带压开采防治水措施(文明).doc

2011年汾源煤业公司文明矿防治水技术保障措施 随着矿井巷道延伸深度的不断增加，水平的不断延伸，煤层所承受的水头压力愈来愈大，加之文明矿井地质及水文地质条件较复杂，断层、陷落柱较发育，潜在的突水威胁将表现的更为突出，严重威胁着矿井的安全生产和职工的人身生命安全。因此，根据煤矿安全规程第269、270条之规定，特制定文明矿井带压开采安全技术保障措施，望认真遵照执行。一、 井田水文地质条件概况井田位于静乐县城东北部杜家村镇南，地处吕梁山北段东翼，属剥蚀侵蚀低中山地貌类型，地势东高，西低中间高，南北两头较低，最高点位于井田内原北黄苇煤矿的东北角山上，标高1768m，最低点位于井田南部边界附近的神家村西南沟谷内，标高1465m，最大相对高差303m。井田属黄河流域汾河水系，井田内无常年性流水河流，均属季节性河流，干凅无水，在雨季有水，井田内没有大型地表水库。（一）、井田内含水层1、奥陶系中统石灰岩岩溶含水岩组本井田缺失峰峰组地层，奥陶系上马家沟组为主要含水层，中统岩性由厚层状石灰岩，角砾状石灰岩、泥灰岩等组成，以石灰岩为主要含水层，含岩溶水，岩溶较发育，富水性中等。据井田内T2号孔水文观测，水位标高1466.58m。8号孔水文观测，水位标高1466.11m。在井田东侧石灰岩露头区接受大气降水的补给，向南、南西径流，在汾河或其支流河谷以泉的形式排泄，推测井田内奥灰水位标高为1465m1467m。2、太原组、山西组砂岩、石灰岩裂隙含水岩组石炭系上统太原组、二叠系下统山西组为碎屑岩夹碳酸盐岩沉积，以砂岩、石灰岩为主要含水层，含裂隙水，富水性弱。据井田北邻杜家村D6号孔抽水试验，太原组单位涌水量为0.03L/s.m，水位标高1413.52m,水质类型为SO4HCO3Ca.Mg型，矿化度0.830g/l，总硬度566.52mg/l； 9号孔抽水试验结果显示水位为1411.57m，矿化度0.484g/l，水质类型为HCO3 SO4K+Ca.Mg型；露头区接受大气降水补给，沿岩层倾向向西径流，排泄于矿井排水。据矿井调查，原炭窑沟煤矿开采5号煤其矿井水来源主要为顶板淋水和底板进水，矿井排水量400m3/d。3、二叠系、三叠系砂岩裂隙含水岩组二叠系下统下石盒子组、上统上石盒子组、石千峰组、三叠系下统刘家沟组，岩性由砂岩、砂质泥岩、泥岩等组成，以砂岩为主要含水层，含砂岩裂隙水，富水性弱。4、第四系全新统砂砾石层孔隙含水层第四系全新统主要分布于沟谷中，岩性主要为砂砾石层，厚度为几米到十几米，含孔隙潜水，水位埋深一般在0-12m。5、井田隔水层5号煤层至奥陶系顶面间的岩层，厚60m左右，2号煤层至奥陶系顶面间的岩层，厚100m左右，岩性以泥质岩类为主，形成煤层与下伏奥陶系中统石灰岩含水层之间的隔水层。详见表1-1 2、3-1、5号煤层底板隔水岩柱厚度统计表 1-1 孔号煤层底板标高(m)O2顶面标高m(m)隔水层厚度(m)2号3-15号2号3-15号2-2646.01579.3948.623-1727.30679.60620.53106.7759.074-1555.11506.4948.624-2947.83874.5473.29补4753.68669.7283.96补5790.28692.9097.38补61036.71988.0948.62T11180.421116.271067.65112.7748.62T21496.431407.981340.97155.4667.01T31357.791260.891212.27145.5248.625-1528.03512.42445.62397.00131.03115.4248.625-2783.50721.61672.99110.5148.625-31301.411200.511151.89149.5248.626-1835.83774.82726.20109.6348.626-21235.591222.391124.531075.91159.68146.448.627-1982.63870.93822.31160.3248.62补-11447.981437.581347.681286.62161.78150.9661.48补-21089.061079.33981.98915.54173.5260.04补-3744.7468606632.26112.4848.6281636.711535.211452.68184.0382.5391037.971052.92988.77940.1597.82112.7748.62141640.401628.941550.901502.28138.12126.6648.62161630.631582.0148.62石炭、二叠、三叠系砂岩裂隙含水层之间的泥质岩层，厚度大且稳定，可视为隔水层。