煤矿水文地质重大危险源安全措施Word文档下载推荐.docx

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　　二、水文地质情况

　　1、地表水

　　井田内无大的地表水体，太安河属季节性河流，在井田内从北向南流过，属黄河流域汾河水系。

　　本区位于娘子关泉岩溶水文地质单元的北部径流区，其地下水在该单元内由西北流向东南，单元具有独立的补给、径流与排泄系统的岩溶含水地块。

　　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。

因此，在生产过程中要加强探放水工作。

　　2、含水层

　　井田内的含水层主要有奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层、石炭系太原组灰岩岩溶裂隙含水层、山西组砂岩裂隙含水层、松散岩类砂砾石层含水层。

　　2.1奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层

　　井田内奥陶系灰岩分上、下马家沟组及峰峰组，马家沟组富水性强，峰峰组富水性较弱。

　　下马家沟组：

据坪头详查区内S8孔（距井田北东部约1km）资料，裂隙岩溶均不发育，地下水位埋深481.85m，标高623.01m。

　　上马家沟组：

岩性为深灰色白云质灰岩、深灰～灰色厚层状石灰岩夹薄层泥灰岩和石膏，岩溶发育不均一。

　　距井田西部约7km的段王1号水井水位标高611.60m，段王二号水井水位标高598.93m。

　　峰峰组：

二段岩性为厚层状石灰岩、花斑状灰岩和白云质灰岩，裂隙岩溶均不发育，而且裂隙多被方解石充填。

一段岩性为白云质灰岩、角砾状灰岩、角砾状白云质灰岩、泥质灰岩间夹石膏薄层，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，属弱含水层或相对隔水层。

　　2008年段王补充勘探时在D6号钻孔进行了奥灰水位观测，该孔597.54m（O2s）大漏，不返水。

奥陶系顶面埋深395.45m，标高755.23m，揭露厚度211.03m，峰峰组和上马家沟组混合水位埋深530.48m，水位标高620.20m。

　　据上述钻孔抽水资料，结合区域岩溶水资料，奥灰水流向为由西向东，推测本井田内奥灰水位标高约587～590.5m左右，井田内15号煤层最低底板标高约799m，因此奥灰岩溶地下水对煤层开采无影响。

　　2.2石炭系太原组灰岩岩溶裂隙含水层

　　太原组主要含水层为K2下、K2、K3、K4等灰岩，单层厚度一般1～3m，岩溶裂隙不发育，据2008年山西寿阳段王煤业集团有限公司（井田西部约5km）补充勘探时对D6号水文孔进行抽水试验，单位涌水量为0.00023L/s·

m，渗透系数0.000548m／d，水位标高1077.74m。

水质类型属HCO3-·

CI～Na+型。

井田内富水性弱。

　　2.3山西组砂岩裂隙含水层

　　山西组含水层主要为山西组底部K7砂岩，岩性主要为中一细粒砂岩，厚6m左右，本组地层井田内大部被剥蚀，仅南部残存。

据区域资料，本组砂岩富水性弱。

　　2.4松散岩类砂砾石层含水层

　　本井田内广泛分布，厚度10～80m，以亚粘土、亚砂土、砂砾层为主，砂砾层富水性较强。

　　3、主要隔水层

　　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。

　　4、矿井充水因素分析

　　矿井充水条件主要包括2个方面，一个是充水水源，另一个是充水通道。

　　根据地质报告、水文地质类型划分报告及其批复提供：

　　4.1矿井充水水源

　　4.1.1地表水体对矿井开采的影响

　　太安河在井田内历年的洪水位标高为+1063m。

该井田主、副井及工业场地位于井田内的南部，太安河的东部，矿井主斜井井口标高＋1076.321m，副立井井口标高＋1074.00m，回风立井井井口标高＋1074.00m，井口及工业场地标高均高于最高洪水位标高。

　　该井田内有十多处流沙层，流沙层位于上更新统地层、中更新统地层，属于表土层。

因此流沙层对现开采15号煤层采掘无影响。

　　4.1.2地下水对矿井开采的影响

　　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、友众矿等，井下涌水量均在50m3/h以上。

开元矿开采3、9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，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。

