度下半年防治水计划.docx
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度下半年防治水计划
山西寿阳段王集团平安煤业有限公司
二0一七年度下半年矿井
防治水计划
山西寿阳段王集团平安煤业有限公司
2017年8月12日
目录
第一章概况1
第一节目的1
第二节位置与交通1
第三节自然地理2
第四节周边矿井及小窑3
第二章防治水工作总结5
第一节2016年度防治水工作总结5
第二节2017年上半年防治水工作总结6
第二章矿井水文地质情况9
第一节井田边界及其水力性质9
第二节含水层9
第二节隔水层11
第四节矿井充水条件12
第五节矿井采空区水害分析14
第四章防治水计划16
第一节2017年采掘计划16
第二节矿井排水系统现状18
第三节2017年主要防治水工作19
第四节探放水安全技术措施23
第五章防治水组织机构25
第一节矿井防治水领导组织机构25
第二节“雨季三防”应急机构27
第六章防治水计划工程及预算费用31
第一节防治水计划工程31
第三节2017年预算费用32
第一章概况
第一节目的
为加强矿井防治水管理，杜绝矿井水灾事故的发生，确保安全生产和采掘正常衔接，根据《安全生产法》、《矿山安全法》、《煤矿防治水规定》等要求，结合年度内采掘接替情况，特制定本计划。
第二节位置与交通
一、位置、范围
寿阳县平安煤炭有限责任公司（煤矿）位于寿阳县城西北部15km处的平舒乡平舒村附近。
井田地理坐标为：
东经113°02′52″～113°05′38″，北纬37°57′18″～37°58′34″。
2012年12月17日山西省国土资源厅为山西寿阳段王集团平安煤业有限公司换发了新的采矿许可证，证号C140000************0462，批准开采15号煤层，生产规模0.9Mt/a，井田范围由下列5个拐点坐标点依次连线圈定：
井田边界坐标点一览表
序号
1954北京坐标系（6度带）
1980西安坐标系（6度带）
1980西安坐标系（3度带）
X
Y
X
Y
X
Y
1
4207000.00
19680000.00
4206952.17
19679930.09
4205400.85
38416340.81
2
4207000.00
19684000.00
4206952.18
19683930.10
4205272.02
38420337.44
3
4205000.00
19684000.00
4204952.18
19683930.11
4203273.73
38420273.05
4
4205000.00
19682000.00
4204952.17
19681930.11
4203338.12
38418274.74
5
4204570.00
19680000.00
4204522.16
19679930.10
4202972.86
38416262.57
以下范围仅供井工使用，不得进行资源开采：
1、X:
4203311.46，Y:
38418127.91
2、X:
4203311.46，Y:
38418127.91
3、X:
4203274.64，Y:
38418092.99
4、X:
4203301.51，Y:
38418073.06
井田东西长4.00km，南北宽2.43km，井田面积8.4245km2，开采深度由989.91m至799.9m标高。
二、交通
本井田位于寿阳县城西北15km处，井田西南距太（原）～阳（泉）307国道2km，向东可达寿阳、阳泉，向西可达省会太原。
由307国道至矿区有砂石简易公路相通，井田南界附近有寿阳～黄丹沟、段王煤矿的铁路专用线和煤站，经寿阳站可通全国各地，交通较为便利。
第三节自然地理
一、地形地貌
本井田位于沁水煤田北部边缘，寿阳矿区坪头详查区的北部，为低中山地貌。
