矿井防突水安全技术措施.docx

矿井防突水安全技术措施.docx

《矿井防突水安全技术措施.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《矿井防突水安全技术措施.docx（7页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

矿井防突水安全技术措施

矿井防突水安全技术措施

　三下山扩区运输巷位于矿井二采区西北部，开口位置位于7#皮带机尾以西40米处，工作面沿主采2#煤层倾向布置，属采区准备巷道。

地面相对位置为黄土覆盖山梁，黄土覆盖厚度290-370米。

地面无任何建筑物及村庄。

开采标高1180-1050m;根据地测资料分析开采最低标高为1050米，高于本区域奥灰水位标高755米，但为了防止水害事故发生，防患于未然，确保矿井安全生产，特制定以下防突水专项安全措施。

一、矿井区域水文地质条件

（一）地表水

井田内无大的河流，井田南部的北东-南西向展布的山梁形成了一条天然分水岭，其南西侧冲沟水汇集于乡宁县鄂河后向西注入黄河。

北东侧冲沟水汇入台头沟，向东至乡宁县光华镇汇入豁都峪河，然后向南东出境至襄汾县汇入汾河。

井田西部的马泉、蒿地沟两大沟均有泉水溢出，但流量很小，小于0.001L/s，遇暴雨时节沟内可见时有洪水汇流，但数小时后即减弱为小细流。

几于后完全断流。

由于天然分水岭近矿区展布，其两侧山坡沟谷径流距离短，基本上常年无水，均为季节性河流。

本区水系属黄河流域汾河水系。

（二）主要含水层描述

矿区位于区域龙子祠岩溶泉域的补给区。

矿区主要含水层按成因及岩性可划分为四类，现分述之:

1、奥陶系岩溶裂隙水含水岩组

奥灰水是影响煤系地层开采的主要含水层，位于本系组底部。

据山西省第五地质工程勘察院《乡宁县沙坪（吉县）煤炭有限责任公司矿井水文地质调查报告》，矿区周边共施工奥灰水供水井3处，现分述之：

⑴该矿于2003年6月在台头镇西北约2.5km处（及井田工业广场附近）施工一深水井，井深750m，揭露奥灰岩层474m，寒武系白云岩层50m，水位埋深230m，水位标高1010m，出水量288m3/d。

据该孔资料，岩溶裂隙较发育，富水性较强。

⑵台头镇政府供水井，位于台头镇东南，距本矿2000m，2004年建井，井深871.3m，井口高程1040m，水位埋深415m，水位标高650m，涌水量600m3/d;

⑶麦积峪老坑口，距本矿500m，2001年建井，井深650.0m，井口高程1295m，水位埋深540m，水位标高755m，涌水量456m3/d;

据区域岩溶水资料，矿区一带岩溶水水位标高推测750-780m之间，查区域地层资料，对应的地层位置应是奥陶系上马家沟灰岩地层（距本溪组底部290）。

岩溶水标高与麦积峪老坑口水井相近，且麦积峪老坑口水井在三个供水井中，离矿区中心地带仅有1200m，距离矿区南界仅500m。

与其它二个供水井相比，更具代表性，故此次核查计算采用麦积峪老坑口水井资料，此井中岩溶水水位标高755m。

2、碎屑岩夹碳酸盐岩裂隙溶隙含水岩组

含水层主要包括砂岩（K1）和三层灰岩（K2、K3、K4），为区内主要含水层。

K2灰岩为主要含水层，厚度8.16m左右，是9号煤层顶板直接充水含水层，岩溶裂隙不发育，据井田内606号水文孔抽水试验，用空压机抽干，单位涌水量

3.隔水层

隔水层对突水起阻挡作用，其阻水能力是由其厚度、岩性组合及力学强度决定的.厚度越大，越不易出水.其岩性组合及力学强度是控制底板岩层受采动影响的重要因素.当煤层底板岩层软硬相间时，不易形成裂隙;当底板岩层自近（煤层）而远，强度由弱到强时，岩层间易形成采动裂隙。

