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2)基岩裂隙水中等含水岩组:

主要包括三叠系下统飞仙关组(T1f),本含水岩组风化裂隙及垂直溶蚀较发育,透水性较好;

基岩裂隙水弱含水岩组:

二叠系上统龙潭组(P3l)由碎屑岩、粉砂岩、钙质砂岩、泥质粉砂岩及煤层组成,含少量裂隙水。

3)松散岩类孔隙水含水岩组:

主要为第四系(Q),分布于矿区低洼和河谷中有洪积和冲积物堆积。

矿区内仅局部低洼地带有分布,厚度变化大,0~15米,一般厚10.00m左右。

局部松散层厚度较大的地带,含少量孔隙水。

4)峨眉山玄武岩极弱含水岩组:

在矿区北部外围分布,为相对隔水层。

5)断层导水性:

矿区范围内构造不发育,仅矿界北部7线附近有一条断层分布F2,该断层为一近东西向的逆断层,倾向南,倾角80度,最大落差48米,断层对52-69煤层有影响。

由ZK74、ZK75两孔控制,断层破碎带为泥质胶结,钻进中水位无变化,断层导水性及含水性差,对矿床充水的影响较小。

但矿床今后开采时所产生的人工裂隙可能与断层破碎带连通,而导致其它层段及地段的地下水流入破碎带而引起其富水性及导水性增大,特别是断层通过河流的地段这种情况发生的可能性更大,因此,矿床开采时应加以足够重视。

3.地下水的补给、径流、排泄条件

地下水的补给主要来自于大气降水,岩层面裂隙有利于大气降水和地表水体的渗入补给。

断层、节理、裂隙以及采煤产生的裂缝是地下水迳流的通道。

地下水通过泉、井下抽水等排泄至地面溪沟向东流向。

4.矿井充水因素分析

该矿是以顶板直接进水的裂隙充水矿床,主要为河流水及顶板岩层中所含裂隙水向巷道内渗漏,其次为老窑积水及采空区积水等。

5、开采后的水文地质条件变化及趋势

随矿山开采深度增加,采空区加大,采空区地裂缝等导致矿山水文地质条件的改变,从而引起矿山充水因素的变化。

1)含水层的变化

由于开采裂隙的产生,使含(隔)水层均遭破坏,隔水层不起隔水作用,甚至变成透水或含水层,且含(隔)水层之间产生了水力联系。

2)岩层含水性的变化

开采裂隙的产生,将大大增加降雨量的渗入补给,使弱含水层变为强含水层。

3)地下水运动状态的变化

开采前,含水层中由于薄层隔水层的作用,地下水以沿层面流为主,循环交替缓慢,开采裂隙产生后,使层面流变成垂直层面流,循环交替加快。

4)地下水补、迳、排条件的变化

开采前,矿山内河流、溪沟都是地下水的排泄场所,主要表现为地下水补给地表水。

开采后,由于人工裂隙的产生和矿井长期排水,开采区地下水位下降,低于地表河床,部分地表水会反过来补给地下水,然后由矿井排出地表。

5)水质的变化

矿山开采后,由于垮塌、裂隙的产生,会引起不同含水层之间地下水的混合,从而导致水质变化。

同时由于矿井长期排水、洗煤用水、矿山生活污水的排出使地下水及地表水严重污染,水质恶化。

6、矿井涌水量预测

健恒煤矿在开采至1280米标高时,矿井最大涌水量为1920m3/d,正常涌水量为1440m3/d,采用水文地质“比拟法”对矿井的总涌水量进行估算,利用公式Q=Q1×

得:

Q大=1920×

=1920×

2.11=4051m3/d,Q正=1440×

=1440×

2.13=3038m3/d,估算结果为矿井最大涌水量为168m3/h,正常涌水量为126m3/h。

(以上涌水量值为资源储量核实报告提供)

矿区的水文地质条件中等,煤系地层本身含水弱。

矿山开采过程中的实际测量,煤层开采时有滴水、淋水现象,对矿床开采影响较明显,在今后开采生产中应加强对采空区积水的监测,确保生产安全。

大气降水是矿床充水的主要因素。

一般沿基岩裂隙渗入矿井,裂隙发育地段矿井充水会有所增大;