地表均被第四系黄土覆盖，土梁与冲沟发育，地势总体北东高南西低，地形最高点位于东界附近的大东梁，高程1133.0m，最低点位于南界中部的河床处，高程为1065.2m，最大相对高差67.8m。
二、水系
区内地表水属黄河流域汾河水系。
太安河在井田内从北向南流过。
太安河为季节性水流，冬春两季水量小，旱季干涸或细流，主要水源为沟谷之泉水，夏季水量稍大，雨后常形成洪流，水量剧增。
三、气象
该区属大陆性气候，气候干燥，春、夏、秋、冬四季分明，昼夜温差大，冬季长而寒冷，夏季短而炎热，气温多变。
气温：
年平均气温7.6℃，最高温度35.7℃，最低气温-26.2℃。
降水量与蒸发量：
该区降水量主要集中在6-9月份，全年降水量为235.3—806.2mm，平均486.35mm。
年蒸发量为1565.4—2265.0mm，平均为1805.9mm。
5-6月份蒸发量最大。
全年蒸发量是降水量的4倍左右，所以该区气候干旱。
霜冻期为9月中旬至次年4月中旬，年无霜期约148天，最大冻土深度1.11m。
风向、风速：
一般冬季风向多为西北，而夏季多为东南,平均风速2.48m/s，历年最大风速为1.7-3.9m/s。
四、地震
山西省地震局于1982年编绘的《全省地震分布及破坏地震预测图》表明：
本区位于盂县—寿阳弱活动区，寿阳地区根据矿井建设抗震设防烈度《GB18306-2001》为7度，设计基本地震加速度为0.1g。
五、经济状况
寿阳县境内以种植玉米、高粱、谷子为主，还有莜麦、荞麦、豆类、蔬菜等杂粮。
经济作物有蔬菜、油料、瓜类为主；矿产资源丰富，尤以煤炭、硫铁矿、铝矾石、石灰石为最；生活燃料主要为煤炭，辅以柴草，照明用电已可满足；工业已形成以煤炭为龙头，包括机械、化工、冶金、纺织、建材、交通运输、食品等产品为主体的工业格局。
人畜用水，大部分取之第四系浅层地表潜水。
本区为山区自然条件欠佳，资源开发滞后，经济状况近年来虽有较大改观，但受各方面因素制约，经济相对仍较落后。
第四节周边矿井及小窑
该矿南、北部无煤矿，井田西部与阳煤集团寿阳开元矿业有限责任公司相邻，东邻山西寿阳段王集团友众煤业有限公司。
1、阳煤集团寿阳开元矿业有限责任公司：
前身是晋中市寿阳县县办黄丹沟煤矿，原黄丹沟煤矿于1970年建矿，1979年1月投产，采用一对斜井进行提升煤炭和通风行人，开采9号煤层。
目前核定生产能力3.00Mt/a，采用斜井开拓方式，选用综合机械化采煤设备，3、15下号采用一次性采全高的采煤方法，9、15号煤层采用综合机械化放顶煤采煤工艺一次采全高。
该矿目前主采3、9号煤层。
2、山西寿阳段王集团友众煤业有限公司：
该矿始建于1979年，1985年1月正式生产运行，2001年4月改制为股份制企业。
2009年，根据山西省煤矿企业兼并重组整合有关精神进行了资源整合，整合后名称为山西寿阳段王集团友众煤业有限公司，隶属于山西寿阳段王煤业集团有限公司，由寿阳县友众煤业有限公司和寿阳县宗艾煤业有限公司（已关闭）兼并重组而成。
井田面积为10.4886km2，开采煤层为3、6、15下号煤层，设计生产能力为0.6Mt/a，经鉴定为低瓦斯矿井，矿井开拓方式为斜井开拓，全部实现机械化采掘。
井下主要运输方式为带式运输机运输。
排水系统由井下中央水泵房排至地面蓄水池，再由地面蓄水池沉淀后用于井下防尘或经排水渠排至东光村河流，汇入白马河。
第2章防治水工作总结
第一节2016年度防治水工作总结
1、为了进一步加强煤矿防治水工作，按照“预测预报，有掘必探，先探后掘，先治后采”的防治水原则，切实把我矿的防治水工作做到实处，2016年初编制下发防治水领导组织机构，建立健全防治水各项管理制度：
水害防治岗位责任制度、水害预测预报制度、水害防治技术管理制度、水害防治隐患排查治理制度、探放水责任追究制度、防治水绩效考核制度、防治水安全确认签字移交制度、探放水安全确认作业优先制度、防治水管理运行制度等。
