青山煤矿防治水方案设计.doc

铜山县青山镇青山煤矿铜山县青山镇青山煤矿 防治水方案设计防治水方案设计 说说 明明 书书 大屯煤电集团煤矿设计研究院大屯煤电集团煤矿设计研究院 参加编制人员参加编制人员 序号专 业姓 名职称 或 职务 1 2 3 4 5 6 目目 录录 前前 言言 1 第一章第一章 矿井概况矿井概况 4 一、概况4 二、矿井地质及煤层特征7 三、矿井开拓与开采11 四、矿井设计生产能力及服务年限14 五、矿井通风、瓦斯及抽放14 第二章第二章 矿井水文地质条件矿井水文地质条件16 一、矿井水文地质情况16 二、含水层岩组及富水性17 三、水患类型及威胁程度23 四、矿区水文地质勘查类型26 五、矿井水文安全条件评价26 第三章第三章 矿井防治水措施矿井防治水措施28 一、矿井开拓、开采所采取的安全保证措施28 二、防水安全煤（岩）柱的留设31 三、疏水降压措施40 四、探放水措施及设备40 五、防水闸门53 六、安全出口设施53 七、地表水防治54 八、其它措施57 第四章第四章 井下防治水安全设施井下防治水安全设施 60 一、排水设备选型60 二、透水预兆、透水时应采取的措施及避灾路线60 第五章第五章 防治水管理及技术经济防治水管理及技术经济.63 一、防治水队伍设置63 二、技术培训63 三、防治水装备64 四、投资估算65 附录附录 采掘工作面水害分析预报表和预测图模式采掘工作面水害分析预报表和预测图模式.66 附件：附件：1 1、设计委托书 2、采矿许可证 盘县洒基镇二排煤矿防治水设计 - 1 - 前前 言言 铜山县青山镇青山煤矿位于铜山县青山镇箐头村镜内，距青山镇 2 公里，距小云尚火车站 7 公里，距铜山县电厂 10 公里，靠近铜水公路， 交通运输条件较为方便。地理坐标为东经：1043402-105 3456,北纬：260305-260330。开采深度为 +2000m+1836m。 铜山县青山镇青山煤矿由原铜山县青山镇青山煤矿、大吴煤矿、湖 里煤和坪地乡十青山整合扩界而成，整合后的矿井生产能力为 30 万 t/a，矿井为私营企业，隶属铜山县煤炭管理局管辖。矿井采用平硐开 拓，矿区内含煤地层为龙潭组，含可采及局部可采煤层 14 层 （c1、c3、c5、c6、c9、c11、c12、c13、c15、c16、c17、c18、c20、 c27 号煤层） ，煤层赋存较稳定，构造属中等类型。据调查，青山煤矿周 边矿井曾发生过透水事故。因此，矿井在生产过程中，必须坚持“预测 预报，有疑必探，先探后掘，先治后采”的原则，采取“防、堵、疏、 排、截”综合治理措施。 为了贯彻“安全第一，预防为主”的指导思想，提高矿井的防治灾 害能力，根据煤矿防治水规定及有关要求，必须编制防治水专门设 计。我院受铜山县青山镇青山煤矿的委托，对青山煤矿进行矿井防治水 方案设计。 一、设计依据一、设计依据 1、设计委托书； 2、 煤矿防治水规定 ，2009 年； 3、 煤矿安全规程 ，国家安全监督管理局、国家煤矿安全监察局 2010 年； 盘县洒基镇二排煤矿防治水设计 - 2 - 4、 采矿工程设计手册 ，煤炭工业出版社，2003 年； 5、 井下探放水技术规范 （mt/t6321996） ； 6、贵州省铜山县青山镇青山煤矿(整合)资源/储量核实报告； 7、铜山县青山镇青山煤矿开采方案设计(变更)； 8、铜山县青山镇青山煤矿（整合）安全专篇； 9、铜山县青山镇青山煤矿提供的其它相关资料。 二、设计原则二、设计原则 1、坚持“安全第一，预防为主、依靠科学、综合治理的方针和管 理、装备、培训并重”的原则； 2、坚持“预测预报，有疑必探，先探后掘，先治后采”的原则， 采取“防、堵、疏、排、截”综合治理措施； 3、依靠科技进步，结合本矿井的实际情况，采用比较成熟的技术、 设备、仪器、仪表提高矿井的综合防治水能力。 三、主要技术经济指标三、主要技术经济指标 1、矿井建立专门的探放水队伍设置人员 8 人； 2、防治水总投资：39.3 万元，其中，防治水仪器、仪表和设备投 资 33.3 万元，专门探放水作业队伍人员培训 3 万元，其它费用 3 万元。 四、结论与建议四、结论与建议 1、矿井井田内共有可采煤层 （c1、c3、c5、c6、c9、c11、c12、c13、c15、c16、c17、c18、c20、 c27 号煤层）共 14 层，在生产过程中，坚持“预测预报，有疑必探，先 探后掘，先治后采”的原则，采取“防、堵、疏、排、截”综合治理措 施，确保矿井安全。 2 2、煤矿井田内及周边区域水文地质条件不清的，严禁进行采掘活 盘县洒基镇二排煤矿防治水设计 - 3 - 动。矿井有透水征兆时，受水害威胁的区域要立即停止作业，分析原因， 采取有效措施。 3、矿井必须配备防治水专业技术人员，配齐专用探放水设备，建 立专门的探放水作业队伍，矿井必须对职工进行防治水知识的教育和培 训，保证职工具备必要的防治水知识，提高防治水工作的技能和抵御水 灾的能力。 4、根据调查了解，矿区内存在过去采煤时形成的大量采空区或老 窑，由于含煤岩系隔水性好，储水性也较好，老窑中可能储集大量的老 窑水，开采时应严格执行“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采” 的方针。 