水害隐患治理情况分析报告

附件3山东新陶阳矿业有限责任公司10507里工作面水害隐患治理情况分析报告山东新陶阳矿业有限责任公司地质测量科二〇一九年六月山东新陶阳矿业有限责任公司10507里工作面水害隐患治理情况分析报告审查地质测量科:年月日生产技术科:年月日机电科：年月日安监处：年月日防治水副总：年月日采煤副总：年月日总工程师：年月日审批意见山东新陶阳矿业有限责任公司10507里工作面水害隐患治理情况分析报告-1-10507里工作面水害隐患治理情况分析报告一、工作面概况10507里工作面位于-10m水平原5采区，工作面平均面长59m，推采长度187m，煤层厚度平均1.75m，可采储量2.5万吨。回采标高-41.2～-54m。采煤方法为走向长壁后退式，倾斜推采，推采方向坡度平均4°～6°，平均5°，顶板管理方式为全部垮落式，采煤工艺为高档普采，具备自然泄水条件。二、水害隐患排查情况及治理措施（一）水害隐患排查1.老空水害：上覆9煤层已回采完毕。该工作面北部为本煤层实炭区；南部为本煤层实炭区及10505工作面（1994年回采完毕）；西临9507里送料道；东为铁路一号桥保护煤柱及本煤层实炭区。上覆9507里面（2019年1月回采完毕）。经综合分析该工作面局部低洼冒落不充分处存有少量老空积水，目前9507里面运中巷密闭墙处返水池涌水量为4.8m3/h，9507里面送料道密闭墙处返水池涌水量为0.2m3/h，合计涌水量5m3/h，经9507新配泄水巷进入-90东水仓，在回采期间要加强原9507里面运中巷、送料道密闭墙处返水池的水情观测，发现不返水时立即停止回采，由地质测量科设计超前疏放钻孔，防治水工区编制安全技术施工措施进行疏水，经防治水专业出具结论由公司总工程师组织审查后，确定无老空积水隐患后，方可恢复生产。2.徐灰水害：徐灰含水层上距102煤底板最小厚度为19.7m，注浆改造前徐灰含水层最大突水系数为0.04MPa/m。工作面范围内施工山东新陶阳矿业有限责任公司10507里工作面水害隐患治理情况分析报告-2-注浆改造钻孔39个，皆穿过徐灰含水层，进入底板泥岩1m左右，单孔徐灰最大水量为200m³/h（3-5孔），平均65m³/h，说明徐灰含水层岩溶发育不均一、富水性较弱。3.奥灰水害：奥灰含水层上距102煤底板最小厚度为36.0m，注浆改造前奥灰含水层最大突水系数为0.027MPa/m。若徐、奥灰含水层之间水力联系密切，回采过程中，受隐伏构造及采动影响，奥灰承压水可能突破泥岩层导通徐灰，诱导工作面突水。综上所述，该工作面回采时不受底板徐、奥灰水的威胁，但因9507工作面于1985年8月6日发生突水，为确保安全生产仍按受水威胁工作面处理。4.断层水害：留足了工作面附近1条断层防隔水煤（岩）柱，该工作面不受断层水害威胁。断层防隔水煤（岩）柱的留设计算如下：PKPKML/35.0式中：L----煤柱宽度(m)；K----安全系数，取K=5.0；M----煤层厚度或采高，取M=1.9m；P----煤柱所承受的水头压力(MPa)；Kp----煤的抗拉强度，取Kp=0.4MPa.10507里工作面运中巷注改期间最大孔口水压为0.6MPa，徐灰平均隔水层厚度为25.3m，则煤柱所承受的水头压力P徐灰=0.6+25.3/100=0.853MPa。带入公式，经过计算得出：L=12m。山东新陶阳矿业有限责任公司10507里工作面水害隐患治理情况分析报告-3-根据《煤矿防治水细则》规定，断层防隔水煤（岩）柱留设宽度≮20.0m，取20m。工作面已严格留足了断层防水煤柱，不受断层水害威胁。5.露头水害：经分析，工作面不受露头水害威胁。6.钻孔水害：6.1地面钻孔工作面回采及影响范围内不受地面钻孔的影响。6.2注浆改造钻孔的残留水受注浆效果及工作面回采矿压的影响，有发生钻孔及其周围底板渗水或小于2m³/h出水的可能。（二）水害隐患治理措施工作面按受底板徐、奥灰承压水威胁管理，已采取煤层底板注浆加固措施。三、水害隐患治理情况10507里工作面注浆前均由山东省煤田地质局物探测量队对底板徐、奥灰富水性进行了物探，依据物探成果我公司编制了《10507里工作面底板注浆改造加固设计》，并依据设计组织钻孔钻探施工及注浆改造工作。10507里工作面共设计施工徐灰注浆改造钻孔39个，终孔层位穿过徐灰底板泥岩1m左右。其中大于100m3/h钻孔6个，50m3/h～100m3/h钻孔12个，合计大于50m3/h钻孔21个。10507里工作面注浆改造钻孔均钻探至徐灰含水层段，单孔涌水量5～200m3/h，平均65m3/h。