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金宏矿井中长期防治水规划

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金宏矿井中长期防治水规划河南金宏煤业有限公司 矿井中长期防水规划 河南金宏煤业有限公司 2011年10月 前      言 水害是煤矿重大灾害之一,在煤矿生产建设过程中,经常会遇到水的威胁。水害轻者会增加煤矿企业负担,影响经济效益;重者会直接危害职工生命安全和给国家财产造成损失。为贯彻执行《矿井水文地质规程》,做好矿井水文地质工作,掌握水文地质规律,研究和解决矿井生产建设的水文地质工作问题,从而有效地防止水害事故的发生,和切实搞好矿井水害防治工作,彻底杜绝水害事故,实现安全开采,确保安全生产顺利进行,因此,制定出合理的矿井中长期防治水规划,是消除矿...
金宏矿井中长期防治水规划
河南金宏煤业有限公司 矿井中长期防水规划 河南金宏煤业有限公司 2011年10月 前      言 水害是煤矿重大灾害之一,在煤矿生产建设过程中,经常会遇到水的威胁。水害轻者会增加煤矿企业负担,影响经济效益;重者会直接危害职工生命安全和给国家财产造成损失。为贯彻执行《矿井水文地质规程》,做好矿井水文地质工作,掌握水文地质规律,研究和解决矿井生产建设的水文地质工作问题,从而有效地防止水害事故的发生,和切实搞好矿井水害防治工作,彻底杜绝水害事故,实现安全开采,确保安全生产顺利进行,因此,制定出合理的矿井中长期防治水规划,是消除矿井水害隐患,有效遏制煤矿水害事故发生,保障煤矿安全生产和职工生命安全,降低吨煤成本、合理开发煤炭资源尤其重要,为确保矿井安全生产,有效预防水灾的发生,在认真总结过去矿井防治水经验教训和对矿井水文条件认识的基础上,本着技术可行、经验合理的原则,结合矿井生产地区安排,编制矿井中长期防治水规划。 矿井防治水规划的目标与任务:坚持合理疏放,疏堵结合,确保矿井安全正常生产,为矿井改扩建创造良好基础。 1. 矿井概况 1.1 自然地理 河南金宏煤业有限公司(原荥阳市贾峪镇王村胜利煤矿,以下简称金宏煤业)。矿井位于荥阳市东南,距荥阳市20km,属荥阳市贾峪镇南王村境内 ,地理座标东经113°23′41″~113°24′43″,北纬34°39′25″~34°39′52″。 金宏煤业位于郑州市西南约40km处 , 西北距荥阳市20km,连霍高速公路及310国道从其北部通过。矿区附近现有若干条乡村公路可与外部公路网相通,交通便利。(见图 交通位置示意图)。 金宏煤业井田东西长约1380m,南北宽约310m,矿区面积0.4234km2,由10个拐点坐标连接而成,现开采二1煤层,开采深度-25m~-100m,设计生产能力21万吨/年。 1.2  自然地理 1.2.1 地形地貌 本矿区为低山丘陵区, 区内地势为西南、东北低, 中部高, 最高海拔标高为+234.8Om, 最低海拔标高为+198.20m, 相对高差36.60m。 区内小型冲沟较发育。 1.2.2 水系 本区为淮河水系,区内无常年性河流,地面冲沟几乎常年干枯,唯雨季时有短时水流,雨后即干。 1.2.3 气象与地震 本区属于暧温带大陆型半干燥季风气候, 夏季炎热多雨,冬季寒冷干燥, 年平均降水量562.9mm, 降水多集中于每年的6~8月份, 约占全年降雨量的50%, 年平均蒸发量为1669mm。据资料记载:最高气温为 43℃, 最低气温为 –16.5℃, 年平均气温 14.5℃。每年的 11 月份开始降雪, 最大积雪厚度为20cm, 最大冻土深度为 22cm。 2~10 月以东风、东北风为主,11 月份至来年元月份盛行西北风, 一般风速为 3m/s, 最大可达 18m/s。本区地震烈度为六级。 1.3  矿井开采现状 矿井始建于2003年3月,原设计生产能力6万吨/年,主采二迭系山西组二1煤层。 2006年资源整合中被列为单独保留矿井,进行扩能技术改造,设计生产能力21万吨/年,服务年限7.96年。矿井开拓方式为立井单水平开拓方式,通风方式为中央并列式,通风方法为机械抽出式。2006年8月12日荥阳市煤炭管理局批准开工。技术改造施工基本完成,2008年6月通过了荥阳市煤炭局的验收并获批准试运转,9月份政策性停产至今。 2010年9月份进行了煤炭企业兼并重组,省煤层气公司控股51%,荥阳市弘达商贸有限公司持股49%,更名为河南金宏煤业有限公司。10月3日省煤层气公司郑州分公司接管,派驻了“五职”矿长、管理和专业技术人员。 