地表水对地下水具有一定的补给作用,岩层渗透性好,含水性较弱。

地表水与地下水之间可能发生联系,易引起矿床充水。

在掘进过程中,要注意发生突水现象,应引起高度重视,特别是本矿所在地段为老窑开采强烈地段,老采空区情况较复杂,在靠近采空区时更应加强探测及防水工作,特别是矿区在今后的采矿生产过程中应加强水文地质勘查工作,做好防水和排水工作,确保安全生产。

综上所述,矿区的水文地质勘探类型按《煤、泥炭地质勘查规范》DZ/TO215-2002,应属以裂隙含水为主,水文地质条件中等的矿床。

矿井充水的主要来源为大气降雨,由于地层含水性较弱,补给条件差,随着采空面积的增大,地表产生塌陷后,地表水直接溃入矿井,涌水量明显增大,矿井在开采过程中,应对地表沟溪进行必要的疏引,以防塌陷后地表水的溃入,减少对矿井的危害。

7、矿井主要水害的威胁及预测:

(1)大气降水及地表水是矿井充水的主要因素,区内降雨量丰富,雨季在5—10月,但降雨多集中6—9月,年平均降雨量大于1100毫米,区内的地形便于地表水的排泄,但仍有部份地表水沿开采裂隙渗入井下,在每年的雨季期间,对矿井的威胁程度较大;

(2)老窑积水是矿井浅部的充水陷患,因此,严禁开采浅部的防水保安煤柱;

(3)煤系地层中的裂隙水是矿井的主要充水水源,正常情况下充水微弱,在局部裂隙发育地段及接近地表处,矿井的涌水量有所增加,因此,仍然存在一定的威胁;

因此,必须严格按照《安全专篇》的要求,并认真执行以下措施:

(1)在矿井井田边界内留足20米的保安煤柱;

(2)在接近断层时,必须留设不小于30米的断层煤柱;

(3)在地表浅部一带,按照《安全专篇》严格控制开采标高;

(4)在巷道掘进中,必须坚持“有疑必探、有掘必探、先探后掘、”的原则。

(5)在+1310米标高以上进行掘进时,必须进行探放水。

8、生产能力:

阿戛乡健恒煤矿设计能力6万吨/年,2008年实际生产原煤1.66万吨。

 

(三)、煤层特征:

可采煤层主要特征表

煤层编号

煤层平均

厚度(m)

煤层倾角

(°

煤层平均间

距(m)

煤层结构

煤层稳

定性

顶底板岩性

顶板

底板

1

2.22

65

6

夹2~3层矸

稳定

泥灰岩

粘土岩

粉砂岩

5

0.99

简单

粉砂岩泥岩

16

8

0.98

68

粉砂质泥岩

1.8

9

0.84

泥岩

31

12

2.85

细砂岩

13

0.70

较稳定

30

14

2.14

8.8

15a

1.27

2.6

15b

0.65

1.23

19

18

2.38

21

20

0.82

粘土岩、粉砂岩

32

28

0.91

66

34

0.6

43

0.86

64

46

52

0.88

11

58

0.79

60

61

1.11

64a

0.67

63

3

64b

0.69

7

67

1.15

7.5

0.94

69

2.28

2008年度主要开采煤层为C20、C22煤层;

(四)、矿井通风、瓦斯、煤尘情况:

1、阿戛乡健恒煤矿采用抽出式通风,该井风井配备两台江西省萍乡市科锐通风机厂生产的BK60-10型矿用轴流式通风机(额定风量范围750-1100m3/min、全压550-1140Pa,电机功率22KW)作为主要通风机,一台工作,一台备用。

采用

JBT—11型局部通风机为掘进工作面供风,额定风量范围130-240m3/min,全压800-1300Pa,电机功率11KW;

FBD5.6—2×

11型对旋式局部通风机为掘进工作面供风,额定风量范围210-380m3/min,全压800-3900Pa,电机功率2×

11KW,防爆合格证号320031200;

2008年度矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果根据贵州省煤炭管理局(黔煤生产字[2008]1504号)《对六盘水市2008年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复》,水城县阿戛乡健恒煤矿2008年度的鉴定结果为绝对瓦斯涌出量6.28m3/min,相对瓦斯涌出量50.34m3/t;

