地面物探前矿建工程施工的施工方案及防治水保障安全措施.docx

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地面物探前矿建工程施工的施工方案及防治水保障安全措施

蒲县宏源煤业集团官庄河煤业有限公司

复工后在地面物探工作未进行前的矿建工程

施工方案及防治水保障安全措施

二0一二年十二月二十一日

审批签字栏

编制人：

年月日

审核人：

年月日

地质测量科：

年月日

机电科：

年月日

监控室：

年月日

通风科：

年月日

调度室：

年月日

安全科：

年月日

生产技术科：

年月日

机电矿长：

年月日

生产矿长：

年月日

安全矿长：

年月日

总工：

年月日

矿长：

年月日

蒲县宏源煤业集团官庄河煤业有限公司

复工后在地面物探工作未进行前的矿建工程

施工方案及防治水保障安全措施

根据晋煤行发【2012】239号《关于下发2012年全省生产矿井防治水工作安排的通知》文件精神及临汾室政府的矿井红线施工管理要求，我矿现已根据2013年全年施工计划圈定红线施工范围，于2012年12月5日、15日通过县、市两级主管部门组织的矿井复工验收；我矿已与山西省第三地质工程勘察院签订采空区积水地面电法勘探工作施工合同，勘探区面积约1.3km2，勘探测网密度为50m×20m，，但由于近期天气变化较大，地面积雪较深影响地面物探的施工，计划在积雪消融后20天内完成地面物探工作；为保证我矿矿建工程的顺利进行，特制定《蒲县宏源煤业集团官庄河煤业有限公司复工后在地面物探工作未进行前的矿井井巷工程施工方案及防治水保障安全措施》。

1、矿井矿建工程进度情况

我矿矿建工程截至2012年12月底矿建工程进度情况如下：

1、主斜井斜长641m，坡度-22°，净断面为16.8㎡，已完工。

2、副斜井斜长525米，坡度为-21°，净断面为14.65㎡，已扩刷完工。

3、回风立井垂深246米，净断面为19.63㎡，已扩刷落底至11#煤层顶板。

4、主斜井中央煤仓已形成，给煤机硐室已安装完成并投运。

5、中央水泵房主、副水仓已完工并投运。

6、中央变电所设备已安装完成。

7、11101首采工作面已形成。

8、淸撤斜巷已施工105米，余70m到位贯通；西翼轨道大巷、西翼胶带大巷已掘进到位，西翼回风大巷余200米到位。

9、西翼回风大巷余240米未喷浆，西翼胶带大巷余620米未喷浆，西翼轨道大巷余650米未喷浆。

10、井下爆破器材发放硐室未施工，井下避难硐室未施工。

11、西翼轨道大巷至西翼回风大巷4号联络巷未施工。

2、矿井复工后在地面物探工作未进行前的井巷工程施工计划

我矿复工后施工在地面物探工作未进行前计划施工以下两项工程：

1、施工西翼轨道大巷至西翼回风大巷之间的4号联络巷，联络巷设计长68m，矩形断面为14.96m2，支护方式为锚网梁索喷联合支护；巷道采用综掘机掘进施工配合胶带输送机运输。

2、在11103联络巷内施工清渣斜巷，巷道设计总长175m，坡度23度，半圆拱断面为8.03m2，支护方式为锚网梁喷联合支护现；巷道采用爆破施工方式掘进，人工装渣，矿车运输；巷道现已掘进105m，余70m贯通。

