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矿井中长期防治水规划

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山西和顺天池能源有限责任公司

矿井中长期防治水规划

编制：

审核：

部长：

总工：

天池公司地测部

2011年12月10日

山西和顺天池能源责任公司中长期防治水规划

为认真贯彻落实“安全第一，预防为主”的方针、加强煤矿防治水工作，杜绝重大水害事故发生，确保煤矿安全生产和职工人身安全，根据《煤矿安全规程》、《煤矿防治水规定》特编制本规划。

一、概况：

该矿位于山西省和顺县城西南17km的喂马乡古窑村，范围长7.5km，宽3.5km，面积约18.7km²，呈不规则的多边形。

其前身为古窑煤矿，2003年开始改扩建，2006年投产，设计生产能力为120万吨／年，批准开采的煤层为3#-15#。

3#煤层平均厚度1.03m大部可采；8#、14#煤层局部开采；15号煤层平均厚度4.56m，为基本全部可采的稳定煤层。

截止到2010年底矿井保有储量12223万吨，可采储量6659万吨，尚可服务39年。

二、井田水文地质特征

本井田位于沁水煤田东北部边缘，井田内地形复杂，沟谷发育，植被稀少，地表部分被黄土覆盖。

大气降水经地表裂缝及基岩裂隙入渗进入井下，成为各含水层组地下水的主要补给源。

（一）、含隔水层：

该矿《矿井水文地质类型划分》为中等，含隔水层相间分布。

根据含水层的储水空隙类型和发育规律可划分为三种类型含水层，分别是第四系松散孔隙含水层；太原组灰岩、奥陶系灰岩岩溶裂隙含水层；二叠系砂岩裂隙孔隙含水层。

分述如下：

1、石灰岩岩溶裂隙含水层

区内主要石灰岩岩溶裂隙含水层有：

奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层和石炭系上统太原组K4、K3、K2石灰岩含水层。

奥陶系石灰岩质纯、坚硬，裂隙较发育，具方解石脉充填。

局部具有破碎带，破碎带成份以灰岩碎块为主，含大量泥质，充填方解石脉。

据井田内水文观测孔推测奥灰富水性弱，补10孔观测奥灰静止水位936m，推测井田区域内奥灰水径流方向为北东，水位坡度8.1‰。

井田开采下限标高930m，所以在井田深部局部区域受奥灰影响。

见下图：

受奥灰影响开采范围图

奥灰含水层上距15煤底板平均距为41.03m，计算突水系数为0.013，小于0.06，依据GB12719-91，因此推算，西北部小区域内奥灰含水层对15煤的开采没有影响。

太原组K4、K3、K2三层石灰岩，节理裂隙较发育，有方解石及泥质充填现象，局部有小溶洞。

勘探过程中对该含水层段作了抽水试验，单位涌水量为q=0.635×10-6～3.98×10-6l/s.m。

另外根据钻孔注水试验，该含水层含水性不均一，推断该含水层富水性为弱至中等，该含水层是矿坑充水的补给源。

2、砂岩裂隙含水层

二叠系砂岩裂隙含水层主要由石盒子组的K10、K9、K8砂岩含水层和山西组的K7砂岩含水层组成，为开采3#煤层的间接充水含水层。

二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层，岩性为中细粒石英长石砂岩，局部裂隙发育。

据314号水文孔对山西组含水层抽水试验资料，单位涌水量q=0.0013l/s.m。

根据钻孔注水试验资料分析，山西组砂岩裂隙含水层富水性弱，对3#、15#煤层的开采影响不大。

二叠系上、下石盒子组砂岩裂隙含水层主要有碎屑岩组成，地表大面积出露，局部黄土覆盖，主要含水层为K8、K9、K10。

二叠系砂岩含水层裂隙较发育，易储水，该地层直接受大气降水及地表水的补给，但出露地势较高，补给区地表水及浅层地下水循环较快，季节性明显，一般认为富水性弱，对15#煤层的开采无大的影响。

