塔山矿防治水措施.doc

塔山煤矿综合防治水措施同煤大唐塔山煤矿公司二一二年四月17塔山煤矿综合防治水措施为切实加强矿井防治水工作，保证我矿防治水工作扎实、有效地开展，防止水害事故的发生，保证我矿建设和安全生产。严格按照煤矿安全规程、煤矿防治水规定坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则，落实“物探先行、钻探验证、化探跟进”的综合超前探查手段，做到“依法依规、实事求是、注重实效”，实现我矿科学发展，安全发展。结合我矿井水文地质资料，特制订塔山煤矿综合防治水措施：一、矿井水文地质概况塔山井田位于大同煤田的东南部，大同向斜的东翼，井田内地表黄土广布，没有大的地表水体。地形总体为西南高，东北渐低，口泉河由西向东北在井田的中部穿越，穿越长为27.6km；鹅毛口河位于井田南，全长12km，水源均由大气降水、矿井排水及生活污水补给，平时迳流量0300L/s。受新构造运动的影响，井田的东部、南部基岩裸露，为大气降水的入渗创造了比较好的条件。井田内在古老的变质岩之上由老至新沉积了寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系、侏罗系、白垩系及第四系地层，其中侏罗系煤层大部分已采完，采空区聚集了大量的积水。区内含水地层富水性弱，主要接受大气降水补给，矿井排水是主要排泄方式。1、矿井充水水源和充水通道矿井的充水水源主要为上覆侏罗系采空积水、煤岩层裂隙水和奥陶系岩溶承压水。充水通道主要由采空区矿压造成的底板破裂、采动造成的“三带”波及地表的塌陷及裂隙缝、断层、陷落柱以及封闭不良钻孔进入巷道进而引发突水。2、矿井充水因素分析（1）大气降水。它是井田地表水和地下水的主要补给来源，补给途径主要是通过第四系残坡积层和基岩风化带以及老窑塌陷区、采空地裂缝等渗入。大气降水是矿井充水的主要因素，从长期观测结果可以明显地看出，矿井涌水量受降水影响十分明显，雨季最大涌水量是正常涌水量的 12 倍。 （2）上覆采空区积水。由于同煤集团开采历史较久，井田内侏罗系大同组煤层基本采完。大同组14#煤层底板与二迭系山4号层、石炭系35#煤层顶板间距介于143.7573.0米，采空区积水可在断层、陷落柱、钻孔以及顶板薄弱带与充水通道沟通形成顶板突水。 （3）地下含水层水。井田内第四系及风化带含水岩组离煤层较远，一般对煤层开采无直接充水危害；石炭二叠系砂岩裂隙水为矿井的直接充水水源，钻孔单位涌水量为0.00040.001L/s.m，含水性弱。均为顶板淋水，各处涌水量介于10300m3/d,随着开采面积的增加，涌水量将有所增加。 （4）奥陶系岩溶水。奥陶系岩溶水是石炭二叠系煤层下伏含水层，平均厚度516.14米，钻孔单位涌水量0.050.429L/s.m。寒武奥陶系虽然属于间接含水层，在构造破碎带或封闭不良的钻孔地带，奥灰水会成为矿井的直接充水水源，是矿井防治水的重要对象。3、煤层开采受水害影响程度（1）大气降水对煤层开采的影响。本区为大陆性气候区，降水量分配不均，主要集中在79月，年平均降雨量约400mm，大气降水通过黄土区、基岩区、地表裂缝等入渗补给地下水，成为矿井的间接但很重要的补给水源。（2）地表水体对煤层开采的影响。井田的东部为寒武奥陶系和石炭二叠系地层的裸露区或浅埋区，鹅毛口河和口泉河将通过上述地层的裂隙、层理补给碎屑岩裂隙水和岩溶水，辗转进入矿井。