杨家寨煤矿防治水专项设计.docVIP

2水城县大田煤矿矿井防治水专项设计 贵州华电华和有限公司水城县杨家寨煤矿防治水工程总体方案设计二一五年二月2水城县杨家寨煤矿矿井防治水专项设计 目 录1概述41.1目的和任务41.3水文与气象31.4地形地貌41.5以往的水文地质工作41.6矿井现状61.7编制依据及技术标准72 矿井地质条件72.1矿井构造72.1.1构造72.1.2矿井构造与地震72.2地层82.3煤层及煤质112.3.1含煤性112.3.2煤层122.3.2煤质123 矿区水文地质条件123.1矿区含（隔）水层123.2矿井充水性因素分析错误！未定义书签。4 矿井水害防治方案94.1水害防治方案的确定94.2水害防治工程的设置95 防水安全煤（岩）柱留设105.1防水安全煤（岩）柱的种类105.2防水煤（岩）柱留设115.2.1防水煤（岩）柱的留设原则115.2.2防水煤（岩）柱的留设116 矿井防治水措施措施166.1矿井开拓、开采所采取的安全保证措施166.1.1矿井开拓工程位置及层位选择166.1.2采掘工程所采取的防治水措施166.2水害防治的组织措施206.3疏水降压措施206.4井下探放水措施216.4.1区域、局部探放水措施2112水城县大田煤矿矿井防治水专项设计6.4.2探放水设备选择306.4.4注浆堵水措施326.5地表防治水措施326.5.1地表水防治设计依据326.5.3地表水防治工程346.6井下防治水安全设施356.6.1井下排水357.6.2防水设施376.7老窑水防治措施386.8 封闭不良钻孔防治水措施396.9 预防井下突水396.10 其它397结论401概述1.1目的和任务为加强煤矿防治水工作和煤矿水害的治理，防止和减少水害事故，保障煤矿职工生命安全，本着“安全第一、预防为主”的安全生产方针，根据矿山安全法、煤矿安全规程、安全生产法、煤矿防治水规定等相关要求，编制了水城县杨家寨煤矿矿井防治水专项设计。通过对矿井水害基本情况进行调查，建立矿井水害档案，分析矿井水文地质类型及矿井充水特征，对矿井水害和危险程度进行分类，确定防水安全煤（岩）柱，编制针对性防治水专项设计，从而有效遏制煤矿水害事故的发生，促进煤矿安全生产。1.2位置及交通杨家寨煤矿位于水城县城南东220，直距约25km。行政区划属水城县阿戛乡管辖。地理坐标：东经10454181045442，北纬263005263029。矿山有乡村公路接S314省道与水城县城相通。水城县城有贵（阳）昆（明）铁路通过，交通较方便。见交通位置图（图1-1-1）。行政区划隶属贵州省水城县阿戛乡。杨家寨煤矿杨家寨煤矿图1-1-1水城县阿戛乡杨家寨煤矿交通位置图根据整合后的矿井15万吨/年的采矿许可证（证号：5200000711404），该矿原有生产规模为15万吨/年。有效期10年，矿界由5个拐点坐标框定，开采标高为+1660m+1280m，其走向长2.016 km，倾斜长0.6636 km，面积1.3378km2。与周边矿井无矿界纠纷，井田范围拐点坐标见表1-4-1。表1-4-1 贵州省水城县杨家寨煤矿矿区拐点坐标拐点XY开采标高（m）面积（km2）0293255535490520166012801.33781293317835490723229331783549119432932444354927254293204235492299矿井由原苏田煤矿、关门山煤矿、杨家寨煤矿整合而成。整合后井田与临近矿井无矿界重叠和采矿权纠纷。1.3水文与气象区内无大的河流及水体，仅有由北西流向南东的季节性溪流，调查时流量0.82.5升/秒。沟谷发育，沟溪水枯季流量小或干枯,雨后山间沟溪水流量较大，暴雨后有山洪发生。区内属亚热带季风气候，夏秋温暖、冬春寒冷，季节性区分不明显，常年阴雨连绵，气候变化无常。每年58月平均最高温度2230，11月至次年2月为冰雪凌冻期，最低温度达0。年无霜期平均253天；年平均相对湿度85%；年平均降水量为1223.6mm，最多年降水量达1460.7mm，最少年为873.6mm；年平均风速1.4米/秒。1.4地形地貌井田属构造侵蚀、溶蚀地貌，地形是以仲河为界，南北两侧高，并由北西向南东倾斜，最高点位于南西部的飞仙关地层山脊，标高1875.5m，最低点在仲河河谷，标高1570m左右，相对高差305.5m。区内地形起伏大，多呈斜坡，坡度1065，一般坡度在2035左右，少部呈缓坡，坡度一般小于20，斜坡以脊状山形态展布，冲沟较发育，有利于地表水排泄。1.5以往的水文地质工作1、2009年12月重庆地质矿产研究院提交的水城县杨家寨煤矿生产地质报告。