因此，在今后的生产过程中，要加强探放水。

　　该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799.9m，因此奥灰岩溶地下水对煤层开采无影响。

　　4.1.3采空区、小（古）窑破坏区积水

　　该矿现开采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，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，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，加强探放水。

　　4.1.4周边煤矿采古空区积水情况

　　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。

　　阳煤集团寿阳开元矿业有限责任公司：

该矿主采3、9号煤层，曾在其井田东部开采15号煤层，矿井涌水量70m3/h。

15号煤层采空积水区主要分布在矿井西北部，据调查现未发现与本矿有越界开采现象，采空区积水对平安煤矿暂无影响。

　　山西寿阳段王集团友众煤业有限公司：

为兼并重组矿井，是由原寿阳县友众煤业有限公司、寿阳县宗艾煤业有限公司整合而成。

兼并重组整合前友众煤业、宗艾煤业为生产矿井，开采15煤层。

井田东邻原宗艾煤业有限公司，生产能力21万t/a，开采15号煤层时矿井最小涌水量为224m3/d，最大涌水量约为428m3/d。

据调查该矿曾在其井田西部开采15号煤层，现未发现与本矿有越界开采现象。

经友众煤矿充水性图及其它资料查知，友众15号煤层采空区积水偏少、标高与平安煤矿15号煤层基本持平，另外有保安煤柱的留设，因此友众煤矿采空区积水对平安煤矿暂无影响。

