煤矿中长期防治水规划

********煤矿(2009－2019年)防治水中长期规划********煤矿2009年3月煤矿防治水中长期规划1********煤矿防治水中长期规划(2009－2019年)水灾是我国煤矿生产中最常见的灾害事故之一,不仅造成大量人员伤亡,而且严重摧毁井巷设施,中断生产,甚至引起井巷垮塌等二次事故。矿井水灾的防治通常要从矿井可能的涌水水源开始防治，而矿井可能涌水的水源主要有大气降水、地表水、含水岩层水、岩溶陷落柱水、断层水、以及旧巷或老空区积水等。大气降水即雨雪水；而地表水就是指河、湖、塘、沟、及水库积水；含水岩层水主要指砂砾层含水、石灰岩溶水等；断层构造的破碎带常含有大量水，而断层水一旦与其它水源导通，涌水补给更丰富，威胁会更大；旧巷和老空区积水常含有有害气体，也极易造成人身事故，上述各种水源，通过裂隙、溶洞与井巷连通就有可能对井下造成威胁，而且一般都不会孤立存在，往往互相沟通，互相补给，所以必须有全局观，进行综合防治。大量事实证明，不认真贯彻安全生产方针，思想麻痹，对水文地质及各种水源情况缺乏调查研究，不科学地制定和执行探放水制度、防治水计划是造成事故的主要原因。所以防治水灾必须牢固树立安全第一，预防为主的思想，防治结合，加强组织管理，为了做好矿井水的防治工作。结合我矿实际煤矿防治水中长期规划2情况，特制定《********煤矿防治中长期规划（2009－2019年）》（以下简称规划）。一、矿井水文地质安全条件分析（一）矿井水文地质条件1、影响地下水形成的自然因素矿井位于准葛尔盆地南缘，博格达山北麓的山前地带，属低山丘陵区，地势南高北低，东高西低，海拔高程为+863—+815m，最大高差约+40m。山势走向呈南东—北西向，地表斜切地层的沟谷发育。垂交于地层走向的主沟为碱泉子沟，是区内天然的泄洪通道。矿区未见基岩出露，被第四系亚砂土及砂砾石层覆盖。其厚度一般为30m，大气降水或积雪融化水大多沿沟谷顺流而下，以地表迳流形式排出区外消失，部分渗入地下。地下水补给微弱。矿区最低侵蚀基准面在碱泉子沟为+814m。2、矿区含（隔）水层特征矿区岩层主要由松散岩土类和碎屑类组成。根据矿区的水文地质条件工程地质特征将其划分为二部分。即第四系松散土类和陆源碎屑岩类。（1）第四系含水层及透水不含水层第四系堆积为松散及半固结亚砂土和冲洪积、卵砾石层。上部亚砂土细而均匀，局部含砾石，主要分布于山包阶地之煤矿防治水中长期规划3上。厚度在20—30m，为透水不含水层；下段为灰色砾石层。厚10—15m。由于其具有贮水条件，可划为含水层。（2）烧变岩裂隙含水层（段）区内火烧层在向斜南翼41—45号煤层火烧严重。火烧深度在70—85m，最深可达130m。由于煤层顶底板围岩遭受火烧后孔隙率显著增大，容水空间增大，且受火烧岩层大部分位于侵蚀面以下，又有沟谷中季节性洪水作补给，易在烧变岩区形成裂隙水。故烧变岩区是较好的含水层。（3）碎屑岩类含（隔）水组碎屑岩类包括西山窑组和头屯河组地层。西山窑组岩性为泥炭沼泽相之灰色、深灰色泥岩、炭质泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩细砂岩夹薄层不稳定之中—粗砂岩等，构成一套以细碎屑岩为主粗细相间，旋回次韵律沉积。主要含水层岩性为细砂岩，薄层中—粗砂岩，其中含有孔隙、裂隙的岩石，特别是胶结不好的砂岩，含水性较明显。在向斜南翼其补给源以现代河谷一铁厂沟河水及其孔隙潜水为主，大气降水渗入补给为辅。地层中泥岩、炭质泥岩、粉砂质泥岩等均属隔水层。因其粗细相间，亦可细分为多个含水层和隔水层（段）。3、地下水的补给、径流与排泄由于上述降落于地表的大气降水及融雪期的冰雪水，在煤矿防治水中长期规划4自然状态下多顺山坡沟谷而下汇集到碱泉子沟等较深的大冲沟中，在径流过程中的有部分渗到地下。沟谷洪水大多数顺流而下排泄到山前地带转化为第四系地下水。碱泉子沟上游有少量泉水出露，而在矿区只有在融雪期及洪雨期有暂短水流，其它时间多呈干涸状态。