口泉河、鹅毛口河渗漏段长度分别为300米、320米，渗透量合计436.30m3/d。每年79月份雨季来临后，矿井涌水量将明显增加。（3）地下水体对煤层开采的影响。二叠系石盒子组砂岩裂隙含水层位矿井间接充水含水层，岩性为泥岩、砂岩交互层，裂隙不发育，单位涌水量0.0072L/s.m。渗透系数0.0212m/d，富水性弱；二叠系山西组砂岩含水层为充水直接含水层，但裂隙不发育，单位涌水量0.00040.00765L/s.m，渗透系数0.003850.02594m/d，富水性弱；石炭系太原组砂岩裂隙含水层为矿井间接充水含水层，本区砂岩裂隙不甚发育，胶结致密，完整性较好，单位涌水量0.0010.008Ls.m，渗透系数0.0020.02743m/d。富水性弱。煤层在开采过程中都存在导通上部含水层及上部煤层采空区积水的可能，虽然各含水层富水性较弱，但在降雨量丰沛的季节各含水层将会通过构造裂隙得到补给，含水性相对较好，给矿井生产造成一定威胁。（4）奥灰水对矿井的充水的影响。奥陶系灰岩含水层是煤系间接充水含水层。本区岩溶发育具有不均一性，在断层密集带，岩溶发育，富水性中等，远离断裂带，岩溶极不发育，富水性弱，本区岩溶水位标高10701131.59米，正常情况都不存在底板突水，但在断层破碎带及褶皱轴部节理密集带奥灰水极易通过岩体的薄弱地段突入矿井。是最具威胁的矿井充水水源。（5）构造对矿井充水的影响。井田构造较为复杂，总计有落差大于3米的断层75条，陷落柱5个，断层、陷落柱的存在，改变了煤层开采的有利条件，构成了大同组采空区积水和奥灰水进入矿井的充水通道，具有很大隐患。（6）封闭不良钻孔对矿井充水的影响。本区施工钻孔较多，多数钻孔都是用水泥浆封孔至石炭二叠系最上一层煤30余米及大同组下部煤层底部至孔口，大同组煤层至石炭二叠系煤层之间则未用水泥浆封，由于大同组煤层大部分已采，用水泥浆封闭采空区段其质量难以保证，因此，采空区积水将会通过封闭不良的钻孔进入矿井，危害很大。 二、矿井水害的类型及易发突水事故的地点的分析1、矿井水害的类型造成我矿井水害的主要水源有大气降水、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。根据水源分类，矿井水害分为：（1）、地表水害、（2）、老窑水水害（3）、孔隙水水害、(4)、裂隙水水害、(5）、灰岩水水害等2、矿井水害事故易发生的地点我矿井下易发生突水事故的地点是矿井正常生产的采煤、掘进工作面。在生产过程中与地表水、地下水沟通时，就会发生突水事故。(1)采煤工作面向前推进，采空区顶板自然垮落，自下而上形成了垮落带、导水裂隙带和弯曲下沉带。垮落带及裂隙带遇到强含水层或老空区积水，水会沿裂隙带空隙流入井下，造成突水事故。若导水裂缝带高度到达地表，与地表塌陷坑贯通，也会造成突水事故。 (2)采煤工作面遇到封孔质量不好的钻孔，穿透含水岩层的钻孔在采煤过程中采取的防范措施不力，也会造成透水事故。(3)掘进工作面在掘进过程中，遇到情况不清的钻孔水、断层水、陷落柱水、石灰岩溶洞水、砂岩水等，同样是易发生透水事故的地点。三、矿井发生突水事故的预兆 (1)煤层发潮、发暗。 (2)巷道壁或煤壁“挂汗”。 (3)工作面温度降低，煤壁发凉。 (4)煤壁“挂红”。 (5)发出水叫声。 (6)出现雾气。 (7)工作面有害气体增加。 (8)顶板来压，淋水加大。 (9)出现压力水流（或称水线）。 (10)打钻时发觉钻孔底松软或钻孔查水流出卜说明接近透水区。 每次突水前都会全部些现，有时可能发现一个或几个，极个别情况甚至不出现。因此，必须密切注意，认真分析。四、成立防治水领导机构：组 长： 丁大同 韩立军 常务副组长： 宋金旺副 组 长： 王国春 沈 明 张宏明 成 员： 章天广 王爱午 王文元 梁 坤 王志坚 黄立军 勾永全 张兴国 闫向元 郝建峰吕继成 刘 军 翟有山 吉真宝 赵阳阳防治水办公室设在地测科，勾永全任主任。职责：领导组组长对矿井防治水负总责，从人力、物力和资金等方面保证防治水工作的开展，副组长在各自分管的范围内对矿井防治水工作负责，常务副组长负责防治水的技术管理工作。地测科负责矿井日常防治水工作的开展和具体实施，组织地测工程部、钻探工程部和物探工程部进行水患排查、分析预测、探放水工程设计、审查和施工，全面完成防治水工作任务。其他各成员单位负责分管范围内防治水工作的开展、落实，确保矿井安全生产。五、矿井水害防治的主要措施坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则, 落实“防、堵、疏、排、截”的综合治理措施。执行“物探先行、钻探验证、有疑必钻探、不探不掘进”的工作方法。应查明矿区和矿井的水文地质情况，地测科编制中长期防治水规划和年度防治水计划，并组织实施。同时有准确的井上下对照图、地形地质图。要建立地表移动塌陷观测站，测出本矿的地表移动数据。矿总工程师为防治水的技术负责人, 在矿长领导下组织技术人员制定有针对性的矿井水害防治工作方案和安全技术措施, 建立健全防治水组织机构, 并加大防治水害的安全专项投入, 加强矿井防治水技术管理工作。并针对具体的水害制订具体的防治措施。1、地表水防治措施（1）、矿地测科、小窑科必须在每年雨季到来之前应对矿区井田范围的河道古窑采空区、塌陷区陷落柱两个断层带及井口工业广场附近山坡沟渠实地勘查工作，并制定落实地表防治水措施。对影响矿井安全的泄洪沟渠进行改道，同时要构筑的防排洪工程，确保矿井雨季汛期安全。在雨季到来时要及时组织清淤河道，加固河床，保证洪水顺利通过。（2）、对以前采空区造成裂缝、塌陷区及时堵塞、填高、填实，若裂缝深又宽时，施工时要先填入大块石料，然后灌入混凝土形成稳固带后再填入黄土，最上层填上红粘土，填高高度必须比原来地面高出50cm，严防降雨渗入。（3）、场地内排水采用排水沟的方式，地面雨水汇集于排水沟中排出场外。同时为了防止山洪冲入场区，在场区山角处砌拦洪坝及挡土墙，以便将洪水排出场区。在雨季到来之前要对工业广场周围，办公楼，职工生活区和排水渠和防洪设施进行全面排查，保证质量完好，防排有效。 （4）、该矿井工业场地位于沟中山梁台地上,从未受过洪水威胁。本矿主立井井口标高1149.0m, 副立井井口标高1149.0m，工业场地及井口标高均高于最高洪水位标高。因此，场地及井口均不受洪水威胁。但矿井口附近必须准备足够的防洪沙袋，防患于未然。（5）、地测科按照工程进度及时填绘井上下对照图、采掘工程平面图，分析预测各采掘工作面受水害威胁情况，每月5日前签发月度水文地质预报，月末对当月防治水工作进行总结，及时汇报矿有关领导。2井下水害的防治措施（1）、对断层、陷落柱水的防治采取物探、留设防水煤柱、注浆等综合方法。塔山矿井断裂构造比较发育，因此，在采掘之前采用物理探测技术手段对采取内断层、陷落柱进行勘探，确定其分布范围、落差、延展情况、确切位置及区内断层的富水性。