3、第四系及上石盒子组风化带含水层

矿井内第四系厚度0～72.70m，厚度极不均匀，主要分布于河水径流的低洼地区。

该段含水层的岩性主要为褐黄色粘土、浅灰白色砂砾层、浅灰绿色砂质泥岩、杂色泥岩、杂色砂质泥岩、棕褐色泥岩、灰绿色砂质泥岩。

该段富水性受大气降水及地面河流补给的影响明显。

根据补10号孔抽该层段水时，单位涌水量约为9L/s.m。

该含水层与3煤层之间由于有二叠系石盒子组泥岩等隔水层组相隔，对3#、15#煤层的开采基本无影响。

根据上述各含水层性质及补给条件，除第四系为强富水性含水层外，其他含水层富水性均为弱至中等。

而第四系含水层与3#、15#煤层间有多层泥、页岩相对隔水层，水力联系差，第四系含水层对开采3#、15#煤层影响小。

另外影响3#、15#煤层开采的含水层的单位涌水量在0.0013l/s.m～0.635×10-6l/s.m，因此将天池煤矿受采掘破坏或影响的含水层及水体划为中等。

（二）矿井及周边老空水分布情况

天池公司周边附近共有15座小煤窑，周边小煤窑与公司同是采掘15号煤及3号煤。

1.周边生产小煤矿

1）隆化煤业：

位于天池公司的北部，开采3-15号煤层。

2）神磊煤业有限公司：

位于天池公司东北部，开采15号煤层。

3）露天矿：

位于天池公司东南部，是对已报废古窑村煤矿一坑、古窑村煤矿二坑、古窑口煤矿、窑堤村煤矿的二次重采，开采15号煤层。

2.周边废弃小窑

另据调查发现周边共有废弃小窑12处，分别为西喂马有限责任公司、喂马乡煤矿一坑、喂马乡煤矿二坑、路岩岭煤矿、古窑村煤矿一坑、古窑村煤矿二坑、古窑口煤矿、窑堤村煤矿、远佛口煤矿、弓家沟煤矿一坑、弓家沟煤矿二坑、寒王煤矿，除远佛口煤矿开采3号煤层，喂马乡煤矿一坑开采3号、15号煤层外，其余10个小煤矿均开采15号煤层。

根据本矿井的实际情况以及调查邻近小煤矿生产后的情况，在开采煤层过程中，有顶板淋水现象，涌水量不大，但在回采后其采空区都有不同程度的积水。

周边小煤窑与本矿同是开采15#煤层及3#煤层，由于周围小煤窑的开采，对3#、15#煤层顶底板的水起到了共同疏放的作用，二采区东部边缘1150大巷以东为老空区，与其东部的小煤窑采空区有水力联系。