5、矿井应当建立健全水害防治岗位责任制、水害防治技术管理制 度、水害预测预报制度和水害隐患排查治理制度。矿井要编制本单位的 防治水中长期规划和年度计划，并组织实施。 6、本矿采用平硐开拓，一采区涌水量经平硐直接流出地表。二采 区、三采区涌水量资料不详，矿井在二采区、三采区开采时，需要根据 实际涌水量计算选择排水设备，预留排水泵安设位置，满足二采区、三 采区开采时排水要求。 7、矿井生产过程中必须进行矿井水文地质的详细调查及矿井涌水 量的详细实测，并根据实测数据增加排水设备。 盘县洒基镇二排煤矿防治水设计 - 4 - 第一章第一章 矿井概况矿井概况 一、概况一、概况 1、交通位置及井田境界 铜山县青山镇青山煤矿位于铜山县青山镇箐头村镜内，地理坐标为 东经：1043402-1053456,北纬：260305-26 0330。开采深度为+2000m+1836m。青山镇青山煤矿距青山镇 2 公 里，距小云尚火车站 7 公里，距铜山县电厂 10 公里，靠近铜水公路。 交通运输便利。 铜山县青山煤矿由原铜山县青山镇青山煤矿、大吴煤矿、湖里煤和 坪地乡十青山整合扩界而成，整合后的矿井生产能力为 30 万 t/a。青山 煤矿采矿许可证已由贵州省国土资源厅颁发，证号为： 5200000830912，企业性质为私营独资企业，开采矿种为煤。青山煤矿 井田范围由贵州省国土资源厅以 7 个坐标划定，形状为一不规则的多边 形。矿区面积 0.809km2。开采深度为+2000m+1836m。井田拐点坐标如 表表 1-1-11-1-1。 2、地形地貌 青山镇青山煤矿区属侵蚀剥蚀地貌，山脊线与地层走向基本 致呈东西向展布，地形起伏变化大，总体为南东高北西低，最高 2228 米，最低为 1860 米，相对高差 370 米。矿区北部地形相对 较为平缓，南部地势较高，地形相对较为陡峻，多为荒山，植被较 发育。 3、气象、气侯及地震 矿区位于珠江水系北大屯上游支流拖长江流域范围内，工作区北部 盘县洒基镇二排煤矿防突设计 - 5 - 有条自东流向西的小溪，流量受大气降水的控制，雨季降水时流量增 大，冬春(枯水季节)流量较小，甚至干枯断流。其它地表水系较发育， 多为山区雨源型溪流。 根据铜山县气象站多年气象观测资料，区内年平均降水量为 1382.90mm，其中 510 月为雨季，降水量达 1186.5 mm，占全年降水量 的 85.8，11 月至次年 4 月为旱季，降水量为 196.4mm，仅占全年降水 量的 14.2。降水强度亦随季节的变化而变化，冬春季节(旱季)降水量 少，强度亦小，夏秋季节(雨季)降水量大，强度亦大，且较为集中。年 平均降大雨至暴雨 1215 天，日最大降水量达 171.6mm，小时最大降水 量 56.5mm。区内年平均气温 13.7c，相对湿度 79，年平均蒸发量为 1452.55mm，全年无霜期 240 天，日照时数为 1555.6 小时，日照率为 35。主导风多为 ese 向，平均风速 2.3ms，另区内还有春旱，倒春 寒、凝冻、冰雹等自然灾害。 根据国家地震局、建设部 1992 年颁发的中国地震烈度区划图 (1990)及贵州省建设厅“黔城设通发 1992230)号”文件，场地地震 基本烈度为度。据建筑抗震设计规范(gb500112001)，抗震设 防烈度为 6 度。 二、矿井地质及煤层特征二、矿井地质及煤层特征 （一）（一） 、地层、地层 青山煤矿区域内出露地层主要为二叠系上统龙潭组（p2l）和飞仙关 组（t1f）及少量第四系地层。 1、龙潭组（p2l）：为矿段内含煤地层，属以细碎屑岩为主的海陆 交互相沉积。岩性由灰色细砂岩、粉砂岩、泥岩及煤层组成，厚度 280- 310 米，从东向西逐渐加厚。含煤 40-50 层，总厚度 300 米左右，其中 盘县洒基镇二排煤矿防突设计 - 6 - 区内稳定主可采煤层为 c1、 c3 、c5、c6、c9、c11、c12 、c13、 c15、c16、c17、c18、c20、c27 共 14 煤层。 2、三叠系下统飞仙关组（t1f）：厚 120 米。 绿色岩层：为绿色细砂岩、粉砂岩、薄层砂质泥岩组成。 紫色岩层：多由紫色泥岩、砂岩、泥质粉砂岩等组成。 3、第四系(q)：以残坡积的粘上、粉质粘土、砂砾石、碎石土等组 成，厚约 010 米，与下覆地层呈不整合接触。 （二）地质构造（二）地质构造 青山煤矿构造简单，总体为一单斜构造。地层走向北东，倾向南西， 倾角 21-28。 矿界发育的断层有 f41，现将矿界内外断层简述如下： f41 正断层：该断层位于矿北西边界，延展长度 600m，走向 80- 110，倾向北，倾角 23，落差 20-25m。 （三）煤层及煤质（三）煤层及煤质 1、煤层 青山煤矿含煤地层主要为二叠系龙潭煤组，含煤 40-50 层，其中可 采煤层 14 层，分别为 c1、c3 、c5、c6、c9、c11、c12 、c13、c15、c16、c17、c18、c20、c27 煤层。 1、c1 煤层：平均厚度 1.12 米，半暗一半亮型，条带状，结构复杂， 较稳定，含 1-3 层高岭岭石粘土石夹矸，顶板为浅灰至灰绿色粉砂质泥 岩，底板为灰色泥质粉砂岩，含植物化石及碎片。 