长青矿防治水方案.docx
《长青矿防治水方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《长青矿防治水方案.docx（9页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
长青矿防治水方案
习水县长青一矿
防
治
水
方
案
编制人：
二0一0年一月八日
井筒施工期间防治水方案
一、矿井概况：
矿井位于习水县二郎乡长坝村，距习水县城区33公理，距二郎乡5公理，矿区有乡村公路相接，交通较为方便。
矿区属云贵高原山区、低中山地貌；矿区内山脉走向整体为北东-南西向，主要受区内构造、岩性控制。
地势表现为东部低，西部高。
矿区内最高海拔标高+1043.6m,最低海拔标高+460m,相对最大高差583.6m，一般200~400m。
矿区年最高气温34.4℃，年最低气温-8.3℃，年平均气温13.1℃；年最大降水量1179.2㎜，年最小降水量774.7㎜，平均年降雨量1150㎜，日最大降水173.8㎜；雨季为每年的6～8月份，属亚热带温和湿润气候区。
赤水河流经矿区西南面，最低标高310m。
桐梓河流经矿区南面，最后汇入赤水河。
根据区域水文地质资料，赤水河河谷标高310m应为区域最低侵蚀基准面。
矿区内溪沟较发育，其中两岔河为矿区内最大的一条溪流，从北东至南西流经矿区东部，最低标高460m，流过煤系地层时最低标高480m。
二、井田概况
（一）井田地层及煤层
矿区内出露的地层有：
二叠系下统茅口组（P1m）、上统龙潭组（P2l）、长兴组（P2c）、三叠系下统夜郎组（T2y）。
地层倾向120～160°，一般为140°左右，倾角26～40°，一般为30°左右。
地层在走、倾向上呈微波状起伏。
断层：
地质报告描述“断裂构造不发育”。
褶曲：
矿区位于桑木场背斜南东翼南段。
桑木场背斜位于桑木场~茅坪一带，轴向北东~南西向，两翼地层状大致对称。
矿区内为单斜构造，未见明显的次级皱褶现象。
矿区地质构造复杂类型属中等类型。
龙潭组为本矿区主要含煤地层，总厚度70~90米，平均厚度78m，可采煤层总厚度5.69m，可采煤层含煤率7.29%。
矿区内含有可采煤层3层，即为5#、8#、12#煤层，其煤层特征如下：
5#煤层：
位于龙潭组中上部，厚度1.28～1.87米,平均厚1.57米,顶板为含炭质泥岩、粉砂岩,底板为含炭质泥岩、粉砂岩,是矿区主要稳定可采煤层之一。
8#煤层:
位于龙潭组中下部，厚度1.86～2.18米,平均厚2.00米,顶板为粉砂质岩、炭质泥岩或细粉岩,底板为粘土岩,是矿区主要稳定可采煤层之一。
12#煤层:
位于龙潭组底部，厚度1.75～2.52米,平均厚2.12米,顶板为粉砂岩、细砂岩。
底板为粘土质硫铁矿或含黄铁矿粘土岩。
是矿区主要稳定可采煤层之一。
其可采煤层特征见下表：
煤层特征表表一
煤层编号
煤层厚度
（M）
煤层间平均间距
（m）
煤层结构
煤层稳定性
煤层倾角（°）
顶底板岩性
最小～最大
平均
顶板
底板
5#
1.28～1.87
1.57
22
不含夹矸
稳定
30
含炭质泥岩、粉砂岩
含炭质泥岩、粉砂岩
8#
1.86～2.18
2.00
未提供
稳定
30
粉砂质岩、炭质泥岩或细粉岩
粘土岩
16
12#
1.75～2.52
2.12
含夹矸1层
稳定
30
粉砂岩、细砂岩
粘土质硫铁矿或含黄铁矿粘土岩
（二）水文地质
矿区呈北东~南西向展布，为低中山地貌，且东部低，南部高。
最高海拔标高+1043.6m,最低海拔标高+460m,相对最大高差583.6m，一般200~400m。
赤水河流经矿区西南面，最低标高310m。