2、15103工作面走向长度1670m，倾斜长度158m，可采储量约129.76万吨，煤层倾角3-17°，煤厚4.54m（3.2m-5.5m），切眼落差53.655m（机尾高程+849.552m，机头高程+903.207m）。
15103工作面两顺槽自2014年6月开始掘进，于2016年3月15日切眼贯通（4月20日切眼刷扩完成、4月25日回撤综掘机）。
15101采空区水处理措施：
15103皮带顺槽自2016年5月7日至2016年7月3日在最低点2号临时水仓处，共施工8个放水孔对15101采空区积水进行疏放，截止目前正常涌水量约60m3/h；另外在15103皮顺2#临时水仓处向顶板布置1个顶板验证孔，孔深斜长63.45m、倾角52°、垂深49.1m，该孔穿过15#煤上覆K2下及K2灰岩含水层，终孔无水，从而验证了15103皮顺不受顶板灰岩水影响（顶板灰岩水因采空原因流入15101采空区）。
针对以上采取疏放水措施，15101采空区水对15103工作面下一步回采构不成水患威胁。
在工作面回采期间，排水是管理重点。
15103切眼在掘进期间（3号点北41.2m处），顶板揭露砂岩裂隙水，初始涌水量18m3/h，目前实测涌水量约14m3/h（含部分回风顺槽顶板水），累计出水量约10万m3。
因15103切眼两端头落差大，为防止该工作面因初采期间顶板初次来压，上覆顶板裂隙发育顶板淋水增大，切眼容易形成冲刷水流，造成进风端头（机尾）淤煤或水淹设备，危及人员安全。
目前公司委托资质单位地宝公司为15103工作面进行水文地质勘察和防治水论证工程，根据工作面水文物探成果资料，对切眼顶板上覆富水区，进行打孔疏放。
4、2016年10月13日，北翼运输上山出现顶板透泥、沙水害事故，第四系流沙溃入井下运输上山。
公司针对该起事故于2016年度11月21日，通过招议标方式，委托资质单位地宝能源有限公司进行封堵治理。
2016年11月25日，通过招仪标方式委托资质单位对150111、15103工作面进行水文地质勘察及防治水论证。
由地宝公司采取有效科学手段，对150111、15103工作面进行物理探测，并根据水文物探成果图，对顶板上覆富水区进行打孔疏放，出具工作面防治水论证结果。
5、汛期前，编制下发《雨季三防实施方案》，成立防汛领导小组。
针对雨水增多汛期将至的特点，由“三防”办公司开展了“雨季三防”检查工作，工作面及地表塌陷区域，进行雨前、雨后观测，并建立观测台帐等工作，对隐患区域提出合理化方案，并复查落实情况。
6、每月定期对全矿各涌水点进行涌水量观测，建立完善了涌水台帐，并分析变化的原因，及时为矿井的水害防治工作提供准确的依据。
7、对周边矿井（阳煤集团开元公司、段王集团友众煤业）每季度进行一次周边信息采集及图纸交换并签订互保协议。
第二节2017年上半年防治水工作总结
（一）防治水治理工程：
1、运输上山封堵及附属工程治理工程完成情况：
由中标单位山西地宝能源公司2016年11月23日开始组织施工，按照设计方案相继完成运输上山止浆墙、回风上山迎头段喷浆加固及迎头段密闭墙施工、轨道上山迎头段巷道喷浆工程。
施工过程中，原设计方案中的地面钻探、注浆等工程受各种因素影响未能完成，后经专家论证，调整了设计方案，将地面注浆工程改为井下注浆（井下注浆工程施工开始时间为2017年3月25日，完成时间为2017年4月5日）。
工程完成后经段王集团组织相关人员验收通过，地宝能源公司编制了《运输上山封堵及附属工程治理竣工报告》，2017年4月8日由段王集团组织有关专家对报告进行了评审，与会专家一致通过了报告评审，并出提出了专家意见，并以寿段煤业字[2017]62号文下达了批复；
2、15103、150111工作面及北部水文地质勘察和防治水论证工程：
由中标单位山西地宝能源公司2016年12月25日开始组织施工，按照设计方案相继完成了15103、150111工作面井下物探瞬变电磁、坑透及钻探验证工作；150111工作面北部古城废弃老窑探查工作、地面水文地质补充勘查工作。