2、2010年7月湖北煤炭地质勘察院提交的水城县杨家寨煤矿水文地质调查报告。3、2013年6月四川省地质勘查开发局物探队提交的水城县杨家寨煤矿水文地质补充勘查报告。1.6矿井现状1、矿井采矿权和生产许可证取得的情况采矿许可证证号为：C52000020121211201282712、矿井开拓、开采方式，生产规模，生产状况，瓦斯等级根据水城县杨家寨煤矿开采方案设计(变更)提供的资料。矿井设计生产能力30万t/a，服务年限13.1a。设计采用斜井开拓方案，布置有主斜井、副斜井和回风斜井三条井筒进行开拓。矿井采用分组联合布置开采。井筒特征表序号井筒名称X(m)Y(m)Z(m)方位角倾角()井底标高（m）井筒长度(m)1主斜井293238935492521+157711617+13906732副斜井293250435492357+158211625+13904563风井293254135492349+158511625+1390461主、副斜井分别作为一采区的运煤上山和轨道上山，一号风井作为一采区的回风上山。另新作其余各采区上下山，均布置在C67-69煤层底板岩层中。在井底段附近施工井底泵房、水仓、管子道等工程，形成主要的排水系统。3、矿井现有防治水情况。矿井现排水系统建在+1390m水平，矿井建成后，矿井水自流汇集于+1390m水平井底水仓后，采用水泵机械抽排至地面。在施工中采取“边探边掘”的方式掘进，防止误穿积水区，出现水灾事故。同时坚持“预测预报，有疑必探，先探后掘，先治后采”的原则。根据矿井水害的实际情况，制定相应的“探、防、堵、疏、排、截”等综合防治措施，有效防治了水的危害。4、相邻矿井关系矿区内采煤历史较为悠久，近年来随着煤炭开采秩序的好转，经关、停、整顿，现区内所有无证小煤矿均被取缔。据调查，大部份老窑生产手段和方式落后、简单，小窑多为季节性民采有限开采，采掘斜深均不超过50100m，一般遇地下水即弃坑。水城县杨家寨煤矿为原水城县杨家寨煤矿、苏田煤矿、关门山煤矿整合后新设置的采矿权，生产规模30万吨/年。 1.7编制依据及技术标准1、安全生产法2、矿山安全法3、煤矿安全规程（2011年版）4、煤矿防治水规定5、地质勘探及实测6、水文地质图2 矿井地质条件2.1矿井构造2.1.1构造一、区域构造井田位于格目底向斜北东翼东段。构造形态为向西南急倾斜的单斜构造，地层走向南东（100120），倾向南西（190210），倾角由东向西呈有规律变陡（6585）。区内断裂构造较为发育，共发现有11条断层。按其规律可分为三组：一组为近东西向的走向断层；一组为北东南西向，由飞仙关组切割煤系；另一组为北西-南东向，由茅口灰岩组切割煤系至飞仙关组。二、矿区构造区内地质构造复杂程度属复杂。地质构造类型确定为类。断层对开拓开采的影响：从矿方实际提供资料显示，井田范围内对开拓开采有影响的煤层主要为F21、F22、F28，三条断层断距在30-70m之间。其主要影响了井田内采区划分，使采区布置受到一定限制，采区被切割得较小，从而引起采掘接替上有点紧张。2.1.2矿井构造与地震1、矿井构造控制杨家寨煤矿位于格木底东翼东段。矿区北部地层倾向南西，倾角190210。煤层产状与地层产状基本一致，地层沿倾向有一定的波状起伏。在矿区内共发现断层11条。2、构造影响这些断层对煤层有一定的破坏。井下发育有小断层，但对矿井开采影响不大。矿区构造复杂程度属复杂类型。3、地震根据建筑抗震设计规范（GB500112001）规定，本区地震烈度为6度。2.2地层一、区域地层区内出露最老地层为二叠系中统茅口组（P2m），上统峨眉山玄武岩组（P3）龙潭组（P3l），三叠系下统飞仙关组(T1f)、永宁镇组（T1yn），第四系。二、矿井地层二叠系（P）1、中统茅口组（P2m）浅灰、灰白、灰黑色灰岩，含燧石扁豆体及条带；底部为粉砂岩、砂岩、泥岩，区内出露不全。2、上统峨眉山玄武岩组（P3）上部为灰绿、灰紫色等玄武质凝灰岩，厚825m。中、下部为深灰色及灰绿色拉斑玄武岩、紫色凝灰岩、灰色致密的凝灰质角砾岩等组成，底部见星点状黄铜矿、斑铜矿。厚180250m，与上覆龙潭组呈假整合接触。3、上统龙潭组（P3l）为区内含煤岩系，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、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩及煤层组成，含煤2030层，可采煤层和局部可采煤层13层。厚度320370m，一般352m。据岩性组合特征和煤层赋存情况分为四段：第一段（P3l1）：岩性以细砂、粘土岩为主，粘土岩中含大量蠕虫状、鲕状菱铁质结核，煤层富集于中、下部，稳定性较差，含可采和局部可采煤层2层，即C66、C67-69煤层。