防治水工程设计和施工安全技术措施

防治水工程制定和施工安全技术措施

第一章矿井概况

一、矿井概述

1、矿井基本状况

依据山西省煤矿企业兼并重组整合工作

领导组办公室晋煤重组办发［2009］62号《关于晋中市榆次区煤矿

企业兼并重组整合方案（部分）的批复》，山西榆次官窑煤化和山西

榆次惠安煤业进行兼并重组整合，重组后煤矿企业预核准名称山西榆

次官窑煤业（以下简称官窑煤业），隶属于晋中市榆次乌金煤炭投资,

重组后井田面积3.9244km2,批准开采6T5#下煤层，核准生产能力

为900kt/do

2、位置、交通

山西榆次官窑煤业位于榆次区城北约22km处的乌

金山镇平地泉村村北，隶属乌金山镇管辖，其地理1座标为东经112。

44,38〃-112°45,21〃,北纬37°50'55"-37°52’19"。井

田位于晋中市北东约22km,南距太（原）〜石（家庄）铁路线榆次火

车站约22km,西距太原市20km,榆（次）〜罕（山）公路从井田西

部通过，至晋中市直距约18km,由峪头出入口并入太（原）〜旧［关）

高速公路，交通极为方便。

二、水文地质概况

本井田位于晋中新生代盆地北缘，呈典型的中山地

带，田内沟谷切割深，坡度大，地形较复杂。整体浮现中东部高，西

部低，井田的最高点位于原惠安煤业的东南部，标高为1392m,最低

点位于井田西南部沟谷中，标高为1090m,最大相对高差302m。

本井田内无大的地表水系，本区属黄河流域汾河水

系潇河支流，井田内沟谷切割较深，中部有一条较深的沟谷，受大气

降水控制，均为季节性流水，旱季干涸，雨季有间短水流。雨季洪水

及矿坑排水从南部流出，汇入榆次区的潇河。

三、井田充水因素

大气降水、老窑积水、顶板裂隙含水层是矿床充水

的主要因素。该矿井周边有老窑采空区，容产生积水，在掘进过程中，

容易发生老窑透水、突水现象。矿区内15#下煤层之上为15#煤层采

空区，采空区有积水，从底板等高线图看中部向斜轴部低，南部的局

部地区也低，易于积水，下一步开拓、回采到这些采空区四周时要注

意其积水。

四、水害防治

1.矿井开拓工程及层位选择

矿井采纳斜井单水平开拓，主斜井、副斜井、行人

斜井进风，回风斜井回风。水平标高+1100m,该水平设辅助水平，水

平标高+1144m。15#下煤层由主水平开采，13#煤层由辅助水平开采。

工业场地布置主斜井、副斜井、行人斜井、回风斜井4个井筒，主斜

井倾角18。，斜长275m,净断面7.30m2,装备带式输送机、洒水管

路等，担负矿井原燥提升任务，兼进风井。副斜井倾角20。，斜长

389m,净断面12.64m2,井筒铺设单轨，担负矿井辅助提升任务，兼

进风井及安全出口。行政办公区布置一进风行人斜井，倾角9°,斜

长594%半圆拱粗料石砌殖，净宽3.6m,净断面积10.81m2,井筒

内安设有架空乘人装置，主要担负矿井上下人员、进风任务兼安全出

口。风井场地布置1个回风斜井，倾角16°,斜长266%净断面

14.42m2,井筒设台阶、护手，担负全矿井回风任务兼安全出口。

矿井主水平和辅助水平乂一组采区巷道开拓井田内

15#下和13#煤层，每组大巷均由运输、轨道、回风三条大巷组成。

大巷以锚喷支护为主，局部过破碎带时采纳混凝土砌殖支护。

2、采区巷道布置及准备

井田内主水平划分为三个采区，辅助水平划分为两

个采区。采纳盘区式开采，采煤工作面顺槽直接同采区巷道相通。

制定主水平15#下煤层布置一个综采工作面，一个

综掘工作面、一个炮掘工作面；辅助水平13#煤层布置1个综采工作

面，一个综掘工作面、一个炮掘工作面；采煤工作面采纳全部挎落法

管理顶板。

8)探放水工作必须有专人负责；

9)生产中对小型突水采纳强排的方式进行排放，但

