矿井综合防治水措施4.docx

1、矿井综合防治水措施4山西长治羊头岭南窑沟煤业有限公司综合防治水措施二一二年四月目 录一、防治水领导机构2二、井田水文地质条件4三、防水煤柱留设8四、地表水防治措施9五、探放水原则10六、探放水设备选择10七、防治水措施10八、探水前应注意事项及钻眼布置13九、探水时注意事项及措施14十、探放水时的注意事项及措施15十一、防止钻孔导水的安全措施16十二、预防周边矿井贯通的综合防治措施 16山西长治羊头岭南窑沟煤业有限公司综合防治水措施为切实加强矿井防治水工作，为保证我矿防治水工作扎实、有效地开展，防止水害事故的发生，满足我矿安全建设需要。根据我矿地质条件， 在矿井的基建过程中，要进一步查明矿井的

2、水文地质条件变化情况，矿井建设过程中要提高对防治水工作的认识，要严格执行煤矿安全规程、煤矿防治水规定矿井水文地质规程、煤矿防治水工作条例和上级有关防治水文件的精神，做到水文地质条件不清楚不生产，探放水措施不落实不生产，水患隐患不解除不生产。矿上成立专门的防治水领导机构，矿长任防治水领导小组组长，安全副总经理、生产副总经理任常务副组长，总工程师、安全副矿长、安全指挥中心主任任副组长，其他相关副矿长、副总工程师、安全科、生产技术科、地测科、机电科、通风科、调度室、防治水科为矿井防治水工作成员，并明确防治水工作中的责任，特制定防治水措施如下：一、防治水领导机构：组 长：陈 刚 常务副组长：李坚强 贾

3、金中副 组 长： 张学文 毕转红 鲍新喜成 员： 张志卫 郑旭兵 王 卫 牛金龙 郭有保 倪志伟 郭 恒 贾金平 马晓红 马三堂防治水办公室设在安全指挥中心，鲍新喜任主任。职责：1、生产技术科要加强对内部人员和区队有关技术人员的技术培训，培训内容以煤矿安全规程、煤矿防治水规定、矿井水文地质规程、煤矿防治水工作条例为主，并结合国家安全及行业管理部门下达的有关指导性文件进行学习，通过学习，不断提高有关人员的技术水平和对防治水工作的认识水平。2、防治水科人员要经常的深入井下，加强对井下水文地质的分析和预报工作，对于井下可能出现的水害，要提前进行预测预报，以便及早采取防范措施，3、防治水科人员要坚持每

4、天对全矿井涌水量进行观测，做好记录，及时收集掌握全矿井涌水量动态变化情况。4、本年度要做好15102掘进工作面的探放水工作，要提前编制探放水措施，确定探水线的位置，到达探水线时，要积极组织开展探放水工作，另外，应备好排水设备，其它工作面也要高度重视，也要经常进行水文地质观测，一旦有出水征兆，要认真查找原因，必须坚持“有掘必探，先探后掘”的原则，严防水害事故的发生。5、当井下出水点涌水量大于20m3/h时，防治水科必须按规定提取出水点水样到有资质的部门进行水质分析，为出水水源的分析判断提供准确、可靠的依据，以便有针对性制定防治水方案。6、雨季前，矿上成立夏季“三防”领导机构，负责全矿井井上下的防

5、治水统一领导工作，督促有关部门按备好充足防洪物资，加强对地面、井下的防洪检查，做好井口、地面变电所等要害部门的防排水工作，汛期前要组织人员清理井下排水仓及排水沟，检修好井下排水泵、排水管路及其它各种排水设施，进行一次全矿井联合排水试验。调度室、防治水科有关技术人员经常查勘地表排水沟是否畅通，并及时将查勘结果向矿夏季“三防”领导小组汇报，夏季“三防”领导小组要组织人员对收集的问题分类处理，明确落实责任人，以防止雨季洪水灌入井下，形成水害。7、选取有资质队伍对一采区进行三维地震勘探，以探清井下大型地质构造的赋存情况，为防治断层水提供依据。二、井田水文地质条件（一）地表水本区属海河流域浊漳河南源水系