　　但井田将来开采15号煤层至井田边界附近时要随时调查了解邻矿采空区及积水情况，一定做好探放水工作，井田边界处留足保安煤柱。

　　4.1.5矿井充水通道

　　根据地质报告及其水文地质划分报告提供，该矿在15号煤层开拓过程中，主要充水通道：

构造、顶板导水裂隙带、封闭不良的钻孔等。

　　①构造对矿床充水作用的影响：

　　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。

　　断层：

F1、F2正断层位于井田中西部，在今后的开采中一定要注意断层的导水性。

另井田瞬变电磁勘探中解释断层F3位于相对强富水区内，推断断层上盘富水，为导水断层。

　　陷落柱：

井田内陷落柱较多，目前井下揭露陷落柱27个，虽现阶段未发现陷落柱渗水现象，但不排除将来沟通各含水层之间水力联系的可能性。

另外瞬变电磁勘探中解释陷落柱28个，与井下揭露陷落柱无重复。

其中陷落柱T1、T9、T10、T11位于相对强富水区域，该处陷落柱富水性较强；

T3、T6、T7、T8、T18、T19、T28位于相对弱富水区域，富水性较弱；

其余陷落柱均不富水。

今后应加强此方面的工作。

　　②顶板导水裂隙带

　　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。

　　根据水文地质类型划分报告提供，该井田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。

　　井田内地表地裂缝是导通上部各含水层的导水通道，并与大气降水、部分季节性地表水发生联系，同时向井下采空区充水。

故对地表地裂缝的定期调查、填埋、压实工作，及时对地表地裂缝和塌陷进行填埋。

　　③封孔不良的钻孔

　　某些钻孔常因封孔质量不佳变成了人为导水通道，当掘进巷道或采区工作面经过没有封好的钻孔时，顶、底板含水层地下水将沿着钻孔补给矿层，造成涌（突）水事故。

　　④封闭不密的关闭井口

　　封闭不密的关闭井口也可变成导水通道，当地表洪水水位标高超过关闭井口标高时，地表洪水将沿着井口补给矿层，造成涌（突）水事故。

　　5、水文地质类型及涌水量

　　根据根据2014年资质单位山西地宝能源有限公司为本矿提交了《矿井水文地质类型划分报告》及其批复，该矿井水文地质条件为中等类型。

　　根据地质报告及实际采掘过程中涌水观测资料显示，矿井开采15号煤层，矿井生产能力达到90万t/a时，矿井正常涌水量为120m3/h，最大涌水量为150m3/h。

　　三、矿井水灾危险有害、因素的辨识及安全措施

　　1、矿井水灾危险、有害因素的辨识

　　矿井水害是煤矿五大灾害之一，矿井发生水害事故轻则影响生产、增加排水费用、恶化生产工作环境，重则造成淹井伤人重大恶性事故，造成经济效益、社会效益的巨大损失。

　　矿井造成水害的充水水源分为地表水和地下水两类，地表水包括大气降水、河流水、水库池塘存水等；

地下水主要有含水层水、断层、陷落柱导水、老窑积水、采空区积水、钻孔水等。

　　造成水害的导水通道有自然通道和人工通道两种，自然通道主要有：

裂隙、孔隙、岩溶、断裂带、陷落柱等；

人工通道主要有：

钻孔、井筒、冒裂带、底鼓裂隙、底鼓裂带、地表塌陷等。

　　造成矿井水害的种类有地表水害、冲击层水害、老窑、老空水害、煤层顶板水害、煤层底板水害、断层水害、陷落柱水害、钻孔水害等。

　　矿井水文地质类型为中等，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。

因此，矿井水灾是煤矿井下开采的主要灾害之一，矿井水文地质环境条件是矿井的重大危险源之一。

　　2、安全预防措施

　　2.1主排水设施

　　根据水文地质报告提供，矿井开采15号煤层正常涌水量120m3/h，最大涌水量150m3/h。

　　水仓：

矿井副立井底设有由主、副水仓，主、副水仓有效容量2000m3，能容纳矿井8h的正常涌水量，当主水仓清理时，副水仓能保证正常使用。

　　主水泵房排水设备：

泵房安装3台MD200-50×

6型耐磨离心泵，1台工作、1台备用、1台检修，单台水泵流量200m3/h，扬程300m，各配用YB24503-4电动机1台，功率280kW，电压10kV。

　　排水管路：

3趟Φ219×

8型无缝钢管，排水管通过泵房、管子道、副立井井筒，将井下涌水排至地面水处理站。

　　主要水泵房通道及安全出口：

主水泵房与中央变电所联合布置于副立井井底车场，主水泵房留有2个出口，1个出口用管子道通到井筒，并高出10.691m，管子道设有轨道，供排水设备进出和行人通风。

另1个出口通到井底车场，泵房地面标高比其通道与井底车场的底板标高高0.5m，并在其通道内设有一道向外开启的密闭门，既能防火又能防水。

符合《煤矿安全规程》第279条的要求。

　　针对以上实际情况采取以下措施：

　　矿井每年雨季前对井下主排水设备，进行全面检修，并对工作水泵和备用水泵进行联合排水试验，同时对主、副水仓中的淤泥，进行清理。

　　2015年5月13日，山西公信安全技术有限公司对矿井3台在用MD200-50×

6型矿用耐磨多级离心主排水泵进行了性能检测，检验结论均为：

“依据AQ1012-2005《煤矿在用主排水系统安全检测检验规范》相关规定，判定该主排水泵合格”。

所检工作泵、备用泵、检修泵所检项目均符合标准要求。

　　2.2矿井水害及预防措施

　　根据本矿实际情况主要水灾隐患地点如下：

　　1、15101工作面：

　　15101皮带顺槽距15103皮带顺槽相隔保安煤柱18m，技术科探水队在15103皮带顺槽25#点处已施工放水孔8个。

截止目前，15101采空区正常涌水量约60m?

15101回风顺槽涌水量约10m?

对101采空水得到有效疏放，对工作面无水患影响。

加强工作面回风侧临时水仓排水工作，确保工作面排水系统正常。

　　2、15103工作面水患防范措施：

　　①15101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60m?