6、含水层的补给、径流、排泄第四系松散岩类主要靠大气降水补给，在地形控制有利的情况下，在沟谷中形成水泉。石炭、二叠系的砂岩、灰岩含水层主要接受上覆松散层的入渗补给，少数露头部位直接接受大气降水的补给，另外还有承压含水层之间的越流补给，地下水沿层间裂隙或溶隙向南运动。奥陶系灰岩岩溶水，区域上主要接受大气降水的补给。（二）、矿井充水水源分析矿井充水水源有：地表水、煤系围岩地下水、采空区及老空区积水、奥陶系石灰岩含水层水。1、地表水：井田内沟谷，仅有季节性流水，其对地下水的补给为季节性短期补给，并且石炭、二叠系地层渗透能力弱，一般来说，补给量不大。但在强降雨天气，不排除地表雨水汇集通过地表裂缝、塌陷区或其它通道导入井下的可能性。2、煤系围岩地下水：太原组砂岩裂隙含水层及石灰岩岩溶含水层为煤矿床主要充水含水层，富水性弱。砂岩裂隙水及石灰岩岩溶含水层水为矿井充水的主要来源。3、采空区及老空区积水：井田东部由于煤层埋藏较浅，有老窑分布，在开采中应严加注意，防止打通老窑，造成老窑突水事故。各煤矿积水调查及估算如下：炭窑沟煤矿采空区无积水，石盆圪洞煤矿采空区无积水，华尖咀煤矿积水面积3.3503万m2，估算其积水量为5.54万m3。，老榆背煤矿积水面积3.4888万m2，估算其积水量为13.30万m3，北黄苇煤矿积水面积5.3412万m2，估算其积水量为17.96m3，金城煤业有限公司积水面积24.501万m2，估算其积水量为43.16万m3，奥陶系石灰岩含水层水：井田西部，煤层底板标高逐渐降低，煤层底板承受的奥灰水压逐渐增大，煤层开采受到奥灰水威胁。4、汾源煤业的主要可采煤层为2、5号煤，按照采矿证批采标高为1750.04-1100.04m；井田范围内煤层底板等高线5号煤为150-1650m标高；2号煤为850-1550m标高；本区的奥灰水位标高1466.58m左右（补-2）；因此井田内2、5煤层只有东部小范围地段不带压，中部及西部均都处于奥灰水带压范围内。（二）、矿井充水通道分析充水通道包括：顶板导水裂隙带、底板破坏带、断层、陷落柱、末封闭好的钻孔。1、采煤引发的顶板导水裂隙带对5号煤层，煤层厚度为1.85-20.06m，平均厚度为10.29m；假如煤矿生产以一次采全高作业，则依据顶板冒落裂隙高度带公式可得出顶板冒落裂隙高度平均为Hli=106.23m。太原组的厚度一般为93-136m，平均为113.50m，因此开采5号煤在某些地段将会沟通山西组地层，从而将山西组含水层水导入矿井，使的山西组含水层水成为开采5号的直接充水含水层。矿井涌水量将增大，从而增加疏排水难度，甚至发生透水事故。2、采煤引发的底板破坏带开采5号煤层同时会引起底板扰动，产生底板导水裂隙带，根据“三下”采煤规程推荐的全国统计公式h为底板采动导水裂隙带深度（m），则h=15.98m -24.15m，5号煤到奥陶系顶界石灰岩的平均距离均大于25m，因此开采5号煤不会受到下伏的奥陶系石灰岩岩溶含水层影响，但可能有断层或陷落柱存在，以及底板扰动激活断层或陷落柱产生导水作用。3、 陷落柱：本井田在井田中部的原金城煤业通过物探发现3个陷落柱，但在矿井生产中未发现陷落柱，因此在5号煤掘进及回采时要加强对陷落柱的监测，以预防陷落柱因掘进和回采其胶结性能发生改变，从而改变其导水性能，形成导水通道，直接出水。4、断层：井田内揭露的断层落差小，延伸距离短，因此不会对矿井生产产生大的影响。但经过3.23李雅庄矿小落差断层滞后出水事故，我们对断层导水应该有新的认识。5、封闭不良钻孔：封闭不良钻孔是典型的由于人类活动所留下的点状垂向导水通道，该类导水通道的隐蔽性强，垂向导水畅通，不仅会使垂向上不同层位的含水层之间发生水力联系，而且当井下采矿活动揭露或接近时，会产生突发性的突水事故。