平均厚度86m。第二段（P3l2）：岩性以灰色、灰绿色粉砂岩、泥岩为主。煤层多为薄煤层，局部可采。平均厚度90m。第三段（P3l3）：岩性以粉砂岩为主。煤层富集于上、中部，含可采及局部可采煤层4层（C12、C13、C18a、C18b煤层）。平均厚度86m。第四段（P3l4）：岩性以粉砂岩、细砂岩、煤层、粘土岩组成。含可采及局部可采煤层7层（C1、C2、C5、C6、C8、C9、C10煤层）。平均厚度90m。三叠系（T）1、下统飞仙关组（T1f）岩性为灰绿色粉砂岩、泥岩，夹条带状、透镜状灰岩及菱铁质结核。厚度435505m，平均470m。根据岩性组合特征可分为四段：第一段（T1f1）：为灰绿色粉砂岩、泥岩，夹条带状、透镜状灰岩及菱铁质结核。平均厚度1525m。第二段（T1f2）：灰绿色、紫色粉砂岩、细砂岩互层，夹生物灰岩条带。厚度170190m。第三段（T1f3）：灰绿色、紫色粉砂岩、细砂岩互层，夹生物灰岩条带。厚度240250m。第四段（T1f4）：“绿色层”紫色薄层状细砂岩为主，夹生物碎屑灰岩条带，厚度1040m。下统永宁镇组（T1yn）上部灰紫色灰岩夹薄层紫灰色钙质粉砂岩；下部为紫色薄层状钙质粗、细粉砂岩互层。厚度大于35m。第四系（Q）该地层主要为坡、残积层分布于地形低洼地带，岩性为亚粘土及含碎石亚粘土。厚度015m。三、煤系统地层矿区含煤地层为上统二叠龙潭组,由一套海陆交互相沉积岩系组成。岩性主要由浅灰色、灰色及深灰色，薄至中厚层状细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩及煤组成。2.3煤层及煤质2.3.1含煤性井田含煤地层为二叠系上统龙潭组（P3l)，系海陆交互相沉积为主的含煤建造，沉积物主要由碎屑岩及煤组成。2.3.2煤层区内含煤岩系为二叠系上统龙潭组（P3l），岩性由灰色细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩及煤层组成。厚度320370m，平均厚352m。含煤2030层，可采及局部可采煤层13层（C1、C2、C5、C6、C8、C9、C10、 C12、C13、C18a、C18b、C66、C67-69煤层），可采及局部可采煤层总厚15.4825.73米，一般21.3米，可采含煤系数一般为6.05%。现对各可采煤层的赋存情况简述如下：1、C1煤层（俗称“大牛角炭”）：位于龙潭组顶部厚度最大的一层煤，顶板距煤系顶界3m左右，煤层结构较简单。厚度1.294.21m，平均2.00m左右，煤层顶板为细砂岩、粉砂岩，底板为泥岩。属全区可采的较稳定煤层。常夹04层粘土岩夹矸。2.C2煤层：上距C1煤层25m，顶板以粉砂岩为主，底板近处常见一层薄煤或煤线，煤层层位稳定，但厚度变化大，从东向西厚度增大，煤厚0.110.90m。属全区局部可采的较稳定煤层。煤层结构简单，偶夹1层高岭石粘土岩夹矸。 3.C5煤层(俗称“小牛角炭”)：上距C2煤层10m左右，顶板以粉砂岩为主，底板为致密状深灰色生物碎屑灰岩，即“腰带灰岩”，厚0.351.49m。煤层层位稳定，但厚度变化较大，一般厚度0.401.50m，属全区可采的较稳定煤层。煤层结构简单，常夹02层隐晶高岭石粘土岩夹矸。 4.C6煤层：上距“腰带灰岩”0.402.00m，上距C5煤层610m左右，顶板以粉砂岩或灰岩为直接顶板，煤层稳定，煤层结构简单，但厚度变化较大，属局部可采的较稳定煤层。 5.C8煤层：上距C7煤层612m左右，顶板以粉砂岩为主，煤层较稳定，厚0.490.91m，平均0.70m。属可采的较稳定煤层。结构简单。 6.C9煤层：上距C8煤层26m，顶板以粉砂岩为主，煤层厚度变化大，从东向西渐变厚，厚度0.612.19m，平均1.26m。煤层结构较复杂，有分叉复合现象，属可采的较稳定煤层。 7.C10煤层：上距C9煤层37m，顶板以细砂岩为主，下部为含动物化石的粉砂岩。煤层厚度变化较大，中部较厚，东西部变薄至不可采，厚0.262.16m，平均1.21m。在深部常夹一层隐晶质高岭石夹矸，煤层结构较简单。属局部可采的较稳定煤层。8.C12煤层（俗称“大花炭”）：位于龙潭组第三段上部，上距C10煤层2030m，煤层直接顶板为含大量动物化石的浅海相泥岩，煤层厚1.549.50米，一般厚2.01m左右。常夹02层泥质或粘土质夹矸，属可采的稳定煤层。顶板为粉砂岩或粉砂质泥岩；底板为细砂岩。厚度变化大，层位较稳定，含13层夹矸，结构较复杂。