带水压采掘安全技术措施

带水压采掘安全技术措施带水压采掘安全技术措施 一 矿井概况 河南宏福煤业有限公司徐庄矿位于荥阳市南部 矿井设计 生产能力为 15 万吨 年 核定生产能力为 21 万 年 开采石炭 系太原组一 1 煤层 平均厚度 1 15m 煤质为无烟煤 顶板 l1 l2 灰岩 底板本溪组铝土泥岩 下部奥陶系灰岩 不存在火成 岩侵入情况 低瓦斯矿井 属低沼煤层 煤层倾角平均 15 煤 层无自然发火和无煤尘爆炸危险 矿井采用立井单水平上下山 开拓 中央边界式通风 通风方法为抽出式 目前主要采区为 西翼 12 采区和东翼 11 采区 回采工作面采用走向长壁式采煤 方法 炮采陷落法管理顶板 工作面采用单体液压支柱支护 刮板运输机运输 掘进巷道均为裸体巷道 采用点柱支护形式 人力推车运输 皮带下山采用胶带运输机运输 大巷采用 7 吨 电机车 一吨标准矿车运输 井筒提升采用一吨标准罐笼提升 1 主要含水层 1 中寒武 奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层 奥陶系灰岩岩 溶裂隙较发育 但不均匀 在断层破碎地段 岩溶裂隙发育 富水性强 奥陶系灰岩含水层富含岩溶承压水 上距一 1 煤层 底板 10m 左右 是威胁煤矿安全开采的主要含水层 矿井正常 涌水量 444m3 h 最大涌水量为 1332m3 h 新修编地质报告提 供 充水水源主要以顶底板灰岩岩溶裂隙水为主 故将其矿 床水文地质类型划归为复杂型 即以岩溶裂隙水充水为主的水 文地质条件复杂的煤矿床类型 2 石炭系太原组下段灰岩含 水层 l1 3 由石炭系太原组 l1 3 灰岩构成 厚度为 10 34 14 37m 平均 10m 左右 岩溶发育程度一般 除浅部风 化带及断裂带附近岩溶较发育和富水性较强外 其余地区岩溶 不太发育 富水性较差 l1 3 灰岩距离奥陶系灰岩较近 与奥 灰水水力联系密切 是矿井的另一主要含水层 3 其他 石 炭系太原组上段灰岩含水层 l7 9 二 1 煤顶板砂岩含水层 二叠系砂岩含水层 第四系松散沉积物孔隙水含水层 以上含 水层有的因厚度不够 含水性不强 有的距本煤层较远 故均 不做考虑 2 主要隔水层 由位于一 1 煤层底板的本溪组铝土泥岩组成 层位稳定 厚度一般为 4 63 19 44m 平均厚度 8 97m 局部厚度较大 该隔水层虽有一定隔水作用 但由于 3 方面的原因 隔水 效果有限 主要原因是 1 铝土泥岩厚度较小 抗压强度较 低 2 在采动影响下 隔水层受到破坏 有效隔水层厚度减 小 3 矿区构造裂隙发育 大裂隙常能将煤层及顶底板含水 层相互沟通 矿区的奥灰水经过多年的疏排 水位呈逐年下降趋势 自 开采之初的 160 米下降到现在的 20 米左右 采掘工程范围内 的水压为 2 2 2mpa 据矿井涌水量资料统计 矿井 11 采区涌 水量正常为 273m3 h 12 采区涌水量正常为 197m3 h 矿井总 涌水量为 470 m3 h 矿井水文地质条件复杂 二 安全水头压力值计算 1 根据 煤矿防治水规定 和地质报告提供有关数据 现对采煤工作面安全水压计算如下 p tsm 0 1 8 97 0 897mpa 式中 m 底板隔水层厚度 平均 8 97m p 安全水压 mpa ts 临界突水系数 mpa m ts 值应当根据本区资料确定 一般情况下 在具有构造破 坏的地段按 0 06 mpa m 计算 隔水层完整无断裂构造破坏地段 按 0 1 mpa m 计算 