518 水情水害分析报告21.docx
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518水情水害分析报告21
山东省朝阳矿业有限公司
二〇一六年汛期前水情水害分析报告
二〇一六年五月十八日
山东省朝阳矿业有限公司
二〇一六年汛期前水情水害分析报告
一、矿井概况
朝阳煤矿位于滕州市滨湖镇，在滕县煤田最北部，以凫山断层为北边界；南部以北徐楼断层为界与北徐楼煤矿相邻。
井田东西长约12km、南北约1.5km，面积17.2482km2。
矿井开采煤层共三层：
3下煤、12下煤和16煤，目前主采西翼3下煤，煤层平均厚度7.79米，开采深度由-550米至-1050米，12下煤暂无采掘活动，16煤未进行开拓。
井田地质构造复杂程度属中等。
井田水文地质条件：
3下煤层属裂隙类简单～中等类型，12下煤层属岩溶裂隙类简单类型，按照矿井水文地质类型就高不就低的原则，本矿井水文地质类型为中等。
二、2016年采掘工作计划
按照2016年度采掘作业计划编排（5月份以后），采掘活动全部在3下煤层区域。
采煤：
3100（西）工作面、3100（中）工作面、3101（东）工作面，掘进：
3101（东）材料道、3101（东）皮带巷、3107（东）皮带巷、3107（东）材料道。
全年度12下煤、16煤无采掘计划。
三、防治水工作责任制、机构建设及防治水设备情况
（一）工作责任制、机构建设
为认真贯彻执行“安全第一、预防为主、综合治理”的安全生产方针，坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的防治水原则，认真做好矿井水害的防治工作，杜绝重大水害事故，保证矿井安全生产。
根据《煤矿防治水规定》，矿成立了以总工程师为组长，防治水副总工程师为副组长的防治水技术管理责任体系，负责全矿防治水工作的统一协调指挥工作。
明确了矿长是安全生产的第一责任人，对全矿防治水工作负总责，总工程师是防治水技术管理责任体系的具体领导者，对全矿防治水工作负技术责任，负责组织编制、修改和实施防治水总体规划，审批防治水施工措施。
矿井专设防治水副总工程师一名，协助总工程师做好防治水技术措施的审批和实施，负责具体的防治水工程的组织和落实。
生产技术科负责防治水工作的具体实施，搞好水情水害分析和预测预报，每月组织一次矿井水害隐患排查，并以月度预报的形式上报领导小组和下发各施工单位，阶段性向领导小组汇报工作开展情况，确保安全生产，紧急情况下带领抢险救灾分队进行抢险救灾。
为确保井下钻探工程的正常进行，能够迅速有效的进行探放水或注浆堵水，矿特成立由16人组成的专业钻机队，钻机队在生产技术科指导下开展工作，负责井下探放水工作和注浆堵水工程的现场施工。
（二）防治水设备
根据《煤矿防治水规定》，矿井成立了专职防治水队伍，配备了专职防治水技术人员3名。
矿井防治水设备有：
ZLJ-650钻机4台，高压注浆泵1台，并配有全套的钻杆、钻头，以上防治水设备完好，均可以正常工作。
四、水情水害因素分析
（一）地表水
1．河流：
本井田地表水系简单，井田北侧有一条源于岗头，由东向西流向的泄洪沟，沟深1～1.5m，沟宽30～60m，除汛期有水外，一般无水；工广南部有一条自西向东的引水灌溉渠，渠内汛期水面标高经多年长期观测为34.1米左右，汛期后水位低于34米，且工广内标高为35.8米，主副井口等主要建筑物标高为37.5米，因此不可能造成地表水灌入井内。
2．湖泊：
朝阳煤矿位于山东省南四湖的独山湖东岸，湖东大堤的垤斛～北沙河段内。