也应建立对较大突水状况的封堵措施，以预防较大突水事故的发生。

10)采区巷道沿煤层顶底板布置，受煤层起伏影响

较大，巷道中会出现积水现象，在生产期间应依据实际状况，在巷道

适当位置设置水窝，用小水泵将水排至采区水仓，保证采区巷道运输

畅通。

11)及时清理巷道水沟，保持其畅通与清洁。

(2)管理措施

平常强化防汛宣扬，建立探放水管理制度；做好防

水计划；成立“雨季〃三防指挥部，组织雨季前“三防〃大检查；强

化职工培训，保证安全生产。

(3)物质措施

拨出专项资金，专款专用，保证防治水物资供应。

第二章矿井防治水措施

一、矿井开拓开采所采用的安全保证措施

1、采、掘工程所采用的防治水措施

掘进工作面共配备有探水钻机，井下各积水点均设

置了小水泵。

2、相邻矿界、采区边界、断层、无炭柱两侧、采空

区边界、钻孔、煤层露头等，必须留防水煤柱，严禁在各种防水煤柱

中采掘。

3、必须常常了解相邻矿井开采状况，掌握其采空范

围，涌（积）水状况、防止越界开采，造成巷道互相贯穿，采空区积水

涌入矿井，造成涌（突）水事故的发生；一旦发现煤壁发潮、有水锈等

透水预兆，马上采月措施，严防突水及事故的发生。

二、防治水煤（岩）柱的留设

1、防水煤（岩）柱种类

留设防水煤柱的目的是为了截止井上、下各种水源

的通道。确定煤柱尺寸，必须合计到水源的压力、流量、煤层的赋存

状况等各种因素。

2.防水安全煤（岩）柱的留设种类

主要有断层防水煤柱、井田边界煤柱和采空区边界

煤柱等三种。

3、防水煤（岩）柱留设

（1）采空区边界煤柱

开采前，必须查明采空区开采范围及积水状况，煤

柱留设尺寸参照井曰边界防水煤柱计算，并且不得小于20m。

⑵导水钻孔煤柱

本井田内未发现钻孔导水现象。但从安全角度合计,

应核实全部钻孔的封闭状况，如发现封闭不良钻孔，应重新封闭，避

免钻孔与地面或含水层沟通造成导水。对不能有效封闭的钻孔，采用

留设防水煤柱等有效防治水措施。煤柱留设尺寸参照导水断层煤柱计

算，并且不得小于20m。

三、区域、局部探放水措施及设备

（一）探放水原则

1、探放水原则

采掘工作必须执行“猜测预报，有掘必探，先探后

掘，先治后采〃的原则，依据矿井的具体条件，碰到以下状况之一时,

必须探水：

11）接近不明井巷、老空时；

[2）接近含水层、导水层和裂隙带等时；

[3）接近未封闭、可能突水的钻孔时；

[4）采动影响范围内有隔水岩柱厚度不清时；

（5）接近水文地质条件复杂地段、状况不明时；采、

掘工程接近其它可能突水地段时。

2、探放水方法确实定

（1）探水线确实定

①老空的探水线

对开采所造成的老空、老巷、水窝等积水区，其边

界位置准确，水压式超过IMPa,探水线至积水区的最小距离：在煤

层中不得少于30m,在岩层中不得少于20m。

在巷道掘进特别是靠近采空区、褶曲、断层、陷落

柱等构造时，应切实强化探放水工作，对积水区，虽有图纸资料，但

不能确定积水区边界位置时，探水线至推断的积水区边界的最小距离

不得小于60mo

(2)井巷通过导水或可能导水断层前，必须超前

探水。探水线〔探木起点)至断层交面线的最小距离不得小于25m,

水压大于2MPa时应按每增加0.IMPa增加0.5〜1m。

⑵警戒线

沿探水线外推60〜150nl为警戒线。

(3)探放水钻孔布置

1)超前距、同意掘进距离、帮距和密度确实定

超前距；按以下公式计算

Q

式中：

超前距，m；

A-安全系数，一般取2〜5,本制定取4；

L-巷道宽度(宽或高取大者)，为5.0叫

KP-煤的抗张强度(kgf/cm2),KP<10kgf/cm2；

P-水头压力1kgf/cm2),P=40kgf/cm2o

则:aX4X5X=34.64(m)