天池煤矿外围存在15个小煤窑，各小煤窑采空区的位置、范围及积水量基本清楚。

见下图：

附周边小煤窑关系图和周边小煤窑积水统计表

周边小煤窑关系图

周边小煤窑积水统计表

矿名

开采

煤层

开采

时间

生产

水平

主要充水

含水层

采空区

面积

（m2）

采空区

走向长

（m）

采空区估算积水量（m3）

井口

标高

（m）

备注

寒王煤矿

15号

1996

1200

K2、K3、K4

62075

517

1334

报废

西喂马村有限

责任公司

3号

1983

1340

3砂

80890

674

363

报废

喂马乡矿二坑

15号

1976

1420

K2、K3、K4

87560

730

1882

+1479

报废

喂马乡煤矿一坑

15号

K2、K3、K4

报废

神磊煤业有限公司（神掌沟煤矿）

3号

15号

1983

1400

3砂、K2、K3、K4

1781410

14845

38286

+1444.8

生产

弓家沟煤矿二坑

15号

1984

1380

K2、K3、K4

1038070

8651

22310

报废

益德煤业有限公

司（开元公司）

3号

15号

1983

1430

K2、K3、K4

730070

6084

15691

+1487.1

基建

古窑村煤矿二坑

15号

1988

1420

K2、K3、K4

473300

3944

10172

报废

路岩岭煤矿

15号

1987

1440

K2、K3、K4

495750

4131

10655

报废

古窑村煤矿一坑

15号

1988

1390

K2、K3、K4

125395

1045

2695

报废

古窑口煤矿

15号

1984

1380

K2、K3、K4

222670

1856

4786

报废

窑堤村煤矿

15号

1984

1250

K2、K3、K4

202260

1686

4347

报废

远佛口煤矿

3号

1984

1230

3砂

43650

364

196

报废

弓家沟一坑

15号

1973

1285

K2、K3、K4

46860

391

1007

报废

隆化煤业

基建

合计

11.37万m3

（三）本矿防治水工作

1、矿井涌水

根据2011年《生产矿井地质报告》，矿井正常涌水量为212.32m3/h，最大涌水量312.40m3/h。

根据《规定》，正常涌水量180≤Q1≤600m3/h，最大涌水量300≤Q2≤1200m3/h划为中等类型，因此矿井涌水量为中等类型。

2、矿井突水

矿区水文地质条件简单，通过调查，矿井主要以淋、滴水为主，淋、滴水量一般在0.5～1.5m³/h，最大为3.17m³/h（2010.3.31），

矿井从2005年至现在共发生过两次突水。

第一次是2010年9月24日主井涌水点突水100m³/h（正常涌水量为5m³/h）,原因是老空区闭墙倒塌老空水突然涌出，总突水量为600m³。

第二次是2011年7月3日副井涌水点突水500m³/h（正常涌水量为40m³/h），历时近一个月，总突水量为4万m³。

原因是7月2日矿区降大暴雨120mm/h,露天矿开挖区汇水面积0.5km²，汇聚降雨积水4万m³通过开挖区老巷道灌入。

见下图：

突水位置图

3、开采受水害影响程度

矿区外围存在大量的老采空区，老空开采煤层多为3#、15#层煤，且老空多开采浅部煤层，天池公司开采煤层多位于深部，其开采过程中老空水将顺层排泄至矿区内，影响煤矿开采。

另外矿井在生产过程中，部分地段存在淋水、滴水现象，对矿井的开采有一定的影响。

因此将开采受水害影响划为中等。

4、防治水工作难易程度

改扩建以来，天池公司煤矿开展的主要防治水工作有：

地质水文地质补充勘探（地面及水上钻探、物探）、地下水动态观测（井上下）、探放水（井下物探、钻探）、矿井排水（泵房、泄水巷、排水沟）及水文地质等工作，各项防治水工程能按计划完成，满足了矿井安全生产的需要。