（二）矿井充水因素分析1、火烧层的积水仍为矿井直接充水含水层。但随着矿井采掘工作，采空面积扩大，上部烧变岩孔隙、裂隙也会随着加多、加宽，火烧层潜水仍会通过塌陷裂隙直接导入矿坑。2、西山窑组（J2x）含水层的水对矿坑充水是直接因素，因其富水性微弱，而是次要充水因素。3、大气降水通过第四系亚砂土补给砾石含水层和烧变岩含水层，尔后再通过陷落裂隙进入矿井，因其量小应是间接的次要充水因素。4、铁厂沟河（溪）水及河谷潜水，因本矿西部有铁厂沟三矿六号井矿区相隔，所以仅是另一个间接的次要充水因素。（三）矿井涌水量预测根据地质报告提供的资料，矿井正常涌水量为24.01m3/h。最大涌水量为64.65m3/h。（四）、水患类型及其威胁程度该矿可能发生的水患类型为：地面塌陷受季节性洪水的煤矿防治水中长期规划5威胁。因火烧区积水与地表水水力联系密切，井下主要受开采煤层上部火烧区积水的威胁。（五）、排水设备该矿井正常涌水量为24.01m3/d，最大涌水量为64.65m3/d。在+590m水平中央变电所旁的水泵房内敷设两趟排水管通过管子道、混合立井，最后至井口附近的沉淀池内，排水高度为278m。选择水泵型号为D85－50×7型，额定流量85m3/h，扬程350m，级数7级，转速2950r/min，效率63％。配套电动机选取YB280M－2，功率132kw，转速2950r/min，电压660V。选用三台同型号水泵，一台工作，一台检修，一台备用。二、指导思想预防为主、标本兼治、综合治理、群防群控、联防联控、部门配合、相互合作。三、目标（一）到2009年，通过开展矿井防治水治理，建立防治水管理体系；在防治水治理的基础上建立起防治水预测预警机制；制定有关防治水措施和管理制度；加强防治水安全教育；制定应急处理预案和完善应急处理体系。（二）到2019年，****煤矿力争通过井上下水患治理，煤矿防治水中长期规划6落实各项防治水措施，巩固和扩大防治水成果，预防和控制水灾事故的发生，建立起矿井防治水可持续发展的防治工作机制。四、矿井防治水措施及设施（一）、矿井开拓、开采所采取的安全保证措施1、矿井开拓工程位置及层位选择该矿地表南高北低，设计将矿井的工业广场布置在了井田南部，且处在相对较高处，地面工业广场不受洪水危胁。井筒位置的选择主要是根据地形地貌特点所确定，设计混合提升立井布置在大槽煤底板岩石中，井筒避开了煤层的火烧区。小槽煤风井井筒位置相对周边地形较高，风井井口处有矿井的排洪渠，因此风井不受洪水危胁。2、采掘工程采取的防治水措施矿井在采掘过程中，严格按照设计要求的煤柱尺寸进行采掘工作。同时，还应严格做到对采空区和火烧区范围内采取探放水措施。3、防水安全煤柱留设根据矿井开拓设计及地面矿区公路改道情况，即扩建后矿区公路与井下运输石门对应，且矿区排水沟也沿矿区公路附近布置。因此矿井留设煤柱有井筒、公路保护煤煤矿防治水中长期规划7柱及矿界煤柱。根据《采矿工程设计手册（上册）》，对于急倾斜煤层（煤层倾角80°左右），根据公式β=53-0.1α可知：煤层走向移动角取75°，顶板移动角取45°，底板移动角取55°。井筒围护带宽度按Ⅰ级保护取值为20m，矿区公路围护带宽度按Ⅲ级保护取值为10m。大槽煤井筒及公路煤柱留设：风井以西留20m，以东56m，+680m留设煤柱宽度为166m，+590m留设宽度为214m，+500m留设煤柱为262m。小槽煤矿区公路煤柱留设，地面留设20m，+765m留设煤柱宽度为56m，+680m留设煤柱宽度为102m，+590m留设宽度为150m，+500m留设宽度为198m。东西矿界煤柱各留20m。具体见《大槽煤安全煤柱留设立面图》和《小槽煤安全煤柱留设立面图》。（二）、井下探放水措施1、矿井回采和掘进过程中，坚持“有疑必探、先探后掘、长探短掘”的原则。开采浅部煤层时先对火烧区进行探水，没有探水前不得开采。接近以下地点时需进行探水：○1、在采掘工作面接近火烧区或含水层时。○2、接近涌水量异常区域时。○3、接近上部煤层采空区时。