因此，超前距为30m。

同意掘进距离：每次探放水钻孔施工完毕后，以最

短的钻孔长度(水平投影长度)减去超前保护距离之后所剩余的距离。

帮距：取20m。

钻孔密度(孔间距)：坚直扇形面内钻孔间的终孔垂

直距不得超过1.5m；水平扇形面内各组钻孔间的终孔水平距离不得

大于3mo

3)钻孔布置与孔数

①水平扇形面内各组钻孔间的终孔水平距离不得大

于3mo

②探水钻孔的最小超前距或帮距不得小于20m。

3、探水时采用的安全措施

(1)、探放老空水前，首先要分析查明老空水体的空

间位置、积水量和水压。老空积水区高于探放水点位置时，只准打钻

孔探放水；探放水时，必须撤出探放水点以下部位受水害威胁区域内

的所有人员。探放水孔必须打中老空水体，并要监视放水全过程，核

对放水量，直到老空水放完为止。

钻孔接近老空，估计可能有瓦斯或其他有害气体涌

出时，必须有瓦斯检查工或矿山救护队员在现场值班，检查空气成分。

如果瓦斯或其他有害气体浓度超过《煤矿安全规程》规定时，必须马

上停止钻进，切断电源，撤出人员，并报告矿调度室，及时处理。

(2)、钻孔放水前，必须估计积水量，依据矿井排水

能力和水仓容量，控制放水流量；放水时，必须设专人监测钻孔出水

状况，测定水量、水压，做好记录。假设水量突然变化，必须及时处

理，并马上报告矿调度室。

(3)、探水前，必须强化探水四周巷道的支架，背好

顶、帮，工作面打上牢固的顶柱，以防高压水冲跨煤(岩)壁和支架。

(4)、检查排水系统，应依据估计出水量确定是否加

大排水能力，清理水沟、水仓使其畅通和起缓冲作用；

(5)、水压较大时，探水孔要设套管，以便安装水阀

控制放水量；

(6)、探水工作地点要安设，以便能及时与调度

室和中央泵房联系。

(7)、清理巷道，挖好排水沟。探水钻孔位于巷道低

洼处时，必须配备与探放水量相适应的排水设备。

(8)、施工前，电工必须对钻机检查修理，保证钻机

完好，设备不失爆，将钻机运到位，接好钻机后，并做到风电闭锁。

(9)、风筒必须接至打钻地点，并保证足够的风量，

保证巷道的正常通风，打钻时，必须有专职瓦检员检查瓦斯，保证施

工地点及打钻过程n瓦斯浓度都不得大于1.0悦否则停止作业，采

用措施处理，正常后方可正常作业。

(10)、打钻时，班组长必须携带便携式报警仪，并

悬挂在钻机上方，强化对瓦斯的检查，严禁瓦斯超限作业。

(11)、开始打钻时，严格按给定的参数进行开孔，

保证钻孔符合施工要求。

(12)、打钻时，要先给钻机上水，钻孔中水流出后,

在进行开钻，严禁干打眼。

(13)、开钻后，要做好钻孔施工记录，施工记录包

括深度、岩性、见煤位置、煤层厚度、见水深度、水量、瓦斯涌出量

等，并填好记录。

(14)、钻孔当班一次不能施工结束，必须将钻杆全

部退出，防止卡钻。

(15)、一个钻孔施工结束，无水涌出时，必须用可

靠方法将眼口封堵，防止瓦斯涌出造成瓦斯积聚或超限。

(16)、探水时，如碰到钻孔水压、水量突然增大,

应马上停止探水，回定钻杆，严禁移动钻机或拔出钻杆。

(17)、出现透水预兆时，必须马上撤出受水威胁

地区人员，并向上级汇报，采用措施处理，透水预兆有：

①工作面温度降低，人感觉发凉；

②空气潮湿，湿度增大；

③煤壁出现“挂红〃(水锈)、“挂汗〃(渗水)现

象；

④前方闻声“嘶、嘶〃的水叫等声音；

⑤工作面压力增大，支架变形、煤壁片帮、顶板冒

顶、底鼓等现象；

⑥淋水、涌水增大等异常现象。

(18)探水时注意事项：

①、探水地点要保证与相邻地区的工作地点的联系,

一旦出水，要马上通知水害威胁地区的工作人员撤到安全地点。