6、淘清河支流，井田内无大的河流，只在雨季沟谷中有小的水流。本矿井自建矿以来未受过洪水威协。该矿井工业场地位于沟中山梁台地上,从未受过洪水威胁。本矿主立井井口标高1085.59m, 副立井井口标高1082.85m，工业场地最低标高1049.00m, 工业场地处最高洪水位标高为1025.00m,工业场地及井口标高均高于最高洪水位标高。因此，场地及井口均不受洪水威胁。 （二）井田主要含水层（1）奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层中奥陶统上部主要为石灰岩，偶有泥质灰岩，裂隙被方解石充填；中部为石灰岩、泥灰岩、角砾状灰岩、白云质灰岩等，具水蚀晶洞，溶隙；下部为白云质灰岩夹薄层石膏，泥岩及钙质泥岩，个别裂隙局部

7、见晶洞。色头煤矿位于本矿西南约7km，据色头煤矿凌志达煤业有限公司院内水源井在上马家沟组及下马家沟组上部含水层抽水试验资料，水位降深6.50m，涌水量为9.306 L/s，单位涌水量为1.432L/sm（富水性强），岩溶水位标高为645.19m，埋深411.81m，水质类型为HCO3SO4CaMg型水，总硬度498mg/l，PH值7.41。据此推测，本井田内奥灰水水位标高约为626m630m左右，本井田15号煤层最低底板标高为955m，故不存在奥灰突水问题。（2）石炭系太原组石灰岩、岩溶裂隙含水层在井田内出露，岩性为砂岩、灰岩、泥岩和煤层，太原组地层中分布4层稳定的灰岩，其编号为K1、K2、K

8、3、K4， K2灰岩为15号煤的直接顶板，厚度为5.80m8.45m，平均为6.90m。据色头井田钻探资料证实，多数钻孔在揭露K2灰岩时表现为漏水，说明岩溶裂隙比较发育，含水性较强。K2石灰岩渗透系数为0.005m/d2.85m/d，单位涌水量为0.0002L/sm0.51L/sm ，K3石灰岩渗透系数为0.0079m/d，单位涌水量为0.082L/sm。本组含水层富水性弱中等，岩溶裂隙水的水质类型为HCO3-NaCa型和HCO3-NaCaMg型，矿化度0.28g/L0.32g/L，总硬度8.0111.41德国度，PH值7.88.2。（3）山西组砂岩裂隙含水层在井田内有出露，山西组地层厚度为4

9、3.00m66.17m，平均为58.26m，其中砂岩25层，单层厚度为0.60m23.63m，累计全井田平均厚度为15.19m，3号煤的直接充水层为砂岩，砂岩节理裂隙较发育，裂隙率为1.08%4.88。根据区域色头井田ZK14孔、ZK31孔在上下石盒子组、山西组中混合抽水资料，水位埋深为1.59m75.28m，单位涌水量为0.0047L/sm0.025L/sm，渗透系数为0.00057m/d0.397m/d。本层地下水矿化度小于0.5g/L，化学类型属HCO3Ca型。（4）下石盒子组砂岩裂隙含水层井田内南部大面积出露，砂岩13层，厚度为3.00m8.00m，节理裂隙发育，透水性强，泉水流量0.

10、027L/s.m0.744L/s.m，水质类型为HCO3Ca型，矿化度0.24g/L0.33g/L，总硬度10.9614.22德国度，PH值7.48.0。（5）第四系含水层井田内中、北部广泛分布，厚度为050.00m，平均为25.00m，分布在山脊及山坡，含水不均一，水位埋深1.35m8.46m，单井涌水量0.04 L/s6.1L/s，水质类型HCO3Ca型，矿化度0.36g/L，总硬度17.05德国度，PH值7.2。（三）井田隔水层（1）本溪组隔水层位于15号煤层之下，一般厚度为10.0m左右，由泥岩、铝质泥岩等组成，透水性差，在正常情况下阻隔了奥陶系岩溶水与上部含水层之间的水力联系。（2）