工程完成后经段王集团平安煤业有限公司组织相关科室人员验收通过，地宝能源公司编制了《15103、150111工作面及北部水文地质勘察和防治水论证报告》，2017年4月8日由段王集团组织有关专家对报告进行了评审，与会专家一致通过了报告评审，并出提出了专家意见，并以寿段煤业字[2017]66号文下达了批复；
3、近期防治水工程开展情况：
①、2017年5月16日委托资质单位晋中市煤田地质勘探队编制《矿井水文地质类型划分报告》及《地质类型划分报告》、《隐蔽致灾地质因素普查报告》，三个报告经集团公司组织审查，分别以寿段煤业字[2017]122号、123号、124号文下达了批复。
②、2017年6月26日委托资质单位中国煤炭地质总局一七三勘探队编制《矿井防治水分区管理报告》，目前报告已编制完成，待集团公司组织专家评审批复。
③、汛期期间按照2017年度雨季三防实施方案有关规定，进行对地表塌陷区进行大雨前后巡查，未发现异常情况，针对存在的问题及时汇报调度室，采取措施及时处理。
（二）井下探放水方面：
①、编制《150111工作面钻探古城井田废弃主斜井设计方案及安全技术措施》设计2个钻孔，现已按照设计施工完成，钻孔均无水，证实平安煤矿井田废弃井口调查表内的古城井田废弃主斜井各参数与实际不符。
②、井下按照根据《山西寿阳段王集团平安煤业有限公司150111、15103工作面及北部水文地质勘查和防治水论证报告》及集团批复要求，根据论证报告中150111工作面上覆水文地质情况编制了《150111工作面探放水设计及安全技术措施》，探水队负责施工。
截止目前累计施工钻场11处，其中顶板孔施工12个（总进尺599.36m），终孔均穿过15#煤层上覆基岩，揭露粘土层，煤孔11个（总进尺836m）。
基本探明了上覆基岩厚度和第四系底界砂砾岩层赋存情况。
③、编制《15103工作面探放水设计及安全技术措施》对15103工作面切眼进行探放水，目前正在有序施工中。
（三）防治水计划、预案编制：
完成对《矿井防治水中长期规划》、《2017年度防治水计划》、《2017年度灾害预防及处理计划》、《2017年度井下水灾事故专项应急救援预案》等防治水方面的方案、预案的编制、审批签字工作
（四）雨季三防：
编制《2017年度雨季“三防”应急救援预案》、《2017年度矿井防汛应急演练方案》等相关文件预案。
在雨季“三防”期间针对井下重点加强对主斜井涌水量及是否有漏泥漏沙现象的观测，加强对运输上密闭处、150109回风顺槽密闭处涌水量的观测；地面加强对15101工作面、150111工作面地裂缝及地表塌陷区域，进行雨前、雨后观测，建立观测台帐等工作。
第二章矿井水文地质情况
第一节井田边界及其水力性质
本井田位于沁水煤田北部边缘，寿阳矿区坪头勘探区的东北部，地形复杂，以剥蚀丘陵低山地形为主，侵蚀冲沟发育，井田边界均为人为边界。
井田四周边界处有西沟、龙王沟、在家沟等数条冲沟，太安河在井田内由北东向南流过。
井田北部发育15号煤层隐伏露头，贯穿井田东西部，地表水和大气降水容易下渗补给各含水层，导入井下，因此靠近煤层露头处的含水层富水性增强，对矿井涌水产生明显的影响。
目前井田采掘范围内共揭露陷落柱51个，断层32个，现阶段未发现构造导水现象。
根据山西地宝能源有限公司为本矿提交的《150111、15103工作面及北部水文地质勘查和防治水论证报告》、《山西寿阳段王集团平安煤业有限公司井田一区、二区地面瞬变电磁勘探报告》显示分析，下半年采掘区内有11个陷落柱，其中井下揭露的陷落柱3个（X32、X45、X46）位于15号煤层15103工作面；疑似陷落柱8个（T14、T15、T16、T18、T19、T21、T25、T26）位于15号煤层15105工作面,其中设计掘进顺槽上2个（T18、T21），均为中小型陷落柱，导水性未知，随着15号煤层的开采，将来可能导通15#煤层上覆含水层之间的水力联系，预计对工作面的掘进有一定影响，生产中要加强探放水工作，进行钻探验证。