3、正常组织西翼三条大巷的喷浆施工。

三、矿井地质及水文地质情况

（一）矿井地质情况

我矿主采11号煤层，直接顶板为黑灰色砂质泥岩或泥岩，含星散状黄铁矿薄膜及少量植物化石。

其上为巨厚层状中、细粒石英砂岩夹薄层黑灰色砂质泥岩、泥岩，石英砂岩层面含丰富黑色有机质，有水蚀现象，具缝合线构造，是确定11号煤层的辅助标志。

顶部为黑灰色泥岩，粉砂岩、砂质泥岩及9号煤层组成。

11号煤层位于下部，为全井田稳定可采煤层。

1、太原组（C3t）

自K1砂岩底至K7砂岩底，厚度88.00—100.95m，平均93.30m，按岩性组合特征分三段，叙述如下：

1）、下段（C3t1）

K1石英砂岩底至K2石灰岩底，厚30.90-49.25m，平均40.33m。

主要由灰白色石英砂岩、灰黑色泥岩、粉砂岩、砂质泥岩、铝质泥岩、灰白色中细粒砂岩及9、10、11号煤层组成。

底部为K1砂岩，厚0.52—7.70，平均4.07m，岩性变化大，常相变为粉砂岩或泥岩。

K1之上为黑灰色砂质泥岩、泥岩、粉砂岩，灰色铝质泥岩。

含丰富的植物化石及黄铁矿结核。

之上为11号煤层。

11号煤层直接顶板为黑灰色砂质泥岩或泥岩，含星散状黄铁矿薄膜及少量植物化石。

其上为巨厚层状中、细粒石英砂岩夹薄层黑灰色砂质泥岩、泥岩及10号煤层，石英砂岩层面含丰富黑色有机质，有水蚀现象，具缝合线构造，是确定11号煤层的辅助标志。

顶部为黑灰色泥岩，粉砂岩、砂质泥岩及9号煤层组成。

11号煤层位于下部，为全井田稳定可采煤层。

9、10号煤层为全井田不稳定零星可采煤层。

2）、中段（C3t2）

K2石灰岩底至K5砂岩底，厚18.89-23.50m，平均21.40m。

岩性主要以深灰色K2、K3石灰岩、灰黑色泥岩、粉砂岩、灰色中细粒砂岩及7、8号薄煤层组成。

K2石灰岩全区稳定，厚5.40—11.05m，平均7.62m，岩性为深灰色生物碎屑石灰岩，含燧石结核。

K2石灰岩在局部相变为细粒砂岩。

K3石灰岩全区层位稳定，厚2.10—8.57m，平均5.62m，岩性为深灰色生物碎屑石灰岩。

K2、K3石灰岩间夹黑灰色粉砂岩、泥岩及不可采的8号煤层。

K5砂岩与K3石灰岩间夹黑灰色泥岩、粉砂岩、砂质泥岩及7号煤层。

7、8号煤层在井田内为不稳定零星可采煤层。

3）、上段（C3t3）

K5砂岩顶至K7砂岩底，厚27.44-34.90m，平均31.57m。

主要为黑灰色泥岩、粉砂岩、砂质泥岩，灰色中、细粒砂岩，铝质泥岩，黑灰色钙质泥岩，菱铁矿层及黑色炭质泥岩，5、6号煤层组成。

底部K5砂岩，厚0.75—11.40m，平均4.94m，岩性为灰白色中细粒砂岩，层面富含黑色有机质。

之上为黑灰色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩及6号煤层组成；6号煤层至5号煤层之间为黑灰色砂质泥岩、粉砂岩、泥岩，灰色铝质泥岩为主，含丰富的瘤状黄铁矿结核，少量菱铁矿结核，粉砂岩与泥岩互层状，植物化石丰富。

5号煤层位于本段中上部；5号煤层之上为黑灰色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩，黑色炭质泥岩、钙质泥岩及菱铁矿层组成；钙质泥岩中含丰富的动物化石碎片，菱铁矿结核具不规则方解石充填裂隙；局部含4号煤层。

4号煤层为不可采不稳定煤层，5、6号煤层为不稳定零星可采煤层。

2、山西组（P1s）

为井田内主要含煤地层之一，自K7砂岩底至K8砂岩底，与下伏太原组地层呈整合接触，厚28.85-42.12m，平均34.68m。

底部K7砂岩，厚度0.30—4.82，平均2.16m，为灰-灰白色中细粒砂岩，下部为深灰色泥岩、砂质泥岩及3号煤层组成，含少量植物化石；中部由深灰色粉砂岩、砂质泥岩、细粒砂岩及1号、2号煤层组成。

