水情探测技术总结.doc

川南煤业有限责任公司鲁班山南矿2012年度较复杂水文地质条件区域水情探测的技术总结工作开展时间：2012年1月至2012年10月报告形成时间：2012年10月25日7目 录一 立项背景1二 三采区涌水量情况1三 三采区水情分析2四 设计情况2五 三采区水情探测开展情况3六 三采区水情探测结果3七 下一步打算4八 结论4九 附表4一、 立项背景鲁班山南矿随着深部+250m水平的开拓，井田边界上覆河床和底板灰岩岩溶强含水层可能导致矿井涌（突）水的压力日益明显，2010年三采区+250m井底水仓施工过程中产生的两次较大涌水事故，给矿井安全生产带来了巨大的损失。为了杜绝在较复杂水文地质条件区域巷道掘进中因探放水工程未到位而造成矿井涌水事故，将现有的5.0m钎子探放水技术进行改革已是一项势在必行的工作。针对这一问题，本着“安全第一，预防为主”的原则，通过不断探索、研究和改进，采用有针对性、细致性的一种适应当前三、四采区水情水患的探放水技术，从而利于实践中正确指导煤矿安全生产工作，杜绝各类水害事故的发生。二、2010年三采区涌水情况三采区主体下山和井底车场布置在宣威组下段底层中，涌水主要为顶板岩层裂隙水，涌水量约20m3/h。由于鲁班山井田宣威组下段以下为厚110120m的致密块状峨眉山组玄武岩，玄武岩地层的坚硬、稳定有利于巷道的掘进和支护，因此在设计三采区井底水仓设计时考虑布置在玄武岩地层。但是在进行三采区井底水仓施工过程中，两个掘进队巷道在宣威组下段和峨眉山组玄武岩交界的凝灰岩地层中先后发生了较大的涌水事故，给矿井安全生产带来了严重的威胁。1、2010年6月14日涌水情况掘进十三队施工的三采区+250m井底水仓入口通道在+250m水平运输大巷挂口掘进至72m，此层位处于穿过宣威组下段进入峨眉山组上部的凝灰岩（真厚约14m）地层。2010年6月14日早班放炮后已掘进95m，碛头处于峨眉山组上部的凝灰岩中段，小手帮出现大量80倾角的裂隙，碛头退后1.5m小手帮底板产生一个1520mm的空洞，有大量涌水从空洞流出，并夹带有流水冲刷的卵石或结核。水清澈无色无异味略带碱性，水温略高于井下裂隙水温度。初期流量90100m3/h,约30小时候后水量逐渐减小，一周后流量基本稳定在4050m3/h，后期略有衰减。2、2010年7月12日涌水情况掘进十队施工的三采区+250m井底水仓出口通道在+250m水平运输大巷挂口起掘进60m，转向后掘进45m穿过宣威组下段进入峨眉山组上部的凝灰岩（真厚约13m）地层。2010年7月12日中班放炮后已掘进57m，碛头处于峨眉山组上部的凝灰岩中上段，碛头岩层较为破碎。当进行打顶板锚杆支护时，碛头和两帮有水流出，并逐渐增大，该碛头涌水量初步估算达到750m3/h，涌水的色泽、味道、温度和掘进十三队流出的水基本相同。由于三采区临时水仓排水能力不足，将三采区井底和主体下山淹没至三甩，随着三采区涌水水位的逐渐上涨，涌水量逐渐呈下降趋势，在四甩（距离井底约200米）测得涌水量约为240m3/h,在三甩（距离井底约340米）测得涌水量约为160m3/h。通过增设排水管路排水，一周时间后涌水量逐渐减小，至井底后涌水量约130m3/h，后期略有衰减。三、三采区水情分析+250m井底水仓两个掘进碛头施工岩层为峨眉山组上部的凝灰岩（厚约1215m ），且巷道不同部位出现大量裂隙，下部地层为厚110120m的致密块状峨眉山组玄武岩，为良好的隔水层。十三队施工的井底水仓入口通道小手帮底板空洞涌水均清澈无色无异味略带碱性，水温略高于井下裂隙水温度，初步判断小手帮底板空洞的涌水为本层凝灰岩溶洞或上覆宣威组弱含水层裂隙水，补给水源为周边的岩层裂隙含水，由初期流量90100m3/h到一周后流量减少到4050m3/h足以证明。当时分析该涌水量较大，存在一定的压力, 并夹带有流水冲刷的卵石或结核，不排除该涌水为峨眉山组玄武岩下面的茅口组底板承压岩溶强含水层暗河或溶洞水的可能性。掘进十三队施工的井底水仓出口通道碛头和两帮涌水大，初期达到750m3/h，随着水位上升，涌水量逐渐呈下降趋势，在四甩（涌水量约为240m3/h, 在三甩涌水量约为160m3/h。水量减小的原因可能是随着涌出的水位上升，巷道内的水压逐渐增大，与出水口水压相互抵消一部分，从而导致水量有所减小。该处涌水的色泽、味道、温度和掘进十三队涌水基本相同，清澈无色无异味略带碱性，水温略高于井下裂隙水温度。通过两次涌水情况综合分析，三采区井底水仓涌水碱性和温度高于井下裂隙水的原因应该是地表水源流经茅口组地层时，部分未完全硬化的灰岩产生一定的化学反应引起的涌水呈碱性且水温略有升高。由于沐爱自流水向斜流经我矿井田范围，巡司为地下水的集中排泄区，因此三采区井底水仓涌水可能为比较大型的张性裂型断层或裂隙勾穿峨眉山组玄武岩下面的茅口组灰岩底板承压岩溶强含水层暗河或溶洞水所引起。