建立健全了各级领导、各部门和各工种安全生产责任制,修编了各工种安全技术操作规程,制定了各项安全生产#管理#,编制了《金宏煤业灾害预防与处理计划》、《金宏煤业生产安全事故及突发事件应急救援预案》、《金宏煤业经济技术论证报告》、《金宏煤业防突》、《金宏煤业复工方案》及《金宏煤业复工补充方案》等。 8月31日省公司以豫煤层气(2011)354号文批复我矿为复工矿井,2011年9月份开始进行地面隐患整改。 1.4  水源、电源 1.4.1 水源 现矿井供水水源取自井下,涌水量200m3/d ,供生产生活用水。 1.4.2 电源 矿井电源现有双回路电源一回路来自贾峪110kV变电站26板,采用10kV架空线路供电,LGJ-185型钢芯铝绞线,供电距离3.5km;另一回路来自邵寨35kV变电站7板,采用10kV架空线路供电,LGJ-185型钢芯铝绞线,供电距离3.8km。 2.  地质特征 本区位于荥密背斜北翼东段,地层主要为奥陶系、石炭系、二叠系、三叠系及第三、四系, 矿区构造较复杂, 无岩浆活动。 2.1  地层 本区为低缓丘陵地形,基岩被第三、四系所覆盖,据钻孔揭露资料, 地层由老至新为:奥陶系马家沟组(02m),石炭系中统本溪组(C2),上统太原组(C3t),二叠系下统山西组(P1sh),三叠系下统刘家沟组(T1L)及第三、四系(Q+R),现分述如下: 1) 马家沟组(02m) 为浅灰色~灰色厚层状石灰岩,隐晶质结构,局部夹泥质灰岩、泥岩。 上部具溶蚀现象及缝合线,下部含白云质。区内最大揭露厚度为50.35m。 2) 本溪组 为深浅灰色铝土质泥岩及铝土岩组成,具倾状及豆状结构。含大量黄铁矿结核及团块,厚10.69m。与下伏地层呈平行不整合接触。 3) 太原组(C3t)9、 由灰色~深灰色厚层状石灰岩、泥岩、砂质泥岩、砂岩及煤层组成。厚67.83~79.02m,平均72.77m,依据岩性组合特征可分为上、中、下三段。 下部灰岩段 自太原组底至L4石灰岩顶,由石灰岩(L1、L2、L3、L4)、煤层(一1、一2、一3、一4)及泥岩、砂质泥岩组成。其中一1煤层为可采煤层。本段厚14.56~19.36m, 平均 17.12m。 中部砂泥岩段 自L4石灰岩顶至L7石灰岩底,由深灰色,灰黑色泥岩、砂质泥岩、细粒砂岩组成。间夹1~2层石灰岩,含一5、一6 煤层 , 均不可采。本段厚 26.48~34.27m, 平均 29.87m。 上部灰岩段 自L7石灰岩顶至太原组顶,由灰色、深灰色石灰岩、泥岩、砂质泥岩等组成。本段厚23.92~48.03m,平均25.78m。 4) 山西组 (PIsh) 由于滑动构造作用,造成本区仅保留了山西组下部的二 1 煤层段地层。厚11.33~19.75m,平均15.13m, 由灰色、深灰色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、细粒砂岩及煤层组成。具水平纹理,脉状、微波状层理。二1煤层位于本段顶部,为全区普遍可采煤层。 5) 石千峰组 (Phh) 由于滑动构造作用,本区缺失了石千峰下部地层。其岩性主要为灰色、灰绿色砂岩、粉砂岩及紫红色、灰绿色具紫斑泥岩、砂质泥岩组成。厚度大于196.10m。 6) 刘家沟组 (T1L) 本区仅保留了本组下部地层。厚 0~11.16m, 由紫红色细中粒砂岩、暗紫色砂质泥岩组成 , 含钙质结核。与下伏地层呈整合接触。 7) 第三、四系 (Q+R) 下部为灰黄色、灰绿色粘土、砂质粘土及粉砂、细砂组成。局部可见褐色斑块及钙质条带,微固或半固结状。上部为浅灰色粘土层,含大量钙质结构。厚85.50~127.50m,平均104.26m,与下伏地层呈角度不整合接触。 2.2  地质构造 金宏煤业位于荥密背斜北翼东段、徐庄滑动构造东端。徐庄滑动构造位于二 1 煤层之上,为低角度正断层,在其上、下形成了截然不同、互不协调的两个构造层。二1煤层及其以下地层为一宽缓的向斜构造,轴部位于矿区中部,轴向N20°E,其西北翼地层走向为310°左右,倾向40°左右,倾角 16°;东南翼地层走向90°左右,倾向0°左右,平均倾角16°。且在矿区东侧发育断层1条 (F31)。二1煤层以上地层为走向900~120°、倾向180°~210°的单斜构造,其倾角较大,一般300 左右。因此,本区构造复杂程度为二类。 1) 徐庄滑动构造 (F26-1) 为本区的主体结构,为一低角度正断层,区域上延伸方向为近东西向,延伸长度大于 10km,在本矿范围内13101、13103、13202、13208 等钻孔均揭露该构造,上盘为P2sh~T1L地层,下盘则为C2b~P1sh地层,缺失的地层 1000 余米。