9.C13煤层（俗称“小花炭”）：位于龙潭组第三段上部，上距C12煤层24m左右，顶板为粉砂岩。煤层厚度较稳定，厚0.581.83m，一般厚1.30m左右。属可采的较稳定煤层。夹12层粘土岩夹矸，结构较简单。 10.C18煤层：位于龙潭组第三段中下部，为厚度较大的复煤层，上距C16煤层726m。该煤层分为上分层（C18a）和下分层（C18b），上、下分层之间距约13m，岩性以灰色鲕状高岭石粘土为主，有时合并成一层。顶板以粉砂岩为主（伪顶为泥岩），偶夹薄层细砂岩和菱铁矿条带。煤层厚度：上分层（C18a）厚0.422.10m，平均1.26m。属大部可采的稳定煤层；下分层（C18b）厚0.351.84m，平均1.10m。属局部可采的较稳定煤层。煤层结构较简单。11.C66煤层：上距C61煤层2045m，顶板以粉砂岩和细砂岩为主，夹菱铁质条带，直接顶板偶为黑色泥岩。厚度0.345.01m。煤层结构复杂，夹矸多，以黑色泥岩或炭质泥岩为主，煤层中常含12层浅色的隐晶质高岭石粘土岩。属大部可采的稳定煤层。12.C67-69煤层：位于龙潭组第一段下部，上距C66煤层27m，下距峨眉山玄武岩37m，顶板岩性变化大，以粉砂岩为主，夹薄层砂岩和黑色泥岩或炭质泥岩。厚度0.694.33m，平均1.70m。煤层结构复杂，夹矸多为炭质泥岩和泥岩，偶夹一层灰紫色隐晶质高岭石泥岩，煤层中含黄铁矿。属可采的稳定煤层。2.3.2煤质1、煤的物理性质各可采煤层的煤岩特征基本相同。颜色均为黑色，条痕黑色，层状构造 ，致密条带状结构，参差状断口，弱玻璃光泽。宏观煤岩类型：C1、C12、C18煤层为半亮型煤，煤质松脆，其它煤层以暗淡型煤为主。2、煤的化学性质1化学性质采用贵州水城格目底煤矿苏田井田初步勘探地质报告及现在该矿对开采煤层所作的化验资料（见表2-1-3）42水城县杨家寨煤矿矿井防治水专项设计表2-1-3 水城县阿戛乡杨家寨煤矿可采及局部可采煤层煤质分析结果表煤层编号煤样类别工业指标及可选性质结胶性质发热量灰份Ad（%）硫份St,d (%)磷P (%)回收率r (%)等级挥发分Vdaf (%)胶结层Y (mm)粘结性工业分类低位发热量Qnet.ar(MJ/kg)高位发热量Qnet.ar(MJ/kg)C1原煤21.78-26.671.18-2.450.002-0.006-24.42-27.71膨熔粘24.16-29.4934.33-35.8621.331.820.003625.4826.9135.10浮煤7.01-0.090.87-1.300.001-0.00541.13-66.46良等24.44-25.7317.5-20.5强膨熔JM32.72-33.9836.26-36.818.250.890.002454.5824.9818.333.3136.51C2原煤28.99-43.170.54-2.700.004-0.01224.64-24.9724.64-24.97不膨熔膨熔粘24.2819.6736.081.620.00824.7224.72浮煤9.89-11.250.70-0.750.001-0.0058.25-26.92低等24.85-24.4524.85-25.54强膨熔JM32.8136.7610.570.730.00217.5925.1525.15C5原煤29.16-33.652.68-5.1720.79-25.05不膨熔膨熔粘31.374.160.005223.8023.8023.2833.40浮煤9.57-12.890.38-2.358.84-35.97低等21.78-25.76膨熔粘强膨熔JM10.471.570.003220.4524.1924.1932.2136.31C6原煤33.58-55.543.10-3.92-22.66-24.96不膨粘不膨熔34.923.510.004324.0322.5534.92浮煤10.20-13.571.83-2.082.89-14.25低等23.60-24.12强膨熔JM11.841.930.0018.8724.1217.532.4336.71C8原煤29.16-37.372.62-3.97-22.42-24.15不膨熔33.273.370.00123.0324.1034.99浮煤10.34-21.601.30-2.272.34-26.45低等23.26-27.2514.0-19.0强膨熔JM13.951.880.003514.6324.9016.330.4636.67C9原煤16.31-23.481.09-1.18-21.02-21.54膨熔粘19.901.140.00221.2828.5535.88浮煤9.01-11.130.97-1.100.00323.84-38.