②、打钻时，要随时观察钻孔的状况，发现煤层疏

松，钻杆推动突然感到轻松或顺着钻杆流出来的水超过供水量时，都

要特别注意，这些都是接近或钻入积水地点的征兆。碰到这种状况，

要马上停止钻进，进行检查。如果孔内水很大，喷射较远，或者打通

了其它矿井，必须马上固定钻杆，背紧探水工作面，如加固煤壁及顶

底板。

③、探水工作面要常常检查瓦斯及其他有害气体，

当瓦斯含量达1%时，必须停止钻进；达到1.5%时，必须停止工作,

使其降至1%以下，方可开动机器。

4、放水主要安全技术措施

⑴、查明井田的水文地质条件，这是做好矿井防治

水工作的基础。采用调查、物探、钻探三结合的方法是猜测与防治采

空积水的保证。

(2)、探水队要编制打钻施工安全技术措施，保证打

钻施工安全。

⑶、钻孔假设有出水现象，须马上停钻，不得拨出

钻杆，水大时钻杆要适时空转，直至水头无压为止。同时，施工人员

要马上向调度所、地测科和矿有关领导汇报，以便及时采用措施进行

处理。

(4)、假设钻孔出水较大，要在钻孔内装上10m长的

套管。

⑸、打钻施工设备在地面试运转正常后方能入井，

保证安全完好。

(6)、严格执行钻具检查制度，做到钻具“三不下〃。

(7)、施工人员要熟悉钻机等设备的安装和修理技术,

开钻前认真检查钻机及四周卷道状况，在确认安全可靠后，方能施工。

⑻、钻进中，因故停钻时，必须认真记量余尺，具

体分析和记录孔内状况。

(9)、钻孔或设备出现问题时要及时向领导汇报，不

得擅自离开作业现场。

(10)、放水孔尽量打在积水区域最低点，依据现场实

际状况，确定钻孔个数，各孔的终孔距离应大于10%为了充分放水,

可以采纳分组式从积水区域最低点向积水区域最高点每隔一定距离

打一组排水孔，依据各组放水孔的出水状况，可以分析积水区域的放

水程度。

(11)、在放水期间派专人进行24小时监测，随时统计

放水量，检验放水效果。放水结束后写出放水总结报告，分析放水量

与估计的采空区积花量是否相符，积水是否彻底放完。

(12),放水时要有专人监视观察水情，并携带报警仪,

当出现有毒有害气体超限时，必须马上采用措施处理，并向矿调度室。

(13)、放水人员填写好放水记录，记录内容有水量大

小、水量变化、水量变化时间、有毒有害气体状况、水色的变化、本

班抽水状况以及其他异常状况，并认真进行交接班，出班后填写记录,

并向值班汇报，便亍矿领导分析水量状况。

(14)、放水过程中，出现钻孔堵水、水量变小等状况

时，及时采用措施，将钻孔疏通，保证出水正常，采用措施水仍然变

小或不出水，重新钻孔进行放水，直至水流不出为止。

（15）、放水过程中，遇紧急状况，马上发出警报撤出

受水威胁地点人员。

（吩、瓦检员强化瓦斯检查，瓦斯超限时及时采用措

施进行处理。

（二）探放水设备安装

1、强化钻场四周的巷道支护，并在工作面迎头打好

牢固的立柱和栏板。

2、清理巷道，挖好排水沟。探水钻孔位于巷道低洼

处时，必须配备与探放水量相适应的排水设备。

3、在打钻地点或四周安设专用。

4、测量和探放水人员必须亲临现场，依据制定，确

定主要探水孔的位置、方位、角度、深度以及钻孔数目。

钻孔放水前，必须估计积水量，依据矿井排水能力

和水仓容量，控制放水流量；放水时，必须设专人监测钻孔出水状况,

测定水量、水压，做好记录。假设水量突然变化，必须及时处理，并

马上报告矿调度室。

（三）防止钻孔导水的安全措施

为防止钻孔导水，采用措施如下：

掘进巷道接近井田内所有钻孔时，布置针对性的探

“钻孔导水性〃工作，该项工作的步骤、参数及安全注意事项同“探

放水制定〃。

五、地表水防治