滑动构造带发育,厚约 20m, 断层带由断层角砾岩、碎裂岩和断层泥岩组成,岩性复杂,包括山西组~刘家沟组中的各种岩性,角砾大小不等,形态各异分选极差,受挤压而重新胶结。 2) 李新寨断层 (F31 ) 位于矿区东侧,延伸长度大于 3km, 断层产状为 630, 倾向 3330, 倾角约700, 东南盘上升、西北盘下降,落差10~20m。该断层在区域上控制程度较高,区内无工程点控制。 3.  煤层及煤质 3.1 煤层 本区含煤地层为石炭~二叠系,地层总厚 87.90m, 含煤7层,煤层总厚10.06m,区内二1煤层全区可采,一 1 煤层大部可采,现将本矿主采煤层—二 1 煤,简述如下: 二1煤层: 位于山西组下部,下距一1 煤层80m左右,距O2m 石灰岩约90m左右,二1煤层厚3.80~8.37m, 平均 5.83m, 煤厚变化差为 1.23,变异系数为21.0%,为较稳定的中厚~厚煤层。煤层结构简单,不含夹矸,煤层顶板为 F26-1 破碎带,底板为黑色泥岩或炭质泥岩。 3.2 煤质 1) 煤的物理性质 二 1 煤为黑色粉状,偶见片状、块状。煤的原生结构遭破坏,呈挤压、揉搓结构特征,煤的强度低, 滑而发育。煤的视密度为1.46t/m3, 真密度为1.67t/m3 。 2) 煤的化学性质和工艺性能 灰分 二1 煤原煤灰分(Ad )为 10.73~43.43%, 平均为 12.08%, 属低灰分煤。 硫分 二 1 煤原煤全硫含量 (St,d) 为 0.43%, 属特低硫煤。 煤的元素组成 二 1 煤浮煤有机元素以碳元素 (CdaO 为主 , 占 93.43%, 氢元素含量(Hdaf) 为 2.67%, 氮含量 (Ndaf) 占 1.03%, 氧、硫之和 [(O+S)dsf] 为 2.95% 。 煤灰成分及其工业区熔融性 据结果,该矿回采的二 1 煤原煤灰分以硅、铝化物为主,分别占37.41%和29.41%, 次为钙、硫、铁氧化物 , 因此 , 其煤灰软化温度 (ST) 大于 1400℃, 属高熔灰分煤。  发热量 二1煤层原煤恒容高位发热量(Qg,vd)为 29.83MJ/kg ,Qgr,v,daf 为 34.92MJ/kg, 为中高发热量煤。 煤中微量元素 据测定,二 1 煤层微量元素镓(Ga)、锗(Ge)、铀(U)的含量分别为 75ppm、0.7ppm、2.8ppm,均未达到工业品位要求。 3.3  煤类及工业用途简述 区内二 1 煤的浮煤挥发分(Vdaf )为7.62%, 煤中氢元素含量为 2.67%, 依据《中国煤炭分类标准》〈 GB571586〉, 二 1 煤应为无烟煤二号。 由前述可知 , 区内二 1 煤为低灰、特低硫、高熔灰分、中高发热量之粉状无烟煤二号,因此主要作为动力用煤,也作为高炉喷吹和悬浮床气化用煤, 同时,也是上好的民用燃料。 4.  矿井水文地质条件 4.1 水文地质 4.1.1 主要含水层 1) 第四系砂砾石含水层 即发育于第四系地层底部的砂砾石 ( 或流砂)及粘土夹砾石含水层,厚度一般 5.76~59.76m, 胶结疏松,渗透性强,含孔隙潜水,水源主要接受降水补给,其水位、水量具有明显的季节性动态特征 , 导、富水性较好 ,但不够均一。区内民用井多建于该含水层中,单位涌水量为 0.5~51.6L/s·m, 水质良好。 2) 二 1 煤顶板砂岩含水层 系指二 1 煤层以上 60m 范围内所发育的细中粒砂岩和断层角砾岩 , 厚7.20~47.05m, 平均厚度约 35m, 其岩石裂隙较发育 , 但多为方解石脉所充填。据以往资料,钻孔单位涌水量为 O.018~0.027 L/s·m,渗透系数为0.017~0.048m3/d,水质为 HC03-Na 型水,矿化度为 0.29g/L 表明该含水层富水性弱,水源补给、迳流条件差, 为二1 煤层顶板直接充水含水层。 3) 二 1 煤层底板灰岩含水层 即太原组上部灰岩段,主要由 L7~L9灰岩组成,厚度 10.41~17.20m, 层位稳定,裂隙发育,但多被方解石脉所充填,地下水运动滞缓,含水层透水性弱,富水性弱。 4.1.2  主要隔水层 1) 二叠系中上部砂泥质岩段隔水层 自二 1 煤层上 60m 至基岩面 , 为二叠系中上部地层 , 主要由砂泥质碎屑岩组成,厚度101.44~174.50m,岩性致密,裂隙不发育,透水性差,隔水性强,对阻隔上部第四系与下部基岩含水层间的水力联系起到良好的作用。 2) 二1煤层底板隔水层 位于二 1 煤层至 L9 灰岩顶之间 , 由泥岩、砂质泥岩组成 , 厚度 5.05~19.91m,平均10.85m,岩溶裂隙发育 , 但均被方解石脉所充填 , 透水性弱,隔水性能良好。