煤矿井下联合排水试验报告

3-4--二--2联合排水试验报告试验单位：大方县普底乡鹏程煤矿试验设备：MD85-45×3型试验日期：2014年4月5日试验周期：一年1目录第一章水文概况----------------------------------1第二章开采现状与涌水因数分析--------------------6第三章雨季前后矿井涌水量------------------------8第四章排水试验----------------------------------9第一节井下水泵房联合排水试验总则----------------9第二节具备联合排水试验的条件--------------------9第三节联合排水试验措施及要求--------------------9第四节排水试验指挥部----------------------------11第五节井下水泵房排水系统的简介------------------11第六节联合排水试验前的准备工作------------------12第七节联合排水试验记录--------------------------13第八节联合排水试验测定结论----------------------14第九节试验结束----------------------------------152第一章水文概况一、气候条件该区属亚热带季风湿润气候区，冬无严寒，夏无酷暑。根据大方县气象局资料，7月份最高气温为22.3℃，1月份最低气温为-4.5℃，年平均气温22.3℃，无霜期为每年265天,年平均降雨量为1181mm，雨季多集中在5月～9月，此段时间内降雨量累计可达670mm～680mm。12月至次年3月为旱季。平均风速为2.3m/s，最高风速为20.0m/s。年平均相对湿度为80﹪左右。根据《中国地震动参数区划图》(GBl8306—2001)，矿区及附近地区地震烈度不超过Ⅵ度，属稳定类型，对矿山建设危害性不大。二、水系及主要河流（一）区域水文地质概况区域位于长江流域乌江水系六冲河支流下洞河上游西溪河的地下水补给、迳流区。所处位置属赤水河和六冲河之分水岭地带，区内地形为侵蚀—剥蚀低中山地貌，境内碳酸盐类岩石广泛分布，岩溶地貌如溶丘、洼地、峰丛、溶斗、伏流等分布普遍。区域内岩层主要为碳酸盐岩和碎屑岩两大类，碳酸盐岩主要包括寒武系中上统娄山关组、二叠系下统梁山组、栖霞组、中统茅口组上统长兴组、三叠系下统关岭组、永宁镇组、夜郎组二段的灰岩等，碳酸盐岩分布面积广，分布区多属裸露及半裸露的基岩山区，地表岩溶洼地、落水洞、溶斗、3岩溶潭、岩溶大泉等较发育，地下局部发育溶洞、暗河，大气降水容易通过地表大量的负地形渗入岩溶裂隙、管道、暗河之中，岩层中赋存着丰富的岩溶水，富水性强，这些岩溶水长途径流，最后以岩溶大泉、岩溶泉群或暗河等形式集中排泄于当地河谷中。区域的侵蚀基准面为北西面的马场河，河面海拔标高+885m，为最低侵蚀基准面。碎屑岩分布面积相对较小，主要为二叠系上统龙潭组、三叠系下统夜郎组一段、二段的粉砂岩、泥岩。碎屑岩靠近地表时风化作用较强烈，风化裂隙较发育，含风化裂隙水，深部发育构造裂隙地段，含构造裂隙水为主，碎屑岩区地下水运动受地形、地貌、岩性、构造控制，富水性总体较弱，主要依靠大气降水补给，受地势影响，一般为近源补给、就近排泄。区域内地下水以大气降水作为主要补给来源，地下水动态随季节变化明显，一般每年5月地下水流量、水位开始回升，6～10月为最高值，其间出现1～3次峰值，11～次年2月份进入平水期，水位、流量开始逐渐递减，到次年4-5月降为最低值。区域内龙潭组煤矿床上覆为长兴组中等岩溶含水层，是开采M8煤层的间接充水含水层，地下水通过节理裂隙、破碎带、采矿裂隙等导水通道向深部煤层井巷涌入。煤矿床下伏地层为茅口组强岩溶含水层，当开采下部的M4、M3、M2煤层时与矿床水力联系密切，下伏含水层将成为矿井的充水的主要来源，从而威胁到煤矿床的开采。