2、c3 煤层：平均厚度 2.57 米，半暗半亮型，块状结构，结构复 杂，较稳定，含 1-5 层矸石，上、中层为高岭石，下部夹泥岩，顶板为 灰色泥质粉砂岩，含较多的炭化植物碎片；底板为灰白色泥质粉砂岩。 3、c5 煤层：平均厚 2.44 米，半暗半亮型，块状结构，结构复杂， 盘县洒基镇二排煤矿防突设计 - 7 - 较稳定，含 1-2 层矸石，顶板为深灰色泥质粉砂岩，底板为浅灰色粉砂 岩。 4、c6 煤层：平均厚度 1.16 米，暗淡半亮型，结构复杂，不稳定， 夹高岭石矸石 1-3 层，顶板为深灰色泥岩粉砂岩，底板为泥岩、粉砂岩。 5、c9 煤层：平均厚度 1.04 米，暗淡半亮型，结构复杂，不稳定， 夹高岭石矸石 1-2 层，顶板为深灰色泥岩粉砂岩，底板为泥岩、粉砂 岩。 6、c11 煤层：平均厚度 2.11 米，暗淡半亮型，结构简单，不稳 定，夹高岭石矸石 1 层，顶板为深灰色泥岩粉砂岩，底板为泥岩、粉砂 岩。 7、c12 煤层：平均厚度 1.34 米，半亮光亮型，结构简单，稳定， 含 1-2 层矸石，底板为灰色、灰绿色细砂岩和粉砂岩互层。 8、c13 煤层：平均厚度 0.74 米，半亮光亮型，结构简单，稳定， 含 1-层矸石，底板为灰色、灰绿色细砂岩和粉砂岩互层。 9、c15 煤层：平均厚 1.87 米，结构简单，稳定，不含矸石，顶板 为浅灰色粉砂质尼岩，底板为浅灰色粉砂岩。 10、c16 煤层：平均厚 1.31 米，结构简单，含 1-2 层矸石，顶板为 浅灰色粉砂质尼岩，底板为浅灰色粉砂岩。 11、c17 煤层：平均厚 2.04 米，半暗半亮型，结构简单，稳定， 含一层矸石，顶板为细砂岩，底板为灰白色粉砂岩和泥质粉砂岩。 12、c18 煤层：平均厚 1.52 米，半暗半亮型，易碎，结构简单， 内夹 1 层 0-0.5 米矸石，顶板为浅色粉砂岩，底板为灰色、浅灰色泥质 粉砂岩。 13、c20 煤层：平均厚 1.07 米，半暗至半亮型、条带状，结构简单， 盘县洒基镇二排煤矿防突设计 - 8 - 较稳定，含 2-3 层矸石，含二至三层炭质泥岩夹矸，顶板为灰色、浅灰 色泥质粉砂岩，底板为浅灰色细砂岩，中部为深灰色泥质粉砂岩、夹泥 岩，富集黄铁矿结核。 14、c27 煤层：平均厚 0.85 米，暗淡型，含黄铁矿结核，易碎，结 构简单，稳定，不含层矸石，顶板为浅灰色细砂岩，富集黄铁矿结核， 底板为灰色细砂岩夹深灰色泥质粉砂岩，粉砂质泥岩。 青山煤矿矿界范围内可采及局部可采煤层特征详见表 1-2-1。 2 2、煤质、煤质 （1）物理性质及煤岩类型 青山煤矿矿区内煤层新鲜面为黑色，半暗半亮光亮型，条痕黑 褐色油半玻离质光泽，性软松脆坚硬，断口平坦参差不齐。呈粉 状、粒状、条带状、片状结构，层状构造。 （2）化学性质 根据原煤分析结果，按国家质量监督检验检疫总局（gb/t 15224，1.2.3-2004）发布的煤炭质量分级标准，根据煤炭分类国 家标准（gb5751-86） ，确定矿区内可采煤层除 c1 煤层为中灰低硫肥煤 外，c5 煤层为中灰、中硫肥煤，c15、c17、c18 煤为中灰、特低硫煤， 其余各层为低灰、特低硫煤。 青山煤矿可采及局部可采煤层煤质特征表详见表 1-2-2。 盘县洒基镇二排煤矿防治水设计 - 9 - 表 1-2-1 青山煤矿可采及局部可采煤层特征表 煤层厚度（米）顶底板岩性层间间距（米） 煤层 编号 最大最小平均 夹矸 层数 （层） 稳定性 煤层 倾角 （度） 顶板底板最大最小平均 c11.610.641.1213较稳定21-28粉砂质泥岩粉砂质泥岩 16.6015.0015.80 c33.402.092.5715较稳定21-28泥质粉砂岩泥质粉砂岩 19.504.1010.10 c52.542.382.4412较稳定21-28泥质粉砂岩粉砂岩 11.305.107.52 c61.331.071.1613不稳定21-28泥岩粉砂岩泥岩粉砂岩 28.2115.7620.93 c91.250.821.0412不稳定21-28泥岩粉砂岩泥岩粉砂岩 15.007.009.00 c112.351.942.111不稳定21-28泥岩粉砂岩泥岩粉砂岩 17.9113.2215.88 c121.581.131.3412稳定21-28泥岩粉砂岩 细砂岩和粉 砂岩互层 13.627.039.58 c130.970.650.841稳定21-28泥岩粉砂岩 细砂岩和粉 砂岩互层 11.05.387.5 c152.41.121.870稳定21-28粉砂质泥岩粉砂岩 7.23.214.50 c161.630.801.311-2稳定21-28粉砂质泥岩粉砂岩 15.006.3811.23 c172.451.532.041稳定21-28细砂岩粉砂岩 5.23.214.1 c181.970.681.521稳定21-28粉砂岩泥质粉砂岩 10.006.388.27 c201.300.831.0723较稳定21-28泥质粉砂岩细砂岩 c271.150.670.850稳定21-28细砂岩 泥质粉砂岩 粉砂质泥岩 977886 表 1-2-2 青山煤矿可采及局部可采煤层煤质特征表 工业分折煤层 编号 煤种 类别wf(%)ag(%)vr(%)sqg qdn (mj/) c1肥煤0.8926.5434.411.4634.23-35.91 c3肥、焦煤1.6214.9030.300.1834.23-35.07 