77低等23.59-23.7516.0-18.0强膨熔JM10.070.9931.3123.6717.032.4836.83C10原煤32.75-38.694.61-6.04-21.68-24.83不膨熔35.725.50.01023.2923.1235.12浮煤10.41-14.461.21-3.842.40-30.73低等25.27-26.3413.5-19.0强膨熔JM12.062.500.003315.2124.9116.331.3736.15C12原煤10.10-19.750.99-2.510.005-0.027-20.75-23.77强膨熔28.67-32.4535.92-36.4O12.971.750.01421.9231.2536.07浮煤5.36-7.770.72-1.130.005-0.02866.75-89.97优等20.21-24.0115.0-18.0强膨熔JM33.54-34.0436.27-36.616.740.290.01478.5422.1116.8(4)33.8136.47C13原煤11.50-38.430.13-0.320.006-0.018-21.91-23.54膨熔粘21.36-29.7735.02-35.7322.920.200.01022.4225.8835.32浮煤5.36-15.890.19-0.300.005-0.00636.56-66.11良等22.43-23.8912.0-22.3强膨熔JM32.9636.27-36.457.790.250.00553.5023.1918.6(6)36.36C18a原煤19.98-30.600.17-0.18-19.79-25.52-不膨熔24.900.180.00822.9832.5935.01浮煤7.76-10.110.15-0.2222.36-60.05中等21.50-25.7614.0-20.0强膨熔JM9.020.200.00540.4723.3418.327.1936.34C18b原煤19.98-35.150.18-1.130.006-0.012-19.79-25.91-不膨熔膨熔粘24.56-28.0834.66-35.3928.740.660.00822.8126.3535.01浮煤7.76-10.110.17-0.290.002-0.0157.05-59.48低等21.50-25.9614.0-20.5强膨熔JM32.19-33.4736.24-36.578.530.230.00723.6423.8117.832.5936.35C66原煤20.72-38.552.65-2.69-21.28-24.62-膨熔粘34.882.670.00323.3625.2134.98浮煤8.07-10.020.42-1.8714.84-56.71低等21.00-22.3818.0-21.0强膨熔JM9.001.340.00235.8721.8220.032.8036.37C67-69原煤20.03-29.591.02-5.10-19.70-25.38-膨熔粘25.052.750.01321.9027.8834.07浮煤8.21-9.981.38-2.2930.44-42.05低等19.89-24.7315.5-22.5强膨熔JM8.961.720.00336.6721.8019.032.9136.423.1矿区含（隔）水层一、地表水矿区内地表水水系发育，地表水和大气降水是矿床充水的主要因素。矿区内有通仲河穿过，从南西流向北东，于2015年6月20日测得流量约1400m/h；其余地表水大多受季节性影响较大，旱季时干涸。区内地形起伏较大，排泄条件较好，地表水可沿沟谷排泄，但部分煤层露头被溪流切割，煤矿开采最低标高位于沟谷切割点标高以下，当矿井采煤过程中的防护措施不力时，地表水可能溃入矿井坑道。地表水一般沿基岩裂隙渗入矿井，裂隙发育地段矿井充水会有所增大；地表水对地下水具有一定的补给作用，岩层渗透性好，含水性较弱。地表水与地下水之间可能发生联系，易引起矿床充水,但在开采条件下可通过塌陷裂隙、断层破碎带等渗入矿坑而成为充水水源,对各煤层的开采构成威胁。二、地下水类型区内地下水类型为主要为基岩裂隙水,其次为孔隙水。基岩裂隙水：上二叠统峨眉山玄武岩组(P3)、上二叠统龙潭组（P3L）、上二叠统长兴组（P3c）、飞仙关组一、二段（T1f 1+2）、飞仙关组三段（T1f 3）。其岩性主要为砂、泥岩、粉砂岩组成，中夹薄层灰岩，凝灰质泥岩或凝灰岩。为基岩裂隙水，富水性弱。孔隙水：含水层位为第四系Q，主要为残坡积、冲洪积层为主，岩性以砂砾、碎石土、砂质土、粉质土组成，为孔隙水。