桐梓河流经矿区南面，最后汇入赤水河。
根据区域水文地质资料，赤水河河谷标高310m应为区域最低侵蚀基准面。
矿区内溪沟较发育，其中两岔河为矿区内最大的一条溪流，从北东至南西流经矿区东部，最低标高460m，流过煤系地层时最低标高480m。
矿区水文地质特征：
该矿区水文特征主要以大气降雨为主的顶板裂隙充水、老空区积水和茅口组灰岩，水文地质条件为中等复杂，地质报告中未提供矿井涌水量资料，但矿区范围内有部分采空区，积水情况不清，采掘过程中除留足防水煤（岩）柱外，还必须加强探放水工作，坚持“逢掘必探，先探后掘”的原则，防止透水事故的发生。
（三）其它开采技术条件
（1）煤层顶底板情况
5#煤层：
直接顶、底板为含炭质泥岩、粉砂岩,具有不明显的水平层理，易碎裂。
岩性在平面上变化不大，采煤后易垮落，必须随掘进随支护。
炭质泥岩之上为数米厚的粉砂岩，稳固性中等。
8#煤层:
直接顶板为粉砂质岩、炭质泥岩或细粉岩,厚度大于1~10m，裂隙不发育，稳定性较好；底板为粘土岩,吸水后易膨胀。
12#煤层:
直接顶板粉砂岩、细砂岩，局部见5cm厚的炭质泥岩、粉砂质泥岩伪顶。
粉砂岩、细砂岩裂隙不发育，稳定性较好，炭质泥岩、粉砂质泥岩稳固性较差。
底板为粘土质硫铁矿或含黄铁矿粘土岩，吸水后易膨胀。
（2）矿井瓦斯
矿井为新设置矿权的新建矿井，各煤层中的瓦斯含量不明,我矿附近无生产矿井，根据AQ1018-2006进行了瓦斯涌出量预测，预测结果矿井相对瓦斯涌出量为61.795m3/t,绝对瓦斯涌出量为22.43m3/min。
本矿井未进行矿井瓦斯等级鉴定和煤与瓦斯突出鉴定，按煤与瓦斯突出矿井进行管理，矿井投产前，按规定进行矿井瓦斯等级鉴定和煤与瓦斯突出鉴定,届时,再根据矿井鉴定结果及时修定矿井通风参数,以保证矿井安全生产。
（3）开采煤层的煤尘爆炸性
根据贵州省煤田地质局实验室于2009年7月2日和2009年8月5日提交的《习水县长青一矿5#、8#、12#煤层的煤尘爆炸性鉴定报告》，鉴定结论为：
本矿井所开采的5#、8#、12#煤层均无煤尘爆炸性。
（4）开采煤层的自然倾向性
根据贵州省煤田地质局实验室于2009年7月2日和2009年8月5日提交的《习水县长青一矿5#、8#、12#煤层的自燃倾向等级鉴定报告》，鉴定结论为：
本矿井所开采的5#、8#、12#煤层均属不易自燃煤层。
（5）瓦斯和煤（岩）突出情况
矿区内无煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出现象记录，矿区内煤层是否有煤（岩）与瓦斯突出不清，我矿已与贵州兴源科技有限公司签定了矿区内5#、8#、12#煤层的煤（岩）与瓦斯突出鉴定合同书，在矿井开工建设后立即进行该项工作，届时，再根据矿区内的煤（岩）与瓦斯突出鉴定报告结果调整矿井建设中的“四位一体”的防突措施。
（6）地温及冲击地压
本矿区地温、地压正常，预计在生产过程中不会出现过地温异常现象及冲击地压现象。
三、矿井设计概况
矿区面积：
2.5492km2（走向长2.63km，倾向宽0.51~1.45km）。
开采深度：
900~300m。
全井田保有储量为1812万t，可采储量为940.16万t，矿井设计生产能力15万t/a。
矿井服务年限为44.76a。
矿井开拓方式为平硐单水平上、下山开拓，布置三条井筒：
主平硐、副斜井、回风斜井，主平硐用于矿井运输、进风和行人，井口坐标及标高：
X=3120942m，Y=35631861m，Z=+492m；副斜井用于矿井辅助提升、行人、敷设管道及电缆，井口坐标及标高：
X=3121064m，Y=35630520m，Z=+794m；回风斜井用于矿井总回风和敷设瓦斯抽放管路，井口坐标及标高：