综合评价该类别属中等。

三、结论

根据以上分析，按照《煤矿防治水规定》，天池公司《矿井水文地质类型划分》为中等。

防治水重点是地表水防治。

四、组织机构与人员

1、组织机构：

按《煤矿防治水规定》及上级有关规定、规程和要求，组建、成立了地测部防治水科。

2、成立专门的探放水领导小组

组长：

总工程师

副组长：

防治水副总工

成员：

地测防治水技术人员（4名）

3、成立专业的探放水队伍

队长：

钻机队队长

副队长：

钻机队副队长

成员：

钻机队全体员工

五、成立矿井防治水工作领导小组

1、领导小组：

为加强矿井水害的防治工作，构筑防灾体系，天池能源有限责任公司成立了矿井水害防治领导小组，下设办公室。

成员如下：

组长：

张华（总经理）

副组长：

刘振岭（总工程师）

成员：

副总以上领导及各相关部门的负责人。

领导小组下设办公室，办公室设在地测部，办公室主任由地测副总工李新亮担任。

2、职责：

（1）组长（总经理）：

负责解决防治水工作中的人力、物力和资金问题，保证防治水工作的正常进行。

（2）副组长（总工程师）：

负责贯彻上级的有关规程、条例、规定和细则，及时组织编制防治水总体规划和年度工程计划，并负责实施中的技术工作。

（3）公司分管领导及副总以上人员：

对防治水措施负责落实责任。

（4）各相关部门：

按专业的不同分解管理范围，明确责任，分口把关，确保防治水全过程不出现问题。

（5）办公室主任：

负责防治水工程中的日常工作。

及时向领导小组汇报防治水工程进展情况，传达领导小组的工作指令，组织召开有关部门和专业技术人员会议，解决防治水工程中的具体问题。

六、历年来完成的防治水项目（工程）：

天池公司历年完成的防治水项目（工程）资金投入一览表

序号

项目名称

设计单位

施工（编制）单位

验收单位

完成时间

完成投资金额（万元）

备注

二采区三维地震勘探

江苏物测队

兖矿地测部、天池公司

2006年11月

462.55

二采区补充勘探

兖矿东华公司

兖矿地测部、天池公司

2007年9月

603.37

三采区三维地震勘探

河南物探队

兖矿地测部、天池公司

2010年1月

340.56

三采区补充勘探

中国矿大

兖矿东华公司

兖矿地测部、天池公司

2010年5月

524.2

三采区瞬变电磁勘探

河南物探队

兖矿地测部、天池公司

2010年6月

36.2

五采区瞬变电磁勘探

河北环宇公司

兖矿地测部、天池公司

2010年10月

二采区地质说明书

兖矿东华公司

兖矿地测部、天池公司

2007年

三采区地质说明书

兖矿东华公司

兖矿地测部、天池公司

2010年

生产矿井地质报告

中国矿大

山西省煤炭厅、晋中市煤管局、兖矿地测部、天池公司

2010年12月

矿井水文地质类型划分报告

山东方元公司

兖矿地测部、天池公司

2010年6月

101工作面顶底板富水性探测

西安煤科院

天池公司

2005年11月

103工作面顶底板富水性探测

西安煤科院

天池公司

2007年7月

102工作面顶底板富水性探测

西安煤科院

天池公司

2009年9月

201工作面顶底板富水性探测

西安煤科院

天池公司

2008年11月

401工作面顶底板富水性探测

兖矿东华公司

兖矿地测部、天池公司

2010年10月

202工作面顶底板富水性探测

兖矿东华公司

天池公司

2011年12月

1号井封堵

西安煤科院

天池公司

2005年12月

1号井防水闸墙

兖矿设计院

景德公司

天池公司

2006年

专用进风井地面改造

兖矿设计院

兖矿地测部

2009年5月

6.7

专用进风井4#防水闸墙

兖矿设计院

兖矿地测部

2009年10月

主井注浆加固

兖矿设计院

兖矿地测部

2010年10月

露天矿封堵

兖矿设计院

天池公司掘进三区

天池公司

2008年6月

2010年地面塌陷坑治理

天池公司地测部

河南华安公司

天池公司

2010年6月

2011年地面塌陷坑治理

天池公司地测部

紫圆公司

天池公司

2011年10月

主井防水闸墙

天池公司技术部

天池公司掘进三区

天池公司

2009年4月

2.8

总回风巷出水点处理

兖矿设计院

天池公司通防工区

兖矿地测部