根据南四湖1957年设计水位上级湖为36.99米，下级湖36.49米；50年一遇设计洪水位上级湖为36.79米，下级湖36.29米；20年一遇设计洪水位上级湖36.29，下级湖35.79米。
湖东大堤横穿于井田，湖东大堤顶部标高均大于39米，湖东大堤顶宽6米，堤防边坡内外均采用1：
3，堤顶超高2.5米。
并且按洪评报告的规定，湖东大堤每年进行加高加固，有效的防治了洪水。
由于工广内主副井口等主要建筑物标高为37.5米，均达到防洪标准，因此，不可能造成独山湖水通过主副井口灌入井内。
3．塌陷区积水
朝阳煤矿开采的煤层埋藏较深（-550m～-1050m），目前矿井已回采17个工作面，经过对地面长期的沉降观测，采后对地面影响较小，最大下沉深度0.5米左右，地面未形成明显的塌陷区。
4．大气降水
根据矿井近几年井下涌水量和地面降雨量观测统计分析，井田煤系地层上覆较厚的侏罗系地层和第四系松散层，上覆地层中相对隔水层较多，并且也较厚，大气降水和地表水被其阻隔，与下部含水层水力联系很弱。
因此井田不存在大气降水和地表水通过有关含水层向井下间接渗入的威胁。
2015年矿井月度涌水量与月度降雨量实测数据统计表：
日期项目
井下涌水量（m3）
地面降雨量（mm）
2016年1月
41.2
2.6
2016年2月
41.3
3.6
2016年3月
41.3
4.2
2016年4月
41.3
5.8
井下涌水量与点面降水量关系图
（二）地下水
1．含水层水患分析
第四系覆盖全井田为河湖相沉积，主要物源为井田北部寒武系灰岩和东北部的花岗片麻岩丘陵风化产物。
井田内第四系平均厚度85.45m。
分为上含水层段、中部隔水层段和下含水层段。
上段组织松散、透水性强，直接接受大气降水的补给，含水丰富。
但第四系中部隔水层段由粘土、砂质粘土、粘土质砂及薄层砂层所组成,分布广、厚且稳定，隔水性好，因此大气降水、地表水及第四系上段水与煤系各含水层无直接水力联系。
下含水层段底部砂层虽与基岩接触处存在垂直下渗的补给关系，由于补给条件差，补给量有限，且有较稳定的相对隔水层段----上侏罗统第三段隔水层段阻隔，防止第四系下含水层段水垂直下渗至煤系地层。
因而第四系含水层对开采基本无影响。
影响煤层开采的主要含水层水患分析
⑴侏罗系含水层
井田内侏罗系最大残厚931.49m（ZY7号孔），按岩性和物性特征由下至上分为三段，第一、二段砂砾岩层为含水层组，第三段粉砂岩、砂质泥岩夹细粒砂岩层为相对隔水层。
侏罗系二段砂砾岩：
平均96.42m，其中，砾岩厚2.80～37.40m，平均19.14m，为钙泥质胶结，该含水层在勘探阶段未发现漏水点，据滕北区域资料，侏罗系二段砾岩富水性较强。
开采3下煤后导水裂隙带可能波及到该层段，是3下煤层的间接充水水源。
侏罗系二段砾岩对3下煤层采空区进行水源补给的可能性较大，矿井已形成的17个工作面采空区均无老空区出水现象，今后随着孤岛工作面的开采，将形成大面积的采空，导水裂隙带可能波及到该层段，但经32采区多个正规工作面回采观测未发现采空区出水现象，因此对3下煤层采空区直接构成水害威胁的可能性较小，预计今后随着采空区面积的增大，涌水量可能有增大的趋势。
侏罗系一段砂砾岩：
厚19.40～118.70m，平均82.64m。
底部发育1～2层砾岩，多为1层，砾岩厚1.20～22.00m，平均12.19m，为钙泥质胶结，据ZY1、ZY3号孔注水试验资料，富水性弱，为裂隙、孔隙承压水，工作面回采后“两带”高度全部进入侏罗系一段砂砾岩，经采空区实际观测均无采空区出水现象。
