排水能力论证报告.docx

1、排水能力论证报告贵州万峰集团矿业有限公司长顺县杜鹃煤矿排水能力论证报告二0一六年七月贵州万峰集团矿业有限公司长顺县杜鹃煤矿排水能力论证报告编 写：审 核：技术负责：单位负责：编制报告单位：贵州万峰集团矿业有限公司编制报告时间：二一六年七月十二日目 录第一章 概 况 - 3 -第一节 目的和任务 - 3 -第二节 煤矿交通位置与矿山范围 - 4 -第三节 自然地理概况 - 4 -第四节 矿井生产概况 - 7 -第五节 本次工作情况 - 9 -第二章 煤矿地质 - 10 -第一节 矿区地层 - 10 -第二节 矿区构造 - 10 -第三章 水文地质特征 - 12 -第一节 区域水文地质概况 - 1

2、2 -第二节 矿区水文地质条件 - 12 -第三节 充水因素分析 - 14 -第四节 矿井涌水量预算 - 17 -第四章 矿井排水设备设施 - 18 -第一节 矿井水仓 - 18 -第二节 矿井排水设备设施 -19-第五章 结论与建议 - 22 -第一节 结 论 - 22 -第二节 建 议 - 23 -附图目录图号顺序号图 名比例尺11矿井水文地质图1：500022矿井排水系统图1：5000 第一章 概 况第一节 目的和任务近期一段时间，我省连续发生煤矿淹井事故，造成了一定的人员伤亡及经济损失。为加强对煤矿汛期水害防治工作的监管，督促煤矿做好雨季三防工作，有效避免煤矿水害事故的发生，按照贵州省

3、安全生产监督管理局、国家煤矿安全监察局林东监察分局、黔南州安委会等部门要求对杜鹃煤矿进行矿井排水能力论证，其目的是矿井排水能力是否满足煤矿安全规程要求。查明矿井的水文地质条件及矿井充水因素，实测矿井涌水量，查明矿井排水设备设施。此次调查的主要任务是：1调查矿区地表水体、气象水文及地形地貌等自然地理情况。2调查矿井井界范围内及以外100m内老窑、废弃井巷及钻孔的位置，开采范围、开采年限，并对积水情况进行预测。3调查界内水文地质条件，特别是含水层和隔水层特征，断层富水性、导水性。4对矿井涌水量进行分析测算，并实地进行矿井涌水量观测。5查清矿井实际涌水量。6、查清矿井所有排水设备和设施。7、查清矿井

4、供电系统。8、提交矿井水排水能力论证报告及相关图件。第二节 煤矿交通位置与矿山范围杜鹃煤矿位于贵州省长顺县的北西面，隶属长顺县广顺镇所辖。距长顺县城30km，距广顺镇政府约15km，有简易公路通往矿区，交通较方便 (见交通位置示意图)。矿区地理坐标为：东经10617451061910，北纬260510260602。开采范围以A、B、C、D、E五个拐点的连线为界，呈北东向展布，近长方形，宽0.70km，长2.03km，面积为2.7127km2，矿区拐点坐标见下表1（矿区拐点坐标）。矿井井口及工业场地位于矿界北东边沿，开采标高为+1200m+800m。表1 杜鹃煤矿矿区拐点坐标一览表拐点编号XYA

5、288908035631680B288872135632016C288798035631985D288636935630346E288709035629650第二节 自然地理概况一、地形、地貌本区地处黔中山缘南部，地势总体为南西北东向。北西高，南东低，海拔标高最高1401.5m，最低1178m，相对高差223.5m。地形坡度1530。地貌特征属高原低中山。岩溶微地貌为孤峰、陡岩、溶沟、溶槽、落水洞等，且冲沟发育。该区地表植被稀少，林木覆盖率不足20%，雨水冲刷作用较强烈。二、气候煤矿所在区域属北亚热带湿润季风气候，区内气候属冬春干燥，夏季湿润型，总的特征是温和湿润，降雨充沛，四季分明，冬暖夏凉

