富民煤矿井田范围内小煤窑积水调查预防治理水害安全技术措施

富民煤矿井田范围内关闭小煤窑积水预防安全技术措施-为了更好地贯彻执行《煤矿防治水规定》，切实抓好矿井防治水工作。确保安全生产，特根据我矿实际重新编制本安全技术措施。一、周边矿井及小窑1、老窑矿区及周边老窑开采历史悠久，以斜井为主，老窑井口多沿6、8、10号煤层地表出露地带或煤层埋藏较浅部地带分布，为季节性土法开采，见煤后沿煤层掘进，开采斜长一般50～150m，垂深30～60m左右。大部分老窑有积水。井口垮塌、排水困难、瓦斯含量高、通风困难。近年来政府、国土部门加大了管理力度,滥采乱挖的小煤矿均被禁止开采。老窑对矿山煤炭资源开采有一定的影响。2、相邻矿井矿区北临坪山煤矿，开采6、8、10号煤层，采用走向长壁采煤法，采煤工艺为放炮全部垮落法管理顶板，无越层越界行为，属高瓦斯矿井，煤尘无煤炸性，煤层无自燃发火倾向，矿井最大涌水量约19.18l/s，正常涌水量约9.71l/s。二、矿井充水条件矿区龙潭组含煤地层多被第四系坡积物所覆盖，地形比较平缓。矿区内地势总体为南部高，北部低，最高点位于矿区中部环岭岗大山，海拔标高+2176.5m，最低点位于矿区北部一冲沟沟底，海拔标高1925m，为矿区最低排泄基准面，相对高差251.5m。属低中山地形，发育冲沟地貌。一、地表水矿区中部有条流量小的冲沟水外，无大的地表水。三、含水层与隔水层根据本矿区及附近和临区坪山煤矿的地质勘查报告，由下至上各地层的富水性如下：1、玄武岩组岩性为玄武岩，出露于本矿区外北部，泉点稀少，流量0.03—0.24l/s，富水性弱，为含煤地层与茅口组含水层间的隔水层。2、龙潭组砂泥岩夹煤层。出露于矿区北部。含水段由细砂岩、粉砂岩及少许碳酸盐岩组成。调查泉点一般流量为0.02—0.88l/s，多数为季节性泉出露。本矿区未发现泉水。富水性弱。根据坪山煤矿的地质勘查报告，本地层水文地质钻孔两个，单位涌水量0.002968—0.00741l/s.m，渗透系数为0.00812m/日。地下水埋深53—171m。是矿床直接充水含水层。水质类型：HCO3—（K+Na）、HCO3·SO4—（K+Na）+Ca及HCO3·SO4—Ca型。3、大隆组岩性为粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩粉砂质，上部夹薄层至厚层状泥灰岩2—3层，顶部夹2—4层蒙脱石泥岩，最顶部蒙脱石与上覆地层分界，底部为一层泥质灰岩。多为含浅层风化裂隙水、微弱构造裂隙水。4、飞仙关组第一段以灰绿色粉砂岩为主，夹数层薄层状灰岩、泥灰岩。调查泉点3个，一般流量0.30—0.63l/s。含裂隙水。本矿区未发现泉水。富水性弱。水质类型：HCO3·SO4—Ca型。5、飞仙关组第二段岩性以灰岩为主。岩溶较发育，地貌上多呈陡崖。泉点出露较少但流量较大，一般流量0.02—4.88l/s，动态变化大，属岩溶裂隙水。本矿区未发现泉水。该层区域上属富水性中等，为矿床间接充水含水层。水质类型：HCO3—Ca型。6、永宁镇组零星分布于矿区外。对煤矿无大的影响。四、断层含、导水特征矿区内未发现大的断层，仅有一些落差为0.80~1.20m的小断层。其富水性弱，导水性差，不构成煤矿充水通道。矿井在开采该断层附近采面时未发现滴、淋水现象。五、矿井内的小井及老窑本矿区内老窑较多，开采6、8号煤层为主，见煤后沿煤层掘进，开采斜长一般20～50m，垂深一般20m左右。大部分老窑有积水。目前无法查明其具体情况。由于老窑水进入矿井时来势凶猛，瞬时流量大，防不胜防，易造成透水事故。因此，在接近老窑时应加强探放水工作。六、矿井充水因素分析（一）充水水源1、大气降水：是矿井充水的主要补给水源。2、地表水：区内冲沟发育，切割较深。冲沟常年有水，枯季流量较小，雨季暴涨。因此，在上述地表水体下采煤应注意地表水溃入。3、老窑水：区内小窑分布广泛，且开采历史悠久。除有证煤矿仍在生产外，大部分被关闭。老窑采空冒落造成地表开裂、塌陷，导致地表水由裂隙渗入蓄积。