矿井防治水措施

矿井防治水措施矿井防治水措施 矿井防治水以 安全第一 预防为主 综合治理 为方针 以 预测预报 有疑必探 先探后掘和先治后采 为原则 主要采取 防 堵 疏 排 截 五项措施 加强 预测预报 科技攻关和治理整改 的三个防治水环节 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 根据矿井煤层赋存条件和水文地质条件 矿井开拓开采主要采取以下安全 保证措施 1 针对煤层浅部小窑老空区较多的特点 在地质部门所做工作的基础上 矿井生产单位必须采用先进的手段 查清老空区分布范围 留设安全煤柱 2 按 煤矿安全规程 规定留设防水煤柱 对于断层 特别是造成煤系地 层与含水层对盘或接近的断层 留设足够的断层防水煤柱 禁止巷道进入防水 煤柱 3 配备足够数量的探放水及注浆堵水设备 4 留设井田边界煤柱和采区隔离煤柱 5 对可疑断层及因采动影响而可能导水的断层留设断层防水煤柱 6 井下设排水泵房 水仓 水沟 排水管路等排水系统 并保证足够的排 水能力 7 对巷道开拓及回采所可能遇到的断层提前进行探放水 查明断层的水文 地质要素 据此经技术经济比较采取留设防水煤柱 注浆堵水 疏放等措施 8 对未封闭好的钻孔根据具体情况采取重封 留设防水煤柱 探放钻孔水 等措施 9 矿井开拓开采巷道均布置在不含水或弱含水的隔水层中 10 必要时对主要含水层建立地下水动态观察系统 进行地下水动态观测 水害预报 并制定相应的 探 防 堵 截 排 综合防治措施 11 对于井筒需要穿过的含水层 施工中采取提前探放水或注浆赌水等措 施 对于影响采掘的老空水采取探放的措施 12 对矿井采掘工程所影响到的各含水层 断层 必须作出水文地质评价 进行提前预报 以便采取相应的防治水措施 13 进行群孔抽水试验 掌握各含水层之间 断层与含水层之间的水力联 系 14 巷道穿越断层时 应采取有效支护和防治水措施 避免断层出水或滞 后出水 二 防水煤 岩 柱留设二 防水煤 岩 柱留设 一 防水安全煤 岩 柱的种类 本矿井水文地质条件中等 但井田内各含水层之间的垂直水力联系通道不 清楚 含水层的裂隙发育情况以及含水层间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 断层的含水性及与各含水层的水力联系有 待进一步查明 因此防水煤 岩 柱的留设尤为重要 设计的防水煤 岩 柱 主要有以下几种 1 断层两侧防水煤 岩 柱 2 井田边界安全 防水 煤 岩 柱 3 采区边界防水煤 岩 柱 二 防水煤 岩 柱留设原则 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 柱必须满足各个留设煤 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 岩 柱所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岩层或裂隙不发育 含水层 极弱的岩层 否则防水岩柱将无隔水作用 三 断层防水煤 岩 柱计算方法与计算结果 1 断层导水性预测 根据地质报告提供的数据 井田边界断层浅部有较强的导水性 深部导水 性趋弱 应当指出 断层的导水性和富水性是很不均一的 即使是同一断层的 不同部位或地段 也往往存在较大差异 根据生产矿井实践经验 回采引起岩 层移动 导致局部应力重新分布 极易使断层的导水性增强 未探明的地质构 造 严重威胁矿井的安全生产 因此 施工及生产过程中还应从井下应力变化 以及开采引起的冒落裂隙带的实际情况 分析断层两盘岩性 采取必要的防水 安全措施 2 断层煤柱留设 根据 矿井水文地质规程 试行 附录八 断层上盘防水煤柱留设宽度 按下式计算 Kp P KML 3 5 0 式中 L 煤柱留设的宽度 m K 安全系数 取5 M 煤层厚度或采高 P 水头压力 59 130kgf cm2 Kp 煤的抗张强度 精查地质报告未给出 根据经验暂取 4kgf cm2 根据上式计算 