/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。

　　②15103切眼顶板砂岩裂隙水处理措施：

①为防止工作面回采期间初次来压，一旦顶板出水，冲刷切眼，造成进风机头淤煤，在15103切眼进风侧向西30m、60m分别各施工1处泄水巷与15101采空区打通，将工作面顶板水引入15101采空区。

　　③15103回风顺槽顶板砂岩裂隙水处理措施：

在15103回风顺槽对顶板砂岩裂隙水进行提前打孔疏放，①自2016年7月10日至7月15日在31号导线点西7.9m巷道南帮施工1#放水孔：

方位91°

、倾角36°

、终孔斜长82.1m、垂深44.7m，终孔为砂质泥岩，无水；

②自2016年7月18日至7月23日在31号导线点西2.5m巷道北帮施工2#放水孔：

方位90°

、倾角55°

、终孔斜长82.8m、垂深53.2m，终孔为砂岩，无水。

通过以上两个顶板放水孔进行验证，15103回风顺槽顶板砂岩裂隙水对15103工作面下一步回采至低洼点（31号导线点）处，构不成水患威胁。

　　④15103工作面回采期间，主要受顶板含水层水影响，采煤工区在回采期间一旦发现工作面架间顶板出现淋水，淋水变大，工作面气温降低，采空区有涌水流出，且不断增大；

顶板压力增大，发生片帮、局部冒顶及底鼓等出水预兆时，必须停止作业，立即汇报调度室，发出警报。

在原因未查清、隐患未排除之前，不得进行任何采掘活动。

　　3、15105掘进工作面：

　　计划施工的15105掘进工作面，严格参照2014年资质单位山东泰山地质勘查公司为本矿编制的《地面瞬变电磁法勘查成果报告》等相关资料进行分析、论证，针对强富水区编制探放水专项设计。

严格执行“有掘必探”原则，对顶板上覆强富水区，进行打孔疏放。

根据工作面掘进作业规程规定，完善排水系统。

　　4、150111回采工作面：

　　委托地宝公司对150111工作面进行水文地质勘查及防治水论证。

采用无线电波坑道透视对工作面地质构造进行探测。

采用工作面瞬变电磁对工作面顶板上覆30-70m范围内进行探测。

根据探测成果进行编制钻探设计并进行钻探验证，对顶板上覆富水区进行打孔疏放，对工作面出具工作面防治水论证结果。

　　三、其它防范水灾措施、注意事项：

　　1、强化培训职工安全意识，使全体作业人员必须熟悉透水前征兆、避灾路线和应急自救、互救。

遇到透水征兆时应立即停止作业。

撤出所有受水患威胁地点的人员，报告矿调度室，并发出警报。

　　透水征兆：

煤层变湿、挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板来压、片帮、淋水加大、底板鼓起或产生裂隙、出现渗水、钻孔喷水、底板涌水、煤壁溃水水色发浑、有臭味等。

　　2、及时清挖各处水仓，保证水仓的有效容量满足涌水量需要，水仓空仓容量保持总容量的50%以上；

主要排水地点必须有备用、检修排水设备及备用排水管路，备用、检修排水设备的能力满足《煤矿安全规程》规定；

其它排水地点应有备用排水设备，备用水泵等电器设备要保持完好状态，并定期检查，确保随时投入使用；

井下排水必须班班汇报调度室，并对矿井涌水量进行统计，确保实时掌握矿井水量情况，发现异常及时汇报矿调度室及各部门分管领导。

　　3、严格执行“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的防治水原则和“物探先行、钻探验证、有掘必探、先探后掘”的防治水方针。