X=3121057m，Y=35630481m，Z=+797m。
四、防治水的安全技术措施：
井下防治水可归纳为“查、探、放、排、堵、截”六个字。
在井筒施工期间将不断积累和掌握相关水文地质情况，为防治水提供依据。
因此，在井筒施工期间防治水的措施主要为：
井下探水、注浆堵水和加强排水。
1、井下探水
探水起点：
茅口组灰岩富含水，但有含水不均匀的特点，其积水范围难以准确掌握，本着“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则，井筒施工将把茅口组灰岩作为可疑水源，探水起点与可疑水源留的安全距离为：
（1）煤层中不小于30m,岩层中不小于25m;
（2）小窑积水区,其积水界线不能确定时,探水线至推断的积水界线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,探水线到其预计煤柱线的最小距离不得小于60m。
钻孔深度及超前距离：
为使钻孔保持超前采掘工作面不小于25m，钻孔深一般在50m左右。
钻孔直径：
探水钻孔一般兼作排水钻孔。
因此，决定孔径时，既要使积水能顺利排出，又要防止冲垮孔壁，所以孔径不小于75mm为宜。
钻孔布置与孔数：
钻孔可按扇形布置，不仅要考虑水平方向的布置和密度，还要考虑垂直方向的布置和密度，要使钻孔进入顶底板围岩。
探水钻孔间距不得大于3m，一般不得少于3个。
探水时的安全措施:
（1）探水前应加固探水工作面的支护,背好帮顶,以免压力水冲垮持护;
（2）清理好巷道,保证安全撤退路线畅通无阻;（3）保证排水沟畅通,保证水仓和排水设备有足够的容量;（4）探水地点要安设电话,一旦发现透水又无法控制时,可立即通知的关的险区人员撤离;（5）打钻过程中,如发现煤岩变松或沿钻杆向外流水超过正常打钻供水量时,必须立即停钻（但不能移动或拔出钻杆）,派人监视水情,并报告矿调度室，如果情况危急，必须立即通知受水威胁地点撤人，并采取应急措施；（6）钻孔接近老空区，估计有可能涌出沼气或其它有害气体时，必须有检查瓦斯人员在现场检查空气成分。
发现有害气体超过规定，立即停钻停电、撤人，并报告调度室处理；（7）预计水压较大时，孔口要用套管加固，使钻杆通过套管打钻，套管上装有水压表及闸阀；探到水源后，即利用套管放水；（8）工作人员要熟悉透水预兆，当发现透水预兆或发生大量涌水，应立即报告现场指挥部，采取措施或安全撤退。
2、注浆堵水
注浆堵水是将专门制备的将液通过管道压入地层或裂隙或孔洞，经凝结、固化后达到堵隔水的目的。
矿井2个井筒都是250以上的角度下山掘进，当涌水量大于10m3/h时，将严重影响掘进的速度，因此当井筒掘进工作面涌水量大于10m3/h时，即停止掘进，进行预注浆堵水。
一般情况，注浆段距为50m，掘进40m，留10m。
采用潜孔钻机打眼，先埋设并加固孔口管，然后通过孔口管再打注浆孔，最后用注浆泵通过孔口管向岩层注浆孔输送浆液。
为了保证注浆效果，分为3个段进行钻注，工作面布置2圈16个眼，布孔方式为径向斜孔，即在井筒周边距井壁0.5m,布置8个角度为8.40,垂深为40m的注浆孔,里圈眼布置4个角度为30.50、垂深为10m的注浆孔和4个角度为110、垂深为30m的注浆孔，2圈眼要错开，目的是使裂隙得到反复充填，以便在注浆段内井筒外围5m形成封水帷幕。
另外，注浆结束后，为检验及巩固注浆效果，在工作面4个象限分别布置1个检查孔兼补充注浆钻孔，查看注浆效果和补充注浆。
注浆选用普通硅酸盐水泥单浆液，添加剂为水泥用量0.05%R三乙醇胺和0.5%的食盐,水玻璃浓度为350～400Be,封孔选用水泥、水玻璃双液浆，单液浆水灰比采用4:
1，3:
1，2:
1，1:
1，0.6:
1五种,双液浆配制水泥与水玻璃的体积比为1:
1,1:
0.5。
3、加强排水
加强排水工作分两种情况进行，第一种是能保持正常掘进期间（涌水量处于预计的正常涌水量时）的排水；第二种是不能保持正常掘进期间（涌水量大于预计的最大涌水量或出现透水事故时）的排水。
斜井井筒分两级排水，在斜井井筒中部水平设一个临时排水硐室，安装两台200米扬程的防爆水泵，铺设直径￠108mm管路一趟，与地面排水系统联接。
掘进工作面安装排污泵两台（备用一台），两趟2寸的尼龙管与之联接排水，掘进超过100m设一临时水仓，安装两台150米扬程的防爆水泵，接直径￠108mm管路一趟，向临时排水硐室排水，每掘进100m挪一次泵接力排水。
正常情况下：
掘进工作面排水向临时水仓排，临时水仓向临时排水硐室排水，临时排水硐室向地面排水。
紧急状态下：
起用事先准备的应急排水设备排水（300米扬程的防爆水泵三台或流量300立方米/小时以上、扬程400米以上潜水泵两台，直径￠213mm无缝钢管管路1500m）。
五、透水事故处理
1、透水预兆
采掘工作面透水前一般都有预兆，井下工作人员熟悉这些预兆，对于及时采取对策，保证人员安全撤离有着重要作用。
透水预兆有以下几种：
巷道壁或煤壁“挂红”；煤层变冷；淋水加大，顶板来压，或底板鼓起并有渗水；出现压力水流（或称水线）；煤层有不挤出，并产生“嘶嘶”声；工作面有害气体增加；煤壁或巷道壁“挂红”、酸度大，水味发涩有臭鸡蛋味；煤发潮发暗。
矿井水源类型不同，出现的预兆也不同：
老空水：
一般是死水，年代久远，含铁锈等杂质多。
所以“挂红”、酸度大、水味发涩（暂不存在）；
断层水：
断层附近岩层较破碎，故一般工作面出现来压，淋水增大、有时在岩缝中见到淤泥，底部出现射流，水呈黄色等；但很少“挂红”、水无涩味；
溶洞水：
大多在石灰岩中遇到，有时出现来压，柱窝和裂缝渗水、浸水等现象；溶洞水呈黄色或灰色，带臭味，有时也出现“挂红”；
冲积层水：
如隔离煤柱过小、回采冒后，裂缝沟通过冲积层时可能遇到，冲积层水涌出的特点是，初时往往水较小，水色发黄，夹有砂子，以后水量变大。
在发现涌水预兆或大量涌水时，应停止作业，迅速报告调度室，采取相应的防水措施，并通知有关地段撤退人员。
2、透水时的措施
突然透水时，除立即报告上级领导外，应发扬临危不惧的精神，在班长、组长或老工人指挥下，迅速组织抢救。
首先要尽力就地取材、加固工作面，设法堵住出水点。
如果水势很猛，无法堵住，则应有组织地沿着避灾路线，迅速撤至地面。
矿领导接到透水报告后，应立即通知援救，同时根据水灾可能小组及范围，通知有关人员撤离危险区。
井下排水设备，在透水后应全部启动排水，水泵司机和维修人员必须发扬高度负责精神，坚守岗位，精心看管和维护排水设备，使用权其始终处于完好状态。
事故发生后，各级领导应准确查核井下人员，，如发现人员被子堵塞于井下，应首先制订营救人员的措施。
3、恢复被淹井巷及安全措施
排除积的方法有：
1）直接排干法：
就是增加排水能力，直接将所透的全部积水（包括静储时和动储量）排干。
此法适用于水量不大、补给水源有限的情况下。
2）先堵塞后排：
当涌水的动储量特别大，补给丰富，用强力排水不能排干时，必须先堵住涌水通道，截住补给水源。
然后再排水。
在整个排水恢复期间，需采取下列安全措施：
1）保持通风良好，经常检查气体含量；
2）严禁在井筒内或井口附近使用明火灯或其它火源，以防止井下瓦斯突然大量涌出时引起瓦斯爆炸；
3）在井筒内安装排水管或进行其它工作的人员都必须带自救器；
4）在修复井巷时，应特别注意防止发生冒顶事故。
升级会员 