断层煤柱留设如下 F1 F2及F23断层煤系地层与强含水层对盘 留设煤柱宽度 100m F3 F501 F16断层留设煤柱宽度50m F4断层留设煤柱宽度30m 3 井田边界煤柱和采区边界煤柱 井田边界为断层所围 均留有断层防水煤柱 本井田与小煤矿人为边界两 侧各留设煤柱宽度30m 在小矿留设的边界煤柱不清的情况下 本矿井田边界 煤柱宽度留设40m 采区边界煤柱 根据经验煤柱宽取20m 四 防水煤岩柱的留设 本井田无煤层出露地表 经计算 各煤层开采时 其导水裂隙带高度亦不 会波及地表 故不留设防水煤岩柱 井田南部平桥河为矿区主要地表水体 但该河流河床均处于井田南部边界 之外 因此 无需留设河流煤柱 井田内的几条溪沟 均为季节性溪流 一般 流量很小 旱季无水 而且本井田煤层埋藏均有一定的深度 各煤层开采时 其导水裂隙带高度亦不会波及地表 故不留设防水煤岩柱 严禁在各种防隔水煤柱中采掘 三 疏水降压三 疏水降压 本矿井上部岩溶裂隙含水层远离煤层 均位于采煤裂隙带之上 且有隔水 层和弱含水层阻隔 正常情况下对开采没有影响 煤层顶板富水性弱 补给条 件差 以静储量为主 易于开采疏干 煤系地层中菱铁质灰岩局部富水性强 但该层厚度小 储量少 采动裂隙 即可将其疏排掉 煤层底含水层与煤系地层相距很远 对开采无影响 本矿井无须疏水降压 四 井下探放水措施 一 探放水原则 矿井生产过程中 必须作好水害分析预报 坚持有疑必探 先探后掘的探 放水原则 采掘工作面遇到下列情况之一时 必须确定探水线进行探水 1 接近水淹或可能积水的井巷 老空或相邻煤矿时 2 接近含水层 导水断层 溶洞和导水陷落柱时 3 打开隔离煤柱放水时 4 接近可能与河流 溶洞等相通的断层破碎带时 5 接近水文地质复杂区域 并有出水征兆时 6 接近有出水可能的钻孔时 7 接近有水或稀泥的灌浆区时 8 底板原始导水裂隙有透水危险时 9 接近其他可能出水地区时 本井田钻孔封孔质量未予评述 生产期间应特别注意 防止钻孔出水 因 此要求矿井生产期间密切注意钻孔和采掘工作面的相对位置 当采掘工作面接 近钻孔时 注意工作面涌水量变化 一旦发现钻孔有导水迹象 停止采掘 采 取措施防治水患 二 探水眼的布置和超前距离 应根据水头高低 煤 岩 层厚度和硬 度以及安全措施等在探放水设计中具体规定 一般可按以下确定 1 超前距 Kp P AlL 3 5 0 式中 L 超前距 m A 安全系数 取2 5 l 巷道跨度 宽或高取其大者 m P 水头压力 Pa Kp 煤或岩体的抗张强度 Pa 2 允许掘进距离 经探水后 证实无水害威胁 可以安全掘进的长度 3 帮距 即扇形布置的最外侧探水孔所控制的范围外围线与巷道帮的距离 一般应 与超前距相同 或小 1 2m 4 孔间距 允许掘进距离终点处探水钻孔之间的间距 一般不得超过 3m 并按具体 情况而定 如应小于老空区的宽度等 三 疏水降压 本井田未采用疏水降压措施的主要理由如下 本井田以大气降水和弱含水层为主要充水水源 直接充水含水层单位涌 水量小于 0 1l s m 水文地质条件为简单至中等的矿床 最上一层煤层 2 号煤层上距三岔河床 140 318m 在自然条件下 三岔 河水 冲积层水与宣威组水力联系差 且河流暂按留设煤柱考虑 由于断层两盘均在粉砂岩 砂质泥岩 故断层透水性 富水性均弱 在 正常情况下 对煤层开采无影响 煤系地层距下部矛口灰岩含水层约160m 在自然条件下 对煤层开采无 影响 四 防钻孔水 1 准确掌握各钻孔的位置 深度及与采掘工作面的关系 2 对未封钻孔重新启封 3 采掘工作面距钻孔 30m 前 必须打探放水钻防水 五 探放水设备选择 确定积水范围后 探水线应沿积水线外推60 150m 根据这一经验数据 确定探水钻机的钻进深度应达到150m 据此选择MAZ 200型探水钻机2台 最 大钻进深度200m 用于工作面超前探放水 五 注浆堵水措施五 注浆堵水措施 一 注浆堵水地点的确定 1 注浆堵水应符合以下原则 1 减轻矿井排水负担 节省排水用电 从而降低吨煤成本 2 有利于地下水资源的保护和利用 3 