西坡煤业一二采区带水压开采防治水设计院已审Word文档下载推荐.docx

1、我国煤矿突水研究已经历了50多年，对煤层底板的突水机理及防治水技术的研究始终伴随其中，是研究突水的一个重要方面。近年来，随着探查技术，尤其是物探技术、测试手段、注浆改造含水层和加固隔水层技术的不断进步，一系列新技术不断的被采用，带压开采综合防治水技术得以不断的完善和发展。总体来说，我国在煤层底板水防治技术研究方面做了大量卓有成效的工作，理论、实践水平较高。为了应对更深水平开采过程中遇到的新情况、新问题，确保煤炭开采取得良好的经济、社会效益，同时使带压开采技术手段综合化、最优化进而制度化，使带压开采措施更具针对性和前瞻性。为此，东辉集团西坡煤业委托中煤科工集团研究院进行带压开采防治水设计工作，主

2、要容有：1、收集、分析和研究西坡煤业区域及矿井地质、水文地质资料，主要包括以往地质、水文地质勘探资料，矿井生产实际揭露的水文地质资料以及临近矿井资料等；2、分析矿井目前开采存在的水文地质问题，对带压区域进行突水危险性分区及危险性评价；3、对带压开采区域进行带压开采防治水技术设计，容包括：（1）提出带压开采防治水总体技术路线；（2）采动条件下底板隔水层破坏深度探测；（3）带压区水文地质补充勘探设计；（4）对西坡井田断层等导水构造提出主要探查手段和方法，做出治理方案设计；（5）对现有排水系统进行评价；（6）提出带压开采突水预测预报技术方案，并做出带压开采工程费用概算；（7）提出矿井日常水文地质工作

3、要求及细则。接受任务委托后，中煤科工集团研究院组织相关专家和技术人员成立了项目组，针对上述主要容展开工作。本次带压开采技术设计主要依靠前期勘探资料和矿井实际揭露的资料以及邻近矿井揭露的资料的基础上编制的，需在以后的工作中进行补充和完善。2、矿井概况2.1 矿井基本概况西坡煤业位于河东煤田中段，离柳矿区三交三号精查区中部，行政区划属省吕梁市柳林县西王家沟乡、孟门镇及临县碛口镇管理。井田地理位置坐标：北纬373435373810；东经：11045471105122。煤矿兼并重组整合后现有2009年11月由省国土资源厅颁发的采矿许可证，其证号为C45989，矿区面积44.9676km2，批准开采2、

4、4、5号煤层（4、5号煤层在井田大部合并为5（4+5）号），生产规模为120万t/a。该矿现为基建矿井。其2、4、5号煤层井田围由下列10个坐标点连线圈定。80坐标（6度带）： 点号 X Y1 4167151.47 19479029.422 4167151.49 19486929.493 4164051.47 19486929.494 4164051.47 19486479.495 4161751.72 19486479.506 4161751.71 19484929.497 4159951.43 19484929.498 4159951.42 19481403.279 4162091.43

5、19480129.4510 4165621.46 19479669.432.2 位置、交通矿区交通较为便利，矿井工业场地南距柳林县城约28km，西王家沟乡孟门镇三级公路从选定的工业场地北部0.9km处通过，沿黄扶贫公路呈南北向从井田经过，距工业场地最近处约0.66km。在柳林县通过孝义柳林铁路王家会煤炭集运站，可通达全国各地。见交通位置图2.1。图2.1 西坡煤矿交通位置示意图2.3 地形、地貌西坡煤业属吕梁山系，为典型的黄土高原地貌。按其形态类型分为侵蚀地形及堆积地形，前者占绝对优势。侵蚀地形表现为强烈切割的梁峁状黄土丘陵，分布于井田大部分地区。冲沟密集而狭窄，形态多呈“V”字型，与黄土梁、

6、峁、垣相间分布，常见陡崖黄土残柱及陷穴等微地貌景观。沟谷两侧及谷底有基岩零星出露。井田由于植被稀少，致使水土流失严重。堆积地形主要发育在湫水河谷，为冲积、洪积堆积。湫水河河谷宽阔、平坦，一般宽200m左右，两岸断续分布着级阶地。纵观井田地形，大致东高西低，黄河河谷及湫水河谷为低洼地带，主支沟基本垂直湫水河和黄河河谷，在井田北部呈南东北西向分布，中部及南部呈东西向分布。井田地形最高点位于井田东北部，标高1035.20m。最低点位于井田西南部，标高652.70m。最大相对高差382.5m，一般相对高差100150m。2.4 水文、气象西坡井田河流属黄河水系。湫水河为流经井田北缘的河流，发源于兴县黑