11、太原组层间泥岩、砂质泥岩隔水层岩性厚度变化较大，起层间隔水作用，主要阻断太原组各石灰岩含水层之间的水力联系。（3）二叠系砂岩含水层层间泥质岩隔水层岩性主要为泥岩、砂质泥岩等组成，岩性及单层厚度变化较大，透水性差，呈层状分布于各含水层之间，起层间隔水作用。（4）含水层的补给、排泄及径流条件第四系含水层主要接受大气降水补给，降水后水井水位明显上升，动态观测资料水位年变化幅度0.79m1.46m。基岩风化带含水层在上覆第四系含水层含水段直接覆盖及其间隔水层薄弱的情况下，可以接受第四系含水层的补给。第四系含水层及基岩风化不定期含水层的水，会顺岩层渗入地下，在一定程度上导入了下部含水层，会使下部含水层的

12、水增加。 （四）构造对水文地质条件的影响本井田主要为南部向斜构造及中部的背斜构造，对井田内地下水的运动、运移起到重要的控制作用，也将使井田不同地段含水层的富水性及矿井涌水量产生明显差异，其中向斜轴部为蓄水的主要部位。另井田东南部正断层（落差20m）亦为一导水构造，将会对井田内东南部开采煤层产生一定影响。（五）奥灰岩溶水对井田煤层开采的影响井田内15号煤层底板标高为960m1015m，均位于奥灰岩溶水水位标高（630m左右）以上，奥灰水对井田内15号煤层的开采无影响。（六）矿井充水因素分析（1）大气降水大气降水是本井田主要充水来源，大气降水沿煤层露头、基岩裂隙、断层裂隙入渗，或沿采空冒落带、导水

13、裂隙带入渗，井下涌水量随季节变化明显。（2）顶板和井筒渗水该矿开采15号煤层，其直接充水因素为其顶板K2石灰岩，含岩溶裂隙水，具承压性。此外，风化裂隙、地表近代松散沉积物所含的水及大气降水均会通过顶板淋水的方式渗入矿井。但是在煤层埋藏浅和构造汇水部位开采时，水量将会有所增加。（3）采空区积水经过多年开采，井田内存在3号煤层古空区和15号煤层的采空区，古空区、采空区内有一定程度的积水。3号煤层距15号煤层间距为99.52m115.81m，平均间距为107.36m，15号煤层导水裂隙带高度为79.39m81.87m，15号煤层开采不受3号煤层古、采空积水影响。15号煤层在原北窑沟煤矿2001年以前

14、采空区内积水面积S1=1245m2，积水量Q1=1676m3，20022003年采空区内积水面积S2=24595m2，积水量Q2=4900m3。另外，井田内北部和井田东部外共存在4座小窑（已关闭），其采空区有大量的积水（气）。采空区积水和有毒有害气体对本矿井开拓开采有一定的影响。（4）奥灰岩溶水井田内15号煤层底板标高为960m1015m，均位于奥灰岩溶水水位标高（630m左右）以上，奥灰水对井田内15号煤层的开采无影响。（5）根据建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程导水裂隙带公式计算15号煤层开采所产生的导水裂隙带高度:Hli=30+10式中:Hli导水裂隙带高度（m）； M累

15、计采厚（m）。15号煤层厚度为5.35m5.74m，平均厚度为5.58m，一次采全高，计算后导水裂隙带高度为79.39m81.87m。15号煤层位于太原组下部，上距3号煤层间距为99.52m115.81m，平均间距为107.36m。从以上计算可知，15号煤层最大导水裂隙带高度小于3号煤层与15号煤层间距，因此3号煤层古、采空区积水对15号煤层没有影响。另15号煤层最大导水裂隙带高度局部大于15号煤层埋深（井田北部埋深浅），因此地面孔隙水、裂隙水会沿导水裂隙带渗入井下，对井下涌水量大小产生明显的影响。（6）构造对矿井水的影响本井田主要为南部向斜构造及中部的背斜构造，对井田内地下水的运动、运移起到

16、重要的控制作用，也将使井田不同地段含水层的富水性及矿井涌水量产生明显差异，其中向斜轴部为蓄水的主要部位。另井田东南部正断层（落差20m）亦为一导水构造，将会对井田内东南部开采煤层产生一定影响。（七）矿井涌水量据调查矿方，整合前原南窑沟煤矿2007年在开采15号煤层时，实际生产能力为0.15Mt/a，矿井涌水量为200m3/d300m3/d；原师庄煤矿（部分）即原北窑沟煤矿，开采15号煤层，实际生产能力为0.09Mt/a，开采时井下基本无水。若矿井生产能力达到0.60Mt/a，则开采15号煤层时矿井正常涌水量预计为800m3/d，最大涌水量为1200m3/d。按照煤矿防治水规定分类为简单类型。三