6、。年平均气温14.8，日极端最高气温35.5，日极端最低气温-4.6，最热7月，平均温度22.6；最冷1月，平均温度2.7。年平均降水量1197mm，日最大降水量为137.50 mm，最大连续降水量144.0 mm。雨季多集中在59月，年均发生暴雨23次，多在68月，12月到次年4月为枯水期。相对湿度为7586%。灾害性天气主要有春旱、冰雹、夏旱、夏季暴雨等。三、水文矿区内及附近无河流、水库等较大地表水体。仅发育溪沟、冲沟。溪沟主要为北西南东向，调查流量0.2L/s0.7L/s。矿区范围内地表水主要为大气降雨，地表溪沟受降雨影响较大，雨季流量增大，枯季无水，动态变化显著。由于地表多为缓坡，属珠

7、江的红水河水系一级支流格凸河的分支。四、地震根据中国地震动参数区划图（GB183062001），矿区地震烈度为度，地震动峰值加速度为0.05g。五、经济概况当地居民主要有汉、布衣、苗族等，以农业为主，农作物以水稻、玉米为主，其次为麦类、豆类、薯类。蓄牧产品主要有马、牛、猪等。经济作物主要为油菜、烤烟等。工业基础薄弱，仅有民办小煤矿、酿酒等企业。该区劳动力资源丰富，经济欠发达、文化较落后。第四节 矿井生产概况煤矿隶属贵州万峰集团矿业有限公司，为资源整合矿井，矿井核实C1煤层资源量352.8万吨，现有可采储量 170.91万吨，设计生产能力为：9万吨/年，矿井服务年限9年。2011年9月和2011

8、年12月分别通过了矿井安全设施竣工验收和煤炭生产条件现产审查验收，领取了安全生产许可证（证号：（黔）MK安许证字【1550】2011年12月16日发证）、工商营业执照（注册号：520000000073150），采矿许可证（证号为：C520000*561）、矿长江文桃安全资格证（证号为：521B201510902），目前证照齐全，为9万吨的合法生产矿井。该矿采用平硐斜井联合开拓全井田，划分为两个水平（+1200m和+1038m水平）四个采区，布置有主平硐、回风斜井二条井筒。主平硐布置在井田北翼，在+1200m标高以29的方位角，5的坡度沿C1煤层布置，通过运输大巷与一采区上部车场相连；回风斜井布

9、置于井田南翼浅部，在+1250m标高以179的方位角，30的倾角自C1煤层顶板开始布置，揭露煤层后，与布置在1206m水平的回风大巷相连，+1206回风大巷与运输大巷、一采区行人下山相接。在+1205m标高C1煤层与底板岩层中，布置有一采区上部车场与绞车房等硐室，沿C1煤层倾斜方向布置有运输下山、轨道下山、人行下山（原回风下山）等三条下山。三条下山在+1038m标高通过采区下部车场及联络巷道相连，形成一采区开拓、运输和通风系统，为一采区服务。在一采区行人下山下部+1038m标高沿煤层走向向南翼布置+1038回风大巷510m后转向沿煤层倾向向上布置回风斜巷与+1206回风大巷联通二采区专用回风巷

10、。二采区设计时利用原有的主平硐、回风斜井、运输大巷、+1206回风大巷、一采区上、下部车场、一采区水泵房及水仓及一采区三条下山。在一采区皮带下山下部+1038m标高沿煤层倾向布置二采区皮带下山。利用1106运输巷的运输绕道作为二采区的辅助运输巷道，然后在距行人下山南翼15m处的1106运输巷开口以行人下山相同的方位角向C1煤层底板布置30m的+1078车场，然后布置二采区轨道下山绞车硐室，绞车硐室通过联络巷与行人下山联通，在+1078车场揭煤端以24的倾角、与行人下山相同的方位角沿煤层布置二采区轨道下山至+859.85m标高后边坡以28的倾角，相同的方位角进入C1煤层底板，在+817m标高落平

11、后布置二采区下部车场，车场揭煤后沿煤层走向向北布置联络巷与二采区皮带下山联通，然后布置二采区水泵房及水仓。在距二采区轨道下山北翼35m处以相同的方位角布置二采区回风下山，回风下山上部通过回风联络巷与+1038回风大巷联通，下部通过联络巷与轨道下山和平硐下山联通形成二采区的开拓、运输和通风系统。二采区首采面，布置在轨道下山的南翼，采面编号为2101，工作面运输顺槽标高为+993米，回风顺槽标高为+1031米，工作面走向长380米，倾向长95米；接替工作面布置在同一区段皮带下山的北翼，采面编号为：2102工作面；采掘工作面的材料运输及回风通过布置联络巷和绕道来完成。矿井以一个采区一个高档普采工作面