二氧化碳绝对涌出量0.76m3/min,二氧化碳相对涌出量6.09m3/t。

2008年度鉴定结果为高瓦斯矿井。

鉴定合格。

2、煤尘爆炸鉴定情况

根据六枝工矿(集团)恒达勘探设计有限公司实验室2008年9月3日所作的煤尘爆炸性鉴定报告(恒鉴[MZ]字第(080149)号),健恒煤矿C20#煤尘具有爆炸性。

因此矿井必须采取预防煤尘爆炸的措施。

其他煤层未作煤尘爆炸性鉴定,矿井必须尽快对其它煤层进行煤尘爆炸性鉴定,以便采取相应的安全措施。

3、煤层自燃发火倾向性鉴定情况

根据六枝工矿(集团)恒达勘探设计有限公司实验室2008年9月3日所作的煤层自燃倾向性鉴定报告(恒鉴[MZ]字第(080149)号),健恒煤矿C20#煤层属于二类自燃煤层。

其他煤层未作煤层自燃发火倾向性鉴定,矿井必须尽快对其它煤层进行煤层自燃发火倾向性鉴定,以便采取相应的安全措施。

4、构造:

区内地表不存在区域性断层及褶皱,未见次级断层及褶皱对煤层的开采产生影响,矿区主体呈一单斜构造,地层倾向194°

左右,倾角66-70°

5、煤与瓦斯突出

本矿井属煤与瓦斯突出矿井,该矿区属煤与瓦斯突出矿区,必须按煤与瓦斯突出矿井进行管理和开采。

6、冲击地压

本矿区范围内未发生过冲击地压,地压正常。

7、地温情况

矿井地温正常。

综上所述,矿井的水文地质条件简单,主要补给水源是大气降水,矿井正常涌水量一般在10米3/小时,最大涌水量一般在30米3/小时;

四、矿井主要水害的威胁及预测:

(1)、大气降水及地表水是矿井充水的主要因素,区内降雨量丰富,雨季在5-10月,但降雨多集中6-9月,年平均降雨量大于1100毫米,区内的地形便于地表水的排泄,但仍有部份地表水沿开采裂隙渗入井下,在每年的雨季期间,对矿井的威胁程度较大;

(2)、煤系地层中的裂隙水是矿井的主要充水水源,正常情况下充水微弱,在局部裂隙发育地段及接近地表处,矿井的涌水量有所增加,因此,仍然存在一定的威胁;

(1)、在矿井井田边界内留足20米的保安煤柱;

(2)、在接近断层时,均必须留设不小于30米的断层煤柱;

(3)、在地表浅部一带,按照《安全专篇》严格控制开采标高;

(4)、在巷道掘进中,必须坚持“有疑必探、有掘必探、先探后掘、”的原则。

五、矿井水害治理方案

1、井口及工业场地斜坡地带,雨季时刻受到洪涝威胁。

为防止雨季山洪威胁矿山安全生产,必须在工业场地周围修筑排(截)水沟、防洪堤,将山洪水排出场外。

2、在雨季之前,必须对直达地面的地表裂隙要采取措施封填密实,防止大量雨水通过裂隙泄入井下;

对地表塌陷坑要回填夯实,保证流水坡度,防止积水渗入井下。

3、定期清理水仓和水沟(水仓长60米,水沟长共计430米)保证井下水流畅通和水仓足够的容量。

4、必须切实做好防排水工作,防止突水淹井事故的发生。

购置排水水泵MD150-43×

4型水泵3台,1台工作,1台备用,1台检修(最大涌水量时二台工作、一台备用),该水泵流量为125~185m3/h,扬程为118~148m,效率69~77%,功率为75kW,380/660V。

并敷设两趟排水管道,将矿区井下水排处地面。

选用内径为DN155的焊接钢管排水管二趟,一趟工作,一趟备用。

5、水污染源及治理方案

该煤矿水污染源有:

矿井井下排水、工业场地生产、生活污废水。

其治理措施根据不同污染水类型分别采用:

(1)矿井井下排水:

主要污染物为悬浮物,设计采用混凝沉淀加过滤一级工艺处理。

(2)工业场地生产、生活污废水:

工业场地生活污废水主要由灯房浴室、洗衣房、食堂废水和厕所粪便污水等构成,其中主要污染物是悬浮物和有机物。

污废水中灯房废水采用中和处理,食堂污水采用隔油池处理后与其余污废水一起采用XFZ-Ⅰ-10型生活污水生物处理综合装置处理。

(3)综合楼生活污水,主要污染物是悬浮物和有机物,生活污水采用XFZ-Ⅰ-10型生活污水生物处理综合装置处理。

6、购置ZL-150型探水钻2台,实现有掘必探。

六、掘探位置

在C22煤层联络上山掘进中,每隔15m处,必须对前方掘进巷道进行探水,探水钻孔必须保持适当的超前距、帮距、密度(如图);