含少量的植物化石。

上部为灰色、深灰色粉砂岩，中细粒砂岩，黑灰色泥岩及1上号煤层组成，含丰富的植物化石。

3、构造

受到克城——南湾里复式向斜的控制，本井田总体为一轴向北西的向背斜构造，地层倾角一般5-8°，局部达15°左右，井田内发育三条褶曲及4条小断层，一个陷落柱，无岩浆岩侵入。

井田构造属简单类。

（二）11101首采面地质及水文地质情况

根据我矿水文地质报告、实地勘察和社会调研，11101首采工作面在掘进期间分别进行了物探和钻探。

已探明本区域范围内无老空积水。

1、11号煤的隔水层为直接顶泥岩和砂质泥岩、粉砂岩厚2.84～4.01米，平均3.42米。

基本顶为平均厚12.3m的细粒石英砂岩、粗粒砂岩，为砂岩裂隙含水层类，裂隙发育，向斜轴部含水量较大，揭露两顺槽及切眼的涌水量20m3/h，初次来压、周期来压时基本顶冒落，该含水层的水将会涌出，预计对工作面补给量将达到20-25m3/h，属中等含水层。

2、上覆岩层50m范围内由于赋存有K3灰岩、K2灰岩、石英砂岩、泥岩、砂质泥岩等，单轴抗压强度在40MPa以上，故岩石硬度属中等坚硬岩石类。

K2石灰岩含水层（距11#煤层间距平均28.2m），涌水量约3~5m3/h，当周期来压基本顶垮落时，K2灰岩水会随着顶板垮落进入工作面采空区内。

3、根据大巷和工作面顺槽揭露情况表明，本区域内揭露的断层无导水现象。

4、奥陶系中统峰峰组含水层主要由矿区西北部10km处的石灰岩出露区接受大气降水补给，由北西向南东方向迳流，地下水位标高+938—+940m，低于本区域11号煤层的最低标高+1110m，因此奥灰水对11号煤层开采无影响。

5、由于本矿为资源整合矿井，整合的原官庄河煤矿开采11号煤层，无采空区，原巷道已在东回风大巷和东胶带大巷内揭露。

6、本井田范围内的钻孔已全部封堵。

该工作面范围内无钻孔。

7、据调查，地面无大范围的塌陷带，由于以前小煤窑开采方法落后，未形成大面积的采空区，故对本工作面的开采影响较小。

8、矿区内层间距及煤厚、采高情况

官庄河矿11101工作面附近钻孔层间距、采高表（m）

表4

钻孔

G02#

PS-1#

602#

层间距

96.99

99.8

93.11

11#煤厚度

3.29

3.2

3.05

预计采高

3.2

3.0

2.9

钻孔

位置

距回风顺槽（切眼向外200m）西314m

11101运输顺槽西侧15m，Y12点北侧16m处

官庄河矿工广距副斜井口南70m

9、工作面附近2#、11#两煤层层间距93.11~96.99m，平均95.05m，煤层平均厚3.12m。

11101首采面揭露煤层厚度为2.7米至3.1米。

煤层平均厚2.9m。

10、根据“三下”开采规程第44条、第50条、第51条规定，参照附录六<近水体采煤的安全煤柱设计方法>P229页附表6-2导水裂缝带高度计算公式一；P229页附表6-4取防水安全岩柱保护层厚度为7A；附录六<近水体采煤的安全煤柱设计方法>P235页防水安全煤岩柱基本参数2#煤底板采动导水破坏带深度计算公式，计算成果见表5（单位：