二、防治水领导机构及职责1、成立带压开采防治水工作领导组：组 长：矿长副组长：总工程师 生产矿长 安全处长 机电矿长成 员：生产科长 安全科长 机电科长 通风科长 地测科长调度主任 调度副主任 物流站长 施工队队长办公室设在地测科 主任地测科长（兼）2、领导组职责：矿长：是带压开采防治水的组长，负责定期组织召开专题会议，分析掌握采掘情况，确定带压开采防治水的重点区域和工作面。总工程师：在组长的领导下，负责带压开采防治水技术管理，督促地测部门做好图纸资料管理、水文地质收集分析预报、日常探放水技术措施编制及防（隔）水煤柱的设计上报工作，认真分析采掘情况，确定带压开采防治水重点区域和工作面，制定带压开采防治水的措施，为组长及时提供带压开采技术资料。生产矿长：在组长的领导下，组织实施带压开采防治水的方案，督促现场落实有关措施。机电矿长：在组长的领导下，重点落实排水、供电、通讯及其有关的事项。经营矿长：在组长领导下，负责物资的储备和调拨，做到随调随到。安全处长：在组长领导下，负责防治水各项措施的监督、把关。3、各成员职责：（1）生产科负责参与带压开采防治水方案的制定，监督队组严格执行有关的带压开采措施。 （2）地测科负责带压开采防治水方案的制定，防治水的日常管理，水文地质收集分析预报，探放水措施的编制，充水图的绘制及防（隔）水煤柱的设计上报工作。（3）安全科负责防治水各项措施的执行监督情况。（4）供应科、机分厂要常备大流量水泵、排水管路、阀门、螺丝等抢险材料（或者在集团公司供应处库房储备，供应科要有储备明细，并能做到随调随到），并将明细报带压开采办公室。（5）机电科应保证井下各排水点双回路供电正常，防止越级顶闸，并定期检查排水设备的运转情况。（6）调度室负责做好与防治水有关的工作安排，并监督工程完成情况，做好各单位的协调工作。（7）井下队组保证排水能力和管路达标，设备正常，并做好日常维护保养。（8）各施工队组严格按照措施施工，并做好职工培训。（9）职工学校负责制定有关矿井防治水培训学习方案，并负责组织实施。三、具体措施1、每月定期由领导组成员组织召开专题会议，认真分析采掘情况，确定带压开采防治水重点区域和工作面，由地测科负责制定出预防措施，下发矿有关单位。2、地测科做好防治水的日常技术管理，水文地质要有年、季、月预报，必要时还要增加临时预报，每月涌水量观测不少于3次，要对现有施工的掘进巷道拿出切实可行的防探水方案（包括物探），各队组必须进行认真的贯彻落实，防止巷道遇构造突水。3、通风工区负责各工作面的钻探工作，施工前由地测科给出钻孔位置、方向及角度。在钻探期间要严格按照地测科要求认真填写各班钻探记录，钻探结束验收合格后，由地测科负责下发允许掘进通知单或停掘通知单。4、各施工队组在接到下发的通知单后，要严格按照通知单的要求组织施工，掘进到位后由地测科进行验收，不得超掘，否则将追究有关人员责任。5、每个工作面回采前必须进行坑透，查明地质构造分布情况及落差，提出工作面的突水可能性分析报告。6、地测科在每个工作面掘进、回采前，要提交工作面的水文地质预报分析资料，各队组在制定措施时要有详细的防治水措施。7、地测科要每旬进行水量观测，并及时上报调度室及有关单位。8、各掘进工作面防治水措施，必须由队长负责落实到现场，否则不准生产。在掘进期间出现异常情况要立即停止掘进，撤出人员并向调度室汇报。9、机电部门要制定确保供电排水专项措施，确保供电排水正常。每月在保证排水的情况下，对供电设施认真定检一次。10、严格主排水泵设备的定检，明确专人每天对所辖内的设备定检一次。11、井下队组在排水过程中要经常检查水仓的有效容量，如果有效容量减少1/3以上时要通知调度室安排清理，以确保水仓的有效容量。12、在水平、采区投产前，按规定施工防水闸门和水仓，完善排水系统，提高矿井的抗灾能力。13、对已查明的断层和陷落柱，在施工前应编制探测构造措施进行探测，确定构造的准确位置和水文地质情况，采取留设防水煤柱或预注浆的措施，若确需施工过构造，必须编制过构造施工安全技术措施。14、在主要巷道施工过程中通过的构造破碎带或煤岩层破碎带，必须采用预注浆的方式对底板进行加固，防止发生滞后突水。15、严禁开采留设