周邻生产矿井未发生过底板突水现象。 4.1.3  矿床充水因素分析 1) 生产矿井水文地质概况 周邻开采二1煤层的生产矿井涌水量均较小 , 充水方式主要以顶板淋水为主 , 矿井正常涌水量为 0.5~30m3/d, 最大为 70m3/d, 开采水平介于 +128 ~+50m 之间,开采深度一般小于200m, 均未发生过突水现象。 2) 矿床充水因素分析 第四系潜水 区内为丘陵地貌,冲沟发育,地面坡度大,不利于降水对地下水的渗入补给。王村河从矿区东部穿过,为一季节性水流,洪汛期对沿岸第四系含水层有短暂补给,因第四系含水层距二 1 煤层较远,故一般对开采二 1 煤影响不大,但在浅部 ,当煤层顶板冒落裂隙带与之沟通时,对二 1 煤层开采会有明显影响。生产中应予以重视,并留设足够的防水煤柱 , 以免发生突水,溃砂等事故。 二 1 煤层顶板砂岩裂隙水 生产回采中, 二 1 煤层顶板产生冒落裂隙,其间的砂岩裂隙水将首先充入矿坑,构成矿井的主要充水水源。由于砂岩裂隙多被方解石所充填,其补给迳流条件差,富水性弱,生产中易于疏排。 二 1 煤层底板灰岩岩溶裂隙承压水 二 1 煤层底板灰岩含水量的单层厚度小,出露和补给条件差,且灰岩岩溶裂隙多被方解石脉充填,其富水性较弱,加之与二 1 煤层之间有连续的隔水层发育,一般不会对矿坑产生充水。仅在层间距变小、受断裂构造影响、深部开采时静水压力和矿山压力增大的特殊条件下,则有可能引起底板突水。 断层对矿床充水的影响 本矿东部边界为一走向北东、倾向北西 , 落差25m左右的正断层,即李新寨断层(F31),使区内二 1 煤层与断层下盘的太原组上段地层相对接,由于断裂作用, 破坏了地层的连续性构成地下水运移、赋存的富水空间和通道,使侧向迳流的地下水在断层带及其附近形成相对富水的强迳流带,故在采掘工程接近断层时,应打超前钻孔放水,并留足边界煤柱,避免盲目揭露断层,造成不应有的突水事故。 4.1.4  矿床水文地质类型 本区为丘陵地貌 , 地表冲沟发育 , 煤系地层隐伏于第四系地层之下 , 地质构造较简单。二 1 煤顶板直接充水含水层裂隙承压水为矿井主要充水水源 , 钻孔单位涌水量为 0.018~0.027L/s·m, 渗透系数为 0.017~0.048m3/d , 生产矿井计算最大涌水量为 130m3/h, 依据煤炭资源地质勘探规范将本矿矿床水文地质类型划归为二类一型 , 即以顶板裂隙水充水为主的水文地质条件简单的矿床类型。 4.1.5  矿井涌水量预算 据前述,本矿水文地质条件简单,矿区充水主要以二 1 煤层顶板直接充水含水层充水为主。该含水层水源补给条件差,富水性弱,矿区内构造简单,范围小,水文地质条件与南邻王村煤矿相似 , 故矿井涌水预算拟采用比拟法进行。 根据周邻生产矿井调查资料,雨季矿井涌水量较平时一般增加 50~ 60%, 本矿处于中深部,受大气降水及第四系潜水影响较浅部矿井小 , 故本矿预算取50%, 则矿井涌水量最大时 Qmax=124.4m3/h。 经计算本矿井正常涌水量 70m3/h, 最大涌水量 130m3/h。 4.2  矿区工程地质条件 4.2.1  生产矿井顶、底板工程地质概况 据周邻生产矿井资料 , 二1煤层直接顶板由断层角砾岩和泥岩、砂质泥岩及粉细粒砂岩组成, 放顶后冒落高度一般 3~4m, 最大为 12m, 开采期间仅发生过一次冒顶, 冒高约3m, 垮落面积约10m2, 顶板较易管理。底板岩性多为砂质泥岩, 开采期间从未发生过底鼓变形等不良工程地质现象, 易于维护和管理。 4.2.2  二 1 煤层顶、底板工程地质条件 据以往勘探资料 , 仅在 13103 孔揭见 0.30m 炭质泥岩伪顶 , 回采中随采随落 , 直接顶板均为断层角砾岩 , 厚度为 2.59~34.07m 不等 , 角砾成份复杂 , 泥质再生胶结 , 角砾岩上部为泥岩或砂质泥岩,老顶仅在 13103 孔见 0.86m炭质泥岩。直接底板为泥岩、粉细粒砂岩均有发育 , 生产中可能出现泥化 变形、支柱滑沉等不良工程地质现象 , 工程地质条件不良 , 故生产中应加强底板的观察、维护与管理工作。 4.3  环境地质 4.3.1 煤层瓦斯 本矿区煤层埋深在 200~320m 之间 , 矿区东部为开放性的李新寨断层〈 F31〉,据以往勘探取样测试 , 在 251.92~317.80m取样范围内,煤层瓦斯成分中,甲烷成分占31.90~97.79%,甲烷含量变化较大,为0.67~25.84m3/t 。结合计河井田勘探资料 , 本矿区二 1 煤层瓦斯含量大致有由浅至深、从东至西逐渐变大的变化趋势。