12、和两个炮掘工作面达到设计生产能力，采煤工作面以单体液压支柱和金属铰接顶梁支护采场，以全部垮落法管理顶板。矿井通风方式为边界分列式，通风方法为机械抽出式。回风斜井服务全矿井。第五节 本次工作情况我公司接受委托申请后，组织了有关专业工程技术人员，于2016年7月上旬对该矿进行了矿井排水能力论证。本次调查论证按照矿井安全规程及林东监察分局的具体要求进行。调查工作分为资料收集和井下调查两个步骤。地面调查主要采用矿方提供的1：1万的地质及排水系统图作为底图，对矿井排水能力进行调查论证。井下调查由矿方技术人员带领，着重调查涌水点水量、排水设备设施的型号及数量、供电系统等情况，然后对收集与实际调查的资料进行

13、汇总、分析。提交成果资料：文字报告1本，附图2张。第二章 煤矿地质第一节 矿区地层矿区及附近出露地层有中二叠统茅口组（P2m）、上二叠统龙潭组(P31)、长兴组（P3c）、大隆组（P3d），下三叠统沙堡湾组（T1s）、大冶组（T1d），第四系（Q），龙潭组是该区的含煤地层。现由老到新分述如下：一、中二叠统茅口组（P2m）分布于矿区外围西北部，为灰白色厚巨厚层亮晶生物碎屑灰岩，节理发育。厚度大于l00m。二、上二叠统龙潭组(P31)与下伏地层呈平行不整合接触。龙潭组为一套以泥岩、细碎屑岩为主，含少量碳酸盐岩和煤岩的浅海至滨海平原沼泽相的海陆交互相含煤岩系，厚280m。为本区主要含煤地层，根据岩性

14、分二段。含稳定或较稳定的灰岩标志层4层，含煤2层，可采煤层1层。1第一段(P3l1)主要为浅海滨海相沉积，下部为灰、深灰色薄层灰岩，节理发育，局部夹泥质条带，厚约60m；下部为灰色薄至中厚层灰岩，夹燧石条带条带，厚约80m。2第二段(P312)主要为滨海滨海平原相含煤沉积，为灰、灰绿、深灰色薄至中厚层粉砂岩、粘土岩夹钙质粉砂岩及煤线。含标志层1层，含煤12层，多以薄层煤为主，单层厚0.150.9m。主要可采煤层仅有C1煤层，为稳定煤层，全区可采，其中C1厚0.800.90m，平均0.82m。该段厚105160 m，一般140 m。3、上二叠统长兴及大隆组（P3c+d）与下伏地层呈整合接触。下部

15、为深灰、灰色中厚层燧石灰岩，中部为钙质粉砂岩或粉砂岩。上部为深灰色薄层硅质岩夹蒙脱石粘土岩36层。厚4360m。4、下三叠统沙堡湾组及大冶组（T1s+ d）下部黄色、黄绿、灰绿色粉砂岩、泥岩、页岩，夹钙质砂岩、泥灰岩；上部灰色、深灰色中厚层灰岩夹泥质灰岩。未见顶。5、第四系（Q） 不整合于老地层之上，为残积、坡积、冲积及表土层，聚集于缓坡和山麓的低洼地带，由粘土、亚粘土及砾石组成。厚010m，一般5 m第二节 矿区构造矿区位于茶叶向斜的西侧。该向斜为近南北向展布，核部出露地层为三叠系下统大冶组（T1d），两翼依次为下三叠统沙堡湾组（T1s）、上二叠统长兴及大隆组（P3c+d）、龙潭组(P31)

16、、中二叠统茅口组（P2m）；东翼地层倾角1735，地层倾向南东，倾角2028，平均25。矿区内在二采区下山深部发现断距大于20m的断层，断层附近裂隙水较大；矿区地质构造条件较简单。第三章 水文地质特征第一节 区域水文地质概况矿区地下水类型有松散岩类孔隙水、碳酸盐岩类岩溶水和基岩裂隙水。松散岩类孔隙水赋存于第四系残坡积物中，富水性弱。碳酸盐岩类岩溶水赋存于上二叠统长兴及大隆组、龙潭组薄层灰岩、中二叠统茅口组厚层灰岩中，岩石中岩溶裂隙发育，含水性能好，富水性强。基岩裂隙水赋存于下三叠统大冶组、沙堡湾组、上二叠统龙潭组之粉砂岩、细砂岩、页岩及粘土岩中。下三叠统沙堡湾组、上二叠统龙潭组在地表浅部强风化

