；10）上山探水时，一般应双巷掘进。其中一条超前探水、汇水，另一条随后用来安全撤人。双巷间每隔30—50m掘一联络巷并设挡水半墙；11）放水工作应尽量避免在雨季进行；12）探放水人员必须按照批准的设计施工，未经审批单位允许，不得擅自改变设计。其它安全措施1．巷道穿越断层时，应采取有效支护和防治水措施，避免断层出水或滞后出水。2．应根据新的勘探资料和该矿井建设期间对水文地质条件的进一步认识，及时调整防治水方案。3．制定避灾路线，当井下发生突水事故时人员可按避灾路线安全撤离。第四节地表水防治1．地表水系因矿区开采标高大部分高于地表水水位以下，小溪距矿区较近，断裂是地表水下渗导流的主要通道，雨季地表水渗入是主要影响因素。2．防洪标准根据《煤炭工业小型矿井设计规范》，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。3．地表水防治措施1）每年雨季前必须对防治水工作进行全面检查。雨季受水威胁的矿井，应制定雨季防治水措施，并应组织抢险队伍，储备足够的防洪抢险物资。2）必须查清矿区及其附近地面水流系统的汇水、渗漏情况，疏水能力和有关水利工程情况，掌握当地历年降水量和最高洪水位资料，建立疏水、防水和排水系统。3）井口附近或塌陷区内外的地表水体可能溃入井下时，必须采取措施，并遵守下列规定：eq\o\ac(○,1)严禁开