河南红旗煤业股分一矿中长期防治水计划.docx
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河南红旗煤业股分一矿中长期防治水计划
河南红旗煤业股分一矿
矿井中长期防治水计划
红旗一矿
二零一零年二月
第一章矿井概况
一、矿井的地理位置及交通：
一、矿井的地理位置及井田面积
红旗一矿位于巩义市大峪沟镇西北部约1.00km处，行政隶属大峪沟镇管辖，地理坐标为东经113°02′46″～113°05′58″，北纬34°42′43″～34°45′04″。
红旗一矿范围由2020年4月河南省国土资源厅颁发的采矿许可证（证号：
C9）划定。
具体范围：
东部与河南大峪沟煤业集团有限责任公司华泰煤矿相毗邻，西部与红旗二矿相毗邻；南部大体以二1煤层露头为界，北部与金龙井田相毗邻。
井田东西长4.00km，南北宽~3.50km，面积12.9057km2。
二、交通
红旗一矿东南距大峪沟镇约1.00Km,西北距巩义市约14Km，巩义市至大峪沟煤矿铁路专用线经井田南部通过，在孝义与陇海铁路接轨；郑州——大峪沟——巩义市G310国道经井田南部边界处通过，井田内乡村间均有简易公路相通，交通方便。
属于大峪沟煤业集团红旗公司下属企业。
红旗一矿交通位置图
二、矿井的自然条件：
一、地形地貌：
本区位于嵩山北翼丘陵地区，地形整体上是东高西低，沟谷发育。
区内海拨+~+422.90m，相对高差212.00m。
区内沟岭相间，纵横交织，沟谷多呈“V”字型，山脊山顶多呈现鱼脊状和馒头型，地形切割严峻，形态各异，全区展现出一派侵蚀型丘陵地貌景观。
二、河流：
本区属黄河流域，伊洛河水系，井田东部边界处仅有一条河流称东泗河（王河），为区内东部的一条要紧河流，起源于南部山区流向西北，经凉水泉水库，在站街镇北部注入伊洛河，后汇入黄河。
该河流属季节性河流，但由于周围各矿井排水的注入，现为常流不断的小溪，雨季水量较大,为本区排洪的一条要紧河流。
凉水泉水库位于本井田东部，座落在东泗河上游，水库面积133000m2，水库容量约200000m3，为小型塘坝，以拦蓄洪水、农田浇灌为主。
3、气象与地震：
本区属大陆性半干旱气候。
夏日酷热多雨，冬季严寒干燥。
据巩义市气象站资料，连年平均气温14.6°C，最高气温达43°C，最低气温–15.4°C。
蒸发量较大，年平均蒸发量2136.4mm；降水量少而集中，年平均降水量583mm，一样集中在7～9月份，占全年降水量的70%。
每一年十一月中旬开始降雪、冰冻，最大积雪厚度为21cm（1974年12月），冻土最大深度22cm（1977年1月）。
区内最大风速18m/s。
地震：
依照《河南地震历史资料》记载，荥巩一带曾发生过40余次地震，其中破坏性较大的是公元119年3月10日汜水地震，震中在洛阳周围，震中烈度为八度。
距今最近的一次的有感地震发生在1973年12月14日，震级为3级。
上述历次地震对本区域均有涉及。
4、水源及电源
（1）、水源
红旗一矿地处低山丘陵区，地面坡降较大，冲沟发育，植被较差，无益于大气降水对地下水的补给，地表水源较为缺乏。
目前，大峪沟煤业集团有限责任公司下属各矿井统一利用的生活饮用水水源有两处。
一是在红旗二矿一1煤层顶板裂隙水，涌水量150m3/h，据矿方资料，该水源符合饮用水水质标准要求。
第二处水源是炭煤矿六五盘区采十平巷东一1煤层底板奥灰裂隙水，涌水量55m3/h，据矿方资料，该水源符合饮用水水质标准要求。
矿井的工业用水水源是炭煤矿二七盘区采九平巷口的一1煤层底板奥灰裂隙水，涌水量200m3/h，据矿方资料，符合工业用水标准。