煤层到底板含水层之间的距离由采矿破坏深度、有效隔水层厚度及导高三部分组成（导高是承压水沿煤层底板导水裂隙上升的高度）.起阻水作用的主要是有效隔水层厚度.如果矿压对底板破坏深度大，导高又大，则有效隔水层厚度相对减小，工作面底板就容易出水.因而我们只有采取防治水措施，减少矿压对底板的破坏深度，减小导高，才能增加有效隔水层厚度，预防出水。

4.含水层

含水层的富水性及水压对工作面底板突水具有重要作用。

含水层的富水性是突水大小的物质基础，它决定着突水后水害的规模及对矿井的威胁程度.富水性与其岩溶裂隙发育程度、迳流条件、构造发育情况及埋藏深度等因素有关。

含水层的水压是工作面底板突水的动力，表现为静水压力及动水压力两种形式.未突水前表现为静水压力，静水压力对隔水层裂隙具有顶劈扩大作用，水压愈高，作用愈显著;出水后承压水头降低，含水层的水位能转化为动能，这是以动水压力为主.其作用主要表现在出水后，裂隙被冲刷扩大，充填物质不断被带走，通道越来越畅通，出水量越来越大。

综上所述，造成工作面底板突水的因素很多，但概括起来主要有矿压、断裂、隔水层、含水层4个方面.针对以上突水因素，因地制宜，采取相应的防治水措施，就能有效地预防出水.

四、　工作面底板突水防治

根据以上分析，结合矿区实际，我们认为搞好底板突水防治主要从以下几个方面入手.

1.采取措施，减少矿压对底板的破坏作用

缩短工作面斜长.工作面斜长对底板的影响，实际上是矿压对底板的破坏深度问题.工作面斜长越大，压力越大，底板采动破坏深度增加，工作面底板越易出水.据有关资料推导，工作面斜长与底板破坏深度可用如下关系式表示

H=0.5L0.7

式中：

　　H--采矿破坏深度，m;　　　L--工作面斜长，m.

根据我煤矿工作面斜长与突水关系，我们认为在不影响产量、回收率等问题的基础上，受徐灰、奥灰水威胁的工作面斜长应不超过500m.

2.　注浆改造是预防工作面突水的有效措施

该技术通过地面注浆站集中造浆、注浆，井下施工注浆孔向介于煤层和奥灰强含水层之间的薄层灰岩（即徐灰）注浆，是预防突水的综合防治水技术，注浆改造作用及特点表现在以下几个方面：

（1）改变了含水层的富水性.在注浆压力作用下，浆液沿裂隙扩散、沉析、结石，使奥灰岩溶裂隙基本上为粘土水泥浆充填，富水性大大减弱，甚至不含水.

（2）切断奥灰与徐灰的补给通道.注浆过程中，在注浆压力作用下，浆液沿徐灰与奥灰的联系通道向下扩散、沉析、缩小或堵塞通道断面，减少或切断了奥灰对徐灰的补给通道.

（3）加固了底板隔水层，提高其强度.

（4）注浆改造可消除导高，增加有效隔水层厚度.通过注浆改造，浆液能有效地充填含水层至隔水层的导水裂隙，消除导高，使原来含水、导水的裂隙带变成纯隔水层，增加了有效隔水层厚度，对预防出水极为有利.

3.预防断裂出水

根据前面分析，断裂是造成工作面底板突水的主要因素之一.“逢突必断”已成为人们的共识.预防断裂出水是矿井防治水工作的主要内容之一.具体内容包括以下几个方面：

（1）全面分析区域构造特征，研究断裂展布规律.根据每个面的巷道揭露情况及钻探资料，查明工作面断裂分布情况，为预防断裂出水提供依据.

（2）按规定留设断层煤柱，特别对于可能导水断层，则需按规定留足防水煤柱.

（3）分析断裂性质及力学特点，属于张性导水断裂，在巷道穿过前，要按规定提前探查并进行注浆加固，达到预期效果.否则不能直接揭露.

（4）对断层交叉点、尖灭端、褶曲轴部等构造发育地段要重点加固防治，预防工作面在回采过程中出水.

（5）巷道穿过断层带时，要加强支护，以防滞后出水.

（6）认真研究滑动构造特点，滑动构造易形成“层状”充水带，对底板威胁面大.要及时分析资料，对滑动构造明显的地段要重点防治.