米）

采高

2

2.1

2.2

2.3

2.4

2.5

2.6

2.7

2.8

2.9

3.0

3.1

3.2

冒落带最大高度

12.40

12.79

13.17

13.54

13.91

14.26

14.62

14.96

15.30

15.63

15.95

16.27

16.58

导水裂隙带高度

54.35

55.36

56.31

57.22

58.08

58.90

59.68

60.43

61.14

61.82

62.47

63.10

63.69

底板采动导水破坏带深度

5.59

5.59

5.59

5.59

5.59

5.59

5.59

5.59

5.59

5.59

5.59

5.59

5.59

有断裂构造时导水裂隙带高度增加20%

65.23

66.43

67.58

68.66

69.70

70.7

71.6

72.5

73.4

74.2

75.0

75.7

76.4

安全保护煤岩柱7A

14.0

14.7

15.4

16.1

16.8

17.5

18.2

18.9

19.6

20.3

21.0

21.7

22.4

安全煤柱

73.9

75.7

77.3

78.9

80.5

82.0

83.5

84.9

86.3

87.7

89.1

90.4

91.7

有断裂构造时导水裂隙带高度增加20%后的安全开采允许层间距厚度

84.8

86.7

88.6

90.4

92.1

93.8

95.4

97.0

98.6

100.1

101.6

103.0

104.4

根据中国矿业大学2012年5月出具“山西蒲县宏源煤业集团油坊南矿1105工作面导水裂隙带高度观测研究报告”结论1105工作面开采后的覆岩导水裂隙带高度为H=44.1m，是采高2.7m的16.3倍；从表5结合表4可以看出，采高为3m时在工作面有断层等断裂构造时，11#煤层开采导水裂隙带根据公式“两带”高度增加20%计算，实际揭露断裂构造附近2#~11#煤层间距均大于需要留设的安全保护煤柱，均未波及到上组2#煤积水范围内老空积水。

（三）周边矿井调查成果

1、地表小窑封堵

我矿对矿区范围内的小窑进行了调查，调查中共发现17个废弃井和13个小黑窑，其中立井21个，斜井9个。

按照《煤矿防治水规定》中“第四十六条”规定，我公司组织回撤队对以上立井和斜井分别进行了填实封堵，并成立了废弃井筒封填验收小组，负责施工质量的检查验收，经检查验收所有井筒均按规定进行封闭，且封闭井筒附近均已设置栅栏和标志。

为确保封堵质量，我矿地测科每月组织相关人员对以上所有封堵井筒进行排查，发现有裂隙、塌陷的井筒要详细记录，并汇报公司领导，采取相应的处理措施。

2、相邻矿井调查

1）、太原煤炭气化（集团）有限责任公司东河煤矿

太原煤炭气化（集团）有限责任公司东河煤矿是太原煤气化公司于1998年10月并购山西省蒲县汇鑫、东河、辛庄、东山四个小井而成。

东河煤矿与本矿边界无越界开采现象。

2）、山西洪洞西山光道煤业有限公司

山西洪洞西山光道煤业有限公司由原山西洪洞鸿利煤业有限公司、原山西天利光道煤业有限公司等2座煤矿整合而成。

与本矿边界无越界开采现象。

3）、山西陆合集团基安达煤业有限公司

山西陆合集团基安达煤业有限公司由原山西洪洞鼎盛达煤业有限公司、原山西洪洞曹五号煤业有限公司、原山西洪洞恒博煤业有限公司、原山西洪洞盛洋煤业有限公司、原山西洪洞海安煤业有限公司、原山西洪洞天利赵城煤业有限公司、原山西洪洞固滦煤业有限公司、原山西洪洞淼源煤业有限公司、原山西洪洞华辉煤业有限公司等9座煤矿整合而成。