因此，老窑大多有积水。开采浅部煤层时应预防老窑水涌入。5、长兴组、龙潭组地下水：煤矿赋存于龙潭组地层。长兴组、龙潭组富水性弱，含风化裂隙水、构造裂隙水，是煤矿开采的直接充水含水层。涌水量小，一般不形成大的水害、水灾。（二）充水通道主要为地层中的风化裂隙、构造裂隙、破碎带、老窑巷道等。（三）充水方式主要以渗水、滴水、淋水为主，局部遇到老窑时可能发生突水。七、矿井涌水算预算由于本矿水文地质工作有限，故采用富水系数法估算矿井涌水量。现矿井开采6、8和10号煤层，最大采空区面积0.0471km2，矿井正常涌水量10m3/d，最大涌水量30m3/d。另外收集与本矿区接近的流量较大的位于丫口田附近的中岭一号平硐，井口标高1897.72m，设计生产能力21万t/a，1969年建井，于1971年12月建成投产，开采龙潭组上段煤层，因交通运输等原因，实际生产能力仅10万t/a。中岭煤矿一号平硐枯季流量0.24l/s(2001年5月19日),雨季流量19.18l/s(2001年7月9日)。平均涌水量取9.71l/s，则中岭煤矿富水系数为3.06m3/吨。按中岭煤矿富水系数估算富民煤矿整个矿井的涌水量。由此当富民煤矿达到年产15万吨时，矿井平均涌水量Q=3.06m3/吨×150000÷365=1258m3/d=52m3/h=15l/s。雨季涌水量增大系数用中岭煤矿经验值2，由此计算该矿井最大涌水量：Q最大＝2×Q＝2×1258m3/d＝2516m3/d=105m3/h=29l/s。矿坑涌水量是一动态变化的过程。一般在开采初期，涌水量小，随着开采面积的增大，上覆地层的采矿导水裂隙带范围扩大，弯曲下沉带将形成，水文地质条件将发生变化，涌水量也随着增大，尤其在近地表、构造破碎带附近，矿井涌水量增加更大。由于上述因素的存在，本次提供的数据仅供设计部门参考，建议在矿井建设生产过程中加强矿井水文地质方面资料的收集整理，对预测涌水量数据加以修正完善，使其更符合矿区水文地质条件，从而保障矿井安全生产。八、矿井主要水害水害预测龙潭组地层富水性弱，其地下水一般对矿井不构成大的水灾。通过对富民煤矿范围内地表和井下的调查分析，预测该矿井水害主要为地表冲沟水及老窑积水。地表冲沟水的危害主要表现在地下坑道距离地表较浅时，雨季地表洪水通过很可能产生的冒落带裂隙、地裂、塌陷坑等溃入矿井，造成淹井事故。目前未查明的老窑积水是本矿的可能发生透水事故的主要隐患。老窑积水威胁较大，危害性强，因为一旦揭穿老窑水，便呈骤然性的溃入，瞬间淹没矿井。防治措施矿井水的防治必须做大量的防治水工作，如探放水、留设防水煤柱、探明采空范围及积水规模等。1.探放水：坚持“有疑必探、先探后掘”的防治原则。通常在下述情况下需要超前探水：①巷道掘进接近采空区；②巷道掘进接近断层；③巷道接近或需要穿过强含水层；④采掘工作面接近各类防水煤柱时；若遇采掘工作面有明显出水征兆时，或疏干或设防水墙或疏堵结合并用，将威胁排除。2.留设足够的防水煤柱：巷道或工作面接近积水老窑或导水断层时应预留足够的防水煤柱，以达到安全生产的目的。3.每次下大到暴雨时及降雨后，应及时观测水情，查看井下涌水情况，并采取相应的防治措施。4.抽水设备要有2套，一套运行，一套备用。5.对地表产生的冒落带裂隙、地裂、塌陷坑等溃水通道要堵塞，防止洪水溃入井下，增大涌水量。以上所述防治措施都有一定的使用条件和局限性，在采掘过程中，必须综合分析，全面预防，重点治理。九、矿井水文地质条件分类综上所述，矿区无大的地表水，主要是一些冲沟水。矿井直接充水水源主要为龙潭组裂隙水、老窑采空区积水、地表冲沟水等，估算的涌水量不大，煤矿防治水害、水灾复杂程度不难。故本矿区属裂隙充水矿床。水文地质条件复杂程度为中等。十、矿井水害事故易发生的地点我矿井下易发生突水事故的地点是矿井正常生产的采煤、掘进工作面。在生产过程中与地表水、地下水或老空水沟通时，就会发生突水事故。(1)采煤工作面向前推进，采空区顶板自然垮落，自下而上形成了垮落带、导水裂隙带和弯曲下沉带。