矿井防治水措施.docx

矿井防治水措施.docx

《矿井防治水措施.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《矿井防治水措施.docx（10页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

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

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

（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：

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

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：

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：

①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。

②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。

③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。

④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

（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

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。

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》（GB50215-2005）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[重现期（年）]

工程性质

设计

校核

矿井井口

100

300

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（GB50215-94）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+1415.2m～+1418.5m；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+1420.00m；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560m。

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，确保场地及井口免受山洪威胁。

根据汇水面积大小、地形、地貌特点及溢流时的影响大小等，场外截水沟的洪水设计频率确定为1/20，截水沟断面0.5m×0.6m（浆砌片石），满足泄洪及排水的需要。

八、其它措施

1、应根据新的勘探资料和本矿井建设期间对水文地质条件的进一步认识，及时调整防治水方案。

2、配备专职水害防治人员，煤矿主要负责人是水害第一责任人。

3、认真编制矿区水害防治规划、年度水害防治计划和水害应急预案，保证水害防治的资金、工程、设备、仪器落实到位。

4、编制“矿井综合水文地质图”、“矿井充水性图”等基础图纸，建立健全矿区地下水动态观测网，每季度至少开展一次水害隐患的排查。