预报必须根据工程进度计划，有年报、季报、月报和临期预报，月报必须每月1日前发放至相关单位。

每一采掘工作面必须进行不少于一种物探手段对水文地质情况进行探查清楚。

各掘进工作面必须做到不探不掘。

　　4、做好水文地质调查工作，定期与邻矿交换资料，停产放假期间，定期和邻矿交换矿井水量参数。

若发现下列情况，必须进行探水：

　　①接近水淹或可能积水的井巷、老空或相邻煤矿时；

　　②打开隔离煤柱放水时；

　　③接近可能与河流、湖泊、蓄水池、水井等相通的断层破碎带时；

　　④接近有出水可能的钻孔时；

　　⑤接近水文地质条件不清地区时；

　　⑥接近含水层、导水断层、溶洞和导水陷落柱时；

　　⑦接近井田边界或防水煤柱、接近煤层露头区域时；

　　⑧接近有积水的灌浆区；

　　⑨接近有可能突（透）水的区域时；

　　5、加强相邻矿井（开元煤矿和友众煤矿）信息沟通，发现矿井水害可能影响相邻矿井时，立即向周边相邻矿井发出预警。

　　6、目前矿井配备探、放水设备：

ZY-650型钻机2台、ZDY-1000S型钻机1台（超前探测长度200m）、FDG-A高密度电法仪一台。

探、放水设备和设施必须定期专人进行检查保养、维护、校验，确保探、放水工作正常进行。

探、放水区域必须安装通讯和配套的排水设备，并确保各种设施完好、正常使用。

探放水人员必须经过培训合格后，持证上岗。

　　7、排水管路、水泵必须经常处于完好状态，并有完好的备用水泵。

水泵司机必须坚守岗位，时刻注意观察水量变化情况。

每年必须进行一次水泵联合运转试验，核定矿井的排水能力。

　　8、做好邻近矿井的采空区调查工作，以免透空发生水灾事故。

　　9、做好水情水害预测预报工作，加强采掘区域内的水害调查，发现异常立即汇报调度室，并撤出受水威胁区域的工作人员，根据水害情况采取相应的防治水措施。

　　10、加强采掘区域对应地表的巡查力度，及时检查充填地表裂隙、清挖地面排水沟。

雨季时，加密巡查次数。

每次大、暴雨时和降雨后，必须派专人对观测地面积水与洪水情况、矿井涌水量等有关水文情况和井田范围及附近地面有无裂缝、采空塌陷、井上下连通的钻孔和岩溶塌陷等现象，及时向矿调度室汇报，并记录、存档。

　　情况危急时，矿调度室及有关负责人应当组织立即撤人。

　　11、每年雨季前必须对防治水工作进行全面检查，当暴雨威胁矿井安全时必须立即停止生产撤出井下全部人员，只有确认暴雨洪水隐患消除后方可恢复生产。

　　12、每年必须根据采掘安排，制定防范发生水灾事故的各种预案和应急措施。

并进行不少于一次水灾事故应急演练。

　　13、矿井必须成立防治水领导小组、探放水队伍、防汛抢险队伍，明确相应组织的职责，并督促严格落实。

　　14、每季度至少组织一次防治水隐患排查，对查出的隐患记录在案，并制定整改措施，督促进行整改完毕。

　　15、使用中的钻孔，应当安装孔口盖。

报废钻孔应当及时进行封孔，并将封孔资料和施工人员记录在案并存档。

　　16、矿井防隔水煤（岩）柱一经确定，不得随意变动，并通报相邻矿井。

严禁在设计确定的各类防隔水煤（岩）柱中进行采掘活动。

　　17、受水淹区积水威胁的区域，必须在排除积水、消除威胁后方可进行采掘活动。

　　18、煤层顶板存在富水性中等及以上含水层或者其他水体威胁时，必须实测垮落带和导水裂隙带发育高度并设计防隔水（煤）岩柱尺寸，当影响采掘安全时，应当超前进行钻探和疏放或者注浆改造含水层，消除安全隐患后，方可进行采掘活动。

　　19、井巷揭穿含水层或者地质构造带等可能突水地段时，必须编制探放水专项设计，并制定相应的防治水措施。

　　四、水灾事故的处理、撤离原则

　　行动原则：

采掘工作面或者其他地点作业人员发现煤层变湿、挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板来压、片帮、淋水加大、底板鼓起或产生裂隙、出现渗水、钻孔喷水、底板涌水、煤壁溃水水色发浑、有臭味等透水征兆时，应当立即停止作业，严格按照“避灾路线标志”标识，选择最近避灾地点避灾，一般情况下，人员不得向下山或独头巷道撤退，确实无路可退时，方可进入上山独头巷道。

撤出所有受水患威胁地点的人员后，报告矿调度室，并发出警报。