垮落带及裂隙带遇到强含水层或老空区、老窑、老巷道积水，水会沿裂隙带空隙流入井下，造成突水事故。若导水裂缝带高度到达地表，与地表的季节性河流、塌陷坑贯通，也会造成突水事故。(2)采煤工作面遇到封孔质量不好的钻孔，穿透含水岩层的钻孔在采煤过程中采取的防范措施不力，也会造成透水事故。(3)掘进工作面在掘进过程中，遇到情况不清的老窑水、采空区水、老巷道积水、钻孔水、断层水、陷落柱水、石灰岩溶洞水、砂岩水等，同样是易发生透水事故的地点。十一、矿井发生突水事故的预兆(1)煤层发潮、发暗。(2)巷道壁或煤壁“挂汗”。(3)工作面温度降低，煤壁发凉。(4)煤壁“挂红”。(5)发出水叫声。(6)出现雾气。(7)工作面有害气体增加。(8)顶板来压，淋水加大。(9)出现压力水流(或称水线)。(10)打钻时发觉钻孔底松软或钻孔查水流出卜说明接近透水区。每次突水前都会全部些现，有时可能发现一个或几个，极个别情况甚至不出现。因此，必须密切注意，认真分析。十二、小煤窑积水防治的主要措施防治矿井水灾的方针是“预防为主，防治结合”。应查明矿区和矿井的水文地质情况，技术组编制中防治水害措施，并组织实施。同时有准确的井上下对照图、地形地质图。要建立地表移动塌陷观测站，测出本矿的地表移动数据。井下采掘工作面与地面河流、沟渠等的位置关系。1.防治地表水害的措施(1)留设防水煤柱。矿井井田范围有季节性河流，对矿井有危害，有透水的可能，而且不可能排干，可留设防水煤柱。(2)沟渠改道。沟渠压在煤层及岩层露头部分，对采矿有透水的威胁，为此对地面山沟泄洪区进行改道。(3)积水排干。对于塌陷区存在积水，只要有突水可能就必须将积水排干方能生产，且在生产过程中要定期查看地面积水。(4)为确保雨季安全，避免矿井周围最高洪水及山洪爆发的影响，所以需采取加高主井、副井、风井的井口标高的方法，抗击洪水威胁，具体每个井口加设1.5m高防洪沙袋墙，以防不测。2.防治井下水害的措施井下水害包括老窑水、采空区积水、老巷道水、钻孔水、断层水、陷落柱水、石灰岩溶洞水等。(1)现经调查周围矿井及小窑开采采空区积水情况已查明，并绘制了图纸和相关的资料。(2)根据查清已有老窑的图纸和资料。认真分析判断后，制订防治老窑水的方案，并认真实施。(3)在探放水时，如有透水征兆，不能起钻，要尽快汇报处理险情。(4)在探放水时要安装水泵和排水管路，清理好水仓，以保证万一探出水之后不会影响生产或导致事故发生。(5)本矿井老窑在浅部煤层露头，多沿6#、8#、10#煤层所送，地质资料不详，施工浅部煤层时，必须加强探放水工作。十三、矿井采空区积水和老巷道积水的防治技术组测量填图要及时准确，不能漏填，采煤工作面回采时，采空区积水和老巷道对生产有威胁，要打钻把水疏干。掘进工作面需要掘透老巷道时，一定要先把老巷道水排干后，才能掘透老巷道。1、钻孔水防治钻孔水害防治措施是：技术组先查清钻孔的平面所在位置即与现采掘工作面的相对位量，然后查清钻孔的封孔质量。如果钻孔穿透富水层，封孔质量不好，为确保安全需请专业队伍用钻机重新封孔。或者可以留保安煤柱保护钻孔。2、断层水的防治断层分为透水断层和不透水断层。防治断层水的措施是：根据地质报告或水文地质报告，井田内F1、F2的断层是透水断层。可用留设断层防水煤柱的办法，防治断层面出水发生透水事故。3、陷落柱水的防治按地质资料分析有导水性而实际未发现有导水性。防治陷落柱水的措施是：根据地质资料查清陷落柱的位置，用井下钻探的办法探清陷落柱是否导水，如水量大不好疏干，可留设陷落柱防水煤柱;如水量小，可以采用疏干的办法，确保开采安全。4、石灰岩溶洞水的防治防治岩溶水的措施：石灰岩是井下岩溶水由地面降水补给，主要通道为切断岩溶水补给来源，可以将河流改道。总之搞好矿井防治水工作，主要抓好“防、堵、截、排、疏”五方面，综合治理措施重点是落实“预测预报，有掘必探，先探后掘，先治后采”的原则，落实“有疑必停，有险必撤”的措施，只有这样才能保证矿井防治水工作的顺利进行，确保矿井长治久安和安全生产。十四、突水事故的应急预防措施