c5肥煤1.1018.7220.790.2734.15-36.09 c6肥、焦煤0.9024.9829.891.9534.76-36.59 c12肥、焦煤1.4518.9827.311.9834.76-36.36 c15肥、焦煤1.2017.026.860.1634.00-36.42 c17肥、焦煤0.9318.22250.1934.14-36.49 c18肥、焦煤1.0315.3326.100.1834.78-36.23 其他煤层没有样品分析资料 盘县洒基镇二排煤矿防治水设计 - 10 - （三）煤层顶底板岩性（三）煤层顶底板岩性 本矿可采煤层的顶板岩性各不相同，有粉砂岩、泥质粉砂岩、细砂 岩，底板岩性也不一致，有泥质粉砂岩、粉砂岩、泥岩、浅灰色细砂岩。 顶板稳定性与抗压强度相对较好，但底板多为泥岩，易软化。具体详见 表 1-2-1（青山煤矿可采及局部可采煤层特征表） 。 （四）瓦斯、煤层自燃及煤尘爆炸特征（四）瓦斯、煤层自燃及煤尘爆炸特征 1、瓦斯 根据黔能源发2009252 号“关于对六铜水市煤炭局关于煤矿 瓦斯等级及二氧化碳涌出量鉴定结果的报告的批复” ，青山煤矿为煤 与瓦斯突出矿井，矿井绝对瓦斯涌出量为 3.26m3/min，相对瓦斯涌出量 为 26.35m3/t。 2、煤层的自燃特性 根据贵州省煤田地质局实验室 2008 年 2 月提供的原铜山县青山镇 青山煤矿煤层自燃倾向性鉴定报告，该矿 c6、c9、c12、c15、c18 煤 层为类容易自燃，建议矿方对未鉴定的煤层进行鉴定，本设计按类 自燃煤层设计。 3、煤尘的爆炸特性 根据贵州省煤田地质局实验室 2008 年 2 月提供的原铜山县青山镇 青山煤矿煤尘爆炸性鉴定报告，该矿 c6、c9、c12、c15、c18 煤层有 爆炸危险性，建议矿方对未鉴定的煤层进行鉴定，本设计按煤层有爆炸 性设计。 三、矿井开拓与开采三、矿井开拓与开采 1 1、开拓方式、开拓方式 根据江苏省煤矿设计院二八年九月提交的铜山县青山镇青山 盘县洒基镇二排煤矿防治水设计 - 11 - 煤矿（整合）安全专篇 ，矿井设计生产能力 30 万 t/a，工业场地考虑 利用原青山工业场地，改造原青山煤矿主平硐作副平硐，在副平硐西南 面约 80m 处新建主平硐，主平硐井口标高+1908m，方位角 19，井筒长 388m，沿煤层走向布置井底车场、井下变电所、运输巷，主平硐内铺设 胶带运输；利用原青山回风平硐作新系统回风平硐，回风平硐井口标高 +1940m，方位角 9，井筒长 25m，通过回风上山与井底车场贯通，形 成系统。 该矿井划分为一个水平（+1906m） 、三个采区， c27 与 c20 层间距 较大，考虑对 c20 以上煤层进行联合开采，并以+1906m 为界，水平以上 部分为一采区，水平以下为二采区，对 c27 考虑单独回采，作三采区。 矿井开采的煤层基本属薄及中厚近距离煤层群，煤层倾角 2128，平均 25，设计采用走向长壁采煤法，全部垮落法管理顶 板。矿井以一个高档普采工作面、两个掘进工作面达到 30 万 t/a 的设 计生产能力。 2 2、采煤方法与顶板管理、采煤方法与顶板管理 根据江苏省煤矿设计院二八年九月提交的铜山县青山镇青山 煤矿（整合）安全专篇 ，矿井煤层倾角平均 2128，回采工作面 设计布置走向长壁工作面，后退式回采，沿走向推进。首采煤层为 c1 煤层，煤厚平均 1.12m，工作面设计配备 dz14-30/100 型外注式单体液 压支柱，支撑高度 1400900mm，额定工作阻力 30kn，选用 hdja 1200 型金属铰接顶梁。设计“四、五”排控顶，排距 1.2m，柱距 0.8m。最小控顶距 5.0m，最大控顶距 6.2m。放顶步距 1.2m，回柱绞车 选用 jh214 型。 设计采用走向长壁采煤法，全部垮落法管理顶板。 3 3、小窑、老窑开采情况、小窑、老窑开采情况 盘县洒基镇二排煤矿防治水设计 - 12 - （1）相邻矿井和报废矿井开采情况 本矿相邻矿井为五排煤矿，位于本矿井浅部边界外 400m 处，对本 矿井的充水影响较小，本矿井内原大吴煤矿、十青山煤矿和湖里煤矿已 封闭，矿井内分布有较多老窑，井下采空区中可能有积水存在，但位置 和规模不祥，矿井在以后的生产过程中应加强探放水工作。 （2）小煤矿、老窑采空区积水 矿井采空区、小煤矿、老窑内存在着一定的积水，是浅部矿井开采 的重要充水因素，在开采浅部煤层时，采空区积水易渗入矿井而成为矿 井直接充水水源。 （3）小窑开采情况 青山煤矿由原铜山县青山煤矿、大吴煤矿、湖里煤矿与十青山煤矿 煤矿整合而成。 青山煤矿原属私营独资企业，井田面积 0.2676km2。设计生产规模 3 万 t/a，主要开采 5 号煤层，矿井范围内 5 号煤东面已全部采空，开 采损失量 19 万 t。矿井采用平硐开拓。 大吴煤矿原属个体，井田面积 0.2639km2。设计生产规模 6 万 t/a， 主要开采 5 号、12 号、15 号煤层，矿井范围内 5 号煤、12 号煤西面已 全部采空，15 号煤+1836m 标高以上已采空，矿井开采损失量 46 万 t。 矿井采用平硐开拓。 十青山煤矿原属私营企业，井田面积 0.1235km2。