加固井巷或工作面的薄弱地段 减少突水几率 4 能使被淹矿井迅速恢复生产 2 可能注浆地点的确定 1 对井筒和巷道需穿过的导水断层在穿过前一定距离进行预注浆加固 阻水 2 对影响采煤 掘进安全 有可能突水的其它地点 如巷道距离可能 突水断层距离较近 岩柱有可能不能抵抗水压 回采时由于采动影响 顶板垮 落后可能造成突水等 进行预注浆 二 注浆堵水设备选择 由于地质报告说明断层导水性差 只有当井下遇强导水断层时 疏放水很 不经济时 方可采取注浆措施 注浆堵水设备暂选用 HFV C 型液压驱动注浆泵 六 避灾措施六 避灾措施 本矿井排水泵房设有管子道与回风大巷相连 连接处高出泵房底板20m左 右 铺设窄轨供设备运输及抢险用 泵房地坪高出井底车场巷道0 5m 矿井本矿分别在主 副 风井井口处设置了通往地面的安全出口 井下盘 区内 通过车场或联络巷道分别与各个大巷 斜井井筒相连 区内 通过车场或联络巷道分别与各个大巷 斜井井筒相连 七 地表防治水措施七 地表防治水措施 1 防洪标准 根据 煤炭工业矿井设计规范 GB 50215 2005 第 10 2 1 条 矿井不 应受洪水威胁 井口及工业场地的防洪设计标准如下 防洪标准防洪标准 重现期重现期 年年 工程性质设计校核 矿井井口 100300 矿井工业场地 100 注 当观测洪水高于上述标准时 应按观测洪水设计 当观测洪水低于防 洪标准时 应按防洪标准设计 该防洪标准是在原规范 GB 50215 94 的基础上修订的 满足 煤矿安 全规程 关于地表防治水的有关规定 2 地形及地表水系 本井田位于贵州省安顺市以北 14km 井田内最高点为灯笼山 海拔标高 1703 6m 最低点为磨石河与右仲河的交汇处 河床海拔标高 1298m 相对高 差 200m 400m 属低中山地形 区内各河流均汇入乌江支流的三岔河 属于乌江水系 井田南部平桥河为 矿区主要河流 源于安顺县蔡官屯附近 从井田东部进入井田后 大致沿 F1 断裂流向西南 到水洞附近潜入地下 以伏流形式排入白岩附近高羊河 流向 转为正北 后又以伏流形式注入乌江支流三岔河 在大洞口村附近最大洪水位 标高为 1407 06m 洪水期流量 77 43m3 s 井田北部主要有右仲河 磨石河 寨头河三条地表溪流 流量季节性差异较大 其主要补给水源为两侧地下水 乌江上游支流三岔河 从本煤田北部流过 距本井田约 4km 自南西流向 北东 河床标高 1091 5m 降至 1041 2m 落差 50 3m 坡降 0 18 3 地表水防治措施 工业场地竖向布置格局已基本形成 主 副斜井及回风斜井井口均已施工 其井口标高分别为 主 副井口标高均为 1415 00m 回风斜井井口标高为 1430 00m 场区最低标高为 1410 00m 其标高均高于平桥河在大洞口村庄附 近的最高洪水位 1407 06m 故场地不受洪水威胁 结合地形 工业场地竖向采用台阶式布置 各平台标高如下 主 副斜井 井口标高均为 1415 00m 回风斜井井口标高为 1430 00m 场前区场地标高为 1412 00m 和 1415 2 m 1418 5 m 规划之选煤车间 机修 材料 场地以 及机修车间西侧预留的瓦斯综合利用场地 瓦斯发电站 标高为 1415 00m 储煤场场地标高为 1420 00 m 矿井水及生活污水处理站场地标高为 1416 00m 1423 00m 瓦斯抽放站场地标高为 1425 50m 风井场地标高为 1428 00m 1430 00m 各台阶之间以边坡或挡墙连接 为满足运输和消防要 求 台阶之间均有道路相通 为有利排水 各平台场地平整坡度均大于 5 场地雨水采用分区多出口 明沟加盖板为主的排水系统 雨水汇集到盖板 明沟 宽 0 6m 平均深 0 8m 采用砖砌或浆砌片石结构 后进入场地主排水 沟 将雨水引入涵洞或经场地西端排出场外 雨水沟起点深 0 4m 沟底纵坡大 于 3 长度 560 m 在场区中部 副斜井东侧已形成的排水涵洞 孔径 2 5m 与场地北侧山坡 设置的截水沟相结合 排除场地背后的山坡汇水 确保场