17、、防水煤柱留设1、防水煤柱的种类防水煤柱主要有采空区防水煤柱，断层防水煤柱，井田边界煤柱及采区边界煤柱等。2、防水煤柱留设（1）防水煤(岩)柱种类根据15号煤层赋存特征，本矿井防水煤(岩)柱的种类确定如下：井田边界保护煤柱，采空区边界保护煤柱，巷道保护煤柱，断层保护煤柱。（2）防水煤(岩)柱留设与计算结果根据矿井防水煤(岩)柱的种类和建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程，确定本矿防护安全煤柱的尺寸如下：井田边界保护煤柱20m；采空区边界保护煤柱20m；巷道保护煤柱计算15号煤层：式中：S215号煤层大巷及采区巷道保护煤柱的水平宽度，m；H巷道的最大垂深，m；M煤层厚度，m；f煤的

18、强度系数。大巷及采区巷道保护煤柱取30m；断层保护煤柱20m。四、地表水防治措施1、场地内排水采用排水沟的方式，地面雨水汇集于排水沟中排出场外。同时为了防止山洪冲入场区，在场区山角处砌拦洪坝及挡土墙，以便将洪水排出场区。2、 该矿井工业场地位于沟中山梁台地上,从未受过洪水威胁。本矿主立井井口标高1085.59m, 副立井井口标高1082.85m，工业场地最低标高1049.00m, 工业场地处最高洪水位标高为1025.00m,工业场地及井口标高均高于最高洪水位标高。因此，场地及井口均不受洪水威胁。 3、防水堵漏。对矿井附近地表各种通道、岩溶塌陷以及可能渗水的洼地等，均应用粘土或水泥等进行回填堵漏

19、。4、在雨季派专人检查矿区及附近的地面有无裂缝和老窑陷落现象，发现漏水及时处理。五、探放水原则1、我矿坚持“预测预报，有掘必探，先探后掘，先治后采”的探放水原则。探放水工作必须有专人负责。2、掘进巷道接近断层及采空区附近时，或者水压、水量增大，发现有异常征兆时，应及时探水。六、探放水设备选择根据矿井通风安全装备标准，井下探放水钻机型号MYZ-200，数量为3台。MYZ-200型钻机钻进深度200m，确实做到“有掘必探、先探后掘”，严禁用煤电钻代替专用探水钻进行探放水。七、防治水措施1、矿井开拓开采所采取的措施（1）每年汛期前必须将井口周围的导水沟渠挖好疏通，并由专人负责。（2）必须经常检查井田

20、地表是否存在导水裂隙或其它导水通道，发现裂隙及其它导水通道，应及时将其回填封实。（3）密切注视井下水文地质条件的变化和断裂构造的出现，对井下逐日排水量作好观测、纪录，若发现异常，立即采取有效的措施，防止水害事故的发生。（4）必须经常了解相邻矿井开采情况，掌握其采空范围，涌(积)水情况、防止越界开采，造成巷道相互贯通，采空区积水涌入矿井，造成涌(突)水事故的发生；一旦发现煤壁发潮、有水锈等透水预兆,立即采取措施，严防突水及事故的发生。（5）井下开拓巷道尽量减少对煤层底板的破坏。（6）井下主水泵房共有3个安全出口通道，其中1个通道由主水泵房通向副立井15号煤层井底车场，通道内各设置1道防水密闭门和

21、1道防火栅栏两用门，防止井下发生突水时不致危及主排水泵房；1个通道由主水泵房通向主变电所，通道内设置1道防火栅栏两用门，另1个通道通过管子道由主水泵房通向副立井。主水泵房底板标高比相邻井底车场巷道底板标高不小于0.5m，管子道上平台出口底板标高比主水泵房底板标高不小于7.0m。（7）掘进工作面配备了探水钻机，遵循“预测预报、有掘必探，先探后掘、先治后采”的原则,尤其是采空区或构造附近掘进时,更应注意探放水工作。（8）采掘工作面配备了小水泵，用以排除巷道积水,确保良好的劳动环境。（9）井田边界均留设防水保安煤柱。（10）井田东南部正断层（落差20m）为一导水构造，设计在断层两侧均留设20m防水保