在导水断层、陷落柱和采场之间留设防水煤柱，并采取注浆加固或疏水降压等安全措施。（2）、对煤系含水层水以排水为主。矿井涌水点的充水水源主要为煤层顶板砂岩、石灰岩裂隙水，这些含水层水沿着构造裂隙及回采放顶冒落裂隙带直接向矿井充水，但其水量较小，补给较差。以排水为主。掘进前做好超前探查的同时完善排水系统。（3）、对上覆侏罗系采空区积水采用物探手段查明后从地面抽放的方法。在采掘之前利用电磁法等物探手段进一步查明采空区的范围、积水情况。对于采掘工作面上方有积水异常的采空区，从地面打孔至积水低洼处进行提前抽放，然后采掘；对无积水异常的采空区从地面打孔验证，确定无积水之后再进行采掘。对于有导水断层的部位，应提前做好防水工作，没有导水断层时应启封以往施工的钻孔，检查封孔质量，如果封孔不合格应重新封孔，做到安全开采。（4）、奥灰水的防治，首先在工作面开采之前，应首先利用先进的物探技术，查清下部岩溶水富水条件，划分富水块段，并探测分析煤层底板中存在的天然导水通道以及采动影响后可能形成的新的导水通道。对于断层破碎带、导水断层、节理、裂隙密集带要预先注浆加固底板隔水层，并做好超前探放、疏干降压，做到防患于未然，才能有效地防止突水事故的发生。3、预防周边矿井贯通的综合防治措施在日常生产中，应查清相邻矿井的水文地质条件，加强水文地质基础工作，加强矿井水害预测预报工作，采用适合本矿井的物探、钻探、化探等先进的综合探测技术，查明矿井或采区水文地质条件，定期收集、调查核对本矿及相邻煤矿的废弃老窑情况，编制矿井综合水文地质图、矿井充水性图等基础图纸，为水害防治工作提供翔实、可靠的技术依据。 同时加强掘进工作面探放水的技术管理，对小窑老空充水区、充水巷道、导水断层、强含水层、陷落柱、老钻孔等需要探放水的地区，都必须确定探水警戒线，并准确地绘制在采掘工程平面图上，开拓掘进工程到达警戒线时，必须“先探后掘”，严格掌握钻孔的超前距离。钻进时发现煤岩松软、片帮等异常现象时，必须停止钻进，撤离所有受水威胁的人员。4、严格执行“有掘必探”塔山煤矿根据自身矿井水文地质条件，始终坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、有采必探、先治后采”的防治水原则，通过采用“地面物探” “地面钻探验证”“井下物探”“井下钻探验证” “工作面坑透” “工作面坑透钻探验证”等综合探查手段，使矿井防治水工作环环相扣，形成了独特的矿井水的立体防控模式，确保在任何采掘活动之前水文地质状况清晰，有效地避免了重大水害事故的发生，确保矿井安全生产。（1）、根据回采工作面衔接安排，提前一年通过公开招标委托有资质的地勘单位对工作面进行地面物探,根据物探结果施工地面探放水钻孔进行验证,解决侏罗系采空区积水隐患。（2）、井下巷道掘进时，严格执行“物探先行、化探跟进、钻探验证”的探测程序。在巷道掘进前，首先委托武汉地质大学华睿地学技术有限公司使用TEMJF50矿用瞬变电磁仪利用检修班时间在掘进巷迎头沿工作面掘进方向呈扇形进行超前物探，探测深度150米，每掘进100米探测一个循环。其次，在物探报告无异常的情况下，在巷邦开掘钻场，在钻场内施工一组超前探测钻孔对物探结果进行钻探验证，每组3个钻孔，每个钻孔深度150米，每掘进100米探测一个循环。如果物探报告存在异常区则根据物探报告另行设计钻孔进行验证。同时，对巷道内的所有出水点进行取样化验。