煤层瓦斯风化带分布于矿区东部 , 风化带宽度0~150m, 矿区西部则均为瓦斯沼气带。 由上述生产矿井瓦斯情况和矿区煤层瓦斯赋存特征可知 , 以 13103孔为界,矿区东部煤层瓦斯含量相对较低,尤其是浅部,多为煤层瓦斯风化带,有利于煤炭资源的开发,其深部含量可达 15~20m3/t 。 由此可知,本区除局部瓦斯含量较低外,煤层瓦斯含量多在10m3/t左右,矿井瓦斯涌出量相对较高 , 虽然金宏煤业2004年矿井瓦斯鉴定相对瓦斯涌出量2.16 m3/t, 绝对瓦斯涌出量1.54 m3/min,根据2004年荥阳市煤炭局下发的矿井瓦斯鉴定文件,煤炭局定性属于煤与瓦斯突出矿井,因此,矿区开采应采取“四位一体”的防突措施 , 防患于未然。 4.3.2  煤尘爆炸危险性 据计河井田勘探测试资料,二 1 煤煤尘爆炸性试验 , 火焰长度为零,加岩粉量为零,为无煤尘爆炸危险性。据国家安全生产洛阳矿山机械测检验中心2007年12月鉴定结果:抑制煤尘最低岩粉量为0 , 属无煤尘爆炸危险性煤层。 4.3.3  二 1 煤的自然倾向性 据国家安全生产洛阳矿山机械测检验中心2007年12月鉴定结果,本矿二 1 煤为三类不易自燃煤层。 4.3.4  地温 矿井地温梯度平均为1.54~4.25℃/100m,属地温正常区。 5.  防治水机构 5.1 组织机构 为有效遏制水害事故发生,保障煤矿安全生产和职工生命安全,特成立防治水领导机构: 组  长:矿  长 副组长:总工程师  技术副总 成  员:调度室主任  生产技术科科长  安检科科长  机电科科长    防突科科长  通风科科长      企管科科长  5.2  矿井涌水量及主排水设备效验 5.2.1 矿井正常涌水量70m3/h左右,最大涌水量130m3/h以上,目前矿井现有涌水量20m3/h左右,安装两台MDM155-65×6G型多级离心泵,单台水泵排水量为155m3/h,两台D85-46×9型多级离心泵,单台水泵排水量为80m3/h,达到“三备一用一检修”的要求。 Q泵=20×450m3/h=9000m3 Q涌=130m3/h×24=3120m3 Q泵>Q涌 可以满足矿井排水需要。 5.2.2 水仓容量校正 水仓容积: =100m×7.5m2 =750m3 Q涌=20m3/h×8=160m3 矿井8小时正常涌水量小于水仓容积,水仓满足安全生产需要。 5.2.3 做好水文观测与矿井地质工作 1) 水文观测工作 收集地面气象,降水量与河流水文资料,查明洪水泛滥对矿区,工业广场的影响程度。 进一步查实勘探资料,查明矿井水来源。 观测并记录好井下涌水量的均衡性。 2) 矿井地质工作 结合钻孔柱状图及掌握各地层的层位和厚度,以及各地层的透水性和含水性。 掌握断层产状、含水性及导水性。 了解含水层与隔水层的位置、厚度、岩性。 掌握矿井出水点及涌水量。 了解矿井地下水水压和富水区域位置。 必须保留足够的边界煤柱、断层煤柱。 5.3  排水设施 水泵:矿井备有工作、备用和检修四台水泵,其中工作水泵的能力,能在20小时内排出矿井24小时的正常涌水量,备用水泵的能力大于工作水泵能力的70%,检修水泵的能力大于工作水泵能力的25%。 水管:有工作和备用水管,其中工作水管的排水能力能配工作水泵在20小时内排出矿井24小时的最大涌水量。 主泵房内有两个安全出口,设置有容易关闭的防水密闭门。 配备双回路电源,配电设备能够同时开动工作和备用的水泵。 水仓:有主水仓和副水仓,主水仓有效容量能容纳8小时的正常涌水量。 由机电组负责,对所有排水设备进行全面检修一遍,安排专人对大巷水沟及水仓进行清挖疏通,确保涌水顺利排出。 采区辅助水仓能够满足该工作面排放水的要求,水泵排水能力应能满足该地点涌水量的需要,且不得少于同型号水泵2台的要求,排水管道要求一备一用。 5.4  12采区防治水规划 矿井采用立井单水平上山开拓,开拓水平为-116m,开采二1煤层。2011年主要进行地面隐患整改. 12采区具体地质情况如下: 二1煤层直接顶板由断层角砾岩和泥岩、砂质泥岩及粉细粒砂岩组成, 放顶后冒落高度一般 3~4m, 最大为 12m, 开采期间仅发生过一次冒顶, 冒高约3m, 垮落面积约10m2, 顶板较易管理。底板岩性多为砂质泥岩, 开采期间从未发生过底鼓变形等不良工程地质现象, 易于维护和管理。 煤层顶板有0.30m 炭质泥岩伪顶 , 回采中随采随落 , 直接顶板均为断层角砾岩 , 厚度为 2.59~34.07m 不等 , 角砾成份复杂 , 泥质再生胶结 , 角砾岩上部为泥岩或砂质泥岩,老顶仅在 13103 孔见 0.86m炭质泥岩。