对徐灰含水层进行注浆改造，共注黏土水泥1021.9t、其中山东新陶阳矿业有限责任公司10507里工作面水害隐患治理情况分析报告-4-水泥719t、黏土302.9t，吨水注干料比0.4t。详见附件2：《10507里工作面注浆改造总结及效果评价报告》。四、治理效果分析评价（一）工作面物探结果1.含水层异常区及其钻探验证情况10507里工作面注浆后由山东省煤田地质局物探测量队对底板徐、奥灰富水性进行了物探，注改前后对比，注浆改造后物探异常区大幅减少，说明工作面整体注浆效果较好，但仍存在徐灰异常区1处、奥灰异常区1处。对含水层异常区施工钻孔验证如下：Y1号异常区该异常区位于送料道120-180米范围内，面积较大，约在工作面的中间位置且靠近工作面见方附近，靠近10507里面送料道异常区与工作面见方最近1.7m，靠近10507里面运中巷异常区与工作面见方最远8m，长度约70m。施工钻孔验证该异常区内钻孔涌水量60～120m3/h。（附近1-5钻孔水量120m3/h、1-6钻孔水量120m3/h、2-4钻孔水量60m3/h）。Y2号异常区该异常区位于靠近送料道，距离切眼约40米处，位于2号钻机硐室附近，长度约23m。施工钻孔验证该异常区内钻孔涌水量20m3/h。（附近3-1钻孔水量20m3/h）。（二）工作面突水系数选用公式T=P/M山东新陶阳矿业有限责任公司10507里工作面水害隐患治理情况分析报告-5-式中：T----突水系数（MPa/m）P----隔水层底板承受的水压（MPa）M----隔水层厚度（m）1.1徐灰含水层突水系数计算通过对工作面底板徐灰含水层进行注浆改造，徐灰含水层小溶洞被水泥或粘土水泥所充填后可视为隔水层，本工作面施工的39个徐灰钻孔均穿过含水层进入底板泥岩1m左右。根据注浆钻孔实际揭露资料，注改后102煤层下距徐灰实际隔水厚度18.2m（1-1孔）～35.7m（4-1孔），平均厚度为25.3m（按最小隔水层厚度18.2m计算），该区域实测水压0.6MPa。据此计算徐灰最大突水系数为：T最大=P/M=（60+18.2+7.1）×0.01÷（18.2+7.1）=0.034MPa/m工作面回采范围内未揭露断层及其它构造，根据工作面掘进期间及上覆9煤层采掘期间实际资料，区域内地质构造相对简单，为正常块段，工作面徐灰最大突水系数T=0.034MPa/m﹤0.06MPa/m，符合《煤矿防治水细则》中第七十三条规定。评价：10507里工作面底板注浆改造工程符合设计要求，注浆效果较好，达到了底板含水层注浆加固目的，具备安全生产条件。五、问题及建议（一）问题工作面已施工底板注浆改造工程，因采动过程矿压对底板破坏山东新陶阳矿业有限责任公司10507里工作面水害隐患治理情况分析报告-6-较深且距离含水层较近，在遇隐伏构造及注改薄弱带仍有渗水可能。（二）建议1.该工作面局部低洼冒落不充分处存有少量老空积水，目前9507里面运中巷密闭墙处返水池涌水量为4.8m3/h，9507里面送料道密闭墙处返水池涌水量为0.2m3/h，合计涌水量5m3/h，经9507新配泄水巷进入-90东水仓，在回采期间要加强原9507里面运中巷、送料道密闭墙处返水池的水情观测，发现不返水时立即停止回采，由地质测量科设计超前疏放钻孔，防治水工区编制安全技术施工措施进行疏水，经防治水专业出具结论由公司总工程师组织审查后，确定无老空积水隐患后，方可恢复生产。工作面初压、回撤期间每天观测1次，正常回采期间，每5天观测1次，发现异常，及时分析处理。2.加强对工作面顶、底板的管理。一是在工作面上、下两巷超前30m有底鼓现象时，支设支柱并垫大铁鞋（Φ≮380mm），底鼓严重时铁鞋下垫板梁。二是回采期间出现悬顶时及时进行人工强制放顶，确保悬顶面积不超规定（2×5）m2。3.工作面回采期间对9507里面因注浆改造所下的一二级套管做超前处理。4.工作面回采期间，加强运中巷水架、泄水沟、沉淀池及新配9507泄水巷的清挖，保持泄水路线畅通。5.现场要备有120块防水木垛料（规格：1.2*0.2*0.15），30块方座，一袋小楔，两条2.8m长的工字钢，距离工作面不得超过150m，山东新陶阳矿业有限责任公司10507里工作面水害隐患治理情况分析报告-7-实行挂牌管理，不得挪作他用。6.工作面采煤工艺为高档普采，工作面初压及停采前30m范围内严禁调面。7.回采时将会造成地面下沉，影响范围内有铁路、注浆站及高压线路，加强观测维护设置警示牌；开采前及时通知农事部门，做好相应的农事工作。