（3）、综采工作面圈出之后在两顺槽巷进行工作面坑透探测，并针对坑透报告中的异常区专门设计施工验证钻孔，确保工作面回采过程中的防治水安全。（4）、在采掘过程中做好超前探测工作进行主动防御的同时，积极进行应急准备，完善工作面排水系统。掘进巷道在形成系统后备用45kw应急水泵，配备4吋排水管路，水泵和排水管路随工作面向前移动并保证热备用；回采工作面头尾顺槽各布置一趟2寸和一趟4寸排水管路，在正常排水所需水泵外，头尾顺槽各备用两台90KW排水泵，随工作面回采前移，预防有水涌出能及时排放。5、建立健全排水系统本矿井采用单水平开采的排水系统，在主平硐井底附近设有中央主、副水仓及主排水泵房，中央主水仓容积2342.4m3，副水仓容积2022.4m3。中央水泵房配置了由哈尔滨东北泵业有限公司生产的MD280-434卧式水泵5台，定点流量280m3/h，扬程175米，用两趟325mm排水管路沿主平硐排至地面静压水池。配备MD85-678卧式水泵2台，定点流量85m3/h，扬程536米，每日向盘道风井供水5小时。中央水泵房水泵均采用电脑控制，可实现水位、水压、流量、电机参数的自动显示，通过程序控制电动蝶阀可实现多台水泵的开停和程序启动。在+1070米水平大巷与四盘区大巷交叉处一盘区水仓及水泵房，一盘区水仓外水仓容积1500m3，内水仓容积1000m3。配备200MD*4多级离心泵3台，定点流量288m3/h，扬程163米，用两趟273mm排水管路将一盘区涌水沿+1070米水平回风大巷、回辅联巷，排经+1070米水平胶带机头峒室检修联络巷头部，再经水沟自流至主水仓；在二盘区大巷头部设二盘区临时水仓及水泵房，二盘区临时水仓容积276m3，配备MD155/30*4多级离心泵2台，定点流量155m3/h，扬程110米，用两趟245mm排水管路将二盘区涌水沿二盘区回风大巷，+1070米水平回风大巷、回辅联巷排至+1070米胶带机头峒室检修联络巷头部，再经水沟自流至主水仓。六、突水事故的应急预防措施及安全注意事项1、发现突水预兆时的应急措施 当井下出现突水征兆时，必须停止作业，撤出受水威胁地点的人员，并立即报告调度室，发出警报。 2、水源的判断方法(1)老窑水的特点是积水时间长，水量补给较差，一般属于“死水”，鉴别时，有以下特征：用手指搓动，有滑润的感觉；用鼻闻有腐臭味，有时夹杂着臭鸡蛋气味；用舌尝可感觉到水发腥，有臭味；仔细观察，会发现水的透明度较低，水中有腐朽物悬浮或沉淀。(2)断层水一般通道较远，补给较充分，多属“活水”。水无涩味而发甜，如果在岩巷中遇到断层水，水呈黄色，有时在岩缝中可见到淤泥。(3)含水层水一般都具有很高的压力，水量充足。水中无涩臭味，水色发黄，有泥沙流出。 (4)如是石灰岩溶洞中的积水涌出，水呈黄鱼或灰色，有时带有臭味。 (5)地表水一旦涌人地下，其水量很大，破坏力极强。水中混有大量的泥沙，有时还会夹带许多动植物或其他杂物。在一般情况下，水中无其他异味。 3、发生突水事故时的应急措施 （1）、自身安全防护 井下发生突水事故时，在现场及附近地点的工作人员应首先做好自身安全防护：在突水迅猛、水流急速的情况下，现场人员应立即避开出水口和泄水流，躲避到硐室内、拐弯巷道或其他安全地点。如果情况紧急时，可抓牢顶梁、立柱或其他固定物体，防止被涌水扛倒或冲走。 如是老空水涌出，使所在地点的有毒有害气体浓度增高时，现场职工应立即佩戴好隔离式自救器或压缩氧自救器在未确定所在地点的空气成分能否保证人员的生命安全时，禁止任何人随意摘掉自救器的口具和鼻夹。 