截止目前，井巷工程多处揭露本段，有些巷道在该段砾岩中掘进，绝大部分区段无水，仅在局部有少量滴淋水，因此，此含水层基本对开采3下煤无出水威胁，但不排除局部大型富水裂隙突水的可能，我矿将积极做好观测和分析工作。
⑵山西组3下煤层顶底板砂岩含水层
3下煤顶板砂岩：
平均厚9.62m，底板砂岩平均厚2.43m，勘探阶段该层与侏罗系一段砂砾岩混合抽水一次，富水性较弱。
本含水层是开采3下煤层的直接充水水源，也是主要充水水源，3下煤顶板砂岩以细粒砂岩为主，裂隙局部发育，充填方解石脉，含水层富水程度弱，水害威胁较小，一般不会有突水威胁。
经过对3下煤层采掘过程中地质资料的分析，采空区观测及施工的泄水港来看3下煤层顶底砂岩，水量不大，现基本无水，表现为静储量为主，因此含水层基本对开采3下煤无水害威胁。
本年度只开采3下煤层，无开拓区域，并且12下煤和16煤无采掘编排，太原组及下部含水层对开采3下煤基本无影响。
2．构造区水患分析
⑴本井田总体构造形态基本上为一凫山断层与北徐楼断层组成的近北东向的地堑构造。
地堑内总体构造形态为宽缓向斜，向斜两翼发育有宽缓褶曲。
由于受区域性断裂—凫山断层的控制，井田内断裂构造较发育，落差大于10m的断层25条，其中落差大于30m的断层21条，另外井田内巷道揭露一批落差大于5～10m的小断层，由此可以看出井田内构造复杂程度中等偏复杂。
井田勘探过程中，20孔27点穿过断层带，均无漏水现象发生，说明断层带充填较好，富水性弱，导水性差。
⑵根据断层防水煤柱的留设原则：
依据《枣庄市朝阳矿井初步设计》规定，落差大于50米的断层两侧各留50米；落差在30～50米的断层两侧各留30米；落差在20～30米的断层两侧各留20米；落差小于20米的断层不留煤柱。
均留设了断层防水煤柱，因此，一般不会造成断层导水的可能。
⑶根据目前掌握的资料分析，断层充填断层泥，粘性强，密实性好，隔水性能优，断层基本不导水或弱导水，通过断层出水的可能性很小。
⑷对开采3下煤层有直接影响的充水含水层，有侏罗系底砾岩、3下煤层顶底板砂岩、太原组石灰岩（三），其水位标高为-11.485～-23.367m，而周围矿区水位已降至-66.6～-211.1m，水位相差较大，表明井田内含水层受外围矿井排水影响较小，井田边界断层对上组煤具一定的阻水性。
根据目前掌握的资料，井田内断裂构造以高角度正断层为主，断层充填断层泥，粘性强，密实性好，隔水性能优，断层基本不导水或弱导水，通过断层出水的可能性很小，但不排除局部导水的可能，特别是与强含水层对接区段。
但当断层落差较大，其水害威胁程度大大提高，应提高重视并留设合理的保安煤柱。
另外矿井范围内落差较大的张性正断层，在大面积开采后，也可能由原始状态下的导水性差，在应力作用下转变为导水断层。
因此，开拓期间必须严格按探放水制度进行超前钻探，留足防水煤柱消除断层导水的影响。
3．老空区积水
目前我矿3下煤层共计回采17个工作面，采空区积水情况一览表：
项目
名称
积水量（m3）
积水面积（m2）
积水区外缘标高（m）
说明
3100
0
0
/
暂不影响采掘
3100（外）
0
0
/
暂不影响采掘
3101
0
0
/
施工泄水巷排放老空水，
未形成采空积水区
3103
0
0
/
施工泄水巷排放老空水，
未形成采空积水区
3105
79130
19300
-690
掘进3107（东）材料道需疏放。
3107
0
0
/
已疏放，暂不影响采掘
3108、3108（西）
13047
3631
-753
已疏放，暂不影响采掘