本区隔水层完好 所以按 0 1 mpa m 计算 2 根据近两年钻孔水文观测 目前水位在 20 左右 开采 标高在 160 240 之间 开采区域水压 1 4 2 2 mpa 综上所述 安全水压为 0 897 mpa 开采区域水压大于安全水压 属带压开 采 特制订带压开采安全技术措施如下 三 矿井防治水安全技术措施 1 根据 防 排 疏 堵 截 矿井防治水原则 1 防水 调查清楚矿井所在区域的水文地质情况 包括以下方面 的内容 含水层与隔水层 岩溶水的补给 径流和排泄 岩溶 发育特征及规律 矿井出水因素分析 富水性及分区 建立防水隔离设施 根据矿井生产地区布局 已在东西 翼大巷分别各建筑了一道防水闸门 保证两翼水的隔离 根据 煤矿防治水规定 的要求 结合本矿井田地质 水文地质条件留设出足够的防水隔离煤柱 建立矿井地下水动态观测系统 在矿区井下设计奥灰水 文观测孔 3 个 目前已施工完毕 2 个 及时了解奥灰水位的变 化情况 搞好矿井水文地质预测预报工作 对所有采掘头面必须 有月预报和临时预报 预报要求准确 能够指导生产 搞好超前探查工作 坚持 有掘必探 先探后掘 先治 后采 的原则 各项采掘工程坚持采用两种以上的探测手段对于 富水区作出准确的预报 提前采取措施 保证采掘工作面不发 生突水事故 在本井田范围内 留设足够的边界防水煤柱 40m 和断 层防水煤柱 50m 对可疑地点预先建筑防水闸门或堵水墙 以便 及时的隔绝水源 2 排水 矿井正常涌水量为 444m3 h 最大涌水量为 1332m3 h 最 大排水能为为 3000m3 h 采用中央立井集中排水 中央水仓总 容量为 3680m3 中央泵房安装有 7 台 md600 55 4 型水泵 综 合井筒内布置有 4 趟排水管路直径为 325mm 预留水泵位置一 台 西翼 12 采区 120m 水平水仓容量 1500m3 泵房安装 2 台 md600 55 4 型和 1 台 md450 60 4 型水泵 240m 水平 水仓容量 3600m3 泵房安装 4 台水泵 型号均为 md450 60 4 型水泵 东翼 11 采区 120m 水平水仓容量 3000m3 泵房安装有 4 台 md450 60 4 型水泵 240m 水平 水仓容量 3800m3 安装有 4 台 md450 60 4 型水泵 所有泵房 的水泵均实现有用有备 矿井排水能力能满足安全生产之需 3 疏水 对于 l1 3 含水层在采掘活动前 进行排水疏降 保证 其水位降至开采标高之下 对于奥灰含水层 由于其含水量丰富 补给来源充足 目前疏降至开采标高之下难度很大 只能采取加强探测 预防 为主的办法 4 堵水 井田内有部分钻孔缺乏原始资料 封孔情况不详 同时 因二 1 煤层顶板滑动构造带的存在 封孔好坏直接关系到今后 生产 如发现漏水及时封闭 要及时查清采掘工作面前方的地质及水文地质情况 掘 进巷道要保持 20m 的超前距 钻探先行 掘进过程中实行长探 短掘 如遇异常水量大于 30m3 h 立即进行封堵 5 截水 根据荥巩煤田的地质及水文地质情况 不具备截水条件 2 按照公司文件有关规定严格执行 预测预报 有掘必探 先探后掘 先治后采 十六字方针 矿井对采掘工作面实施物探 先行 钻探验证 长探短掘 长探短采跟踪预防 3 掌握冲积层的厚度和组成 各分层的透水性和含水性 4 马泉沟断层为东 西向展布北升南降正断层 落差 0 25m 在矿井北部边界以外 根据 11 采区开拓揭露 未发现有 构造 对 11 