乌鲁木齐市米东区陈兴远煤矿探放水设计方案.doc
《乌鲁木齐市米东区陈兴远煤矿探放水设计方案.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《乌鲁木齐市米东区陈兴远煤矿探放水设计方案.doc(24页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、乌鲁木齐市米东区陈兴远煤矿探放水设计 地测科 2013.1.1 目录一 矿井水文情况2二 矿井突水预兆16三 矿井探放水人员组织17四 探放水方案17五 施工工艺18六 探放水安全措施20七 工作准备21八 避灾路线23 一 矿井水文情况1位置和交通新疆维吾尔自治区芦草沟煤矿位于碱沟煤矿与小红沟煤矿之间的芦草沟河东岸,其西以芦草沟河为界,往东约1千米为矿区东界,东西长0.251千米,南北宽约0.350.83千米,面积约0.6平方千米。为不规则的长方形。 井田西北距米泉市13千米,西距乌鲁木齐市34千米,井田内有沥青路面与乌奇公路相接,井田以西北2千米处有通往西站至铁厂沟露天矿和石化总厂的铁路专
2、线,交通极为方便,详见交通位置图。 2.水文地质情况 井田位于八道湾向斜(M2)南翼,含煤地层部分隐伏于第四系冲积层之下。海拔+760+876米,平均标高+820米左右,比高一般50-100米,形成本区低山丘陵的地貌景观。井田内地表水系较发育,芦草沟河自南向北流经井田西南部,为常年性流水河,为井田地下水的主要补给源之一,据我队1981年1982年观测资料,地下水迳流量7977.94m3/d,渗失量221104 m3/a,其洪流量资料见表6-2-1及6-2-2。主要沟谷洪流量资料表表6-2-1沟谷名称洪流量(m3/s)出现日期(年)流域面积(km2)洪水标高(m)上游站/下游站备注芦草沟76.4
3、01978172771.20690.39洪流量量引自米泉县水资源调查报告洪水位系实测。河流观测流量统计表表6-2-2观测站名年份月平均流量(m3/s)年平均流量(m3/s)年径流量(104m3)备注123456789101112芦草沟上游19800.0690.28381年6月站点移位,年径流量系81年6月82年5月。19810.2230.2600.2910.0830.0160.0680.0370.0310.0620.1590.1410.1900.11335619820.1700.1710.1730.1010.0550.0520.058芦草沟下游19800.0900.3330.043135年径流
4、量按81年6月82年5月计算。19810.1840.2660.2230.0400.0370.0300000.1330.08201982000.2140.0560本区属大陆性干旱半干旱气候,多年平均降水量246.71mm,蒸发量平均2229.50mm,大气降水对地下水补给相对较弱。井田地层时代为侏罗纪,侏罗纪砂岩构成煤系地层基底,为裂隙不发育的弱含水层。煤系地层主要由砂岩、粘土岩和煤组成,地下水以裂隙水的形式赋存其中。第四系由北向南加厚其底部砾、卵石层直接复于煤层之上,含水丰富。主要含(隔)水层叙述第四系冲洪积砂砾石含水层(H1)分布于芦草沟河谷及谷底中,源于山麓,井田内河谷宽度逾1000米,系
5、基座阶地,其上覆约5米厚的黄土状亚砂土为农田,下伏砂砾石为含水层,含水介质多呈次圆状,成分复杂,泥砂混集,在芦草沟以西砾径以215mm居多,以东则以50mm为主,实测平均水位埋深13.59米,据区外芦草沟中部向斜南侧水5钻孔抽水试验表明,当S1.80米时,Q1.6311l/s,q=0.906l/s.m,K9.36m/d,中等富水富水,为硬水,弱矿化,弱碱性之硫酸盐,重碳酸盐钠水,此含水层侵蚀切割较其老的含水岩系,被其切割者均依各自的渗透性能承受补给,形成地表水补给地下水,潜水补给承压水的特征。就井田矿床充水而言,本含水层直接置于主采煤层之上,构成矿床直接充水含水层,在煤矿未来开采中应引起高度重