（2）、电源
红旗一矿6kV变电所采纳双回路供电，其电源均来自大峪沟35kV变电站，供电距离0.3km。
矿方已有的两根2根MYJV22—10kV、3x95mm2交联聚乙烯绝缘钢带丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆，别离引自大峪沟35kV变电站27板，33板，沿副井井筒下至井底中央变电所。
依照电缆载流量，考虑电压损失，按经济电流密度进行效验，已有的两根电缆当一回电缆故障时其余一回能知足变电所供电负荷要求。
三、矿井地质特点：
一、地层
本矿井基岩属半掩盖区，据地表出露及钻探揭露，矿井内地层由老至新依次为：
奥陶系中统马家沟组（O2m）、石炭系上统本溪组（C2b）及太原组（C2t）、二叠系下统山西组（P1sh）与下石盒子组（P1x）、二叠系上统上石盒子组（P2s）和石千峰组（P2sh）。
三叠系下统刘家沟组那么散布于矿井北部边界外围，而第四系松散覆盖层那么以不同的厚度散布于山沟、半坡及洼地中。
二、构造
本矿井区域构造位置处于华北聚煤盆地南缘的嵩箕构造区北部，属嵩山背斜北翼。
整体构造形态为一地层走向近东西至南东东，偏向5°左右，倾角10°左右的单斜构造，沿地层走向和偏向均具有宽缓的波状起伏，构造以断裂为主，发育有近东西向和北北东向和北西向三组断裂，据地表地质露头和钻孔揭露，本矿井内及外围共有断层10条，矿井内6条（F五、F10二、F1二、F九、F12六、F125），外围断层4条（F3、F一、F二、F6）。
其中近东西断裂6条，北北东断裂3条，北西向断层1条。
另外煤矿北缘发育滑动断层（F9），使滑动断层下盘为一简单单斜构造，不受断裂与褶曲的阻碍，而上盘那么发育次一级的断裂与褶曲。
区内未见岩浆岩。
本矿井构造复杂程度应属中等。
四、煤层地质：
红旗一矿井田范围内二1煤层俗称黄煤，赋存于山西组下部，大占砂岩之下，上距砂锅窑砂岩65m左右，下距一1煤层平均60m左右。
煤层直接顶板多为砂质泥岩或泥岩，局部为细砂岩；直接底板多为泥岩，炭质泥岩或砂质泥岩，煤层厚度0～24.10m，平均4.72m，本井田穿过二1煤层层位者70层次，其中见煤者50层，可采者43层。
井田内煤厚转变较大，显现薄（无）煤带多处，一样面积0.05km2。
从矿井开采二1煤情形看，薄煤带虽较多，但面积均较小，一样仅30～50m。
煤层层位稳固，结构较简单，局部含夹矸1~2层，岩性多为炭质泥岩或泥岩，局部地段夹矸厚度大于可采厚度，而显现分叉煤层二21煤层。
二1煤层为大体全区可采较稳固型厚煤层。
本井田内二1煤层赋存标高+360m～–135m，埋深0～435m。
五、瓦斯、煤的自燃、煤尘爆炸性和地温：
1、瓦斯：
依照河南省工业和信息化厅豫工信〔2020〕66号关于2020年度全省煤矿瓦斯品级鉴定结果的批复，红旗一矿目前开采水平矿井相对瓦斯涌出量为4.67m3/t，绝对瓦斯涌出量为8.71m3/min，为低瓦斯矿井。
二、煤的自燃：
依照2005年1月6日，煤炭科学研究总院重庆分院提供的二1煤层自燃偏向性鉴定报告资料，二1煤属Ⅲ类，为不自燃煤层。
3、煤尘爆炸性：
依照2005年1月6日，煤炭科学研究总院重庆分院提供的二1煤层煤尘爆炸性鉴定报告资料，二1煤层煤尘火焰长度为零，抑制煤尘爆炸最低岩粉量为零，二1煤层无煤尘爆炸危险性。
4、地温：
该煤矿井下温度一样26℃左右。
据钻孔测温资料，该煤矿区地温梯度为～2.8℃/100m，没有发觉热异样，属地温正常区。
第二章水文地质情形
