煤矿探放水设计方案.doc
《煤矿探放水设计方案.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《煤矿探放水设计方案.doc(32页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、前 言根据煤矿安全规程、煤矿防治水规定和国务院“关于进一步加强煤矿安全生产工作的通知”以及行业管理的标准要求,对井下作业地点必须坚持“预测预报,有掘必探,先探后掘,先治后采”的探放水原则,结合本矿的实际地质情况,特制定此探放水设计方案。第一章 探放水工程概况第一节 概况工作面地面相对位置位于本井田中部,区域内没有水和建、构筑物,所以对掘进工程没有影响。2012年度,除主、副斜井利用原井筒扩刷支护外,其它井巷工程为实体煤岩掘进。为保证本矿井的安全生产工作正常运行,确保人员和财产不受损失, 严格坚持“有掘必探,先探后掘”的原则,做好开拓掘进前期安全工作,探明采掘范围内的水文地质情况,需要对9#煤层
2、井底车场、回风大巷、901采区轨道巷、回风巷和90101工作面的胶带顺槽、轨道顺槽、切眼等掘进工作面实施探放水措施。 第二节 水文地质一、地表水井田西部的李家沟为一条季节性的小河流,旱季干涸,雨季有少量流水,遇大雨或暴雨汇集其上部沟谷中流水形成洪水,向西南将近1km,汇入汾河。井田地表水属于黄河流域汾河水系。二、井田主要含(隔)水层(一)含水层1、中奥陶统灰岩岩溶含水层本组厚度一般为85.00m,上段为深灰色、厚层状石灰岩,致密、坚硬,裂隙发育,中部夹有薄层状泥灰岩。下段为一套灰、灰黄色角砾状石灰岩,角砾成分为石灰岩、泥灰岩碎块,呈棱角状,夹有石膏层。本井田西北部为奥灰的露头区,灰岩岩溶发育,
3、富水性强。据梭峪勘探区352号钻孔抽水试验(该孔于1969年山西省煤炭工业管理局地质勘探局148队施工,位于井田北部边界外约515m处,坐标X=4203799.31,Y=19595885.53),该孔揭露本组97m,以石灰岩为主,占钻穿厚的73%,其余为角砾状泥灰岩,未见石膏。裂隙较发育,并有小溶洞,钻探判层有高0.55m的溶洞。据抽水试验资料,水位145.48m,标高908.14m,为矿区深部本含水组的最低水位。水质类型为HCO3CaMg型,矿化度为395.84毫克/升,全硬度13.9479德国度,酸度0.2045 mg/L;碱度3.8782mg/L,全固形物285 mg/L,PH值7.81
4、,属于弱碱性,微硬水,水质清澈,透明无味,完全符合生活饮用水标准。本含水层为井田主要含水层。依据352号孔奥灰水水位标高,推测本井田奥灰水为904907m。2、太原组灰岩岩溶含水层组本组由L1、K2、L4三层灰岩及其间的中粗粒砂岩组成,含灰岩段1220m,平均15m左右,L1常变为泥灰岩,层位稳定,厚度1.201.50m。K2质较纯,井田范围发育较稳定,厚度1.703.15m。L4层位稳定,厚1.502.40m。由于埋藏较深,井田内灰岩裂隙及岩溶均不甚发育,富水性弱。据352孔抽水试验资料,水位标高1048.38m,水位降低51.52m时,单位涌水量0.0012L/s.m;平均渗透系数0.00
5、39m/d。3、山西组砂岩裂隙含水层组本组较稳定的砂岩是03号煤上下的中砂岩,其次为K3砂岩。K3砂岩厚度变化大。据梭峪勘探区在山西组与下石盒子组混合抽水试验水位降低19.31m时,单位涌水量0.044L/s.m;平均渗透系数0.146m/d;水位标高1104.16m。属弱含水层。水质属重碳酸硫酸钙镁型,矿化度734 mg/L,硬度29.35度,为极硬的淡水。4、下石盒子组砂岩裂隙含水层组据勘探资料,原梭峪区有8个孔在下石盒子组涌水,有15个孔不返水,钻孔单位涌水量0.00420.0174 L/s.m,渗透系数0.000220.20m/d,水位标高1006.231102.09m,水质属重碳酸硫
6、酸钙镁型。属弱含水层。5、第三系砾岩含水层本层多位于当地侵蚀基准面以上,分布不广,富水性弱。6、全新统砂砾含水层主要分布于李家沟沟谷中,厚度一般2m左右,最厚10m左右。由于补给条件差,含水性较弱。(二)隔水层组1、石炭系上统太原组、二叠系下统山西组隔水层太原组、山西组地层中所含的泥岩、砂质泥岩为上覆含水层的相对隔水层,单层厚度0.510m,呈层状分布于各灰岩、砂岩含水层之间,减弱或阻隔了各含水层之间的水力联系。2、石炭系中统本溪组隔水层该层岩性以铝土质泥岩为主,裂隙不发育,透水性差,为煤系地层良好的隔水底板,隔断了其上含水层与下伏岩溶含水层之间的水力联系。三、矿井充水因素分析1、地表水体对矿