22、安煤柱。2、排水设施矿井正常涌水量33m3/h；矿井最大涌水量50m3/h。主要水仓的主、副仓布置及容量井下主水泵房位于副立井井底车场附近，排水管沿泵房、管子道、副立井井筒敷设2趟至地面沉淀池，排水管路长约267m，排水高度152m。主水泵房共有3个安全出口通道，其中1个通道由主水泵房通向副立井15号煤层井底车场，通道内各设置1道防水密闭门和1道防火栅栏两用门，防止井下发生突水时不致危及主排水泵房；1个通道由主水泵房通向主变电所，通道内设置1道防火栅栏两用门，另1个通道通过管子道由主水泵房通向副立井。主水泵房底板标高比相邻井底车场巷道底板标高不小于0.5m，管子道上平台出口底板标高比主水泵房底

23、板标高不小于7.0m。井底水仓由主、副仓组成,主水仓有效长度为117.0m，容积528.0m3，副水仓有效长度为86.0m，容积402.0m3，采用调度绞车牵引1t矿车人工清理。矿井正常涌水量为33m3/h，8小时涌水量为264m3，水仓总有效容积930.0 m3，符合煤矿安全规程第280条的要求。主要水泵型号矿井正常涌水量33m3/h,矿井最大涌水量50m3/h；井筒垂深137m，井口至地面沉淀池高差15m；。选用3台MD46-306型耐磨单吸多级矿用离心泵，该水泵额定流量46m3/h，额定扬程180m。正常涌水时为1台工作,1台备用,1台检修，最大涌水时为2台同时工作, 1台检修。选用配套

24、YB200L2-2型电机，功率37kW，电压660V，转速2950rpm。井下主排水泵0.66kV电源引自井下主变电所,控制设在主变电所内,泵房内只设停止按钮。水管路趟数、规格选择排水管选用1084型无缝钢管；吸水管选用1334型无缝钢管。排水管沿泵房、管子道、副立井敷设2趟至地面沉淀池。正常涌水时为1趟管路工作，1趟管路备用，最大涌水时2趟管路同时工作。八、探水前应注意事项及钻眼布置注意事项：1、加强钻场附近的巷道支护，并在工作面迎头打好坚固的立柱和栏板。2、清理巷道，挖好排水沟。探水钻孔位于巷道低洼处时，必须配备与探放水量相适应的排水设备。3、在打钻地点或附近安设专用电话。4、测量和探放水

25、人员必须亲临现场，依据设计，确定主要探水孔的位置、方位、角度、深度以及钻孔数目。钻孔放水前，必须估计积水量，根据矿井排水能力和水仓容量，控制放水流量；放水时，必须设专人监测钻孔出水情况，测定水量、水压，做好记录。若水量突然变化，必须及时处理，并立即报告矿调度室。钻眼布置：1、当老空、老巷、废弃硐室等积水区的位置准确且水压不超过981kPa时，探水起点至积水区的最小距离：煤层中不得小于30m，岩层中不得小于20m。2、对矿井的积水区，不能确定其边界位置时，探水起点至推断的积水区边界的最小距离不得少于60m。3、掘进巷道附近有断层时，探水起点至最大摆动范围预计煤柱线的最小距离不得小于20m。4、石

26、门揭开含水层前，探水起点至含水层的最小距离不得小于20m。5、探水钻孔的直径大小由钻机规格确定，孔数不少于3个，钻孔布置成扇形，探水钻孔至少有一个中心孔，其它孔与中心孔成一定角度。为了防止探水钻孔孔口被水冲破，用水泥和套管加固孔口，其长度不小于1.50m2.0m。当水压较小(294Pa392Pa)时，可随时用木楔封闭钻孔；当水压较大(981Pa1962Pa)时，可加设防喷装置，防止钻进时喷水。由于探水钻眼布置方法可分为垂直、倾斜和水平，所以防喷装置的结构也有所不同，垂直钻眼用防喷帽和防喷接头,水平和倾斜钻眼采用盘根密封器，水压过大时，为了安全钻眼，设反压装置和防压控制装置。九、探水时注意事项及