随着煤矿开采深度加大，特别是在深部采煤时，岩溶水有突入矿井的危险，应严防茅口灰岩强含水层的地下水。（二）区域含（隔）水层1）第四系（Q）4矿区第四系，零星分布于井田内的冲沟附近，主要为残坡积层，由风化的岩石碎屑组成，由于分布面积小、厚度小等特点，厚度0～5m。富水性差。2）夜郎组(T1y)大面积出露于井田中部的向斜轴附近，岩性主要为薄至中厚层灰岩夹砂泥岩，灰岩中岩溶发育。该组底部有10～20m的薄至中厚层泥岩、砂质泥岩，是较好的隔水层，其上为100m左右的泥灰岩，使上部的岩溶含水层与龙潭组煤系地层水力联系不明显，但煤矿大面积开采形成裂隙后，将加强其间的水力联系，对煤层开采具有一定的影响。为矿井开采的间接充水含水层。属中等富水的含水层。3）长兴组（P3c）呈窄条状分布于向斜的两翼，岩性为中厚层燧石灰岩、泥灰岩、夹泥质粉砂岩。因其出露宽度及厚度有限，接受大气降水补给的条件及地下水的迳流条件较差，故其含水性中等，对煤层开采有一定的影响。为矿井开采的直接充水含水层。属中等富水的含水层。4）龙潭组（P31）分布于井田的东西两侧，为一套海陆交互相含煤岩系，岩性由薄～中厚层的细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、泥岩、粉砂质泥岩等组成互层夹煤层。接受大气降水补给的条件及地下水的迳流条件较差，富水性较差。在井下的井巷工程揭露中，在节理裂隙发育地段有滴水，局部有淋水，进水方式为顶板进水。该地层为矿井开采的直接充水含水层，含基岩裂隙水，属区内弱含水5层。5）茅口组（P2m）该层位于开采层煤层之下，岩性以浅灰色至深灰色厚层、块状灰岩为主，岩溶管道发育，为区内强岩溶含水层。与M2煤层相距0.30～5.80m，M3煤层相距层12m左右，M4煤层相距23m左右。此地层对M2、M3、M4煤层的开采影响较大，尤其在深部采煤时，有突水的可能。本次实地调查发现，地表岩溶洼地发育无积水，是雨季冲沟水的吸收通道，消水方向大致与是层倾向一致，即向向斜轴汇积。井下：在新掘进的主井筒底部，该地层中的+1520m标高，设有主、副两个水仓，未发现涌、漏水现象和岩溶发育；从川贵地财煤矿开采M2煤层的情况看，在+1600m标高以上，未有茅口灰岩的突水。通过井上井下调查：说明该层所含的岩溶水具有不均一性，具有典型岩溶管道含水层的特点。该含水层在侵蚀基准面以上，以垂直循环为主，形成较厚的垂直循环带，矿区东部有串珠状的岩溶洼地及落水洞；在侵蚀基准面以下，则以岩溶管道水为主，对下部M2、M3、M4煤层的开采影响较大。要引起高度重视。三、区域地下水的补、迳、排条件该矿井区域水文地质单元位于地表风水岭地带（地下水补给为大气降水），地势总体呈西南高东北低，大气降水至地表后，沿地表流入溶蚀洼地、岩溶漏斗、落水洞及岩溶裂隙等，然后汇入地下，岩溶管道及裂隙以管流及脉流的形式自西向东进行水平径流。四、地下水动态6大方县降水量较充沛，地下水动态变化与大气降水关系密切，地下水丰水期、枯水期与雨季、旱季相对应。每年5月地下水流量、水位开始回升，6～9月为高值期，其间流量、水位出现2～3次峰值，10～12月进入枯水期，随后流量、水位明显衰减，直到第二年3、4月份达到最低值。据矿山生产得：雨季井下出水点水量明显增加，旱季水量减少。第二章开采现状与涌水因数分析一、2014年生产区域内的矿井水文地质情况1、2014年采掘部署：2014年内我矿一个炮采面、两个炮掘工作面，生产区域将分布在8#层，各队组的分布情况是:采一队在8#层一盘区东翼开采11801、11803工作面。掘一队在8#层一盘区西翼掘进11803、11800运输巷；掘二队在8#层一盘区东翼掘进1180、11800回风巷。2、区内煤层赋存及顶底板情况：区内含煤岩系为二叠系上统龙潭组,有可采煤层5层（M11、M8、M4、M3、M2），5层煤煤层厚度稳定，全区可采，属“稳定煤层”。M11煤层：位于P31上部，厚1.55～1.65m，平均厚1.60m，平均倾角6°，煤层结构较简单。顶板为粘土岩，伪顶为泥质粉砂岩，底板为砂质粘土岩。