一、矿区水文地质概况：
荥巩煤田位于嵩山复背斜的北翼，为一地层走向近东西，偏向北北东的单斜构造，其区域水文地质位置处于嵩山东西向区域一级分水岭的北侧。
依照区域水文地质条件和地下水的运动特点，已组成一个较完整的水文地质单元。
南部和西北部丘陵山区为区域地下水补给区，煤田范围组成地下水的迳流区，东部的三李与圣水砦一带为地下水的排泄区。
依照区域含水层岩性、介质类型、地下水赋存状态，将区域划分为三个水文地质单元，即碳酸盐类岩溶裂隙含水层（包括寒武系灰岩含水层、奥陶系中统马家沟组灰岩含水层和石炭系上统太原组灰岩含水层），碎屑岩裂隙孔隙含水层（包括二叠系、三叠系砂岩裂隙含水层），松散岩层孔隙含水层（要紧为第四系砂、砾、卵石含水层），现分叙如下：
（1）碳酸盐岩溶裂隙承压水含水层
散布于煤田中南部埋深在500m以浅的灰岩含水层及出露区。
据富水性强弱又可分为二个亚区：
第一亚区为寒武、奥陶系灰岩含水层强富水区。
该区岩溶裂隙发育，在含水层顶界面以下深50m的范围内（埋深不超500m）含水特性为贮水空间大，富水性较强，导、排水条件良好；第二亚区为太原组上、下段灰岩含水层中等偏弱富水区，其岩溶裂隙不太发育，贮水空间有限，富水性中等偏弱，地下水径流缓慢，补、排条件较差，其中下段含水性优于上段，富水性近于中等。
（2）砂岩裂隙承压水含水层
煤田中北部低山、丘陵区可见到该含水层有大面积出露，其贮水空间要紧为构造破碎带及构造裂隙，富水性不同较大，其中山西组砂岩含水层富水性较弱，径流不顺畅，但随冒落裂隙带的形成会成为该类含水层排泄主体。
平顶山砂岩和金斗的砂岩含水层裂隙就十分发育，富水性较强，径流畅通。
（3）松散岩类孔隙承压、无压含水层
含水层普遍散布于河谷，溪流之谷底及平原地域，富水性不均一，中等偏强。
假设遇深部含水层出露区会补给地下水，形成较强的地下水径流区。
地下水的成因类型，可将该区域划分为三个水文地质分区。
Ⅰ、裂隙潜水区
Ⅱ、裂隙～岩溶承压水区
Ⅲ、孔隙潜水区
这三个水文地质分区为矿区矿井的要紧水源，各矿井在开采进程中针对自身的实际情形，有的放矢地采取各类平安技术方法，确保矿井抵御水害，使其正常平安生产。
区域含水层要紧特点如下：
（1）裂隙潜水区
散布在南北两极分水岭周围的二叠系、三叠系和前震旦系变质岩系出露区。
南部以嵩山石英岩、片麻岩为主；北部以二叠系、三叠系中的几层厚砂岩为主，如大占砂岩、平顶山砂岩、金斗山砂岩等。
次为散布在区内低山丘陵的其它地层，低处属地下水的径流区，高处属补给区。
（2）裂隙～岩溶承压水区
散布在二1煤露头以南中低山区，以寒武、奥陶及石炭系灰岩为主，出露宽度约10km，面积约600km2，是区域地下水的补给区。
其水位、水量差异，含水丰硕，但不均匀。
（3）孔隙潜水区
散布于山间河谷地段，以洪积冲积而成的松散沉积物为主。
局部含水丰硕（如米河一带）。
二、井田水文地质概况：
太原组上段灰岩含水层
由L7-9灰岩组成，区内以L7灰岩为主，L9灰岩不发育，且层位不稳固，3层灰岩总厚度转变较大，一样5m左右，在凉水泉水库周围较厚，向远处慢慢变薄，具体转变趋势如以下图（图4-1），依照矿区内65个钻孔资料计算，平均厚度5.65m。
岩溶裂隙不发育，受补给及出露条件限制，富水性弱，钻孔均未漏水。
据8303和1909孔抽水资料，水位下降27.69m，经三天后未恢复至原水位，单位涌水量q=0.00043L/s·m，渗透系数K=-0.0379m3d，水质类型HCO3—K+Na，矿化度为1.38g/l，PH值为。
抽水结果反映该灰岩富水性较弱，但不能反映出灰岩富水性的不均匀性。