(一)地表水防治工程及装备

[1)场内沿道路及边坡坡底修筑矩形排水沟，尽快

将雨水排出井田区域之外。

(2)在每年雨季前必须对防治水工作进行全面检查。

(3)每次降大到暴雨时和降雨后，应责成专人及时

观测井下水文变化状况，并向矿调度室报告。

(4)该矿目前地表有少量的塌陷裂隙，随着采空区

范围的扩展，地表可能产生更多的塌陷裂隙，成为地表水及降水直接

或间接流入井下的通道，故必须采用措施进行防治，主要采纳填塞漏

水通道和排除积水方法，对塌陷区用粘土填平夯实或开凿疏水沟渠，

修筑围堤，做到拦水、疏水、排水相结合的方式，使水无积存机会。

(二)、防治滑坡的安全技术措施

滑坡的防治要贯彻“及早发现、预防为主；查明状

况、综合治理；力求根治、不留后患〃的原则，结合边坡失稳的因素

和滑坡形成的内外部条件。治理滑坡的措施如下：

1、消除和减轻地表水和地下水的危害

滑坡的发生常和水的作用有密切的关系，水的作用,

往往是引起滑坡的主要因素，因此，消除和减轻水对边坡的危害尤其

重要，其目的是：降低孔隙水压力和动水压力，防止岩土体的软化及

溶蚀分解，消除或减小水的冲刷和浪击作用。具体做法有：防止外围

地表水进入滑坡区，可在滑坡边界修截水沟；在滑坡区内，可在坡面

修筑排水沟。在覆盖层上可用浆砌片石或人造植被铺盖，防止地表水

下渗。关于岩质边坡还可用喷混凝土护面或挂钢筋网喷混凝土。排除

地下水的措施很多，应依据边坡的地质结构特征和水文地质条件加以

选择。

2、改善边坡岩土体的力学强度

通过一定的工程技术措施，改善边坡岩土体的力学

强度，提升其抗滑刀，减小滑动力。边坡人工加固；常用的方法有：

①修筑挡土墙、护墙等支挡不稳定岩体；②钢筋混凝土抗滑桩或钢

筋桩作为阻滑支撑二程；③预应力锚杆或锚索，适用于加固有裂隙

或软弱结构面的岩质边坡；

（三）、防止地表水通过采动裂隙、塌陷区进入井下

的安全技术措施

对地表采动裂隙、塌陷区进行填充，建立地表巡察

制度，发现采动裂隙、塌陷区及时向上级汇报。

六、小窑、老窑水防治

1、矿井四周小窑及采空区积水分析

井田四周均分有小窑和老窑，小窑和老窑内有大面

积的采空区，采空区有一定积水，是矿井主要水害之一，可对裂隙勾

通下的底板低的采区产生不同程度的充水。

2.防治老窑积水区域的技术途径和安全技术措施

[1)强化地质勘测工作，调查采空区积水状况及范

围。一方面查清采空区积水状况；另一方面，要有准确的井上下对照

图和井下采掘工程亘面图等资料，准确掌握采掘工作面与采空区位置

关系，以防位置关系失误造成打透采空区而引发事故。强化对采空区

积水的监测、管理。

(2)掘进巷道接近采空区时，应采用探放水措施，

必要时增加排水设施设备，将水用水泵排至采区水仓及井底水仓，再

排至地面。探放采空区积水前，首先要分析查明采空区水体的空间位

置、积水量和水压。采空区积水高于探放水点位置时，只准打钻孔放

水；探放水时，必须撤出放水点以下部位受水害威胁区域内的所有人

员。探放水钻孔必须打中采空区水体，并要监视放水全过程，核对水

量，直到采空区积水放完为止。

(3)钻孔放水前，必须估计积水量，依据矿

井排水能力和水仓容量，控制放水量；放水时，必须设专人监测钻孔

出水状况，测定水量、水压，做好记录。假设水量突然变化，必须及

时处理，并马上报告矿调度室。

[1)钻孔接近采空区，估计可能有瓦斯或其他有害

气体涌出时，必须有瓦斯检查工或矿山救护队员在现场值班，检查空

气成分。如果瓦斯或其他有害气体浓度超过《煤矿安全规程》规定时,

必须马上停止钻进，切断电源，撤出人员，并报告矿调度室，及时处

理。厚煤层探放水必须有见顶见底的钻孔。