6、视,防患于未然。3.2.2.2煤系地层的主要含(隔)水层依矿床充水特征,现有开拓水平,开采煤层层数等划分含(隔)水层。a、42-43号煤顶隔水层段(G1)为深灰色致密块状粉砂岩、泥岩、炭质泥岩等。据以往邻近资料,岩芯多完整,简易水文观测无异常,消耗量多0-0.008m3/h,层厚20-30米,为相对隔水层。b、42-43号煤顶底板段极弱含水层(H2-1)以内生裂隙发育的煤,具节理粉、细砂岩为主,局部夹中、粗砂岩,据乌鲁木齐河白杨河详查地质报告区外1902孔抽水试验资料:静水位埋深74.50米,水位标高713.76米,当S17.07m,Q0.106l/s,q0.0062l/s.m,K=0.009
7、7m/d,是富水性极弱的承压含水层,属中等矿化弱碱性,极硬之硫酸盐型水,不能饮用。依矿床充水而论构成可采地段43号煤层时的直接充水含水层。c、45号煤顶板段隔水层(G2)由深灰色致密块状无节理粉砂岩、细砂岩、泥岩、炭质泥岩构成,据详查地质资料,岩芯多完整,简易水文观测无异常,冲洗液消耗在0.0040.007m3/h,层厚在1530米,故为相对隔水层。d、45号煤顶底板段弱含水层(H2-2)以内生裂隙发育的煤,具节理粉、细砂岩为主体,局部夹少量中、粗砂岩层,在以往区外向斜北翼2202孔抽水试验表明:Q0.239l/s,q0.0089l/s.m,K0.0083m/d,为富水性极弱的承压含水层,属强
8、矿化,弱碱性,极硬之硫酸盐型水,不能饮用。依矿床充水而论构成开采地段45号煤开采时的直接充水含水层。值得指出的是:在上述砂岩、煤层及粘土岩类水文地质结构中,依自然状态及含水性相对划分了含(隔)水层。然因井田傍河,加之老窿水及人为采动之影响,改变了井田的自然流场,使局部裂隙发育,而使各含水层间产生水力联系。地下水的补给、径流和排泄条件由于冲积层间、煤系地层(特别是煤矿床)含水层间,无稳定的隔水层赋存,地下水以垂向补给为主。井田内地表水体较丰富,芦草沟河为常年性流水河,第四系中的砂砾石含水层直接置于主采煤层之上,而煤层节理裂隙发育,基岩含水层由于人工采动而裂隙相对发育,煤系各含水层均在露头处接受这
9、一含水层的补给。在煤系外围,第四系砾卵石也广泛与基岩直接接触,两含水层常成为互相补偿的统一体。另外,现生产矿井及邻区矿井采空区严重积水,且采空区位于地表水及第四系含水层之下,使老空水与地表水、第四系砂砾石含水层水力联系紧密,构成了煤矿床开采时的重要补给源,同时,对今后煤矿床的开采也构成了重大隐患。井田内地下水流向一般由南向北,煤系各含水层在北部及东北部接受大气降水(局部)和第四系含水层补给后,除垂向渗透外,即在层间迂回流动,在西南露头处再返回冲积层之中,所以在广阔的第四系分布范围内,处于向斜构造的煤系地层,可看作是第四系冲积层水的一个迂回通道。由于矿井的开拓,人为局部改变了地下水的循环特征,矿
10、井即形成了一个个局部排泄区。地下水的化学特征区内地下水化学类型为SO4HCO3(K+Na)CaMg型水。分布于煤系地层H2含水层中地下水,补给为地质历史时期内,通过风化裂隙、构造裂隙、人工采动塌陷渗入的大气降水及地表水,PH值8.0,矿化度14681088.83mg/l,SO42-为578.57-1088.83 mg/l,HCO3为469.85488.16mg/l,(K+Na+)为318.90516.12mg/l,Ca2+为113.33-140.76mg/l,Mg2+为52.6094.91mg/l,为弱矿化,弱碱之SO4HCO3(K+Na)CaMg型水区内地表水河流芦草沟河,PH值为6.7,矿
11、化度828mg/l,HCO3-含量445.45mg/l,SO42-含量234.55mg/l,(K+Na+)含量143.77mg/l,Ca2+含量96.07mg/l,Mg2+含量33.90mg/l,为HCO3SO4(K+Na)CaMg型水。从河水与矿井水水质分析显示,水质各种离子成分基本一致,河水沿采区、塌陷、裂隙渗入煤系地层,经溶滤作用,各种离子含量增高,矿化度增大,硫酸盐含量增高,使水质类型从HCO3SO4(K+Na)CaMg型转变为SO4HCO3(K+Na)CaMg型水,显示出其补给之关系。 3、矿井充水因素分析(1) 大气降水 井田内降水稀少而蒸发强烈,渗入量有限,影响不大。但塌陷坑、老