7、茶山南麓，经阳坡水库入临县境，在碛口镇注入黄河。全长107km，距井田北界6km处的林家坪水文站为湫水河下游一站，多年平均流量3.22m3/s，最大月平均流量54.5m3/s，最小月平均流量0.01m3/s。1967年8月22日最大流量为3670 m3/s，湫水河属枯水期较短的季节性河流。黄河从井田西部边缘流过，流经距离约10km。河底高程650m664m，流向由北向南，据吴堡水文站19521977年资料，年平均流量924.4 m3/s，最大流量19500m3/s。井田地处晋西北黄土高原，为大陆性季风气候，属暖温带半干旱地区。气温变化悬殊，四级分明。夏季雨量集中，有时出现洪水灾害，而冬春两季多

8、西北风少雪雨。年平均气温8.8，1月份最低，平均为7.6，极值为24.8；7月份最高，平均为22.6，极值为37。见表2-1和图2.2，柳林县多年平均年降水量为479.2mm，最大降雨量在7月份，为119.2mm，见最小在1月份，为4.5mm。日最大降水量在1970年8月9日，为162.5mm。雨量集中于7、8、9月份，占全年的53.15。蒸发量最大在6月份，多年平均值约为180mm。柳林县19811990年降雨量分布表 表2-1观测年限降 水 时 期 特 征多年平均降水量（mm）1、2、3、12月4、5、6、10、11月7、8、9月降水量（mm）占全年（%）占全年（%）1981至1990年4

9、1.108.57183.438.28254.753.15479.2图2.2 柳林县多年平均降雨量、蒸发量图2.5 地震据省地震局颁发的地震烈度表，西坡井田属6级震区。记载井田未发生过震。2.6 矿井及小窑井田无生产矿井和废弃小煤窑，只在井田东界外至煤层露头线附近，集中分布着一些生产小窑和停废窑，这些矿井主要生产3、4号煤层。在井田南部原邓家庄煤矿为生产矿井，开采5（45）号煤，该矿属于东辉集团。2.7 防排水系统目前西坡煤矿建有副井底车场水仓，有效容量3406m3；泵房选用MD450-606型矿用耐磨多级泵3台，从泵房引出两趟DN32510水管，通过主斜井到矿井水处理站。参照省河东煤田柳林县邓

10、家庄井田上组煤勘探（精查）地质报告预测矿井涌水量为46.4m3/h。依据邓家庄煤矿目前涌水量正常为12.5m3/h，最大为20m3/h，得出比例系数为1.33，即西坡煤矿最大涌水量为46.4m3/h1.674.2m3/h。根据煤矿防治水规定：工作水泵和工作水管配合应能够在20h排出矿井24小时的正常涌水量，工作和备用水管的总能力应能够在20h排出矿井24h的最大涌水量，而且须有工作和备用水管，对于新建矿井，正常涌水量在1000m3/h以下时，主要水仓的有效容量应能容纳8h的正常涌水量。据煤矿防治水规定中相关规定对排水系统进行了计算：水仓容积：目前矿井的3台450m3/h的水泵，2趟DN3251

11、0的水管，按70的有效能力计算，满足规程的要求，水仓容量满足规程的要求。3、地质条件西坡井田地处位于鄂尔多斯聚煤盆地东缘，河东煤田离柳矿区西部，为祁吕贺山字型构造脊柱东侧盾地与东翼带之间沉积煤盆地。3.1 区域构造河东煤田处于黄河东岸吕梁翼的南北向构造带上，煤田总体上是一个基本向西倾斜的单斜构造，属于吕梁复背斜西翼的一部分，在单斜上又发育了次一级的褶曲和经向或新华夏系的断裂构造。新华夏系的断裂构造主要发育于煤田东缘以外，河东煤田北部及南部次级褶曲一般幅度不大，以单斜为主导构造，而在煤田中部的离柳矿区，在单斜上又产生了幅度较大的宽缓褶曲，成为矿区的控制性构造。西坡煤矿地处河东煤田中段西部，在构造

12、单元上属于鄂尔多斯断块、兴县-石楼南北向褶皱带中段，同时也属于断块，因整个断块构造走向均为NESW或SN向，所以本区的构造也以NESW向为主。从水文地质单元上划分，本区属柳林泉域，横跨吕梁复背斜和鄂尔多斯盆地两大构造单元。吕梁复背斜轴部主要由太古界变质岩及部分太古界花岗岩组成，其西翼形成一系列的次一级背斜和向斜，其中对区域地下水埋藏、运移影响较大的构造有走向南北的中阳向斜和走向大致南北，呈S形分布的枣林王家会背斜。枣林王家会背斜的西翼倾角为1020，缓缓向西、西北倾斜，构成柳林单斜，直抵黄河岸边，成为鄂尔多斯盆地的东翼。见区域构造图3.1。根据地块构造形态及构造体系特征，其南北及东西向构造特征存在着明显差异，主要表现在以下几点：1、南北向构造：北部以柳林东西向构造带为界，其构造变形微弱，构造形迹表现为宽缓的褶皱；南部构造变形剧烈，边缘断层向西或向北倾斜，上盘向东或向东南逆冲，并伴随有较强的褶皱构造。中部柳林近东西向构造带，大体是一个向西倾伏的鼻状构造，其