2、迅速汇报 突水事故发生后，现场及附近地点工作的人员，在脱离危险后，应在可能的情况下迅速观察和判断突水的地点，涌水的程度，现场被困人员的情况等，并立即向矿井调度室报告，同时，应尽可能利用电话通知其他可能受到威胁区域的人员发出警报，及时通知撤离。 3、积极妥善的组织现场抢救 (1)突永初期，在保证自身安全的前提下，应在现场领导和老工人的组织带领下，利用现有的人力和物力，迅速进行抢救工作。如突水地点周围围岩坚硬、涌水量不大，可组织力量就地取材，加固工作面，尽快堵住出水点。（2）在水源情况不明，涌水凶猛、顶帮松散的情况下，决不可强行封堵出水口，以免引起工作面大面积突水，造成人员伤亡，扩大灾情。（3）对于受伤的矿工，应迅速抢救搬运到安全地点，立即进行急救处理。 (4)必须注意井下发生突水事故后，决不允许任何人以任何借口在不佩戴防护器具的情况下冒险进入灾区。 4、现场组织撤离 如因涌水来势凶猛、现场无法抢救或者将危及人员安全时，应迅速组织起来，沿着规定的避灾路线和安全通道撤退道巷道制高点或地面。在行动中，应注意下列事项： (1)撤离前：应设法将撤退的行动路线和目的地告知矿井领导人。 (2)在条件允许的情况下，应迅速撤往突水地点以上的巷道，尽量避免进入突水点附近及下方的独头巷道。 (3)行进中，应靠近巷道一侧，抓牢支架或其他固定物体，尽量避开压力水头和泄水主流，并注意防止被水中滚动的矸石和木料撞伤。 (4)如因突水后破坏了巷道中的照明和指路牌，迷失了行进的方向时，遇险人员朝着有风流通过的上山巷道方向撤退。 (5)在撤退沿途和所经过的巷道交岔口，应留设指示行进方向的明显标志，以提示救援人员的注意。 (6)撤退人员需要从梯子间上下时，应保持好秩序，不要慌乱和争抢。行动中，手要抓牢，脚要蹬稳，切实注意自己和他人的安全。 (7)撤退中，如因冒顶或积水造成巷道堵塞，可寻找其他安全通道撤出。在唯一的出口堵塞无法撤退时，应组织好灾区避灾，等待救援人员的营救，严禁盲目潜水等冒险行为。5、避灾自救(1)应迅速进入预先构筑的避难硐室或快速建造的临时避难硐室。必要时，可设置挡墙或防护板，防止涌水、煤矸和有害气体的侵入。(2)进入避难硐室前，应在硐室外留设文字、衣物、矿灯等明显标志，以便于救援人员及时发现，进行营救。七、矿井水害事故的预警 按照水害预警制度，对矿井生产区域的地质构造情况、水害类型等进行预防和预警，提出预防处理水害的措施。矿井每月应定期开展水害隐患排查，水害隐患要落实责任。汛期安排专人定点、定时巡查重点防洪堤，地测科定期测量河水、塌陷区水位，及时了解塌陷区民房开裂、搬迁情况及危险程度，并与县政府部门联系，要求迁出塌陷区。巡查人员必须坚守岗位，严格执行巡查办法各项规定。矿井防汛指挥机构在汛期必须坚持24小时值班，坚守岗位，了解巡查情况，解决发现的问题，做好值班记录，及时向矿调度室汇报情况。严格执行交接班制度、汇报制度、信息上报制度。在汛期前，矿要积极主与地方政府联系。要针对具体情况，采用不同方法，动用一切人力、物力，及时加固处理，保证河堤不溃堤，并上报调度室。及时疏通排水系统，或利用排水设施进行强排。 井口出现进水时，矿主管领导要亲自赶赴理扬指挥抢险。 水位可能超过井口标高，井口筑坝难以保证不进水时，公司指挥部下令，井下撤人、停电。矿指挥部要认真清点升井人数，确保井下施工人员全部