直接底板为泥岩、粉细粒砂岩均有发育 , 生产中可能出现泥化 变形、支柱滑沉等不良工程地质现象 , 工程地质条件不良 , 故生产中应加强底板的观察、维护与管理工作。 12采区工作面2012年计划开拓进尺1920米,探水进尺计划5000米。2013年开拓进尺1920米,计划探水进尺5000米。2014年开拓进尺1920米,计划探水进尺5000米。2015年开拓进尺1510米,计划探水进尺3500米。2016年开拓进尺1200米,计划探水进尺3000米。 矿井防治水设备购置计划:2012年计划购置直流电法物探仪1台,探水钻2台。2013~2015年计划购置增加排水设备,更换井下水泵4台,采区水仓计划进尺100米,提高矿井抗灾能力。 6、 矿井防治水管理措施 6.1 地面防治水 1) 了解地面气象、降水量与河流水文资料,查明洪水泛滥对矿区、工业广场的影响程度。 2) 查明大气降水、地表沟渠、地面塌陷坑积水渗漏、走向开拓长度,采空区面积与矿井涌水量,各含水层水位的相关关系。 3) 矿井每月定期开展水害隐患排查,查出的水害隐患要落实责任,采取切实可行的防治措施。 4) 水害防治工程应编制设计、施工方案及安全措施,工程结束后及时进行验收总结。 5) 汛期坚持巡查制度,安排专人定点定时巡查防洪堤、泄洪渠等,巡查人员必须坚守岗位,严格执行巡查办法各项规定。 6.2  井下防治水 1) 坚持“预测预报,有疑必探,先探后掘,先治后采”的原则,成立专职探放水领导机构。 2) 加强对全体矿工的安全知识培训,熟练掌握透水征兆,熟悉各种避灾路线。加强对煤层底板水的探测,做到“探、防、堵、疏、排”的原则。 3) 引进先进的探水探测仪器,对底板、断层水进行探测。 4) 加强对富水区的底板进行注浆加固。 5) 加强排水设备的日常检修,确保排水设备工作及备用比例,达到规程要求,水仓及时清挖。 6) 建立建全矿井水文动态观测制度,做到早发现、早预防。 7) 采取一切手段搜集和调查矿井范围内老空、老窑和生活小井的开采层位、范围、积水情况,并提出防范措施。 8) 对水压大有突水威胁的采掘地段必须进行疏水降压或超前预注浆加固底板,由带压开采变为减压开采或堵载水源,加固底板隔水层,营造帷幕,人工改变地下水的水文地质条件,达到安全生产的目的。 9) 对矿井含水层与隔水层、积水区数量、位置、厚度、岩性等,准确无误及时地填绘到图纸上。 10) 建立水害预测预报制度,掌握矿井和相邻矿井水害隐患并建立档案,做好各类防治水台帐。 6.2.1 探放水原则 为认真贯彻执行《煤矿防治水工作条例》,我矿在井下防水方面专门成了一支探放水队伍,该队伍受矿总工程师陈国旗同志主管,具体实施工作由技术科负责,下设有地测、机电、安全等科室人员组成的探放水队伍主干成员,且又从各掘进队各抽五名年轻力壮、工作经验丰富的工人组成的探放水队伍。 日常井下探放水具体落实工作由技术科负责,负责管好探放水日报、班报表及探放水台帐。探放水日报、班报及探放水台帐,由矿总工程师陈国旗同志审批有效。 6.2.2  探放水要求 1) 必须坚持“有掘必探,先探后掘”的探水原则。 2) 水文地质条件复杂存在水害威胁或接近积水区掘进时,在掘进前必须分析水文地质条件,打好超前探水钻孔,防止突然出水造成事故。 3) 放水钻孔必须严格按照《煤矿安全规程》第258条及有关规定的施工要求和程序进行。 4) 探放水工作由矿工程师陈国旗同志主抓,负责技术设计及监督,技术科负责具体探放水实施工作。 5) 对小窑、老空充水地段、充水旧巷、导水断层,未封好的钻孔等必须制定探水警戒线,并准确绘制在采掘工程平面图上。凡开拓掘进巷道到警戒线时必须先探后进。 6.2.3  探放水类型及其范围的确定 1) 探放老空水 在采掘工程平面图上标明积水区及其最低点的具体位置和积水外缘标高。并外推60m作为积水老空水的警戒线。在工作面进入积水警戒线后,必须超前探水,并在距实际积水区边界20m处停止掘进,进行打钻放水。在确认积水已被基本放净后才允许继续掘进。 2) 探断层水 巷道通过导水或可能导水断层前必须进行超前探水,探水线至断层交面线的最水距离不得小于20m. 3) 防止封孔不良的钻孔水 对封孔不良的钻孔,在采掘工作在相遇前20m时应采取超前探水。 6.2.4  采掘工作面遇到下列情况之一者必须探水前进,确认无突水危险后,方可前进 1) 接进水淹或可能积水的井巷、老空、老空或小煤矿时; 2) 接近水文地质条件复杂区域并有出水预兆时; 3) 接近含水层、导水断层、溶洞和陷落柱时; 4) 打开隔离煤柱放水时; 5) 接近有可能出水的钻孔时; 6) 底板原始导水裂隙有透水危险时; 7) 强岩溶带附近开采进时; 8) 接近其他可能出水的地区时。 