该带透水性好，地下水易于排泄，动态变化大，大部分是季节性泉水，富水性弱。三、含水岩组及其含水特征按区内出露地层由新至老叙述如下：第四系（Q）：主要为残坡积、冲洪积层为主，岩性以砂砾、碎石土、砂质土、粉质土组成，为孔隙水。该带透水性好，地下水易于排泄，动态变化大，大部分是季节性泉水，富水性弱。飞仙关组三段（T1f 3）：岩性为砂、泥岩、粉砂岩组成，中夹薄层灰岩，矿区内出露不全，厚度不详。含基岩裂隙水，富水性弱。单位涌水量为0.054L/sm。飞仙关组一、二段（T1f 1+2）：飞仙关组二段以石灰岩为主，厚度30m左右。含岩溶裂隙水。一段岩性以粉砂岩为主，夹泥岩和薄层灰岩，厚度210m左右，地表呈宽条带状沿煤系出露，含风化裂隙水。单位涌水量为0.0086L/sm，该层是区内较理想的一段相对隔水岩层。对上覆中强含水层和下伏中等含水层取到最佳的阻隔作用。上二叠统长兴组（P3c）：岩性上部含钙质粉砂岩夹薄层灰岩；下部为粉砂岩，厚度30.9763.13m。该层含基岩裂隙水，为弱含水层。单位涌水量为0.0075L/sm，上二叠统龙潭组（P3L）：岩性为细砂岩、粉砂岩、泥岩及煤层夹泥质灰岩组成。地表呈缓坡出露。含基岩裂隙水，为相对隔水层，富水性弱。浅部含风化裂隙水，深部含水微弱而不均匀。上二叠统峨眉山玄武岩组(P3)：岩性为灰绿色玄武岩，似层状、气孔状、杏仁状，其顶部5m左右为浅灰灰色凝灰质泥岩或凝灰岩。含基岩裂隙水，富水性弱。四、水力联系情况由于沟谷切割较深，有利于大气降水的排泄，河流、溪沟上段与下段的流量的不同，明显地反映了地下水补给地表水。飞仙关组一段粉砂岩夹薄层泥岩厚200m左右，可视为上覆地层含水段和下伏长兴组含水段的相对隔水层。长兴组钙质粉砂岩夹薄层灰岩及粉砂岩，厚度30.9763.13m。该层含基岩裂隙水，为弱含水层。含煤地层下伏玄武岩组，厚度不详，其顶部5m左右凝灰质泥岩或凝灰岩，该段也是相对隔水层。含煤地层中，含水层厚度286.88412.97m，为细砂岩、粉砂岩、泥岩及煤层夹泥质灰岩组成，各含水层之间水力联系不明显。综上所述，矿区地形高差较大，基岩裸露，面积较大，含水带与相对隔水带相间分布。大气降水是地下水的主要补给来源，地下水的排泄条件比补给好。矿井直接充水含水段是龙潭煤组中的碎屑岩夹煤层及薄层碳酸盐岩地层，含水性质属层间裂隙水，富水性弱。断层带水文地质特征为上二叠统地层表现为富水性较弱，导水性差。因此，矿区水文地质类型是以顶板进水的水文地质条件中等复杂的裂隙充水矿床。水文地质条件为中等复杂类型。五、地下水的补给、径流、排泄条件地下水主要补给来源为大气降水，由于矿区内岩层节理裂隙发育，大气降水通过基岩裂隙补给地下水，然后经短途径流后，部分迳流排泄通过井泉的形式排出。大部分向冲沟泄流或下渗流后排出矿区外。矿区最低侵蚀基准面为矿区东部的河谷处。低于矿区最低侵蚀基准面。六、构造裂隙水矿区地表南部发现较大的正断层F9、F20、F21，相互交错，且切穿河流，断层导水对井下开采构成威胁。3.2矿井充水因素分析矿井充水类型为裂隙充水矿床,其充水因素既决定于水文地质条件，又决定于开拓方式。充水强度受充水水源和通道的影响。（1）、大气降水对矿井充水的影响矿井内龙潭组裸露，地形起伏较大，补给面积大，植被发育较差。尽管岩层富水性弱，由于大气降水的直接补给，可沿节理、裂隙等渗入矿井。当矿井煤层开采后，易对顶部岩层造成破坏，产生“冒落带”、导水裂隙带，增大地表水对矿井的渗入。（2）、地表水体对矿井充水的影响矿井筒均位于高处，不受洪水和内涝威胁，建筑物均位于冲沟两侧，布置在地势比较高处，矿井工业场地的雨水均由道路水沟流到排洪沟中。矿井内充水，主要是以大气降水为主要补给源。（3）采空区积水矿区内老窑和整合前的三个小矿井窑以斜井开拓为主，老空区内存在着一定的积水，是矿井浅部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，对矿坑的安全构成了一定的威胁。（4）断层裂隙充水在矿区内东南部地表发现断层F9、F20、F21，构造节理裂隙发育，富水性及导水性强。断层破碎带在上覆地层岩芯普遍较破碎，可能将上覆含水层中地下水导入矿井，而延伸到下伏地层中的断层也有一定的导水性，为矿井充水的直接或间接通道。杨家寨煤矿为整合矿井，采空区分布较广泛，采空区积水对矿井生产构成较大隐患。矿井由于缺少资料，采空区积水情况不详，采空区可能存在积水，在进行采掘活动时如不加强探放，有可能发生矿井突水事故。（5）老窑积水对矿井充水的影响根据调查，煤层露头线附近有老窑存在，采深不大，现已发现的有7个小窑。