17、带，由于风化节理裂隙发育，地下水赋存于节理裂隙中，而在强风化带下部基岩中，含水岩组由含水层（砂岩）与隔水层（粉砂岩及粘土岩）相间组成，该类岩组含水性能极其微弱。地下水主要接受大气降水的补给。大气降水大部分转化为地表水向地势低洼的沟谷地带迳流，并最终汇入摆所河。少部份降水转化为溶洞水或渗入浅部风化裂隙带，补给地下形成地下水，因受地形切割，其迳流途径甚短，常在地形有利的地段分散渗出地表，表现出潜水“就地补给、就地排泄”的特点。地下水埋藏深度随地势高低而变化。在地势低处地下水埋藏较浅，而山脊处的地下水埋藏较深。总之，区域内地下水为孔隙水、岩溶水和基岩裂隙水，以蒸发和泉水为主要排泄方式，区内水系发育，

18、地形切割大，地下水排泄条件良好。第二节 矿区水文地质条件矿区及附近出露地层有中二叠统茅口组（P2m）、上二叠统龙潭组(P31)、长兴组（P3c）、大隆组（P3d），下三叠统沙堡湾组（T1s）、大冶组（T1d），第四系（Q），地下水以碳酸盐岩类裂隙水、碎屑岩裂隙水、松散岩类孔隙水为主，其主要水文地质特征叙述如下：一、地层富水性1茅口组(P2m) 分布于矿区外围西北部，为灰白色厚巨厚层亮晶生物碎屑灰岩，节理发育。厚度大于l00m。岩层中赋存着丰富的岩溶水，富水性强，但极不均匀。2龙潭组(P3l)以砂泥岩为主，夹部分灰岩，为龙潭组与长兴组的相对隔水层，含基岩裂隙水，既是相对隔水层，又是矿床直接充水含

19、水层，富水性弱。3二叠系上统长兴组及大隆组（P3c+d）下部为深灰、灰色中厚层燧石灰岩，中部为钙质粉砂岩或粉砂岩。上部为深灰色薄层硅质岩夹蒙脱石粘土岩36层，厚4360m。地层富水性中等。4三叠系下统沙堡湾组及大冶组（T1s+ d）下部黄色、黄绿、灰绿色粉砂岩、泥岩、页岩，夹钙质砂岩、泥灰岩；上部灰色、深灰色中厚层灰岩夹泥质灰岩，未见顶。含基岩裂隙水，地层富水性弱。5、第四系（Q）不整合于老地层之上，为残积、坡积、冲积及表土层，聚集于缓坡和山麓的低洼地带，由粘土、亚粘土及砾石组成。厚010m，一般5 m。含孔隙水，富水性弱。二、构造富水性矿区位于茶叶向斜的西侧，为单斜构造。矿界内没有发现断层。

20、总体上，矿区地质构造条件复杂程度中等。但局部地段节理、裂隙发育，具一定的赋水性。三、地下水的补给、迳流、排泄地下水主要接受大气降水的补给。由于矿区为斜坡地貌，降落在区内的大气降水大部分转化为地表水向地势低洼的沟谷地带迳流，并最终汇入摆所河。少部份降水转化为溶洞水或渗入浅部风化裂隙带，补给地下形成地下水，其地下分水岭与地表分水岭基本一致，因受地形切割，其迳流途径甚短，常在地形有利的地段分散渗出地表，表现出基岩裂隙水“就地补给、就地排泄”的特点。四、水文地质类型矿区位于区域水文地质单元的补给区，地形有利于自然排水。矿山预计最低开采水平部分位于当地侵蚀基准面以下，附近无大的地表水体，地表水与地下水的