3109、3110、3111
0
0
/
已疏放，暂不影响采掘
3113
16424
9661
-882
暂不影响采掘
3201
76000
32100
-942
32采区5月份已回采结束。
3203
47698
13628
-929
3201（外）
4672
3267
-915
3205、3206
27029
20729
-1040
我矿目前存在七个老空积水区，今后进入受老空水威胁的区域进行采掘活动时，提前做好探放老空水工作。
因此，老空区积水对矿井的安全生产无影响。
4．封闭不良钻孔水患分析
本井田内共有54个钻孔，有两个封闭不良钻孔。
分别为：
大2号、33-14'号。
大2号钻孔在煤层赋存区以外，因此本孔不存在导水威胁。
33-14'号钻孔在133.00m～孔底未封，终孔深度372.74米，未穿过侏罗系，对煤系地层无导水威胁。
经分析我矿不存在封闭不良钻孔导水威胁。
5．陷落柱水患分析
根据本井田勘探及实际揭露资料，本井田范围还没有发现陷落柱构造，通过陷落柱导水的可能很小。
6．相邻矿井边界的水患分析
井田边界保护煤柱线由山东省国土资源厅以（鲁资能备字[2007]29号）文件划定，以边界坐标点连线为界，在井田边界内侧留设60m边界煤柱，矿井开拓开采严格按边界煤柱线施工，两矿签定了安全互保协义并定期进行图纸交换，据调查相邻矿井北徐楼煤矿亦按规定留足了边界煤柱，且两矿基本以落差较大断层为界，因此我矿不存在相邻矿井水患威胁。
五、水情水害分析预测治理
严格按照2016年度采掘作业计划编排，进行各采掘工作面水情水害分析预测，同时采取相应措施，确保矿井不受水害威胁。
（一）掘进工作面
1．3101（东）掘进工作面
3101（东）皮带巷、3101（东）材料道、3101（东）切眼沿3下煤层底板掘进，根据已回采的3101区域和3100轨道巷、3100辅助皮带巷的掘进情况分析，在掘进中，仅在断层、裂隙附近将有可能出现少量滴淋水现象，在掘进过程应加强水文地质观测，及时排出迎头积水。
2．3107（东）掘进工作面
3107（东）皮带巷、3107（东）材料道沿3下煤层底板掘进，在掘进中，仅在断层、裂隙附近将有可能出现少量滴淋水现象；同时，3107（东）材料道沿空掘巷，需对3105采空区内积水进行疏放。
在掘进过程应加强水文地质观测，及时排出迎头积水。
（二）回采工作面
2016年度将回采3100（西）工作面、3100（中）工作面、3101（东）工作面。
1．3100（西）工作面
3100（西）工作面顶板砂岩、砾岩为弱含水层，工作面面面宽28.6～91.5m，回采产生的冒落裂带高度将影响到侏罗系二段砾岩。
因此工作面回采前采用钻探方式，提前探放顶板含水层水及探测工作面面内构造，消除顶板水威胁，确保工作面的安全回采。
2．3100（中）工作面
3100（中）工作面工作面顶板砂岩、砾岩为弱含水层，工作面面宽48～121.2m，回采产生的冒落裂带高度将影响到侏罗系二段砾岩。
因此工作面回采前采用钻探方式提前探放顶板含水层水及探测工作面面内构造，消除顶板水威胁，确保工作面的安全回采。
3100（中）工作面回采期间，在3100材料道最低点施工一积水窝（4m×3m×2.5m），在积水窝安设两台BQS60/100-37型潜水泵（一用一备），敷设一路φ108的无缝钢管作为排水管，且分别与两台潜水泵连接（做一三通管，并分别安装一逆止阀，安装2台开关）。
定期检修排水设备确保排水系统可靠。
在回采期间，及时清理积水窝，确保积水窝的有效容积。
按时检修工作面排水设备及管路确保排水系统正常运行。