采区影响不大 将来开采南侧一 1 煤时 将会受到 北侧太原组上段灰岩和奥灰岩的威胁 应引起足够的重视 所 以必须查清断层 裂隙的位置 错动距离 延伸长度 破碎带 范围和含水 导水性能 5 利用地质资料分析含水层和隔水层的数量 位置 厚 度 各含水层的涌水量 渗透性及其到开采煤层的距离 6 调查老窑和现采小窑的老空和废弃井巷的出水点 积 水区位置 范围 标高 积水时间和积水量 定期对矿井周边 小窑的采掘工程进行监督检查并标注在有关图件上 要在矿井 充水性图上用蓝线圈出积水范围 并外推 60m 用红线圈出探水 警戒线 7 开采过程中围岩破坏及地表塌陷情况 观测塌陷带 裂隙带 沉降带的高度 以及对涌水量的影响 判断是否透水 等情况 8 加强地质 水文地质预报 临时水情水害预报工作 坚决杜绝漏报现象 9 超前探测要采用物探 钻探 巷探等不少于两种以上 探测方法 10 各采掘工作面编制有专项防治水措施 地质及水文地 质说明书 11 井下所有泵房每天必须把水仓存水排完 保证最低水 位 24 小时有人值班 不能空岗 机电队要不断对井下所有泵 房水泵进行检修 做到水泵完好率 100 如泵房水泵临时出现 故障 特别是中央泵房和东翼泵房 应及时向调度室汇报 12 地面变电所必须 24 小时有人值班 确保井下正常供 电 13 编制矿井中长期防治水规划 并组织实施 14 完善隔水层等厚线图 主要含水层水位线图 15 各采掘区队要设专职水情监视员 水情监视员应具备 很强的责任心和一定的防水经验 采掘面还应建立水情记录 设置专门电话和警报器 一旦发现恶性突水征兆 能及时发出 信号 组织撤离 报警制度和细则应使全体人员熟知 16 加强矿井水文动态监测工作 及时掌握奥灰动态水位 变化情况 并根据水文变化及时采取相应措施 17 坚持周 月水情水害分析制度 18 定期对两翼防水闸门试验 保持关闭灵活 19 对采区一线职工进行防治水专业知识培训 使他们掌 握防治水基本常识 井巷突水征兆及避灾路线 以便应对突发 事件发生 20 承压含水层与开采煤层之间的隔水层能承受水头值大 于实际水头值时 可带压开采 在采掘时 加强对顶 底板涌 水情况观测 发现问题及时撤出井下工作地点人员 并向矿调 度室汇报 对可疑地点采取封闭 堵墙或使用水闸门进行隔离 措施 21 承压含水层与开采层之间的隔水层能承受的水头值小 于实际水头值时 采取疏水降压的方法 把承压含水层的水头 值降到隔水层承受的安全水头值以下 以防突水事故的发生 采取疏水降压方法是在具有底板或顶板承压含水层的条件 下 如果隔水岩柱的厚度不足要求的安全厚度 为了充分利用 岩柱 强度的前提下以达到安全开采 必须采用疏水降压开采 方案 把承压水头降到安全压力以下 1 要查明承压含水层的水文地质边界条件 2 要查明承压含水区的地质构造和含水层 隔水层的 情况 通过各含水层 隔水层情况 含水层动态观测 各含水 层间接触关系和地质构造等因素的综合分析 查明要疏放水层 的主要补给水源和补给途径 3 要根据所掌握的资料编制各种专用图纸 对水文地 质资料进行分析 确定合理的降压值和安全水压 预计疏降到 设计安全水位时的正常水量和最大水量 4 在查清水文地质条件的基础上编制疏干方案 疏水 工程应与采掘工程密切结合 疏水工程按其进行阶段可分为预 先疏和并行疏干 预先疏干方式有地表式 地下式和联合式 22 承压含水量不具备疏水降压条件时 必须采取建筑防 水闸门 注浆加固底板 留设足够的防水煤柱 增加抗灾强排 能力等防水措施 对防水措施