设计生产规模 3 万 t/a，主要开采 5 号煤层，矿井范围内 5 号煤已全部采空，开采损失 量 9 万 t。矿井采用平硐开拓。 湖里煤矿原属个体，井田面积 0.3081km2。设计生产规模 3 万 t/a，主要开采 5 号煤层，矿井范围内 5 号煤西面已开采，开采损失量 8 万 t。矿井采用平硐开拓。 盘县洒基镇二排煤矿防治水设计 - 13 - 老窑和采空区的积水对该矿的开采没有造成较大的水害威胁。但是， 矿井在首采工作面回风巷和接近浅部煤层巷道掘进时，必须采取可靠的 探放水措施。并对老窑的分布情况标绘在井上下对照图和采掘工程平面 图上，以便指导矿井安全生产。采掘工程必须坚持“预测预报、有掘必 探、先探后掘、先治后采”的探放水原则。同时坚持“有疑必停”的原 则。防止采空区积水及老窑积水的突然涌出。 老窑老空水积水量估算： sin kmah w 式中，w老空积水量，m3； m采厚，m； a老窑老空走向长度，m； h老窑老空垂高，m； 煤层倾角， （） ； k老空的充水系数，一般采空区取 0.30.5，煤巷取 0.50.8，岩巷取 0.81.0。 计算得青山煤矿老窑老空水积水量 w32283m3。 四、矿井设计生产能力及服务年限四、矿井设计生产能力及服务年限 矿井工作制度 矿井设计按年工作日 330 天计算，每天四班作业，每班 6h。 矿井设计生产能力及服务年限 矿井设计可采储量 775.62 万 t，储量备用系数取 1.4，服务年限为： 服务年限设计可采储量/（井型储量备用系数） 775.62/（301.4）18.5a 盘县洒基镇二排煤矿防治水设计 - 14 - 根据计算结果，矿井服务年限为 18.5a。 五、矿井通风、瓦斯及抽放五、矿井通风、瓦斯及抽放 1、矿井通风 根据江苏省煤矿设计院二八年九月提交的铜山县青山镇青山 煤矿（整合）安全专篇 ，设计采用中央并列式通风方式，通风方法为 抽出式。新鲜风流分别由主平硐、副平硐进入，乏风通过回风平硐排出。 回采工作面和各掘进工作面均采用独立进风和独立回风，回采工作面采 用“u”型通风，掘进工作面通风采用局部通风机压入式。矿井总风量 为 43m3/s。 矿井选用防爆对旋式轴流通风机：fbcdz-6-14b，二台， n980rpm， （一台工作、一台备用） ，风量 18.9-42.1m3/s,风压 537- 1750pa。配套电机型号 ybfe280s-6，功率 452kw。 掘进工作面采用局部通风机进行压入式通风，实现双风机双电源， 且主、备用风机必须实现自动切换；掘进工作面采用 kdf-5.0 型通风机 压入式供风，其风量为 150-250m3/min，功率 5.5kw2kw,电压 660v。 采用直径为 600mm 的矿用阻燃风筒。 2、瓦斯情况及矿井瓦斯抽放 根据黔能源发2009252 号“关于对六铜水市煤炭局关于煤矿 瓦斯等级及二氧化碳涌出量鉴定结果的报告的批复” ，青山煤矿为煤 与瓦斯突出矿井，矿井绝对瓦斯涌出量为 3.26m3/min，相对瓦斯涌出量 为 26.35m3/t。 根据江苏省煤矿设计院二八年九月提交的铜山县青山镇青山 煤矿（整合）安全专篇 ，设计在回风平硐南面 50m 处建瓦斯泵房，面 积 320m2，选择 2bea-303 型水环式真空泵 4 台，其中：高负压 2 台(1 台 工作、1 台备用)；低负压 2 台(1 台工作、1 台备用)。配套的隔爆电动 盘县洒基镇二排煤矿防治水设计 - 15 - 机 y250m-4，n=466rpm，最大吸气量 43m3/min，电机功率 55kw,电压 380v。 盘县洒基镇二排煤矿防治水设计 - 16 - 第二章第二章 矿井水文矿井水文地质条件地质条件 一、矿井水文地质情况一、矿井水文地质情况 1、地形地貌及气象水文 青山镇青山煤矿矿区属侵蚀剥蚀地貌，山脊线与地层走向基本 致呈东西向展布，地形起伏变化大，总体为南东高北西低，最高 2228 米，最低为 1860 米，相对高差 370 米。矿区北部地形相对较为 平缓，南部地势较高，地形相对较为陡峻，多为荒山，植被较发育。 根据铜山县气象站多年气象观测资料，区内年平均降水量为 1382.90mm，其中 510 月为雨季，降水量达 1186.5 mm，占全年降 水量的 85.8，11 月至次年 4 月为旱季，降水量为 196.4mm，仅占 全年降水量的 14.2。降水强度亦随季节的变化而变化，冬春季节 (旱季)降水量少，强度亦小，夏秋季节 (雨季)降水量大，强度亦大， 且较为集中。年平均降大雨至暴雨 1215 天，日最大降水量达 171.6mm，小时最大降水量 56.5mm。区内年平均气温 13.7c，相对 湿度 79，年平均蒸发量为 1452.55mm，全年无霜期 240 天，日照 时数为 1555.6 小时，日照率为 35。主导风多为 ese 向，平均风速 2.3ms，另区内还有春旱，倒春寒、凝冻、冰雹等自然灾害。 矿区位于珠江水系北 大屯上游支流拖长江流域范围内，工作区北 部有条自东流向西的小溪，流量受大气降水的控制，雨季降水时流 量增大，冬春(枯水季节)流量较小，甚至干枯断流。其它地表水系较 发育，多为山区雨源型溪流。 