该矿南、北部无煤矿，井田西部与阳煤集团寿阳开元矿业有限责任公司相邻，东邻原寿阳县宗艾煤矿，据调查均未与本矿有越界开采现象，采空区积水对平安煤矿暂无影响。
但将来开采15号煤层至井田边界附近时要随时调查邻矿的采空及其积水情况，做好探放水工作。
第2节含水层
矿区内基岩多被新生界地层覆盖，根据含水空间特征，含水层可分为三类：
孔隙含水层、裂隙含水层、岩溶裂隙含水层。
1、中奥陶系石灰岩岩溶裂隙含水层
奥陶系石灰岩是含煤地层的基底，中奥陶系分上下马家沟组及峰峰组，出露于本区的北部和东部。
据区域资料，区内峰峰组厚度为141-177m，灰岩中除普遍含少量泥质外，又常夹泥质含量较高的泥灰岩，不同岩性多成互层结构，因而不容易形成连通性较好的裂隙，属弱含水层；上马家沟组据区域资料，厚度180-275m，岩溶较发育，多为溶孔，连通性好，富水性强，为奥灰主要含水层段。
下马家沟组据区域资料，其厚度约500m左右，本区仅S8孔揭露其厚度59.43m，岩溶裂隙不发育。
水位西北高，东南低，流向东南。
2、太原组石灰岩岩溶裂隙含水层
太原组发育K2下、K2、K3、K4等灰岩，为本组主要含水层，厚度一般为5m左右，在地表呈狭窄条带状分布。
其中K2下是14号煤层直接顶板，15号煤层的间接顶板，沉积稳定。
由于这几层灰岩厚度小，埋藏北部浅南部深，岩溶裂隙发育不均，区域内富水性总体相对较弱，以K2相对稍强。
据坪头勘探区钻孔（P6、P34、P88、H10孔）对太原组混合抽水试验资料，单位涌水量一般0.00353-0.0189L/s·m，渗透系数0.009-0.025m/d，矿化度0.4-1.452g/L，PH值7.5-8.6，水质类型为HCO3－-Na+和HCO3－·Cl－-Ca2+·Na+型。
地下水流向由北向南，径流缓慢。
3、山西组砂岩裂隙含水层
K7砂岩裂隙含水层：
位于8号煤层之上，是开采8号煤层的直接充水含水层，岩性为中—细粒砂岩，厚度变化较大，一般厚度6m左右，裂隙不发育而且裂隙多被泥质充填。
3号煤层顶板砂岩裂隙含水层组：
是开采3号煤层直接充水含水层，岩性为中—细粒砂岩，间夹泥岩或砂质泥岩，一般厚度6m左右，厚度变化与间夹泥岩互为消长关系。
据坪头勘探区（H10孔、P34孔）山西组混合抽水试验资料，地下水位埋深85.46-272.12m，水位标高1003.07-799.49m，单位涌水量0.0004-0.0281L/s·m，渗透系数0.0015m/d，矿化度0.994g/L，PH值7.8，水质类型为HCO3--Na+和HCO3-·Cl--Na+型，综上所述，山西组砂岩裂隙含水层组富水性弱。
4、下石盒子组K8砂岩裂隙含水层
该砂岩为下石盒子组底界，处于3号煤层冒落裂隙带范围，为开采3号煤层的直接充水含水层，岩性为粗-细粒砂岩，平均厚度为5m左右，钻孔冲洗液消耗量微弱。
5、上石盒子组K12砂岩裂隙含水层
岩性为粗粒砂岩、含砾粗砂岩，平均厚度为16m左右，钻孔冲洗液无明显消耗，坪头详查区P29、P44孔出现涌水，P29孔涌水量为1.05L/s，P44孔放水试验，地下水位高出孔口地表3.08m，标高+1083.27m，单位涌水量0.234L/s·m。
6、第四系孔隙含水层组
据山西省地质工程勘察院2007年4月编制的《山西省1/50万水文地质图说明书》，太原盆地东部黄土台地广泛分布，其中主要含水层为中更新统、上新统的砂砾石和粉细砂层的透镜体，含水层埋深60-100m，水位埋深50-100m，富水性弱，有的台地区埋藏的有古洪积扇，含水层由中上更新统砂砾石组成，厚13-70m，含水层埋深20-170m，水位埋深60-100m，单位涌水量5-16m3/h·m。