4.疏水降压

水压是造成工作面出水的重要因素，通过疏水降压可以降低水头压力，减少水压对底板的“顶劈”作用，预防出水.

六、探放水钻孔设计

（一）、探水线、钻孔深度、孔径

为了落实好“预测预报，有掘必探，先探后掘、先治后采”的原则，确保安全掘进，确定工作面迎头为探水线，首先采用高分辨电法仪进行超前探测，探测深度不小于90米，根据每次探测结果分析确定重点防治区域，同时利用钻探进行验证，验证无异常时钻孔孔深60米，钻孔超前距30米，帮距为20米，每打一次钻可向前掘进30米。

防治水设备采用高分辨电法仪进行超前探测，推断重点防治水区域。

探水采用ZYJ-380/210架柱式回转钻机，钻杆Φ=79㎜，孔径为79mm。

（二）、钻孔数目及布置方案

结合高分辨电法仪超前探测和三下山扩区运输巷掘进情况分析，掘进中每组探水钻进3个探眼。

呈左1、中1、右1扇形布置，探眼距煤层底板1米处水平钻进，探眼钻孔依次为角度依次为为0-20度。

根据电法仪电测结果，特殊情况时进行加密布置探眼。

七、安全措施

1、探水工作必须严格执行“有掘必探，先探后掘”的原则。

技术人员要根据矿图资料进行水情预测预报和充水条件分析。

提出合理有效建议，并且报调度室及有关领导审批。

2、掘进工作面在开工前要备好堵水材料，存放在掘进头码放整齐，并且必须配备一台完好的探水钻和一台多级泵，保证排水管路畅通。

3、为了确切掌握探眼的覆盖面积符合要求，探水工作每班由生产技术科派技术员现场技术指导，班长负责落实，安全员、瓦检员负责监督。

4、每次探水前瓦斯员必须先检查瓦斯和通风情况，安全员检查顶板和煤帮，技术员标定探眼位置，确认一切正常后报当班班长。

5、当班班长接到技术员、安全员和瓦检员通知后，再认真检查巷道行人是否畅通、排水设备及系统是否可靠，确认一切正常后电话汇报调度室，经调度室同意后方可开始探水工作。

6、探水人员在探水过程中要严格执行探放水操作规程。

7、探水钻进必须有一名跟班领导监督执行，遇到问题及时处理。

8、每次探水完毕后，当班技术员必须将探水情况及时汇报矿调度室和探水队队长，同时将探水钻孔布置图交探水队备案存档，探眼由验收员验收合格后方能进行掘进。

9、巷道掘进到允许掘进位置时必须停止掘进，进行探水，安全员要及时向调度室和安全科汇报探眼深度和当班掘进进尺，并认真填写探水记录牌板。

调度室和安全科要对汇报清况记录备案。

10.探水钻进时发现煤岩松软、片帮、来压或者钻眼中水压、水量突然增大和顶钻等透水征兆时，应当立即停止钻进，严禁拔出钻杆。

由跟班领导负责向调度室汇报，调度室召集有关科室及主管领导进行分析并制定方案。

11、安全员、瓦检员要随时检查探眼，随工作面前掘探眼暴露在巷道煤帮时，无异常情况要及时采用水泥、砂浆进行封堵，以防有毒有害气体涌出。

12、所有作业人员包括队长、安全员、瓦检员都必须现场交接班，并将当班存在问题及处理结果记录在交班记录本上。

13、安全员当班队长在交接班时必须把当班掘进长度、剩余掘进长度交接清楚，以保证安全距离不小于30米。

14、在探水点附近要安设电话和报警装置，遇到水情及时向调度室汇报。

15、在探水施工中，遇到含水层、断层、陷落柱和积水区之前，应停止钻进，安好防水闸门后再继续钻进。

16、及时清理好巷道，保证安全撤离路线畅通无阻。

17、根据工作面探水情况，探水钻孔可兼作放水孔。

如探至水量较大或有其他水体时要编制放水措施，进行放水作业。

18、施工地点避灾路线：

三下山扩区运输巷→西大巷进风巷→副平硐运输大巷→地面

2011年3月