2、地层富水性 依据矿区内出露的地层及岩性、以及岩石的富水性等特点，将区 盘县洒基镇二排煤矿防治水设计 - 17 - 内地下水的类型划分为孔隙水、基岩裂隙水、岩溶水三个类型；现将 其地下水特征分别阐述如下： 1）孔隙水 主要赋存于斜坡、沟谷地带第四系松散堆积层中，第四系的富水 性严格受控于大气降雨及地表流的变化。 2）基岩裂隙水 在矿区内基岩裂隙水主要赋存于飞仙关组一段(t1f 1)砂岩、粉砂岩， 飞仙关组二段(t1f 2) 泥质粉砂岩、粉砂质泥岩，飞仙关组三段(t1f3)泥 晶灰岩、砂屑灰岩， 龙潭组三段（p3l3）上部细砂岩的裂隙和构造裂隙 中，其富水性与相对含水层（岩石）的厚度及裂隙发育情况有关，通常 表现出极不均一性，富水性弱至中等； 3）岩溶水 在矿区内岩溶水主要赋存于飞仙关组三段(t1f3)泥晶灰岩、砂屑灰 岩中。 二、含水层岩组及富水性二、含水层岩组及富水性 1 1、含含水水层层有有第第四四系系（ q q）及及飞仙关组飞仙关组三三段段( (t t1 1f f3 3) ) （1）第四系（q） 由残坡积粘土、亚粘土、耕植土、砂、碎石及人工填土等组成，主 要在区内缓坡地带零星分布，形成孔隙含水层，富水性严格受控于大气 降雨及地表流的变化。 （2）飞仙关组三段(t1f3) 飞仙关组三段(t1f3)岩性为泥晶灰岩、砂屑灰岩，岩溶发育， 岩 溶洼地、溶洞等为出露形式，富水性强。 2 2、隔隔水水层层岩岩组组 （1）飞仙关组一段(t1f1)砂岩、粉砂岩，飞仙关组二段(t1f2)泥质 盘县洒基镇二排煤矿防治水设计 - 18 - 粉砂岩、粉砂质泥岩；含少量基岩孔隙、裂隙水，富水性微弱，可视为 相对隔水层。 （2）上二叠统龙潭组 (p3l)：由粉砂质泥岩、泥岩、粘土质粉砂 岩、粉砂岩、砂岩、砂岩及煤层、煤线等组成，未见底，区内厚度 220m240m，含少量基岩孔隙、裂隙水，富水性微弱，可视为相对隔水 层。 （3）二叠系中统茅口组（p2m）：出露于矿区南东面，岩性主要为 浅灰色、深灰色中厚层状细晶灰岩、沥青质细晶灰岩，中上部间夹燧石 团块，厚度100m。调查区地表岩溶不发育。该层富水性强，但极不均 一，其顶界距 c27 煤层之间有 65m 的含黄铁矿粘土岩隔水段，故该层构 成了矿床的底板充水含水层。 3 3、补补给给、迳迳流流、排排泄泄条条件件 矿区内第四系所含孔隙水由大气降水直接补给，一部分通过岩层层 理、节理、裂隙、断层破碎带等补给地下含水层；另一部分汇集于冲沟 中，最后排泄于拖长江 中。拖长江 水面为本区最低侵蚀基准面(+980m)。 1)断层带水文地质特征 矿界内发育一条较大断层 f41，走向近东西，向北倾斜，倾角 23， 断层走向近东西，长约 600 米，倾向南，断距小于 30 米。由于其顺坡 向倾斜，离地表较浅，有利于地表水的排泄，对矿井直接充水影响不大。 但是当有井巷穿越断层时，由于周围岩层的风化节理裂隙较发育，有利 于大气降水的渗入，井巷可能发生渗水、淋水和涌水现象。如有穿过断 层的老窑，集水的可能性极大。 2)小煤矿、老窑水文地质特征 矿区小煤窑分布较多，几乎所有煤层均有多处开采，但现均已封闭， 盘县洒基镇二排煤矿防治水设计 - 19 - 其水文特征不详。原十青山煤矿、大吴煤矿、湖里煤矿现已关闭，生产 能力均为 3 万吨/年。煤矿开拓方式以平硐为主。c12、c15、c16、c17 煤层西部边界线至其以东 300m，标高 1804m 以上己采。 该矿开采时 煤层及其顶板一般无水，但老采空区及巷道有积水现象，其水源主要来 自雨季从井口流入和断层破碎带（断层面），必须采用水泵方可满足排 水需要。 3)充水因素分析 a、充水水源 （1）地表冲沟水 冲沟水沿途接受泉水及煤窑水补给，雨季还有较大面积大气降水汇 入，水量较大，这些冲沟多位于含煤地层露头地带，冲沟附近的树枝状、 脉状裂隙密集，它们与煤层风化、氧化带、断层直接接触，将来沿溪沟 和断层分布地带开采煤层时，冲沟水可能沿风化裂隙、断层裂隙或采矿 裂隙渗入或突入矿井，为矿井浅部开采的直接充水水源。 （2）第四系孔隙水 矿山内覆盖的第四系，以残坡积的粘上、粉质粘土、砂砾石、碎石 土等组成，孔隙度大，透水性差，含水性弱，加之厚度不大，分布不广， 蓄水量有限，对煤矿开采影响小。 （3）龙潭组弱裂隙含水层 该组主要为碎屑岩，富水性总体微弱，在构造断裂及应力破坏影响 的地段，含水量相对会较大，矿床开采到这些地段，矿井出水量会比正 常出水量增大。该组为煤矿床开采的直接充水水源。 （4）小煤矿、老窑采空区积水 矿井采空区、小煤矿、老窑内存在着一定的积水，是浅部矿井开采 的重要充水因素，在开采浅部煤层时，采空区积水易渗入矿井而成为矿 盘县洒基镇二排煤矿防治水设计 - 20 - 井直接充水水源。 b、充水通道 （1）岩石天然节理裂隙 矿山内的龙潭组含煤地层在接近地表附近，岩石风化节理、裂隙很 发育，而深部则发育成岩或构造节理、裂隙，尤其是内部菱铁质细砂岩 等脆性岩石更为发育，它们是地下水活动的良好通道，并沟通上覆含水 层与含煤地层的水力联系。 （2）人为采矿冒落裂隙 未来的采煤活动将产生大量的采矿裂隙，这些人为裂隙也会沟通上 覆含水层与含煤地层的水力联系，成为地下水活动的良好通道。 （3）断层破碎带 区内断裂构造不发育，仅在矿区中部发育一条走向正断层(f41)， 断层走向近东西，长约 600 米，倾向南，倾角 23 度，断距小于 30 米， 导致发育小落差断层，这些断层破坏了地层的完整性、连续性，降低了 岩石的力学强度，塑性岩石中断层破碎带含水性和导水性不强，刚性岩 石中断层破碎带有一定含水性和导水性，可能连通含煤地层上部的中强 含水层或地表水，加之未来矿床开采中，人工采矿裂隙大量出现，改变 了断层带附近应力场和地下水的天然流场，地表水、地下水更可能沿断 裂带进入矿井。 （4）小煤矿和老窑采空区 矿山内小煤矿和老窑，其废弃采面或巷道会成为老窑水、采空区积 水、部分地表水进入矿井的通道。 c、充水方式 由于矿井直接充水含水层露头分布不广，接受大气降水补给不强， 为中等弱含水层，充水通道主要以岩石原生和采矿节理、裂隙为主， 盘县洒基镇二排煤矿防治水设计 - 21 - 规模一般不大，少量为断层、老窑巷道、岩溶管道导水，因此未来矿井 充水方式主要以渗水、滴水、淋水为主，局部可能发生突水。 4 4、小窑开采情况、小窑开采情况 青山煤矿由原铜山县青山煤矿、大吴煤矿、湖里煤矿与十青山煤矿 煤矿整合而成。 原青山煤矿原属私营独资企业，井田面积 0.2676km2。设计生产规 模 3 万 t/a，主要开采 5 号煤层，矿井范围内 5 号煤东面已全部采空， 开采损失量 19 万 t。矿井采用平硐开拓。 大吴煤矿原属个体，井田面积 0.2639km2。设计生产规模 6 万 t/a， 主要开采 5 号、12 号、15 号煤层，矿井范围内 5 号煤、12 号煤西面已 全部采空，15 号煤+1836m 标高以上已采空，矿井开采损失量 46 万 t。 矿井采用平硐开拓。 十青山煤矿原属私营企业，井田面积 0.1235km2。设计生产规模 3 万 t/a，主要开采 5 号煤层，矿井范围内 5 号煤已全部采空，开采损失 量 9 万 t。矿井采用平硐开拓。 湖里煤矿原属个体，井田面积 0.3081km2。设计生产规模 3 万 t/a，主要开采 5 号煤层，矿井范围内 5 号煤西面已开采，开采损失量 8 万 t。矿井采用平硐开拓。 老窑和采空区的积水对该矿的开采没有造成较大的水害威胁。但是， 矿井在首采工作面回风巷和接近浅部煤层巷道掘进时，必须采取可靠的 探放水措施。并对老窑的分布情况标绘在井上下对照图和采掘工程平面 图上，以便指导矿井安全生产。采掘工程必须坚持“预测预报、有掘必 探、先探后掘、先治后采”的探放水原则。同时坚持“有疑必停”的原 则。防止采空区积水及老窑积水的突然涌出。 老窑老空水积水量估算： 盘县洒基镇二排煤矿防治水设计 - 22 - sin kmah w 式中，w老空积水量，m3； m采厚，m； a老窑老空走向长度，m； h老窑老空垂高，m； 煤层倾角， （） ； k老空的充水系数，一般采空区取 0.30.5，煤巷取 0.50.8，岩巷取 0.81.0。 计算得青山煤矿老窑老空水积水量 w32283m3。 9）矿井地表水体基本情况 矿区内无山塘、河流、湖泊、水库、渠道及积水区，仅有季节性溪 沟。溪沟水随季节变化而变化，无地表水体。对井下开采没有造成水害 威胁。主平硐、副平硐、回风平硐井口的布置不存在地表水淹井的可能 性，但是，业主未提供历年的最高洪水基准面数据。 5 5、矿井涌水量、矿井涌水量 根据铜山县青山镇青山煤矿目前开采情况，掘进巷道煤层顶板局部 有少量滴水现象，开采的各煤层采掘回风平巷煤层顶板有滴水现象，其 汇集后水量约 0.05l/s，雨季增大，用水泵间隙排出。铜山县青山镇青 山煤矿及十青山煤矿老窑及采空区有积水，老窑及采空区无通风等原因 无法进入，未收集到资料，积水量不详。 根据六铜水市环境科学研究所环境影响评价中心 2005 年 5 月提供 的建设项目环境影响报告表 ，煤矿正常涌水量 15m3/h，最大涌水量 30m3/h。 根据江苏省煤矿设计院二八年九月提交的铜山县青山镇青山 盘县洒基镇二排煤矿防治水设计 - 23 - 煤矿（整合）安全专篇 ，矿井正常涌水量为 15 m3/h；最大涌水量为 30m3/h。 本矿采用平硐开拓，一采区涌水量经平硐直接流出地表。二采区、 三采区涌水量资料不详，矿井在二采区、三采区开采时，需要根据实际 涌水量计算选择排水设备，预留排水泵安设位置，满足二采区、三采区 开采时排水要求。 三、水患类型及威胁程度三、水患类型及威胁程度 1 1、矿井水患类型、矿井水患类型 矿井水害的水源有大气降水、地表水、地下水和老空水。 根据水源分类，矿井水害分为：地表水水害、老空水水害、孔隙水 水害、裂隙水水害和岩溶水水害等。根据本矿井的具体实际，对其可能 形成的水害类型分析如下： 大气降水：大气降水是各含水岩组地下水的主要补给源，矿井涌水 量将随大气降水强度变化，一般情况下，雨季时涌水量增大，枯季时涌 水量变小；若开采过程中，采空塌陷影响至地表，大气降雨会通过地面 塌陷、地表裂缝间接进入矿井，使矿井的涌水量增大。 地表水：区内发育的季节性冲沟在采空塌陷影响下，将成为矿床间 接充水因素。 地下水：含煤岩系虽然富水性弱，但其内的地下水将直接进入矿坑， 将成为矿床间接充水因素。p2m 距离 c27 煤层 50m，矿井在该水位之下生 产时，在高水压作用下，其内地下水将可能突破之间的隔水层，向井巷 突水成为矿床充水水源。 老窑积水：据调查，矿区范围内开采 c1 煤层留下的老采空区面积 较大，存在一定的老窑积水，将成为矿床间接充水因素。 