(2)采掘期间，应进一步强化采空水文地质调查，

保持“有掘必探，先探后掘，长探短掘〃的原则，发现有出水预兆时,

及时停止作业，并采用措施，探放采空区水体。

[3)及时清理巷道，挖好排水沟，保证流水畅通，

探水钻孔位于巷道低洼处时，要配备与探放水量相适应的排水设备。

七、井下透水事故的处理

1、处理井下水灾的一般原则

(1)必须了解水灾的地点、性质、估计特别水量、静

止水位、突水后涌水量、影响范围、补给水源及有影响的地面水体。

(2)掌握灾区范围。如发生事故前人员分布、矿井中

有生存条件的地点、进入该地点的可能通道。

(3)按积水量、涌水量组织强排，同时，发动群众堵

塞地面补给水源，排除有影响的地表水体积水，必要时可采纳灌浆堵

水。

(4)强化排水与抢救中的通风，切断灾区电源，防止

一切火源。防止瓦斯和其他有害气体的积聚和涌出。

(5)排水后，侦察抢险中，要防止冒顶和二次水灾。

(6)搬运和抢救遇险者，要按医疗防护措施进行。

2、井下被困人员的救护

井下被困人员首先要做到情绪稳定，坚定信心，同

时要注意保存自己的体力，要想尽一切办法与外界取得联系，如用石

块或其他工具有规律地敲击巷道、煤岩壁等，给抢救人员寻找自己创

造条件。

(1)在井下发现被困人员时，禁止用头灯光束直接照

耀被困人员的眼睛，以避免在强光刺射下瞳孔急剧收缩，造成失明。

可用红布、纸张、衣服等罩住头灯，使光线减弱，也可以用布把被困

人员眼睛蒙住，使瞳孔逐渐收缩，待恢复正常后才能见强光。

(2)发现被困人员时，不可马上抬运出井，应注意保

持体温，抬到安全地点并在救护队的保护下，派医生对被困人员的身

体进行检查，并给予必要的治疗(如包扎、输液、注射等)。

⑶在被困人员长期未进食的状况下，不能吃硬食物

和过量饮食，以免发生意外，造成不良后果。

(4)救护队到达被困人员躲避地点时，在检查后确认

躲避处无火源和其他危害时，可打开氧气瓶并放氧，使空气中氧含量

增加。关于无氧气呼吸器的人员，禁止到躲避地点去。

(5)在搬运被困人员时，要轻搬轻放，保持平衡，避

免震动。

八、其它安全措施

1、探水工作面要强化支护，必须设置防止高区水冲

跨巷壁及支架的点柱或挡板。

2、入井人员必须佩带自救器、报警矿灯和便携式瓦

斯报警仪。

3、严格执行入井检身制度和出入井人员盘点制度。

4、交接人员必须将钻孔状况(角度、方向、深度及

出水状况)及设备状况向下一班交待清楚，并做好记录。未交待或交

待不清不准下班，碰到疑难问题两班人员共同研究探讨。

5、事先清理好水仓和水沟，探水用料必须码放整齐。

6、探水人员必须熟悉井下巷道的布置状况及避灾路

线，必须保证有畅通无阻的安全出口，不准堆放杂物堵塞巷道。探水

时，停止井下一切与探水工作无关的工作。

7、在探水地点，瓦斯员必须不间断的进行瓦斯及其

它有害气体的检查，每次检查必须留有记录，以便清楚地掌握瓦斯及

其它有害气体的状况，当瓦斯浓度超限时，必须停止作业，采用措施。

8、在探水地点，必须设置一部随时可以和调度

室取得联系。

9、每班必须有矿领导跟班作业，亲临现场进行指挥。

第三章探放水组织机构及岗位责任制

（一）成立探水领导组

1、领导机构

总指挥：矿长

副总指挥：安全副矿长总工

成员：各科室、区队负责人

2、参加探水人员

现场指挥：探水队长

参加人员：探水队成员

指挥部办公室设在防治水科，探放水期间，各领导

及成员各负其责，尽责尽责，严阵以待。

（二）指挥部职责

1、指挥部负责探放水过程中的人员安排及总体布

暑。

2、召开专题会议，结合实际状况对方案进行审核和

补充。