根据现场踏勘调查访问，小窑分布于矿区煤层露头及煤层浅部，开采深度一般为3060m，小窑编号为LY7的小窑采用斜井开拓，下山开采，其余全部为平硐开拓。据调查，原整合矿井之一苏田煤矿采空区积水对现有矿井开采充水影响较大，其老采空区形成的采空区主要在C1煤层中构成，调查其采空面积为12500m2,推算积水量为1.5万m3。矿必须高度重视老窑水、老空水的防治工作，必须请有资质的单位编制矿区水文地质调查报告，弄清老窑及老空积水情况，并标绘在矿井井上下对照图和采掘工程平面图上。在建设和生产过程中要加强探放水工作，必须严格坚持“预测预报，有掘必探、先探后掘、先治后采”的探放水原则，防止采空区积水和老窑积水的突然涌出。（6）、含水岩层对矿井充水的影响当井筒和坑道揭露含水层时，便成为矿井充水水源。龙潭组的砂岩为直接充水含水段。含煤地层下伏玄武岩组，厚度不详，其顶部5m左右凝灰质泥岩或凝灰岩，该段也是相对隔水层。含煤地层中，含水层厚度286.88412.97m，为细砂岩、粉砂岩、泥岩及煤层夹泥质灰岩组成，各含水层之间水力联系不明显。（6）断层破碎带对矿井充水的影响断层破碎带既可储水，也可以导水，当断层破碎带连通了地表水体或强含水层时，大量的水会进入矿井巷道，增大矿井涌水量，甚至形成突水，造成危害。在矿区内东南部地表发现断层F9、F20、F21，受采煤活动的影响存在导水，断层水对矿井的充水影响较大。在以后的开采中，当巷道接近断层时须留设足够的保安煤柱。二、充水通道（1）岩石天然节理裂隙井田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，而深部则发育成构造节理、裂隙，它们是地下水活动的良好通道。（2）采煤冒落裂隙井田内含煤煤层较多，煤层间距小，煤层顶底板力学性质不好，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，在雨季会成为地下水活动的良好通道。矿方在雨季时要重点调查地裂缝，防止暴雨时，雨水倒灌。根据建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程按煤层顶板泥质粉砂质岩，岩石等级4-6级，硬度中硬计算，采用全部冒落法.（3）断层破碎带在矿区内东南部地表发现断层F9、F20、F21，受采矿活动影响可能会发生导水，对矿井的充水影响较大。在以后的开采中，当巷道接近断层时，要严格在断层两侧留设足够的防水煤柱。三、矿井涌水量的预测矿为生产井具矿井涌水量估算的初步条件，故利用比拟法进行矿井涌水量估算。矿井现在正常涌水量为15.89m3/h，最大涌水量53.84m3/h。矿井的开采面积为596106m2，未开采煤层的剩余面积5354195m2，按矿井现在的涌水量采用比拟法计算出矿井将新增涌水量为：新增矿井正常涌水量：新增矿井最大涌水量：Q正、Q大矿井预计增加的正常涌水量和矿井最大涌水量QO正、QO大矿井现在的正常涌水量和最大涌水量S1未开采的煤层面积SO已开采的煤层面积预计矿井将来的总涌水量为：矿井正常涌水量：15.89+47.62=63.51m3/h矿井最大涌水量：53.84+161.36=215.2m3/h本次设计以矿井正常涌水量63.51m3/h,最大涌水量215.2m3/h作为设计依据。矿井为煤层为二类自燃，设计时考虑井下因灌浆而增加的涌水量按40m3/h，则取取矿井正常涌水量103.51m3/h，最大涌水量255.2m3/h。矿井生产中必须进一步加强水文地质工作，查清地表水、地下水、矿井充水因素及与矿井涌水量关系，落实矿井涌水量资料；弄清矿区内小煤窑（老空）和采空区积水、积瓦斯等情况；加强探放水工作。四、水文地质条件复杂程度矿山开采煤层直接充水水源主要为龙潭组裂隙水，矿床直接充水含水层富水性弱。老空区积水、间接充水水源为地表冲沟水，故本矿山属于以顶板进水的水文地质条件中等复杂的裂隙充水矿床。水文地质勘查类型为类型。矿区范围内没有井、泉出露，矿区内有通仲河穿过，流量约1400m/h，从南西流向北东，属长江流域乌江水系。此外，还发育有地表季节性的冲沟，地表水排泄条件较好。本矿及其周边矿井长期的开采，对含水层水已有较大的疏放；第四系潜水对矿井开采影响不大；采空区积水问题及断层切割通仲河地段和通仲河切割可采煤层地段使得水文地质条件变得较为复杂。综上所述，矿区水文地质条件为中等类型，即以顶板进水的水文地质条件中等复杂的裂隙充水矿床。水文地质勘查类型为类型。4 矿井水害防治方案4.1水害防治方案的确定矿井应根据矿井水害的实际情况，制定相应防治水措施。