盘县洒基镇二排煤矿防治水设计 - 24 - 2 2、矿井水患威胁程度、矿井水患威胁程度 根据贵州省铜山县青山镇青山煤矿(整合)资源/储量核实报告 ， 矿区内含煤地层为二叠系龙潭组，水文地质条件中等，煤系地层富水性 弱。 矿区最低侵蚀基准面为拖长江，海拔高程为 980m，而一采区开采煤 层最低标高为 1906m，高于当地最低侵蚀基准面，煤矿开采后，江水不 会渗入井下，将有利于矿井排水。 矿井在今后由于受采动影响，可能有裂隙水水患，采空区引起的冒 裂带形成导水裂隙带，对矿井安全生产有一定影响。在生产中要加强防 治。因此，本矿井开采的水患类型主要以裂隙充水为主、其次是大气降 水、老窑老空积水的裂隙水水患。 在以后的生产过程中，必须严格执行“预测预报，有疑必探，先探 后掘，先治后采”的矿井防治水方针，避免发生透水事故。 青山煤矿水文地质条件属中等类型，矿井水害类型主要有裂隙充水、 大气降水、采空区和老巷积水。 矿井水患威胁程度分析详见表 2-3-1。 表 2-3-1 水患威胁程度表 水患类型特 征威胁程度备 注 小窑水、老空水 浅部小窑和老空，采空客观存 在 主要水患突水 地表水 沿构造裂隙或岩层裂隙、采矿 产生的导水裂隙带进入矿井。 主要水患增加矿井涌水量或突水 裂隙水 区内断层较多，裂隙和节理较 发育，采空区引起的冒裂带及 顶底板裂隙会形成导水裂隙带。 对矿井有一定 的威胁 增加矿井涌水量或突水 盘县洒基镇二排煤矿防治水设计 - 25 - 河流及溪沟水 矿井附近有拖长江及溪沟，其 水流通过导水裂隙带进入矿井。 特别是在侵蚀基准面下采掘时， 对矿井威胁更大。 主要水患增加矿井涌水量或突水 3 3、突水水源与地下水导水通道分析、突水水源与地下水导水通道分析 （1）突水水源 矿井范围内有小窑、老窑、老巷，在生产过程中必须及时填绘采掘 工程平面图，采空区和老巷必须做到心中有数。突水水源主要为小窑积 水、采空区积水和裂隙水。 （2）地下水导水通道 岩石天然节理裂隙 矿区内的直接充水的龙潭组含煤地层在接近地表附近，岩石风化节 理、裂隙很发育，而深部发育成岩或构造节理、裂隙，它们是地下水活 动的通道，并沟通上覆含水层与含煤地层的水力联系。 青山煤矿井田内发现断层 1 条，一般容易造成强含水层与煤层拉近 或直接造成矿井突水，若发育以塑性岩石为主的含煤地层中的小断层也 具有微弱的含水、导水性能，对矿井充水有影响。当井巷穿越断层时， 由于周围岩层的风化节理裂隙较发育，有利于地表水、大气降水的渗入， 井巷容易发生渗水、淋水和涌水现象。在生产过程中应留足隔水煤柱， 避免因开采隔离煤柱，造成采动影响，使地面水及各含水层水通过采动 裂隙窜入井下。 人为采矿冒落裂隙 采煤活动产生大量的采矿裂隙，可采煤层的顶板和底板均为软弱岩 组，矿井及采空区易坍塌，地压对围岩破坏严重，易诱发突水通道。 老窑采空区 盘县洒基镇二排煤矿防治水设计 - 26 - 矿区内老窑，其废弃采面或巷道会成为老窑水、采空区积水、部分 地表水进入矿井的通道。 地面洪水等水患威胁 在构造和地形上，矿区冲沟发育，大气降水可通过自然冲沟排出矿 区。该矿应加强地面大气降水的疏干和排出工作，经常性的对地面进行 巡视检查，及时采取措施防止由于采动的影响造成地面产生大量地裂隙 和滑坡，同时还应加强对老窑积水的探测和预防。 四、矿区水文地质勘查类型四、矿区水文地质勘查类型 本矿山大部分矿床位于最低侵蚀基准面以上，直接充水水源主要为 龙潭组裂隙水、小煤矿和老窑采空区积水，故本矿山属于以裂隙充水为 主，水文地质类型属二类二型，水文地质条件复杂程度为中等。 五、矿井水文安全条件评价五、矿井水文安全条件评价 1.对水文地质基础资料来源及可靠性评价 该矿区铜山县青山煤矿储量核实报告 ，对区域水文地质情况、 地层的富水性、矿井的充水进行了初步分析，对矿井的生产能起到一定 的指导作用。 2.水文勘探程度及存在问题 （1）储量核实报告中已对大气降水、地表水、直接充水含水层以 及部分含水层等充水因素进行了初步的分析，但对断层等地质构造掌握 程度不够，使得无法分析断层导水对水文地质条件的影响，因此，对断 层的水文地质情况了解不够，在断层附近掘进时，必须充分注意，对较 大的断层应留有一定保安煤柱。 （2）根据储量核实报告，矿区水文地质控制程度在代表性方面， 有不够的地方，反映在矿井涌水量采用的数据上，难免有片面的可能， 盘县洒基镇二排煤矿防治水设计 - 27 - 建议进一步地作好矿井水文地质调查，并作好编录，在井巷掘进过程中 逐步校正矿井涌水量资料。 （3）储量核实报告未对井田范围内的小窑进行充分的调查，故建议 矿井在采掘之前，对全矿区小窑进行全面的调查，对其分布范围、可能 的积水性及积水量做出调查及预测并标注在矿井采掘平面图及井上下对 照图上，以指导矿井实际防水工作。 建议矿井进行地质调查工作，编制专门的水文地质调查报告。 盘县洒基镇二排煤矿防治水设计 - 28 - 第三章第三章 矿井防治水措施矿井防治水措施 一、矿井开拓、开采所采取的安全保证措施一、矿井开拓、开采所采取的安全保证措施 （一）矿井工业场地位置（一）矿井工业场地位置 青山煤矿为整合矿井，工业场地考虑利用原青山工业场地，改造原 青山煤矿主平硐作副平硐，副平硐井口标高+1903m，方位角 19，在副 平硐西南面约 80m 处新建主平硐，主