煤矿防治水中长期规划8○5、接近未封闭又可能突水的钻孔时。○6、接近其它存在有积水的区域时。应对上部及周围可能存有积水的地点进行探测，摸清积水区域的具体位置、积水量和水压等情况，采掘作业时不得破坏防水煤柱的尺寸，防止与积水区掘通造成事故。采掘过程中如发现煤、岩流水、滴水或变潮等突水征兆时，都应进行探水。探水时可在接近积水区的巷道中做钻场（2×2m），从钻场向积水区打探眼。该矿地质报告提供了煤层火烧区的位置，但该位置控制不足，矿井将在2014确定在地质报告提供的火烧区下界外推100m作为探水起点。探明积水区的位置和积水量后，在确保安全的前提下留设设计的煤柱尺寸，若积水区煤层或岩层较破碎，则应根据现场情况加大煤柱或岩柱尺寸。2、探放水设备选择探水设备选择2台TXU-75型探水钻，可以满足井下探放水的要求。（三）、疏放水措施1、开采时先对火烧区或本矿已采区进行探水。本矿回采工作面回采结束时，应在封闭采空区的密闭上设U型反水池，防止采空区积水。2、探到本矿采空区水源后，可采用探水钻孔放水，放水钻孔直径50—75mm。孔深为75m，探75m若无水则向前掘煤矿防治水中长期规划9进15m，再进行探水，探水时应同时向煤层的走向和倾斜向上的方向探水。水放完后，可留设50m的隔离煤柱后再布置工作面。3、放水前应对水量、水压及煤层透水性进行分析并预测，根据排水设备能力及水仓容量，制定放水的步骤并控制放水量，避免盲目性。4、放水过程中要注意水量的变化、出水清浊、有无杂质以及有无有害气体等情况，发现异常时及时采取措施。5、疏放水前应成立疏放水领导小组，制定出疏放水措施，疏放水由经验丰富的人员来操作，作业人员应熟知避灾路线，在疏放水期间领导小组成员要现场跟班指挥。6、疏放水地点撤退路线上要有良好的照明，保证撤退路线畅通。7、为防止高压水和碎石喷射或将钻具压出伤人，在水压过大时，应采用反压和防喷装置，并用档板背紧工作面以防止套管和煤壁突然鼓出，档板后要安设顶柱或木垛，然后再进行放水。8、情况紧急时工作人员应立即撤出工作面。9、事先应制定好安全措施，并严格贯彻落实。（四）、地表水防治1、地形、水系和汇水面积该煤矿地势为西南高，东北低，附近无自然地表水流，煤矿防治水中长期规划10混合提升立井井筒以东有10m宽的地面冲沟，春季融雪期及夏季暴雨季节，形成小股水流冲刷地表，对矿井生产会有一定影响，为避免灾害发生，在2009年12月30日前必须完成以下防洪措施，具体如下：①提高井口、地面建筑及道路路基标高。②沿工业广场以西设截水渠，渠深600宽400用M10砂浆与片石护砌，渠长共计230m，沿工业广场以东设Φ1000直径排洪涵管，将雨雪水排入碱泉沟。③工业广场以西截水渠排水能力验算根据矿井地质地形图，该地区汇水面积为80000m2，本设计按该地区小时最大降雨量10.79mm计算汇水量如下：矿井汇水量：0.01079×80000=1035.84m3/h=0.23m3/s该矿截水渠的断面为0.24m2，流速按1m/s计排水量为：0.24×1=0.24m3/s经验算排水能力满足要求。④工业广场以东排洪涵管排水能力验算根据矿井地质地形图，该地区汇水面积为110000m2，本设计按该地区小时最大降雨量10.79mm计算汇水量如下：（1）矿井汇水量：0.01079×120000=1294.8m3/h=0.36m3/s（2）该矿截水渠的断面为0.785m2，流速按1m/s计排水量为：0.785×1=0.785m3/s经验算排水能力满足要煤矿防治水中长期规划11求。从计算可以看出本设计工业广场防洪截水渠的排水能力满足要求。2、开采塌陷、裂隙对地表水系和降雨渗漏的影响该矿开采大、小槽煤层对应地表塌陷处均位于井田的北部，且地形较低，因而地表降雨可进入采空区，因此在地表对应塌陷处周围修建防洪渠以防止地表降雨危胁矿井的安全。五、井下防治水安全设施该矿井采用立井阶段开拓，井田内布置一个混合提升立井和立风井。根据该矿《生产地质报告》正常涌水量为24.01m3/h，最大涌水量为64.65m3/