27、措施注意事项：1、探水地点要确保与相邻地区的工作地点的联系，一旦出水，要马上通知水害威胁地区的工作人员撤到安全地点。2、打钻时，要时刻观察钻孔的情况，发现煤层疏松，钻杆推进突然感到轻松或顺着钻杆流出来的水超过供水量时，都要特别注意，这些都是接近或钻人积水地点的征兆。碰到这种情况，要立即停止钻进，进行检查。如果孔内水很大，喷射较远，必须马上固定钻杆，背紧探水工作面，加固煤壁及顶底板。3、探水工作面要经常检查瓦斯及其他有害气体，当瓦斯含量达1时，必须停止钻进；达到1.5时，必须停止工作，使其降至1以下，方可开动机器。措施：1、加强靠近探水工作面的支护，并在工作面迎头打好坚固的立柱和栏板，以预防高压

28、水冲垮煤壁及支架；2、检查排水系统，应根据预计出水量确定是否加大排水能力，清理水沟、水仓使其畅通和起缓冲作用；3、水压较大时，探水孔要设套管，以便安装水阀控制放水量，特别危险的地区还要选择坚固地点，砌筑水闸墙；4、探水工作地点要安设电话，以便能及时与调度室和中央泵房联系。5、清理巷道，挖好排水沟。探水钻孔位于巷道低洼处时，必须配备与探放水量相适应的排水设备。十、探放水时的注意事项及措施注意事项：1、放水前必须估计积水量，并要根据矿井排水能力和水仓容量控制放水数量及放水眼的流量。2、要经常观测钻孔中水量变化情况，特别放老空积水时，当水量变小或无水时，应反复多次下钻至原孔深度或超过原孔深度，以防钻

29、孔被堵塞，造成放干积水的假象，避免掘进时发生事故。3、放水过程中，应经常检查孔内放出的瓦斯及其他有害气体的含量，以便采取措施。措施：1、相邻矿井的分界处、断层两侧，必须留防水煤柱，严禁在各种防水煤柱中采掘。2、井巷出水点的位置及其水量，有积水的井巷及采空区的积水范围、标高和积水量，必须绘在采掘工程平面图上。在水淹区域应标出探水线的位置，采掘到探水线位置时，必须探水前进。3、每次降大到暴雨时和降雨后，应及时观测井下水文变化情况，并向矿调度室报告，并及时分析原因，寻找导水通道，采取相应措施，防止水患事故发生。4、探放老空水前，首先要分析查明老空水体的空间位置、积水量和水压。老空积水区高于探放水点位

30、置时，只准打钻孔探放水；探放水时，必须撤出探放水点以下部位受水害威胁区域内的所有人员。探放水孔必须打中老空水体，并要监视放水全过程，核对放水量，直到老空水放完为止。钻孔接近老空，预计可能有瓦斯或其他有害气体涌出时，必须有瓦斯检查工或矿山救护队员在现场值班，检查空气成分。如果瓦斯或其他有害气体浓度超过煤矿安全规程规定时，必须立即停止钻进，切断电源，撤出人员，并报告矿调度室，及时处理。5、钻孔放水前，必须估计积水量，根据矿井排水能力和水仓容量，控制放水流量；放水时，必须设专人监测钻孔出水情况，测定水量、水压，做好记录。若水量突然变化，必须及时处理，并立即报告矿调度室。十一、防止钻孔导水的安全措施本矿井井田范围内目前无地质勘探钻孔，今后在建设施工中如施工地质勘探钻孔必须执行以下安全措施：1、为防止钻孔突水，应于年初对本年度采掘范围内所有穿越煤层顶、底板富含水层的钻孔，核查其封孔报告书或封孔资料，分析判定封孔质量。2、对查出的封闭不良的钻孔，要建立台帐，并根据不同情况，在与采掘工作面相遇前，分别采取扫封孔、向下探水、留设隔水煤柱等措施。3、穿过可采煤层的水文地质勘探钻孔，如煤层顶板或底板有富含水层时，对顶板导水裂隙带及其以上5.0m10.0m孔段，底板以下整个孔深，以及有可能污染水源的整个钻孔，都必须使用