2010年5月

井下涌水点安装自动观测系统及地面水文长观孔水位观测系统

山东科技大学

天池公司

2008年12月

防暴型多功能流量仪（两台）

2006年

2010年

降雨量自动观测系统

2009年

副井人行通道修筑闭墙（３处）

天池公司技术部

天池公司掘进一区、掘进二区、通防工区

天池公司

2011年7月

直流电法仪一台

2009年

四采区地质说明书

兖矿东华公司

天池公司

2009年12月

合计金额

2504.38

七、中长期规划：

（一）、积极开展矿井水文地质及防治水科学研究，推广应用新技术，新方法：

1、应用水文地质物探，涌水量预计，水害监测和突水预报等新技术，新手段，新方法。

建立健全水文地质防治水数据库和图库系统，不断提高防治水工作技术水平。

2、安装先进的水位（压）自动观测技术，实现同步，连续自动观测。

为防止仪器故障，信号等中断观测，采用自动观测技术的水位（压）长观孔，其装置应同时满足人工观测要求。

如出现观测孔被破坏等情况时，3个月内必须处理完毕。

（二）认真进行矿区（区域）水文地质资料的搜集，调查，分析和研究：

1、地表水体观测，按《矿井水文地质规程》（试行）规定要求进行。

一般每月观测一次。

大雨或暴雨后加密观测次数。

2、水位（压）长观孔要统一编号。

并测定坐标和标高。

观测点标高每年复测一次。

3、使用中的长观孔都安装孔口盖，水文长观孔都安装了自动水位观测系统。

（三）地面防治水

1、主井工广防洪排涝系统：

汇集于主井工广的排涝沟，神掌沟和后窑堤沟，按照“小流域的设计流量”计算公式进行百年一遇时洪水流量的计算，主井口百年一遇洪水位标高为+1373.19m。

设计主井口标高为井口处河道百年一遇洪水位加安全值，经计算井口标高为+1374.19m，高于主井口百年一遇洪水位标高，能保证主井设备和生产设施的安全。

另外，主井工广地势北高南低，高差较大，地面排水依地势由北向南排入河流。

同时通过场区设计有一坐5m长的钢筋混凝土盖板涵洞以满足排洪的需要。

并对原有的涵洞进行重新设计改造，每年雨季前都必须及时清挖，确保水流畅通，对工广更加安全。

2、副井工广防洪排涝系统：

副井工广地势较高，地面排水系统依据山区地形设有排水边沟，并在局部地段设有挡墙，根据防洪排水的需要陆续增设水沟，护坡，并及时清理水沟，维持边坡稳定，保证水沟流畅，扩大防洪通道，确保其不受威胁。

3、风井工广防洪排水系统：

风井工广地处局部高地，排水系统主要使地面雨水引入临近河道。

并保持地面水沟畅通，增大防洪排水通道，提高防水抗灾能力，满足矿井防治水要求。

4、及时清理工广，井田范围内的危岩。

治理地表局部塌陷，充填夯实地表裂缝。

防治大气降水下渗造成井下水害。

5、根据采掘工程进度情况，及时清除采空区上方、工广周围的危岩、矿渣等。

防止汛期因大雨，暴雨引发的山洪滑坡及泥石流所造成的水灾水害。

6、制定地面防治水计划，建立夏季“三防”机构，执行汛期之间24小时调度值班制度。

对重点工程，制定具体实施方案，并组织抢险队伍，定期进行演习，储备足够数量的防洪抢险物资。

7、每年4月底前，对本公司地面防洪工程，防洪设施进行全面检查，每次大雨或暴雨过后，组织人员检查河流的泄洪和地面、堤坝裂缝，塌陷情况，发现问题，及时处理。

8、合理安排采掘作业，使采掘作业活动造成的河堤等地表塌陷治理工程避开汛期。

9、根据工广建筑物的增加与扩展，不断增加强化工广防排水系统，形成排水网络。

使工广建筑物即布局合理，错落有致，又不受洪水影响。

（四）气象资料：

按《矿井防治水规定》建立气象观测资料台帐，并在矿调度室建立雨量观测站。

（五）启封封闭质量不合格的钻孔：

对井田范围内的所有地质勘探钻孔，逐一统计建帐。

并根据采掘工程进展和采场接续情况，对封孔质量达不到要求，有可能因钻孔溃水造成水害水灾的钻孔，逐年有计划的进行重新启封。

（六）收集，调查周边小煤窑资料：

对周边小煤窑开采情况，采空区积水范围、水量、水情等进行详细调查，收集，登记建帐，并随时掌握其动态，制定针对性的防治措施。

（七）井下防治水

1、各类煤柱的留设：

在建筑物四周外推15m作为维护带。

然后新生界按45°角，基岩按72°角推至各可采煤层，据此留设各建筑物保安煤柱，井田边界防水保安煤柱按40m水平宽度平行边界留设，相邻矿井各留20m；主要大巷及一般巷道均留设防水保安煤柱，其宽度为30—50m。