该含水层出露、补给、径流条件虽与太原组下段灰岩相似，但数量上要弱得多。
从灰岩化学成份（见表4-3）的分析结果来看，SiO2含量高，可溶性盐类含量较低，无益于岩溶的发育。
由于灰岩易溶成份和结构的多层性，又受出露条件和补给条件限制，裂隙岩溶发育极不均匀，在区内至今未发觉地下水的天然露头。
红旗一矿太原组上段灰岩含水层厚度等值线图
太原组上段灰岩化学分析结果一览表
钻孔编号
化学成分%
SiO2
AI2O3
Fe2O3
CaO
MgO
烧失量
1171
2
1312
1511
1909
总计
平均
依照谷山井田640八、8803孔抽水实验资料，单位涌水量0～0.00043L/s·m，渗透系数为～0.012m/d，PH值～。
水位标高+200.21m，水化学类型为HCO3-K·Na型，矿化度0.712g/L。
本段是二1煤矿井底板充水含水层。
（4）二1煤顶板砂岩含水层
系指开采二1煤顶板冒落裂隙带内（二1煤上60m）的中、粗粒砂岩，即大占砂岩和香炭砂岩，含水层厚度～24.12m，依照矿区内73个钻孔资料计算，二1煤顶板含水层厚度平均为6.65m（见图4-2）。
据钻孔揭露，一样3～4层，最多可达14层（2706孔）。
厚度转变规律性不明显。
节理、裂隙均不发育，富水性弱。
含水层同意大气降水间接补给，地下水沿地层偏向向深部运移，要紧排泄途径为二1煤层矿井排泄。
红旗一矿二1煤顶板含水层厚度等值线图
据603、130八、1909等孔抽水实验结果，单位涌水量～0.00797L/s·m，属弱富水含水层，渗透系数～0.0352m/d，水位标高+～+342.34m。
水质为HCO3-K·Na型，pH值，矿化度0.746g/l。
由数据可知，该段砂岩富水性弱，但随开采落顶，形成冒落带裂隙，假设遇外部露头区补给，为二1煤层顶板直接充水含水层，是以后矿坑充水的直接水源。
综上所述，二1煤顶板直接充水含水层为二1煤上60m砂岩，含裂隙承压水，其单位涌水量～0.00797L/s·m，该矿井二1煤斜井的实际排水量30～132m3/h，受雨季阻碍较大，且多为顶板淋水；底板为太原组上段灰岩含水层，富水性极不均匀，由于涌水量小，大峪沟井田钻孔抽水多不能进行。
因此二1煤为顶板裂隙含水层充水为主的水文地质条件简单型矿床。
三、现矿井水文情形：
（1）充水情形
红旗一矿，原大峪沟矿务局红旗井，1968年建井，1994年正式投产，有主、副斜井一对，设计矿井生产能力45万吨，主采山西组二1煤层。
采纳斜井分水平开拓，走向长壁双翼布置回采工作面。
其一1煤层原属大峪沟矿务局三号井已大体采完，剩余很少巷道煤柱储量。
1998年企业改制，该煤矿从郑州市大峪沟矿务局分离成为巩义市大峪沟红旗煤业有限责任公司，划定范围为第19勘探线以西范围。
现二1煤层目前已开采至+100m水平，开采最大深度为310m。
依照矿方资料，井下出水要紧为井筒水和巷道顶板砂岩裂隙水，充水方式以渗、涌和滴、淋形式为主，涌水量不大，正常涌水量30m3/h，最大涌水量50m3/h。
（2）充水水源
①地表水体：
矿井内无常年性地表溪流，仅在矿井西缘有一小型清凉泉水库，蓄水量约20万m3，库底标高约+215m，距矿井要紧可采煤层二一、一1煤间距别离为120m、180m，其间多为泥岩、砂质泥岩和粉砂岩隔水层，水库水一样可不能充入矿井巷道。
目前红旗二矿的凉水泉水库下一1煤已全数采空（长壁回采），未见水库水位下降，对矿井涌水量亦无阻碍。
②大气降水：
降水多集中于7-9月份，而且雨水量大，约占全年总雨量的70%以上。
由于风化裂隙发育，降水可直接渗入地下进入矿井。