21、联系微弱，顶板的充水岩层为岩溶裂隙水、基岩裂隙水，富水性中等，地质构造程度简单，水文地质条件复杂程度中等，是以裂隙水充水为主的矿床。第三节 充水因素分析矿井充水因素既决定于水文地质条件，又决定于开拓方式。充水强度受充水水源、通道以及方式的影响。一、充水水源通过对杜鹃煤矿范围内地表和井下的调查分析，矿界内无河流、水库等大型地表水体，矿井充水水源主要为地下水和老窑积水，其次为地表水。1地下水矿区内的主要含水层有二叠系上统长兴组及大隆组(P3c+d)、龙潭组(P3l)薄层灰岩、二叠系中统茅口组(P2m)厚层灰岩。二叠系中统茅口组（P2m）强含水层与上伏龙潭组下部的相对隔水层相隔，主要开采煤层C1与下

22、伏强含水层(P2m)的厚度大于140m，两者之间的水力联系微弱，对矿井的开采影响较小。但在今后的开采活动中导水裂隙带一旦沟通了下伏含水层，矿井涌水量将会增大，造成淹井事矿。该组所含地下水为煤矿床开采的间接充水水源。二叠系上统大隆组（P3d）含水层位于煤层上部，为矿井间接充水水源。由于上二叠统龙潭组(P3l)为粉砂岩、细砂岩、页岩及粘土岩，所以含水层之间水力联系较弱，对煤矿床开采影响较小。只有当导水断层或其它导水通道沟通上覆含水层与矿床水力联系时，上覆含水层才会成为矿井的充水水源，从而威胁到煤矿床的开采。因此，采矿过程中，应加强顶板管理，避免冒落裂隙带与上覆含水层沟通，做好矿井的排水工作。2、老

23、空区积水本矿范围内有大面积采空区，这些采空区内储存在着相当量的积水，是浅部煤层开采的重要充水因素。本次调查老空区主要位于矿区煤层露头线地带，储水空间约140677m3。在开采浅部煤层时，应注意对老空区积水进行超前探放，避免发生老窑透水、突水现象事故。3、大气降水大气降水是矿区地下水的主要来源，泉水涌水量的变化与大气降雨有着密切的联系，一般情况下，雨季时涌水量增大，枯季时涌水量变小。因此，矿井不同季节涌水量的变化与大气降水有关。若开采过程中，采空塌陷范围延伸至地表，大气降水会通过导水裂隙带直接进入井下，使矿井涌水量增大。另外，大气降水还通过补给主要含水层（上二叠统长兴组、龙潭组中的灰岩）并转化为

24、地下水，然后渗入坑道。4、地表水矿区内无大的地表水系，仅东侧有一小溪通过，正常情况下，地表水对矿坑充水影响不大。但在其附近开采时，应注意预留煤核柱，防止沟通地表水，造成水害。二、充水通道 1岩石天然节理裂隙矿区内的含煤地层在接近地表附近，岩石风化节理、裂隙很发育，而深部则发育成岩或构造节理、裂隙，它们是地下水活动的良好通道。2人为采矿冒落裂隙未来的采煤活动将产生大量的采矿裂隙，这些人为裂隙也会沟通上覆含水层与含煤地层的水力联系，成为地下水活动的良好通道。3老窑采空区区内沿煤层露头线一带分布着大小不一、开采深度或深或浅的老窑，其废弃采面或巷道会成为老窑水、部分地表水进入矿井的通道。（三）充水方式

25、由于矿井直接充水含水层露头分布不广，接受大气降水补给不强，为弱裂隙含水层，充水通道主要以岩石构造和采矿节理、裂隙为主，规模一般不大，老窑巷道导水。因此未来矿井正常情况下充水方式主要以渗水、滴水、淋水为主，但在生产管理不当，沟通上述含水层时，局部地段可能发生突水。第四节 矿井涌水量测算1二采区实测涌水量（1）二采区皮带下山涌水量：27m3/h。（2）二采区轨道下山涌水量：18m3/h。（3）二采区回风下山涌水量：23m3/h。根据现场取证及资料收集，杜鹃煤矿二采区目前的涌水量合计为68m3/h。21038水平实测涌水量（1）一采区皮带下山涌水量：11.7m3/h。（2）一采区轨道下山涌水量：25