加强采空区水文观测，水情异常时及时采取措施处理，否则及时撤人并汇报调度室。
3.3101（东）工作面
3101（东）工作面工作面顶板砂岩、砾岩为弱含水层，工作面面宽98.5m，回采产生的冒落裂带高度将影响到侏罗系二段砾岩。
因此工作面回采前采用钻探方式提前探放顶板含水层水及探测工作面面内构造，消除顶板水威胁，确保工作面的安全回采。
3101（东）工作面回采期间，分别在3101（东）材料道和3101（东）皮带巷最低点施工一积水窝（4m×3m×2.5m），在积水窝安设两台BQS60/100-37型潜水泵（一用一备），敷设一路φ108的无缝钢管作为排水管，且分别与两台潜水泵连接（做一三通管，并分别安装一逆止阀，安装2台开关）。
定期检修排水设备确保排水系统可靠。
在回采期间，及时清理积水窝，确保积水窝的有效容积。
按时检修工作面排水设备及管路确保排水系统正常运行。
加强采空区水文观测，水情异常时及时采取措施处理，否则及时撤人并汇报调度室。
六、防治水相关工作落实情况及采取的主要措施
矿井一旦发生水害事故立即启动2016年度重大生产安全事故抢险救灾应急预案水害预案。
（一）地面水防治水措施
1．工业广场情况
根据矿井补充勘探报告，矿井历年最高洪水位标高36.48米。
矿井主、副井及风机房标高为37.5米，均高于历史最高洪水位值。
工业广场内、外均布置了数条大型地面排水沟，与矿外主排水沟相连，能够满足地面疏、排水的需要。
⑴如果大气降水特别丰富，实测连续降雨达到50mm以上或气象预报为“暴雨”天气时，或能够造成洪水位超过历史最高洪水位+36.48米时，立即撤出井下所有作业人员，此项工作由调度室负责。
⑵健全完善地面水文观测系统：
由滕州气象局安装的电子雨量观测装置，可以实时在调度台进行观测，并做好记录；分别在工广南侧排洪沟和西部湖区设一处水位观测站，每次雨后或雨中观测水位变化情况并记录；地面ZY32-1、井下2006-9#长观孔定期观测十四灰水位并记录。
⑶调度室做好区域性防治水工作，及时掌握了解天气变化情况，有明显降水前后要与相邻矿井间的信息沟通，实现联防互保。
⑷机电科安排专人对矿井排水系统进行全面检查、维修，水泵、管路、电控等设备要保持完好，备品配件充足。
⑸机电科负责泵房、变电所等重要场所的管理，要配齐值班人员，并加强管理，严格值班纪律，严禁空班漏岗。
⑹调度室负责加强停产期间的值班管理工作，确保安全生产信息渠道畅通。
严格落实24小时安全生产调度制度，加强井上下巡视工作，及时调度掌握情况，确保井上下信息畅通。
若遇有重大险情和重大事故必须及时、如实报告，并立即启动应急救援预案，迅速开展救助工作。
（二）井下防治水工作落实及措施
1．各水平的排水设施情况
⑴中央泵房
中央泵房容积2850m3，水泵型号为PJ200B×9水泵三台，其中一台工作、一台备用、一台检修，敷设Φ325mm排水管路两趟，经测试单台水泵排水量450m3/h，双台单管并联排水量862m3/h，双台双管排水量896m3/h，配用电机功率1400Kw，扬程790m，能够在20h内排出矿井24h的最大涌水量。
⑵-880泵房
-880泵房安装MD280-43×5型水泵三台，其中一台工作、一台备用、一台检修，敷设Φ273mm排水管路两趟，单台水泵排水量279m3/h，双台单管并联排水量454m3/h，双台双管排水量534m3/h，配用电机功率315Kw，扬程215m，能够在20h内排出矿井西翼32采区24h的最大涌水量。
根据矿井实际涌水量，排水能力远大于最大涌水量，符合矿井的需要。
2．井下水害的预防措施