专门是在浅部尤其明显。
尽管持继时刻不长，但危害专门大，补给区多集中在沿冲沟、河谷地段，当洪水与充水含水层接触时，便会造成危害。
③煤层顶底板水：
在二1煤上部砂岩水与开采冒落裂隙带勾通时，含水层的水有直接进入矿坑的可能性。
二1煤底板灰岩岩溶水，具有必然的水压，在隔水层薄弱的地址，也可进入二1煤矿坑。
一1煤顶板太原组下段灰岩含水层，裂隙岩溶发育，含水丰硕，因顶板冒落或遇岩溶，可直接充入矿坑。
奥灰水在底板薄弱或遇构造裂隙地段，亦可冲破底板进入矿坑，如东部的小关煤矿1977年建井时，太原组上段灰岩发生突水，突水量60m3/h，致使井筒被淹。
④老窑积水：
沿二1煤和一1煤浅部散布着一些老窑，在二1煤老窑警界限东南，形成必然的积水空间，尽管通过调查，但其边界因时刻悠长仍难以查清。
因此生产中对其还必需引发重视。
（1）煤层顶板涌水量
二1煤顶板为砂岩含水层，依如实际地质条件，可视为无穷边界的水平含水层。
预算范围以采矿许可证限采的–135m为最大采深界限。
含水层初始水位采纳本矿区内603、130八、1909抽水资料的平均值，即+280.85m，开采水平与含水层初始水头差为+135=415.85m，渗透系数取以上三个钻孔抽水功效的加权平均值0.0147m/d，含水层厚度取矿区内钻孔揭露厚度的算术平均值6.65m。
依照以上公式，
=504.19m
=2027.34m
=2531.53m
h=0m（取Smax=H0）
因此，顶板矿井涌水预算值为47.59m3/h。
（2）煤层底板涌水量
二1煤底板含水层为太原组上段灰岩含水层，依如实际地质条件，可视为无穷边界的水平含水层。
依照相邻谷山井田640八、8803孔抽水实验结果，含水层初始水位+200.21m，开采水平与含水层初始水头差为+135=335.21m，渗透系数取K=0.0005m/d，含水层厚度取井田范围内的平均值5.65m。
依照以上公式，
=237.03m
=2027.34m
=2264.37m
h=0m（取Smax=H0）
因此，底板矿井涌水预算值为22.26m3/h。
（3）全矿井涌水量
解析法预算全矿井正常涌水量
=
+
=+=70.00m3/h。
全矿井最大矿井涌水量
=×=105.00m3/h。
该方式是假设含水层均质散布，并简化了工作面几何形态和水文地质条件所成立的数学模型，该模型不可能完全符合实际，因此所估的正常涌水量也会存在必然的误差，仅供生产实际参考。
因此，预算全矿井正常涌水量70.00m3/h及最大涌水量105.00m3/h，能够作为矿井设计的参考依据。
故此，生产矿井在掘进进程中，应维持观测矿井涌水量转变，坚持“有疑必探、先探后掘、先治后采”防治水原那么，保障矿山平安生产。
第三章矿井中长期防治水计划
一、地面防治水计划：
一、主斜井一侧铺皮带，一侧铺轨道，井口南、东有疏水水沟，向南为一下坡地形，一样情形下能够抵御水流冲洗。
主斜井井口和绞车房西面为一大坡，是矿井要紧水患发生地，在矿井度汛遭遇重大雨情时期，矿调度室要指派技术员现场值班，增强观测，必要时报告矿领导启动矿井防汛应急预案。
二、副斜井南面是矿井正在利用的排水沟，运输队要对其常常进行清理，特别是在卸料后地面产生的杂物，运输队要及时派人清理，避免长期下来堵塞水沟。
矿调度室对水沟内可能垮塌地址指定施工单位按期用料石砌墙，解决杂工，并做好监监工作。
3、风井口地形高，洪水能够及时排放。
需要采取方法避免大雨冲坏主扇房、值班室和风井口的通风设施。
4、对井口低洼地址填平压实，而且挖设排水沟，水沟能够知足需要。