探水工作采用“探水--掘进--探水”方式进行,探水钻孔为巷道掘进探明一段安全距离后,巷道允许掘进一段距离,然后再探再掘,确保安全生产。

超前距:

探水钻孔终孔位置始终超前掘进工作面的距离,采用不小于20米;

允许掘进距离:

经探水证实无水害危险可安全掘进的长度

允许掘进距离=最浅探水钻孔深度—20米;

帮距:

扇型布置的最外侧探水孔所控制的范围与巷道帮的距离、采用20米;

钻孔密度:

指允许掘进距离终点横剖面上钻孔之间的距离,取3米;

七、工作布署

1、探水工作由安全副矿长负责,各跟班安全员具体指挥、协助操作,并由安全员做好探放水记录。

注意事项:

按《煤矿安全规程》、《采掘作业规程》和本探水设计、措施执行,有异常情况,及时向矿长、工程师汇报。

七、做好水文地质观测工作,切实开展探放水工作,严格按照《探放水措施》施工

(一)做好日常水文地质观测工作

1、结合水文地质资料,查明地表水体的补给情况,观测水源的水压、水位、水量变化规律。

采掘过程中,精心观测积水、涌水变化,搜集、积累、总结经验,并作认真的科学分析。

(二)坚持原则、有掘必探

《煤矿安全规程》第285条规定:

矿井必须作好水害分析预报,坚持“有疑必探、先探后掘、有掘必探”的探放水原则。

采掘工作面遇到下列情况之一时,必须按《规程》第286条之规定进行探水。

接近水淹或可能积水的井巷、老空或相邻煤矿时;

接近含水层、导水断层、溶洞和导水陷落柱时;

打开隔离煤柱放水时;

接近可能与河流、湖泊、水库、蓄水池、水井相通的断层破碎带时;

接近有出水可能的钻孔时;

接近有水的灌浆区时;

接近其它可能出水地区时。

本作业点属第7条情况,因此必须经探水确认无突水危险后,方可前进。

(三)、探水起点

1、老空、老巷、废弃硐室等积水区的位置准确且水压不超过981Kpa时,探水起点至积水区的最小距离:

煤层中不得小于30m,岩层中不得小于20m。

2、矿井的积水区,虽有图纸,但不能确定积水区边界位置时,探水起点至推断的积水区边界的最小距离不得小于60m。

3、掘进巷道附近有断层或陷落柱时,探水起点至大摆动范围预计煤柱线的最小距离不得小于20m。

4、石门揭开含水层前,探水起点至含水层的距离不得小于20m。

本作业点属第2条情况,因此必须从开工时起进行探水,经探水确认无突水危险后,方可前进。

(四)、钻孔的深度与超前距离

采用边探边掘时,探水钻孔的孔底位置,必须始终保持超前掘进工作面一定距离,如图所示,这样留有相当厚度的矿柱,以确保掘进工作的安全。

超前距离一般不小于20m,钻孔深度一般为40m左右,每打一次钻,可以连续掘进15m。

(五)、钻孔直径与数目

一般是利用探水钻孔放出积水,因此探水钻孔直径以不大于75mm为宜。

探水钻孔的数目,不少于7个,其方向应保证在工作面前方的中心和上下左右都能起到探水作用。

(六)、钻孔布置

探水效果的好坏与钻孔的布置方法有很大关系,因而应根据具体条件采用不同的布置方法。

因掘进上山巷道:

探水钻孔应布置半扇形,如图所示;

八、探水作业的安全措施

为保证探水人员和矿井生产的安全,探水时应遵守下列安全措施:

1、探钻人员必须派专门人员,实行三班作业。

每班3人。

2、探钻期间必须有专职瓦斯检查人员、安全员、跟班领导现场把关,并负责钻孔的验收工作,掌握、收集有关数据。

3、探钻前必须组织有关人员学习本技术安全设计、措施和操作规程。

4、探钻前必须组织有关人员对探放水区域内的巷道支护情况、排水沟情况进行检查,钻窝及其附近20米内的棚子必须加固好,防止由于水压或流水造成棚子倒塌,巷道要清理干净。