上距龙潭组顶界35.74m，下距M8煤层26.8m，在矿区内已采空。M8煤层：位于P31上部，全层厚1.67～1.73m，平均厚1.70m，平均倾角6°，中上部有一层0.10m左右的夹矸，煤层结构较简单。顶板为泥岩，伪顶为泥质粉砂岩，底板为砂质泥岩。上距M11煤层平均26.80m，在矿区内稳定，属全区可采煤层，属整合前鹏程煤矿和普华煤矿的主采煤层。7M4煤层：位于P31下部，全层厚0.83～0.94m，平均厚0.89m，平均倾角6°，煤层结构较简单，有一层炭质泥岩夹矸，厚度0.05-0.11m，纯煤厚0.78-0.86m平均厚0.82m。顶板为泥岩，伪顶为泥质粉砂岩，底板为粉砂岩。上距M8煤层平均46.70m，属稳定的可采煤层。M3煤层：位于P31下部，厚0.82～0.90m，平均厚0.87m，平均倾角6°，煤层结构较简单，无矸石。顶板为泥岩，伪顶为泥质粉砂岩，底板为粉砂岩。上距M4煤层平均10.11m，属稳定的可采煤层。M2煤层：位于P31底部，全层厚1.10～1.43m，平均厚1.28m，平均倾角6°，煤层结构较较复杂，一般有2-4层夹矸，夹矸总度0.13-0.22m，平均0.14m，纯煤0.97-1.25m，厚度平均1.15m。顶板为泥质粉砂岩，伪顶为泥岩，底板为泥岩或铝土岩。上距M3煤层平均10.95m，下距茅口组顶界3.10m。属稳定的全区可采煤层。鹏程煤矿周边相邻矿井有：南面与渝兴煤矿（年产15万吨）相邻，北面与川贵煤矿（年产15万吨）相邻。开采时应留足与邻矿的保安矿柱，以确保安全生产，避免相邻矿井采空区积水的溃入。根据矿井地质报告，我矿水文地质条件为简单型，煤系地层中无富水岩层，矿井主要涌水来源为大气降水。据现有资料分析我矿采空区积水分布如下:通过对我矿井田范围内小窑调查，在我矿井田范围内有2个废弃矿井对本矿威胁较大，在北部鹏程煤矿老系统，和西部的普华煤矿老系统，积水较多。均为斜井开拓，主采M8号煤层，采空区较大，积水。4#号老窑在我矿原主井的回风东部，由于回采造成老窑倒塌，已不存在积水。矿主要8积水区为M11、M8、M4煤层的采空区。井田范围内的M11煤层已全部开采完毕，采空区面积为946600m2，积水量约284000m3；M8煤层最低开采标高为＋1540m，采空区面积为283000m2，积水量约56600m3；M4煤层最低开采标高为＋1574m，采空区面积为93700m2，积水量约18740m3。矿M8煤层与M11煤层的层间距为26.8m，M8煤层开采后的导水裂隙带为20.69m，因此，M11煤层采空区积水对M8煤层开采影响较小，但为了安全起见，在开采M8煤层之前，须在M8煤层工作面的运输巷布置钻孔对M11煤层采空区积水进行疏放；该矿M4煤层与M8煤层的层间距为46.7m，M4煤层开采后的导水裂隙带为15.58m，因此，M8煤层采空区积水对M4煤层开采影响较小，可不进行疏放；该矿M3煤层与M4煤层的层间距为10.11m，M3煤层开采后的导水裂隙带为15.55m，因此，M4煤层采空区积水对M3煤层开采影响较大。综合矿区内小窑开采数量多，采空范围大，积水多。现我矿进行新井建设，老系统已开采到+1579水平，距新井M8层掘进巷道垂高达7m，留设距离60米，故老系统积水必将对新井系统建设产生安全威胁。第三章雨季前后矿井涌水量本矿现有工作，备用，检修水泵三台。其型号：MD85-45×4型水泵，流量85m3/h，水泵扬程130m，功率55KW。两趟DN150mm无缝钢管两趟管路，在雨季来临前，经2012年7月观测最大涌水量15m3/h；雨季来临时最大涌水量31m3/h，排水泵能力完全能满足矿井雨季前后的涌水量。9第四章排水试验第一节井下水泵房联合排水试验总则1、为认真贯彻落实煤矿井下排水联合试验，提高矿井防灾抗灾能力，确保雨季安全渡汛工作，根据《煤矿安全规程》第二百八十一条规定和本质安全体系管理的要求，特制定本安全措施。2、鹏程煤矿井下水泵房，在联合排水的规定，决定进行井下主排水泵和备用