12、窑、采空区汇集降水,形成集中补给,构成矿井充水隐患,此点应引起高度重视。(2) 地下水 井田内地下水的补给主要为芦草沟上游的地表水和地下水通过第四系松散层的垂直及侧向渗透补给矿井地下水,构成矿床开采的主要补给源,构成矿床开采的另一主要补给是老窿水的下渗,其接受第四系砂砾石含水层的源源补给,这对现生产矿井开采构成巨大隐患。 (3)煤层含水 井田内含煤岩系含水性相对较弱,含水空间局部因人工采动而发育,但总体而言,含水空间含水性弱,对矿井地下水的补给意义不大。 (4)老窑水 位于邻近井田东部的芦草沟煤矿四号井,立井、井深225米,已采五个水平,均基本采空,因水大而停产。据调查采空区严重积水。此井主采
13、4345号煤,东开采110米,向西开采约370米,年产6万吨,充水量1440m3/d,据该矿称充水水源是来自公安厅煤矿的老窿水。邻近生产井西界的碱沟二分厂煤矿,井深约196米,四水平以上均已采空,东采至近芦草沟河床,地表可见塌陷坑,距河床10米左右,据该矿称,充水水源是芦草沟现代河床水沿采掘中发育的人工裂隙而流入,因淹井而废弃,水位埋深近20米,空区严重积水此乃矿井开采中不可忽视的补给源,在未来的矿井生产尤其是西采区煤炭的采掘中应引起足够重视。4矿井涌水量预算芦草沟煤矿为邻近现代河床开采矿井,矿井充水不仅受现代河床冲积砂砾含水层及老空水的直接影响,而且受截流工程(第四系截水水井及四水平截水巷道
14、)所控制,由于矿井自身的充水特点,加之人工采动及充入之水与煤矿床相互作用侵蚀等诸多因素,使井田形成了一个独特的水文地质单元,综合考虑井田水文地质条件及矿井排水截水工程现状,生产条件,探放水结果,故采用现生产矿井五水平排水资料,运用水文地质单位涌水量比拟法预计矿井新采区的矿坑涌水量。由于在本井田水文地质条件相对复杂,现有工作量概化水文地质条件较为困难,用其它方法计算难度大,水文地质比拟法方法简单易行,根据现有上部开采区域生产矿井的涌水量来推测未来开采区域的涌水量较为可靠且较为经济。据矿井开拓现状及排水资料预计正常矿坑涌水量(1)Kp=Q0P0=(354.59360)70000=0.212Kp富水
15、系数Q0现五水平日排出的平均水量354.59m3/dP0现年开采量600000吨(2)生产矿井新采区矿井涌水量QKpP(0.212600000)360353.3m3/dQ矿井预计矿井涌水量P矿井设计开采量600000吨/年 5、水害影响程度及防治水难易程度评价 水文地质探采对比芦草沟煤矿,竖井主井垂深350米,最低开采水平+537米,主采42-43、45号可采煤层,现井下可见煤层,所属含水层淋水、滴水,主坑道、井筒充水,以淋水为主要形式,以岩巷、煤层出水为主。充水通道为采掘中发育的人工裂隙。现矿井开拓系统据矿方资料,其开采范围:一、二、三、四、五、水平已采空,东采至520米,西采至480米,其
16、接受第四系孔隙潜水的垂直及侧向渗透补给,采空区内积水严重,45号煤层地表塌陷坑有一出水点,出水点位于矿井西部所属含水层内,实测水位埋深9.86米,静水位标高+761.05米;五水平东采区43、45号煤均采至520米,西43号煤采至480米,均已采空;东采区45号煤尚未采掘。现生产井采至六水平东采区,矿井生产过程中发生数次矿坑涌、突水。据矿方资料,早在开采二水平45号煤时就出现过大量涌水情况,因水头不高,水压不大而未造成伤亡事故。采三水平时发生两起突水,造成淹井,致使西采区45号煤不能采掘;四水平曾发生两次突水事故:第一次是1980年掘进至西棚运输巷,45号煤层中松软夹层垮落,继之迅速突水,造成
17、死亡一人的淹井事故;第二次是1993年开采此处煤,发生突水淹井,造成十四人死亡的“7.30”特大事故。目前该矿仅开采五水平东采区,老窿水水头达近200米,积水空间约为十万立方米,以上构成煤炭开采的重大隐患。矿井排水系统五水平设90KW9级泵两台,四水平设90KW9级泵三台,七水平设90KW9级泵三台,由七水平至七水平水仓抽到五水平再由五水平运输大巷井底水仓,扬至四水平,以自然坡度汇于总水仓,再由四水平扬至地面,四水平作为下部煤层开采的截水工程巷道,将上部之水截于此水平,汇于总水仓扬至地面,1996五水平总水仓排水资料见表6-3-1,显示其地下水动态变化。芦草沟煤矿井采五水平排水量一览表表6-3
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 乌鲁木齐市 东区 陈兴远 煤矿 放水 设计方案
链接地址:https://www.31ppt.com/p-2694485.html