5、组织矿井机电检查,确保探钻排水设备、设施到位,正常运行,否则不准开机。

6、探放水期间必须撤出可能受影响的工作面所有作业人员。

7、严格按照设计要求布置钻孔,确保钻孔的有效深度。

8、严格按照操作规程作业,钻机要安装牢固,严防操作时钻机晃动折断钻杆或损坏电缆。

9、坚持由慢到快的原则,严防顶钻,钻眼时要加强钻机的检查,发现有声音异常,或其它变化,立即停钻,查明原因。

10、加强对钻孔和巷道内瓦斯、空气温度、支架压力、气味的观察,发现有瓦斯超限、泄水或有臭鸡蛋味必须立即停钻,采取有效防透水措施。

11、加强钻场附近的巷道支护,并在工作面迎头打好坚固的立柱和拦板。

清理巷道,挖好排水沟。

探水钻孔位于巷道低洼处时,必须配备与探放水量相适应的排水设备。

12、在打钻地点或其附近安设专用电话。

13、测量和探水人员必须亲临现场,依据设计,确定主要探水孔的位置、方位、角度、深度以及钻孔数目。

14、预计水压较大的地区,探水钻进之间,必须先安好孔口管和控制闸阀,进行耐压试验,达到设计承受的水压后,方准继续钻进。

特别危险的地区,应有躲避场所,并规定避灾线路。

15、钻孔内水压过大时,应采取反压和防喷装置的方法钻进,并有防止孔口管和煤(岩)壁突出鼓出的措施。

16、钻进时,发现煤(岩)松软、片帮、来压或钻孔中的水压、水量突然增大,以及有顶钻等异状时,必须停止钻进,但不得拔出钻杆,现场负责人应立即向矿调度室报告,并派人监测水情。

如果发现情况危急时,必须立即撤出所有受水威胁地区的人员,采取措施,进行处理。

17、探放老空前,首先分析查明老空水体的大致位置、积水量和水压。

老空积水区高于探放水点位置时,只准用钻机探放水。

探放水孔必须打中老空水体,并安排人员监视放水全过程,核对放水量,直到老空水放完为止。

18、钻孔接近老空,预计可能有瓦斯或其它有害气体涌出时,必须有瓦斯检查工或矿山救护队员在现场值班,检查空气成分。

如果瓦斯或其它有害气体浓度超过《规程》有关规定时,必须立即停止钻进,切断电源、撤出人员,并报告矿调度室,及时处理。

九、探水作业技术措施

1、探水工必须认真学习探水操作规程及本探水安全技术措施,培训考核合格后方可上岗;

2、坚持“有疑必探、先探后掘、有掘必探”的探放水原则,探掘距离必须符合措施规定;

3、对水泵、排水管路、闸阀、排水用的配电设备和输电线路进行检查和维护,确保全面运行正常;

4、对水仓进行全面清理,确保容量充分利用;

5、探水前首先检查以下情况,发现问题及时处理好后才许进行探水作业:

、作业地点的顶板是否正常,附近10米加强支护是否合格;

、作业地点的通风、瓦斯、水沟畅通、供电、供水、通讯(直通调度室电话)等情况是否正常;

、作业地点的退路是否畅通;

、工作面的立柱(2-3根)、挡板(3-5块)是否打好;

、钻机各部件及状况是否正常;

、排水设备、排水系统是否检查合格或已维修,确保能全部正常运行。

6、根据探水设计定好孔位、方向安装钻机,并进行空载调试;

7、操作钻机人员必须是有实钻经验的人员担任,作业时必须集中精力,随时观察眼口情况,一旦异常应立即处理;

8、推进中,推力适中,以防顶断、顶弯钻杆、损坏机器及伤人;

9、钻机操作活动范围内,严禁其他人员入内;

10、钻进时,发现煤(岩)松软、片帮、来压或钻孔中的水压、水量突然增大,以及有顶钻等异状时,必须停止钻进,但不得拔出钻杆,现场负责人应立即向矿调度室报告,并派人监测水情。

11、巷道进入探水段后,每隔20米掘一躲避硐室:

长、宽、高分别是2.0米、(上宽1.1米、下宽2.2米)、1.8米,以利透水时人员躲避;

12、探水时要经常检查瓦斯浓度,防止老空、老窑区有害气体进入工作面;

13、一个探水孔失败,应在附近再补探一个,其坡度、方位不变;

14、探放水结束要如实填写记录、受检好工具、清理好作业场所,做到文明生产。

十、放水安全技术措施

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