6.2.5  探水前应注意哪些问题 1) 加强靠近探水工作面的支护,以防高压水冲垮煤壁和支架。 2) 检查排水系统,根据预计出水量安装足够能力的排水设备,清理巷道浮煤,挖好排水沟。 3) 水压较大时,探水孔要设套管,以便安装控制水阀,特别危险的地区要在坚固地点砌筑水闸墙。 4) 探水地点或附近要安设专用电话,以便与调度室和中央泵房联系。 5) 探水工作面要经常检查瓦斯和其他有害气体。 6) 制订、检查安全撤退路线,使其畅通无阻,万一突水,保证工作人员顺利撤离险区。 6.2.6  探放水钻孔布置原则 1) 探老空水探水钻应成组布设,并在平面图上呈扇形,钻孔终孔位置以满足平距3m为准,厚煤层各钻孔终孔的垂距不得超过1.5m. 2) 探放断层水及底板岩溶水的钻孔,必须沿掘进方向的前方及下方布置,底板方向的钻孔不得小于2个,探水钻孔终孔直径一般不得大于58mm. 3) 止水套管的长度和规格要求见《煤矿安全规程》规定。 4) 探水孔的位置、方位、角度、钻孔数及钻进深度等参数,应有测量人员和负责探水人员亲临现场,共同确定。 6.2.7  探水时应注意下列问题 1) 探水地点要与相邻地区的工作地点保持信号联系,一旦出水马上通知受水威胁区的人员撤离,若安全无保证时,在探放水时,受水威胁地区就应停止施工。 2) 钻进时,发现煤岩松软、片帮、来压或钻眼中水压、水量突然增大等,这是接近或钻入积水地点的象征,这时要停止打钻,但不得拔出钻杆,以免高压水顶出钻杆伤人和钻孔成为透水通道造成事故,要派专人监视钻孔和水情变化。 3) 钻眼内水压过大时,应采取反压和防喷装置的方法钻进。 4) 探水孔内有有毒气体释放时,要停止钻进,切断电源,撤出人员,采取通风措施进行处理。 6.2.8  放水时应注意下列问题 1) 估计积水量,并根据矿井排水能力和水仓容量确定放水流量。 2) 设专人监测钻孔出水情况,测定并记录水量有关参数,遇有水量变化时必须进行处理。 3) 疏放老空水时,当水量变小或无水时,应反复多次下钻,以防钻孔被堵,造成积水排干假象,避免采掘时发生事故。 4) 要经常检查有害气体情况,防止由放水孔中释放出有害气体造成事故。 5) 排出下山积水时,必须首先检查水面空气成份,发现有害气体时,处理后再排水。 6.3  探放水工程设计的编制内容及审批制度 1) 探放水地区的积水范围、积水量和水压,并规定探水线。 2) 探放水地区的地质及水文地情况。 3) 探水巷道的布置、断面规程、支护形式、坡度和施工工序。 4) 说明探水钻的超前距。 5) 说明探水钻布置原则、个数、方向、倾角和孔径。 6) 提出符合《煤矿安全规程》和《矿井水文地质规程》的技术措施和安全措施。 7) 后附必备图纸,包括探放水工程平面图、相应的地质或水文平面图。 6.3.1  审批制度 探放水设计或措施由地测组提出与编制,矿总工组织审批,必要时报上级主管部门审批。 6.4  掘进工作面探水措施 6.4.1 放水的要求 1) 贯彻措施:由安全科、跟班技术员、安全员组织有关人员认真学习贯彻探放水措施,熟悉内容并进行考核把关,并做好贯彻措施记录。 2) 监督执行措施:由安全科长亲自监督执行,安全科长亲自到现场负责指挥探放水工作,探放水工程验收完毕后向安全矿长汇报,发现问题及时处理,并做好各项记录。 3) 做好探放水记录:由跟班安全员和瓦斯检查员做好探放水时的各项记录,工作地点、瓦斯含量、涌水情况、探水眼数、超前距离、眼孔深度、探水人员姓名等要详细记录。 6.4.2  放水措施 1) 探放老空水,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,只准用钻孔探放水。探放水孔必须打中老空水体,监视放水全过程,核对放水量,如发现钻透时水量较小或无水时,应考虑是否钻孔被堵,造成水流干假象,必须反复下钻,直至老空水放完为止。钻孔接近老空,预计可能有瓦斯或其它有害气体涌出时,瓦检工必须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。 2) 探到水源后,在水量不大时,用探水钻放水;若水量较大时,需另加打放水钻孔,放水钻孔直径控制在50mm。 3) 放水前应进行放水量、水压及煤层透水性试验,并根据排水设备能力及水仓容量,拟定放水顺序和控制放水量,并做好工作面疏、排水工作。 4) 放水量观测分析:放水过程中要时刻注意水量变化及出水的清浊和杂质、有无有害气体涌出、有无特殊声响等,并详细记录,发现异状及时上报调度室,进行处理,做到有备无患。 