针对即将进行回采的工作面，在回采前对上部采空区积水进行探放（疏水降压措施），在掘进中采取边探边掘，防止误穿岩溶裂隙，对地表主要影响井下的漏水区域，采取人工修建排洪沟，尽量减少对井下充水补给，对下水平揭露较大主要出水点进行注浆堵水，减少排水量。4.2水害防治工程的设置一、以排为主及井下排水工程根据“安全第一，预防为主”的方针，在井田有水害区域的地面及井下设置相应的防水害设施。矿井按照经批准的开采方案设计及安全专篇，在+1390m水平井底车场附近建设水泵房、水仓、管子道等工程，形成完善可靠的排水系统。提高抵御水患的能力。二、堵疏结合为防止大气降水渗入矿井，每年雨季来临前，应对矿井范围及周边地表进行调查，对能引起地表水入渗井下的各种通道，如地裂缝、废弃小窑、井筒等，用粘土或水泥进行堵填，防止地表水的渗入。三、加强探放探放水是矿井防治水害的主要手段之一，“预测预报，有疑必探，先探后掘，先治后采”是生产矿井防治水害的基本原则。特别是在接近原朝阳、兴化煤矿采空区掘进施工时。5 防水安全煤（岩）柱留设5.1防水安全煤（岩）柱的种类在受水害威胁的地方，预留一定宽度和高度的煤层不采，使工作面和水体保持一定的距离，以防止地下水或其它水源溃入井下，必须留设防水煤（岩）柱。由于井田各含水层之间的垂直水力联系通道目前尚未掌握清楚，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，因此防水煤（岩）柱的留设尤为重要，设计防水煤（岩）柱主要有以下几种：1、煤层露头防水煤（岩）柱；2、地表水体防水煤（岩）柱；3、断层两侧防水煤（岩）柱；4、井田技术边界留设防水煤（岩）柱；5、水平或采区留设边界防水煤（岩）柱；6、采空区防隔水煤（岩）柱；7、其它类型防水煤柱。根据矿井的实际情况，需留设以下防水煤(岩)柱：1、煤层露头防隔水煤（岩）柱2、断层防水煤（岩）柱3、井田边界、相邻水平、采区边界防水煤（岩）柱4、采空区（老空区）防隔水煤（岩）柱5、导水钻孔防隔水煤（岩）柱。5.2防水煤（岩）柱留设5.2.1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、在多煤层块段，各煤层的防水煤（岩）柱必须统一考虑确定，以免某一煤层的开采破坏另一煤层的煤（岩）柱，致使整个防水煤（岩）柱失效。6、在同一地点有两种或两种以上留设煤（岩）柱的条件时，所留设的煤（岩）柱必须满足各留设煤（岩）柱的条件。7、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。8、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。9、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。5.2.3防水煤（岩）柱的留设（一）断层防水煤（岩）柱的设计矿区内构造属中等类型，煤层顶底板无富含水层，顶底板无突水可能，即煤柱主要是顺层受压时，常以下述计算公式计算煤柱宽度：L0.5KM式中：L顺层防水煤柱宽度（m）；M煤厚或采高（m），C1、C6、C12、C18煤层最大厚度分别为1.73m、1.31m、1.42m、2.75m、2.84m；KP煤的抗张强度（kgf/cm2），KP取10kgf/cm2；P水头压力（kgf/cm2），P50kgf/cm2；K安全系数，一般取25，本设计取5。则：上煤组C1、C6、C12、C18煤层开采时LM20.551.7316.8（m）LM3-10.551.3112.9（m）LM50.551.4213.7（m）LM6-10.552.7526.6（m） 下煤组C18煤层开采时L0.552.8427.4（m）根据上述计算，开采断层两侧煤层时各煤层防水煤柱统一留30m防水煤柱。（二）井田边界煤（岩）柱的留设该矿水文地质条件中等，可下述计算公式计算煤柱宽度，但井田边界煤柱取值不得小于40m。L0.5KM式中：L顺层防水煤柱宽度（m）；M煤厚或采高（m），C1、C6、C12、C18煤层最大厚度分别为1.73m、1.31m、1.42m、2.75m、2.84m；KP煤的抗张强度（kgf/cm2），KP取10kgf/cm2；P水头压力（kgf/cm2），P50kgf/cm2；K安全系数，一般取25，本设计取5。LM20.551.7316.8（m）LM3-10.551.3112.9（m）LM50.551.4213.7（m）LM6-10.552.7526.6（m） 下煤组C18煤层开采时L0.552.8427.4（m）根据上述计算，井田边界煤柱取40m。（三）采空区防水煤（岩）柱1、在采空区或老空积水区下掘进时，巷道与水体之间的最小距离不得小于巷道高度的10倍，经计算为：10