修水沟时必需躲开裂隙和透水岩层，过煤层露头时采取方法处置。
五、报废井口和钻孔及时填埋、封孔，避免向井下供水。
六、井下水排放到远处的洪沟内，幸免再渗入井下。
7、办公区和住宅区布置在地形较高地址，需要每一年春天对排水沟进行清理保护。
八、禁止将矸石，岩石和垃圾堆放到洪水可能冲洗到的地址。
9、作好天气预报的收看收听工作，降大雨和暴雨前能够提早预防。
10、保证铲车和运输设备的完好，发水时能够及时出动。
库房内预备足够的编制袋、铁锹、水泥等材料，便于防洪。
二、井下防治水计划：
一、井下水泵房布置在+100水平，井下中央泵房装备MD155-30×8型离心式水泵三台，井底水仓总容量1148m3，，两趟管路。
生产水平在+100水平，在+100水平有直通水仓的水沟，西二、西四工作面都是通过水泵将水排至+100水平大巷水沟。
矿井排水系统能够知足需要，可是不符合《规程》规定，需要整改。
在井下井底车场通过扩砌后，需要恢复矿井水闸门，部份井下水通过沉淀作为消防和降尘用。
二、进行采掘活动时先做出水害评判，通过度析，针对不同的情形编制专项探放水设计及平安技术方法贯彻执行。
3、在采掘工作面上部煤层露头处和矿井边界留设隔水煤柱，禁止开采。
4、了解矿井的地质构造带情形，作好探放水工作。
五、在每次降大雨或暴雨时和雨后，观看井下水文情形，而且报告矿调度室。
发觉问题及时处置。
六、对井下水仓每一年清理一次；水沟按期清理，保证积水及时排放。
第三章避灾
一、地面避灾：
一、在晴天时对衡宇进行维修加固，下雨时不外出；假设衡宇有危险时必需撤出人员到平安地址。
二、下大雨或暴雨时井口工作人员必需撤到平安地址，禁止冒险作业。
3、在外避雨人员躲开有雷电攻击地址，洪水可能冲击地址，发生泥石流地址，可能垮塌地址。
二、井下水患处置与避灾：
1、发生水患时，应当即向调度室汇报，并组织人员就近向回风撤离。
二、井下有采掘工作面发生透水预兆时，由所在地址跟班领导、安监员及班组长先将人员撤到平安地址并报告调度室，调度室当即通知有关单位和总值班并组织现场进行断电、泄水、疏导、排水。
3、井下水患危及到井底车场时，中央水泵房司机要坚守职位，并最后由平安通道撤到地面。
4、井下一旦发生透水事故，应以最快的速度通知周围地域工作人员一路依照规定的避灾线路撤出。
专门注意“人往高处走”，切不可进入低于透水点周围及下方的独头巷道。
万一无法撤退时，应进行避灾，等待救援，严禁盲目潜水逃生。
当避灾处低于外部水位时，不得打开水管、压风管供风，以避免水位上升。
避灾期间，应相互照顾，维持稳固心态，减少活动，维持静卧保温、节食、节约用灯，不可咀嚼杂物，应有规律地向外发作声光信号。
长时刻被困井下，被救后切不可过度兴奋，也不可吃硬质和过量食物，用毛巾蒙住眼睛，躲开强光。
五、尽快把溺水者救出水，当即送到较温暖、空气流通的地址进行抢救。
脱掉湿衣服，松开裤带，盖上干衣服，不使受凉。
清除堵塞在口鼻内的煤、渣、泥土，并把舌头拉出，使呼吸道畅通，然后进行控水。
六、水患避灾线路：
灾区—+100水平运输巷道——主、副斜井—地面
灾区—西二采区的上山巷道—西二风井下平台—风井—地面
灾区—西四采区的上山巷道—14130采面回风巷（西四风井下平台）—西二轨道坡—西二风井（西四风井）—地面
具体不同地址的作业人员，在碰到水患需要撤离时，在现场跟班干部或有体会的老工人组织下，参照不同地址的平安施工技术方法执行，保证秩序井然的撤退，尽最大力量把灾害降到最低程度。
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