与本矿边界无越界开采现象。

该矿3号煤层与本矿2号煤层相对应。

4）、山西蒲县宏源集团富家凹煤业有限公司

山西蒲县宏源集团富家凹煤业有限公司与本矿边界无越界开采现象。

5）、山西蒲县宏源集团凤凰台煤业有限公司

山西蒲县宏源集团凤凰台煤业有限公司与本矿边界无越界开采现象。

3、本井田内2号煤层积水调查

原晋源矿井2号煤层采空区积水

工作面名称

积水区编号

开采时间

积水面积（km2）

积水量（m³）

水压（Mpa）

备注

1号积水区

2004--2005

0.013

2540

0.5

井田中北部

2号积水区

2007

0.015

3272

0.5

井田中北部

3号积水区

2002

0.007

974

0.5

井田中北部

4号积水区

2007

0.002775

1009

0.5

井田中北部

5号积水区

2006

0.001075

234

0.5

井田中北部

6号积水区

1995--2001

0.058

9699

0.5

井田中北部

合计

0.09685

17728

原官庄河矿井2号煤层采空区积水

工作面名称

积水区编号

开采时间

积水面积（km2）

积水量（m³）

水压（Mpa）

备注

1号积水区

1994--2001

0.20425

41581

0.3

井田中部设计的11305工作面上部

2号积水区

2002--2004

0.1357

28448

0.3

井田中部主斜井西部，11101工作面上部

3号积水区

2007

0.00625

1245

0.3

井田中部，中央水泵房上部

4号积水区

2005--2007

0.103775

19482

0.3

井田中部，三采区大巷北部

合计

0.449975

90756

富家凹矿井2号煤层采空区积水

工作面名称

积水区编号

开采时间

积水面积（km2）

积水量（m³）

水压（Mpa）

备注

1号积水区

0.095

24946

0.5

井田外西下部

2号积水区

0.78

204690

0.5

井田外西下部

合计

0.88

229636

基安达煤业矿井2号煤层采空区积水

工作面名称

积水区编号

开采时间

积水面积（km2）

积水量（m³）

水压（Mpa）

备注

1号积水区

1.447

293809

0.5

井田外东上部

2号积水区

0.376

92702

0.5

井田外东下部

合计

1.823

386511

凤凰台矿井2号煤层采空区积水

工作面名称

积水区编号

开采时间

积水面积（km2）

积水量（m³）

水压（Mpa）

备注

1号积水区

0.008

1686

井田外中下部

2号积水区

0.018

2914

3号积水区

0.327

46763

合计

0.353

51363

（四）矿井复工后在地面物探工作未进行前的井巷工程施工范围内水文地质情况

1、清撒斜巷设计长度206m，设计开采层位为石炭系太原组下段11号煤层底板，沿11号煤层底板-23°掘进，在2012年11月2日进行探放水，施工3个探水孔，其中中眼施工至70m处发现钻孔有涌水现象，观测涌水量4m3/ｈ，出水标高1137.20m，两帮眼均无出水现象，据对60m巷道观测，主要揭露岩层为砂质泥岩、泥岩、石英砂岩等，各岩层均富含硫铁矿结核；2012年11月29日市煤炭局组织专家进行分析认为该探水眼揭露的出水点位于奥灰顶界面以下6m处，确定该涌水点的水源不是采空区积水，出水层位为奥灰岩溶裂隙水。

经过重新采取水样分析及再次进行物探，确定该涌水点不会对生产产生影响。

2、4号联络巷设计长68m，沿11号煤层顶板掘进，通过物探及钻探验证，该工作面周边范围内未发现异常区域。

4、复工后地面未物探期间矿建工程施工防治水保障安全措施

1、巷道掘进施工前，必须制定专项探放水设计，按规定进行审批、贯彻、考核。

在掘进时严格按照探放水设计，必须坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则，采取“物探先行，化探跟进，钻探验证”的综合探测手段，做好预测预报工作。

2、当迎头遇地质构造时，应立即向矿调度室和地质部门汇报，及时制定专门防范安全技术措施。

实施探放水，确认无突水危险后方可继续施工，并及时配备足够的排水设备。

及时排净巷道积水。

3、迎头施工如出现有透水征兆（如挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板淋水加大、顶板来压、出现渗水、水色发浑、有臭味、异味等），立即停止作业，按水灾避灾路线撤出，同时当班班长应立即向矿调度室汇报。