四、探放水设计情况针对三采区涌水情况，对+250m水平三、四采区影响掘进的地点施工加密探放水地质钻孔，并及时收集探放水资料，以此作为研究、实行三、四采区探放水技术和三、四采区涌水量变化的依据。设计图纸如下： 五、三、四采区水情探测开展情况1、钎子探放水：因+250m水平三、四采区存在一定的水害威胁，技术组及时修改施工作业措施，凡在该区域掘进施工的队伍，严格执行“先探后掘、有掘必探”的措施，每个作业循环必须增加探放水内容，方法是每循环打眼前采用5.0m钎子对碛头前方及周边的岩层进行探放水，从而保证碛头有足够的保护岩柱。2、钻机探放水：通风队在+250m水平三、四采区采用YT150型钻机分步进行探放水钻孔施工。根据井下巷道施工情况，共布置了7组探放水钻孔。六、三采区水情探测成果2012年在三、四采区掘进施工的队伍，严格按照作业措施进行“先探后掘、有掘必探”的探放水工作，没有发生水害伤人和异常涌水淹没工作面事故。掘进碛头局部初期有一定涌水，最大涌水量(Qmax)40m3/h、正常涌水量(Q平均)15m3/h，随着巷道不断往前掘进，流量呈逐渐减小和干涸迹象，且涌水清澈无色无异味略带碱性，水温略高于井下裂隙水温度。2012年抽采队在+250m水平三、四采区采用YT150型钻机分步进行探放水钻孔施工，共布置了7组探放水钻孔。第1、2、6、7组钻孔流量较大，最大流量(Qmax)30m3/h、正常流量(Q平均)10m3/h，第3、4、5组钻孔流量较小，最大流量(Qmax)10m3/h、正常流量(Q平均)3m3/h，一段时间后流量逐渐减小和干涸。涌水清澈无色无异味，大部分钻孔碱性、水温与井下裂隙水相同，少部分钻孔流水略带碱性，水温略高于井下裂隙水温度。通过地测组现场收集掘进队伍涌水量和通风队施工的钻孔情况，以及水质情况，分析得出三采区+250m井底水仓入口和出口通道密闭后，碛头涌水水压升高，部分灰岩岩溶水通过岩层裂隙充侵入到三采区顶板岩层，当巷道或钻孔勾穿裂隙后，部分灰岩底板承压岩溶水会同顶板岩层裂隙进入掘进碛头或通过钻孔流出。因此三、四采区大气降水为主要补充水源，在不揭穿峨眉山组玄武岩以下的茅口组灰岩岩溶强含水层的情况下，顶、底板涌水对矿井安全生产没有大的影响；沐爱自流水向斜流经我矿井田范围，巡司为地下水的集中排泄区，远低于自流水入口标高（约在+490m）的+250m区域局部有比较大型的张裂性断层或裂隙，局部岩层破碎、裂隙较为发育，可能发生断层或裂隙勾穿峨眉山组玄武岩下面的茅口组灰岩岩溶强含水层暗河或溶洞水的事故，存在较严重的底板承压异常涌（突）水水害威胁。七、存在问题由于矿区水情较复杂，+250m水平三、四采区涌水存在一定的不可预测因素，潜在威胁任然存在，探放水技术需要不断的完善和加强，只有这样才能更准确探明涌水情况，减少水害造成的损失。七、下一步打算鉴于目前我矿正在进行三、四采区的开拓延伸和采区巷道布置，巷道标高远低于沐爱自流水向斜水流入口标高，附近区域任然存在较大的水患为威胁。因此，在进行采区开拓延伸施工过程中，必须进一步加强探放水技术的改进和探索，正确的开展“防、堵、疏、排、截”五位一体的综合防治措施，从而杜绝水害事故的发生。八、结论（本项目是否完成或达到计划指标）我矿在三、四采区井底使用了钎探和钻探相结合的探放水措施，探放水整体效果良好，有效的释放了三、四采区掘进巷道的顶板水压，基本探明了目前三采区井底和四采区+270m联巷施工巷道的涌水量情况，为该区域巷道施工提供了基本保障。有了探放水措施为基础，坚持可靠的预测预报，2012年杜绝了各类水害事故的发生，保证了矿井的安全生产，因此本项目达到了计划指标。九、附三、四采区探放水钻孔参数表三、四采区探放水钻孔参数表钻孔编号钻孔倾角( )钻孔方位角（ ）钻孔孔长（m）说 明第一组1#02090施工位置在+250m水平运输大巷停头位置2#3020883#040894#3040925#060906#3060857#080878#3080899#01009010#3010091第二组1#07087施工位置在+250m水平运输大巷开始段2#3070903#090914#3090865#0110886#30110907#0130908#30130929#01509110#3015090第三组1#028090施工位置在+250m井底水仓变电进风通道2#30280853#0260914#30260905#0240906#30240887#0220848#3022089第四组1#024090施工位置在+250m井底水仓变电房2#30240913#0220864#30220855#0200876#30200867#0180858#3018087第五组1#019090施工位置在+250m井底水仓变电房2#30190873#0170894#30170