2、井下排水：

矿井主排水设备采用中央集中式排水，在副斜井井底水平设有中央水泵房及水仓，集中排出矿井水。

井底车场水平标高+1150.00m，井口标高+1416.8m，设计矿井正常涌水量220m3／h，矿井最大涌水量预计420m3／h，排水设备选用三台MD280-43×8型矿用多级离心泵，其中一台工作，一台备用，一台检修。

额定流量280m3／h，扬程344m，配备厂家成套YB450MZ-400型高压防爆电机，额定功率400KW，额定电压10KV。

排水管路，选用D273×8无缝钢管两趟，其中一趟工作，一趟备用。

井下水泵房及水仓，布置在副斜井的两侧，利用原水泵房改造，新施工井下水仓，由内外两仓组成，其净容量为1897m3，中央水泵房设有管子道，与副斜井井筒连接，排到地面矿井水处理系统。

选用以上设备，一台水泵工作时，能在16.1h内排出矿井24h的正常涌水量。

2台水泵和两条管路同时工作时，能在15.4h内排出矿井24h的最大涌水量，满足《煤矿防治水规定》排水能力要求。

3、采掘工作面涌水经分级排水至副井底车场大巷，自流进入水仓，经水泵排到地面矿井水处理系统。

4、水泵，水管，闸阀，排水设备输电线路，确保完好。

并在每年雨季前要全面检修1次，对全部工作水泵和备用水泵进行1次联合排水实验，发现问题，及时处理。

5、及时清理水仓，沉淀池和水沟中的淤泥。

并在每年雨季前必须清理1次。

6、水害隐患排查和水害（情）预测预报：

做好季度，月度隐患排查，对排查出的水害隐患要逐项登记，分别跟踪管理。

同时做到项目、资金、措施、人员、时间“五落实”。

7、根据季度，月度水害排查结果，做好季度，月度水害（情）预测预报和分析工作。

预测预报等资料及时送交有关领导和生产、安监部门及有关区队，并根据施工进度及水患具体情况，提前5-6天发出水害通知单，同时做好记录。

8、每月进行1次以上防治水安全检查，对查出的问题要责任到人，及时处理。

9、加强老空区积水的调查：

积水范围、水位、积水量等。

建立调查台帐。

同时将积水量和积水范围，外缘标高等填绘到采掘工程平面图上。

10、要加强与邻矿之间的协调，逐步签定安全互保协议。

定期搜集，调查、核实，相邻矿井位于边界的采掘活动、老空区积水与废弃老窑积水情况，对本矿安全构成威胁的要抓紧协调解决，并向矿所归属的上级主管部门报告。

（八）井下防探水

严格执行“有掘必探，有采必探，先探后掘，先探后采”的探防水制度。

探防水工程要编制专门的探防水设计，建立健全疏排水系统，并严格按批准的设计和措施超前探防水。

探防水措施必须有防止瓦斯和其他有害气体的伤害等安全措施。

1、采煤工作面设计，采掘作业规程必须有充水条件分析，防治水措施及避灾路线。

2、受水害威胁的巷道掘进时前，要编制专门的防治水措施，经审批后实施。

3、回采工作面采动影响范围内的含水层（体），含水构造和未封闭或虽封闭但封闭质量不良的钻孔影响安全生产时，必须采取相应的防治水措施。

4、坚持“预防为主”的原则，建立健全采掘工作面排放水系统。

排放水能力应不小于预计最大涌水量的1.5倍，应积极创造条件利用水沟，放水孔，泄水巷等进行自然方式排水。

5、采掘工作面或其他地点发现有突水预兆时，必须停止作业，采取措施，并立即报告调度室，发出警报，撤出所有受水灾威胁地点的人员。

（九）逐步建立健全

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