4、当掘进工作面接近井田边界、断层、无炭柱、老空、有出水可能的钻孔、废旧井筒（废旧水井）、灌浆区、可能与地面水体沟通的断层破碎带、其它可能出水地区等地点时，必须在探放水相关规定进行探放水工作。

5、探水前必须做好排水设备的安装准备工作，以便探出水后能及时将水排出。

6、探水前必须加强钻场附近的支护工作。

7、探水时若发现突然煤岩松软、顶钻或钻眼水压、水量突然增大时，要停止钻进，但不得拔出钻杆，及时上报相关领导及部门，并派人监视水情，查明原因并制定出相应的安全技术措施后，方可进行下一步工作。

8、在钻探预计水量和水压较大的地区时，在钻探前必须先安装好孔口管和控制阀，并进行耐压试验后，方可进行钻探工作。

9、探放水期间工作面必须保证风量充足，严禁无风、微风作业；

10、探放水过程中，始终保证有专职瓦斯员在场，随时检查瓦斯、CO浓度，如果瓦斯或有害气体浓度超过《煤矿安全规程》中的规定值（瓦斯达到0.8%），必须立即停止探放水作业，切断电源，撤出人员，并报告调度室，采取措施进行处理；

11、探放水作业时，瓦斯检查工要严格执行瓦斯检查制度和交接班制度，发现问题立即汇报；

12、现场进行探放水作业的探放水队队长及组长必须携带便携式瓦检仪，发现瓦斯超限立即采取措施。

13、一般探水时由地测技术员和探水负责人亲临现场，共同确定钻孔方位、角度、钻孔数目及钻进深度；如探放承压水等特殊情况时，必须由分管矿领导现场指挥。

14、整个探水过程必须有全程记录，包括钻孔深度、角度、钻探过程中发生的情况、水量情况、有害气体浓度、检测时间等，矿地测科要认真整理记录，建立专门档案。

15、地测科严格执行防治水十八项制度规定，定期对井下各涌水点进行涌水量观测，安排专人对矿井周边情况进行调查，发现异常情况，立即汇报相关部门，制定专项措施进行处理。

五、灾害应急措施及避灾路线

1、发生水灾事故的措施：

（1）若工作面发生突水预兆时，必须停止作业撤出人员，并及时向调度室报告。

（2）如果情况危急，危及矿井和人员安全时，由调度室负责立即启动应急预案，根据事故应急预案通知指挥部人员，并发出警报。

（3）发生水灾事故后，受灾人员撤离时，必须按照“人往高出走，水往底处流”的原则撤退；在安全员或现场班队长的带领下，按照指定的避灾路线撤离至安全地点，跟班队长、班长要查明工作面内所有人员是否都已安全撤离。

（4）调度室接到灾情汇报后，应立即向矿领导、矿井救灾领导小组、集团公司调度室汇报，同时通知地测负责人、水文地质人员、救护队立即到调度室集合，并听从安排。

2、避灾路线：

1）、清渣斜巷

发生水灾事故时避灾路线：

工作面→西翼轨道（胶带）大巷→井底车场→主（副）斜井→地面

或：

工作面→11103联络巷→回风大巷→总回风巷→回风立井→地面

2）、西翼轨道大巷至西翼回风大巷4号联络巷

发生水灾事故时避灾路线：

工作面→西翼轨道大巷→井底车场→主（副）斜井→地面

或：

工作面→西翼轨道大巷→11103联络巷→回风大巷→总回风巷→回风立井→地面

措施未提之处，严格按《煤矿安全规程》、《煤矿防治水规定》、《矿井事故应急救援预案》及矿有关规定执行。

山西蒲县宏源煤业集团官庄河煤业有限公司

二0一二年十二月二十一日