26、.3m3/h。（3）行人下山涌水量：5.5m3/h。（4）1038回风巷涌水量：11.6m3/h。根据现场取证及资料收集，杜鹃煤矿一采区1038水平目前的涌水量合计为54.1m3/h。31200水平平硐实测涌水量（1）回风井及1206回风平巷涌水量：25.8 m3/h（2）1200运输平硐涌水量：6.7 m3/h根据现场取证及资料收集，杜鹃煤矿1200水平目前的涌水量合计为32.5m3/h。结论：全矿汛期总涌水量为154.6 m3/h，需要排水设备排除的水量为122.12 m3/h。以上涌水量是在目前汛期情况下实测得出，考虑矿井开采后水文地质条件的改变及裂隙扩张、降雨极值的影响等，需随时观测矿

27、井涌水量情况，以指导矿井生产。第四章 矿井排水设备设施第一节 矿井水仓一、二采区水仓有效容量测算1.主水仓主水仓容积：73m3.0 m2.4 m=525.6m32.副水仓副水仓容积：65.7m3.0 m2.4 m=473.04m33、结论：525.6m3+473.04m3=998.64 m34h68m3/h=272 m3按照煤矿安全规程第三百一十三条规定：采区主要水仓有效容量应当容纳4h的正常涌水量；二采区的主要水仓满足采区排水要求。二、+1038水平水仓有效容量测算1.主水仓主水仓容积：72m3 m2.2 m=475.2m32.副水仓副水仓容积：78.7m3m2.2 m=519.42m33、

28、结论：475.2m3+519.42m3=994.62m38h（68m3/h+54.1 m3/h）=976.8m3按照煤矿安全规程第三百一十三条规定：矿井主要水仓有效容量应当容纳8h的正常涌水量；+1038水平的主要水仓满足采区排水要求。第二节 矿井排水设备设施一、实际勘察井下排水系统现状矿井设计为平硐下山开拓，采用二级排水，在一采区下部+1038m标高布置有水泵房，排水高度为167m，配备有主副水仓，水仓设计总容积994.62m3。在二采区下部+820m标高布置有二采区的水泵房，排水高度为218m，配备有主副水仓，水仓设计总容积998.64m3。在一采区下部+1038m标高水泵房安设有2台10

29、0DF-455型水泵，额定流量为85m3/h，额定扬程为225m。正常涌水时为1台工作，1台备用，该型水泵配备YB2-315M-2型防爆电机，功率90kW，电压660V，转速2950rpm。；另外安装2台MDF155-305型水泵，额定流量为160m3/h，额定扬程为225m。最大涌水时为1台工作，1台备用,该型水泵配备防爆电机，功率160kW，电压660V，转速2950rpm。主排水管路4趟，其中2趟型号为160高压胶管，和2趟型号为120型高压胶管。在二采区下部+820m标高安设有3台100DF-455型水泵，额定流量为85m3/h，额定扬程为225m。正常涌水时为1台工作，1台备用，1台

30、检修；最大涌水时为2台工作，1台备用。该型水泵配备Y315M2-2型防爆电机，功率90kW，电压660V，转速2950rpm。主排水管路2趟，排水管型号为160高压胶管。主排水泵于2015年9月经贵州煤矿安全监察局安全技术中心检验为合格，并出具了检验报告。二、排水能力计算：1、+1038水平工作和备用水泵的总能力+1038水平：T=Q大24/Q =122.1224/367.5=7.975h20h式中：T 工作和备用水泵排出矿井24h的最大涌水量所需时间，h；Q大 最大涌水量，m3/h；实际需排矿井最大涌水量Q大 =122.12m3/h。Q 工作和备用水泵流量，m3/h；根据联合排水试验结果资料

31、，单台100DF-455型水泵联合排水能力Q =63.75m3/h；单台MDF155-305型水泵联合排水能力Q =120m3/h;则运行加备用水泵的排水能力Q =367.5m3/h。矿井T=7.975h20h, 工作和备用水泵的总能力能在20h内排出矿井24h的最大涌水量，符合规定。2、+820水平工作和备用水泵的总能力+820水平：T=Q大24/Q =6824/127.5=12.8h20h式中：T 工作和备用水泵排出矿井24h的最大涌水量所需时间，h；Q大 最大涌水量，m3/h；实际需排矿井最大涌水量Q大 =68m3/h。Q 工作和备用水泵流量，m3/h；根据联合排水试验结果资料，单台100DF-455型水泵联合排水能力Q =63.75m3/h，则运行加备用水泵的排水能力Q =127.5m3/h。矿井T