5) 必须保证撤离路线畅通,并有良好的照明的条件下才能作业。 6) 为防止高压水和碎石将钻具压出伤人,在水压过大钻孔时应采用反压和防喷装置,并用挡板背紧工作面,以防套管和煤(岩)壁突然臌出,挡板后面要加设顶柱或木垛。必要时在顶底板坚固段砌筑防水墙后方可放水。 7) 预防有害气体涌出的措施:通风工必须保证钻探地点及迎头连续供风,并由专职瓦检工对迎头、回风流及钻探地点的瓦斯浓度进行巡回检查,并在钻机正上方安装瓦斯断电仪探头,当以上地点瓦斯浓度达到1%时报警,停止工作。瓦斯浓度达到1.5%时,切断电源,撤出人员,进行处理,只有待瓦斯浓度降到1%以下时,方可进入继续作业。 6.4.3  避灾路线 工作面一旦发现透水预兆或发生透水事故时,在场人员应尽量了解或判断事故的地点和灾害程度,发出警报,撤出所有受水威胁地点的人员,并就近用电话迅速向上级汇报情况,若情况紧急,透水即将发生,在场人员应能准确判断出事故灾害程度及波及范围,在保证安全的条件下,迅速组织抢救,尽可能就地取材,加固工作面,设法堵住出水地点,防止事故的继续扩大;若已无法抢险时,应清点人员,有组织地沿规定的避灾线路退到安全地点。 6.5  采煤工作面探放水措施 6.5.1 探水要求 1) 工作面形成后,选用直流电法物探仪对整个采面及垂直底板富水情况进行全面探查,查明工作面富水性及区域,因地制宜制定出科学、安全的底板加固方案及安全措施。 2) 对工作面形成后的异常区域采取采前底板预注浆加固,加固后利用瞬变电磁物探复查验证比较,隔水层厚度大于临界值的再进行回采,确保安全生产顺利进行。 6.5.2  打钻注浆时注意事项 1) 打钻探水时,探水员严格按照标定的孔位、角度、孔深进行施工,不经测量技术人员同意不得擅自改动。 2) 钻进前,要先检查钻杆,保证不堵塞,不弯曲、丝口未磨损。钻杆连接时,要对准丝口,避免歪斜和漏水。钻进前,要让钻机空转十分钟,确认无问题后,方可接上钻杆、钻头,接通水源,水返回后才能钻进,并保证有足够流量,不准钻干孔。安装钻杆时,必须在打完第一根后,再安第二根。 3) 开始钻进时,压力不宜太大,要轻压慢钻,待钻机工作平稳后,压力再逐渐增大。钻进时,钻工要认真观察钻机运转(包括送水、钻孔排水、钻机及孔内震动声音等)情况,发现异常立即停机查找原因及时处理。 4) 钻探时,操作人员要注意力集中,手不离按钮,眼不离钻机,动作要准确、及时、迅速;严禁在套管下方操作,以免套管滑落打伤人员;严禁用手脚或其它物件直接制止机器运转部分,严禁将工具和其他物品放在钻机防护罩上;严禁人员站在钻机正后方。 5) 探断层水及底板岩溶水时的钻孔,必须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,探水钻孔终孔直径一般不得大于50mm。 6) 钻探出水后,必须及时安设放水控制阀门,并做好放水前的疏水,排水准备工作。 6.5.3  注浆技术措施 1) 注浆前,对注浆输送管道进行耐压试验,试验压力不低于设计终孔压力,持续时间不低20min,试验合格后方可准备注浆。 2) 在连接管路后,向孔内做压水试验,其目的是扩张裂隙,提高注浆效果,压入孔内的水量不得少于管路总体积的2倍,无异常变化方可注浆。 3) 每孔注浆前,要观测期间水量和水压,并进行单孔放水,放水时间不少于10 min,以孔内无岩粉、水清为宜。 4) 注浆过程中,检验人员要严格检验标准,并认真做记录,记录内容包括泵压、孔口压力、浆液相对密度、泵量、注入浆液体积、水泥量等情况。 5) 注浆过程中如发现串浆、堵塞钻孔和钻孔水量明显变小时,要重新布孔注浆。 6) 若单孔进浆量较大时,可采取间歇注浆,每次注浆结束后,应及时用清水冲洗管路,并对注浆设备进行维护检修。 6.5.4  审批制度 矿井探放水设计或措施由技术科提出与编制,安检科组织监督施工,由矿总工程师组织审批。必要时报分公司审批。 7.  井下防水煤柱留设 1) 相邻两个矿井或井田之间,必须留设隔离防水煤柱。 2) 井下局部积水或被淹井巷当积水很多而又不易排干时,必须留设隔离防水煤柱。 3) 井下开采遇断层时,可根据断层落差大小留设隔离防水煤柱。 开采过程中,接近水量较大钻孔、含水的隔离煤柱时,必须留设隔离防水煤柱。 8. 防治水管理 1) 制定有效防治水管理制度,从吨煤成本中以吨煤提取2元作为防治水专用资金。 2) 防治水资金由矿专款专用。 3) 矿井防治水工程结束后,要及时写出工程总结报告,对工程效果,进行
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