⑴由机电科负责，建立健全矿井防排水系统，定期检查检修防排水系统，保证防排水系统正常使用和运转；
⑵由生产技术科负责，坚持做好水文地质预报，坚持“预测预报，有疑必探，先探后掘，先治后采”防治水原则，当巷道接近大的断层、含水层、老空区时，必须制定探放水措施，对其进行超前疏放。
待水压降至安全值，确认无突水危险后，方可掘进；
⑶由机电科负责回采工作面应建立完善的排水系统保证工作面正常排水；
⑷井下职工要熟悉井下出水征兆及出水后的应急措施；
⑸由调度室负责井下避灾路线的标志，并确保畅通无阻；
⑹由生产技术科负责建立健全各类涌水量观测台帐，设专人定期观测各地点的涌水量，分析水量变化原因，为今后工作提供依据；
⑺由安全科负责每月进行一次水害隐患排查，针对特殊地段和不同时期制定合理的防治措施；
⑻由生产技术科负责按时与相邻矿井进行图纸的交换，及时了解相邻矿井的采掘情况。
3．井下水害事故的应急处理措施
矿井水害抢救应坚持水灾抢救八项原则，既“安全抢救原则，迅速排水原则，恢复通风原则，分步实施原则，清理支护原则，侦察探险原则，及时汇报原则，自身安全原则”。
⑴立即撤离受灾区域所有作业人员，确保人身安全，同时立即向调度室报告，并视当时的具体情况开展力所能及的抢险救援工作。
如果水势较猛，现场无法控制，应在现场管理人员的组织下迅速有序的按避灾路线进行撤离；
⑵调度室接到报告后，立即利用小灵通无线通讯系统和无线定位系统，在第一时间内，调度受水害直接威胁的人员情况，并根据现场情况立即通知所有受水威胁区域的工作人员撤至安全地点，同时开启远程集控排水系统进行排水；
⑶调度室接报后，应在第一时间及时向值班领导汇报，迅速组织抢险救援，同时向矿长和总工程师汇报，并通知其他相关人员组织抢险救灾。
命令井下各排水岗点立即开启水泵排水，安排做好关闭相应隔水设施的准备，以便保证确保泵房正常排水；
⑷矿长接到汇报后，立即赶到调度中心，指挥抢险救灾，并向上级主管部门汇报灾情，请求救灾援助；
⑸总工程师接到汇报后，立即赶到调度中心，组织有关工程技术人员分析灾情，查明原因，预测灾害影响程度、范围，制定进一步的救灾方案，为矿长决策提供依据；
⑹灾情发生后，如撤离通道被水淹没，无法通过时，应选择上山头或被水封闭的空间暂避，等待救援。
遇险人员就近打开压风管路临时供风，并不时发出联系信号；
⑺矿长调动全矿力量全力进行抢险救灾，力求将灾害损失降到最低限度；
⑻救护人员在抢救遇险人员时，应判定遇险人员的位置、涌水量、受水淹程度、巷道破坏和通风情况；
⑼对被困人员所在地高于透水后水位时，可利用打钻等方法供给新鲜空气、饮料及食物；若所在地点低于透水后水位时，则禁止打钻，防止泄压扩大灾情；
⑽矿井透水量超过排水能力时，应组织人力、物力强行排水，在下部水平人员救出后，可向下部水平或采空区放水。
若下部水平人员尚未撤出，主要排水设备受到被淹威胁时，可用砂（粘土）袋构筑临时防水墙，堵住泵房口和通往下水平的巷道；
⑾排水过程中要切断其它电源、保持通风，加强对有毒有害气体的检测，并注意观察巷道情况，防止冒顶发生。
抢险专业组要根据事故现场情况立即对受伤、受困人员进行抢救；
⑿医疗救护人员要对受伤人员进行紧急医疗救治。
医疗救护人员无法救治时，应及时将伤员转院治疗；
⒀矿井不能满足现场有效救灾时，要及时向枣矿集团救护大队求救；
⒁全部受伤、受困人员救出后，要清点现场人数，确保人员全部撤离灾区。
二○一六年五月十八日
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