由于埋藏浅，易开采，水质较好。
因而成为当地工农业及生活用水的主要来源。
水质类型为HCO3--Ca2+和HCO3--Ca2+·Na+型，矿化度小于1g/L。
第二节隔水层
井田内隔水层较多，各基岩含水层之间都有厚度稳定的泥岩、砂质泥岩发育，可起到隔水作用。
15号煤至奥灰间本溪组隔水层组，厚度80m左右，底部有一层沉积稳定、分布全区的铝土泥岩，钻孔冲洗液消耗量极微。
无论从岩性上，还是从厚度上讲，可以起到隔水作用，为隔水层。
另太原组及其之上的岩层段，主要由泥岩、砂质泥岩、石灰岩及各种粒级的砂岩组成，中间的具有可塑性的泥岩、砂质泥岩可起到良好的层间隔水作用。
第四节矿井充水条件
一、充水水源
（1）地表水及大气降水对矿井充水的影响
太安河在井田内由北向南流过，为季节性河流，雨季水量增大，历年来洪水位标高为1063m～1073m，为北部高南部低。
由于井田内的主斜井、副立井及回风立井均在井田内的南部，太安河的西部，各井口标高分别为1076.321m、1074.000m、1074.000m。
均高于在此处的洪水位标高，因此该矿不会造成洪水灌井事故。
（2）含水层水对矿井充水的影响
15号煤层之上K2下、K2、K3、K4灰岩是开采15号煤的间接充水含水层，据抽水资料，富水性弱，由于灰岩岩溶发育的不均一性，含水层不均，局部地段富水性较强，如邻近的开元矿、宗艾矿等，井下涌水量均在50m3/h以上。
开元矿开采9、15号煤层，自开采以来，井下一直有水，9号煤层开采主要受老窑水的影响，曾发生三次透水事故，15号煤层主要受太原组灰岩水的影响，据了解，自本矿建矿开采以来，井田西部的开元煤矿井下排水量明显减少，说明两矿地下水有着密切的联系。
（3）采空区积水对矿井充水的影响
该矿开采15号煤层，上部无其它煤层的采空区，因此不存在本井田上部采空区积水问题。
井田内15号煤层埋藏较浅，在其北部有隐伏露头，采至露头附近时一定要随时观察地表有无裂缝及井下涌水情况。
在井田东部及西部，阳煤集团寿阳开元矿业有限责任公司及山西寿阳段王集团友众煤业有限公司，均开采过15号煤层，但其采掘系统距本矿较远，因此邻矿采空区积水对本矿威胁不大。
矿井目前西部老系统已全部密闭，因此井田范围内不存在采空区积水影响，但在下一步采掘过程中仍继续坚持“预测预报，有掘必探，先探后掘，先治后采”的原则，做好对采空区积水的探防工作，防止发生透水事故。
（4）奥陶系灰岩裂隙含水层水
本井田内推测奥灰水位标高约587～590.5m左右，井田内15号煤层最低底板标高约840m，因此奥灰岩溶地下水对煤层开采无影响。
二、充水通道
矿井充水通道包括采空导水裂缝带以及断层、陷落柱。
1．采空区垮落带、导水裂缝带
井田内15号煤层开采后，由于打破了原有岩石的稳定性，形成采空垮落及导水裂缝带，导水裂缝带向上延伸会沟通煤层上覆各含水层水，增加矿井涌水量。
15号煤层顶板为砂质泥岩，属中硬岩石。
根据《煤矿防治水规定》，本井田15号煤层垮落带和导水裂缝带高度由如下公式计算：
Hm=
±2.2
Hli=20
＋10
式中：
M－煤层累计采厚（取最大厚度6.49m）
Hm－垮落带最大高度
Hli－导水裂缝带高度
经计算，15号煤层最大垮落带高度为15.31m，最大导水裂缝带高度为60.95m。
由此可见，井田北部煤层埋藏较浅，有隐伏煤层露头出露，故地表水及大气降水会通过煤层露头及导水裂缝带导入井下，补给各含水层，因此靠近煤层露头处的含水层富水性增强，开采时一定要做好探放水工作。
2．构造
井田内断层及陷落柱较发育，在今后的开采中一定要注意断层陷落柱的导水性，并对断层和陷落柱的导水性定期进行观测。
在临近开采时，一定要密切注意矿井涌水量的变化，做到“预测预报，有掘必探，先探后掘，先治后采”的原则。
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