7、井开采的影响井田内无大的河流等地表水体,在井田西部边界发育李家沟河,流向自北向南注入汾河,属汾河水系支流,为季节性河流,旱季干涸,雨季有少量流水。井田内各沟谷在雨季时才有微小水流和洪水排泄,平时干涸无水。井田主井、副井位于井田西南部的山梁上,标高分别为1036.763m,1049.616m,当地河流最高洪水位线为1010m,井口一般不会受到洪水威胁。2、构造对矿井充水作用和影响本井田共发育4条断层,落差为6120m,均为正断层;共发现陷落柱1个。F49(红崖子断层)规模较大,落差为120m,红崖子断层西北水位均高于井田内各可采煤层底板标高,属带压区。另外7、8、9、10号煤层顶板灰岩与该断层下
8、盘奥灰接触,可能成为富含水层,并且断层上盘煤层受断层的影响与强含水层直接接触,靠近红崖子大断层,奥灰水对煤层开采影响很大,存在突水可能,并且不排除该断层导水的可能性。另外影响矿井充水的主要地质构造为向斜构造,煤层之上各含水层水在向斜轴部聚集,对煤层开采有一定影响;在向斜轴部采空区,有大量积水存在,给生产造成安全隐患。因此在今后的生产中应引起高度重视,将来开采时一定在该断层两侧留设防水煤柱,先探后掘,超前探水,随时监测涌水量变化及水质变化,必要时分区设置防水闸门及注浆堵水。3、采(古)空区积水对于本矿井来说,采空区积水也是主要水患之一,由于本矿开采时间较长,采空面积大,估计早期采空区低洼处有少量
9、积水,井田范围内上组煤03、2+3、4号煤层红崖子断层东南基本采空,03、2+3号煤采空区积水会沿着4号煤层开采形成的导水裂隙带进入4号煤层,4号煤层存在2处积水,积水总面积为39.14k(m2);8号煤层有积水2处,并且随着时间推移,采空区会集聚大量积水,采空积水势必为矿井造成事故隐患,所以煤矿应加强采空区的积水管理工作,及时定期疏排采空积水。根据本矿的实际情况,现采用经验公式对井田内4、8号煤层采空区及小窑破坏区积水量估算(依据井田以往资料,采用经验充水系数0.25计算积水量)如下: 本井田采、古空区积水量估算表 煤层号积水区编号采、古空区积水面积k(m2)煤层厚度经验系数积水量(万m3)
10、4积水区222.731.360.250.77积水区316.411.360.250.568积水区18.72.420.250.53积水区213.62.420.250.82合计61.442.68据调查,本井田周边小煤矿二十年代初开采03、2+3、4号煤层,均已采空,采空区积水对本矿的开采有影响。据矿井资料,井田北部的联办学海煤矿存在大面积积水。采古空区积水量见下表:相邻煤矿采、古空区积水量估算表矿名煤层号积水区编号采、古空区积水面积k(m2)积水量(万m3)联办学海煤矿(2005年关闭)4积水区1244.595.24、最大导水裂隙带依据三下采煤规程,7、8、9、10号煤层垮落带计算如各煤层垮落带高度
11、表:各煤层垮落带高度表 煤层顶板岩性岩性特征计算公式累计采厚(m)垮落带高度(m)03中砂岩中硬0.803.512.22+3泥岩、砂质泥岩中硬2.808.712.24细砂岩、泥岩中硬1.365.362.27石灰岩坚硬0.774.372.58石灰岩、泥岩坚硬2.7912.762.59砂质泥岩、粉砂岩中硬1.766.452.210砂质泥岩泥岩中硬0.863.732.2备注:M累计采厚,公式应用范围:单层采厚1-3m,累计采厚不超过15m;计算公式中号项为中误差。03号煤层最大垮落带高度为5.71m,03号煤层顶板为中砂岩,属中硬顶板,开采形成的最大导水裂隙带依据公式:,03号煤层最大厚度为1.19
12、m,得出开采03号煤层时形成的最大导水裂隙带为31.82m,开采该煤层形成的导水裂隙带不会勾通地表,但会勾通上部下石盒子组砂岩裂隙含水层组。2+3号煤层与03号煤层平均间距为6.31m,2+3号煤层最大垮落带高度为10.91m,2+3号煤层垮落带高度大于2+3号煤层与03号煤层平均间距。2+3号煤层顶板属中硬顶板,开采形成的最大导水裂隙带依据公式:,2+3号煤层最大厚度为2.95m,得出开采2+3号煤层时形成的最大导水裂隙带为44.35m,大于两层煤的煤间距。开采该煤层勾通上部含水层以及03号煤层采(古)空区积水,因此开采2+3号煤层时,应对上层煤层采(古)空区积水,进行探放,以防水害事故发生
13、。4号煤层与2+3号煤层平均间距为3.74m,4号煤层最大垮落带高度为7.56m,4号煤层垮落带高度大于4号煤层与2+3号煤层平均间距。4号煤层顶板属中硬顶板,开采形成的最大导水裂隙带依据公式:,4号煤层最大厚度为1.60m,得出开采4号煤层时形成的最大导水裂隙带为35.30m,大于两层煤的煤间距。开采该煤层勾通上部含水层以及03、2+3号煤层采(古)空区积水,因此开采4号煤层时,应对上层煤层采(古)空区积水,进行探放,以防水害事故发生。7号煤层与4号煤层平均间距为48.96m,7号煤层最大垮落带高度为6.87m,7号煤层垮落带高度小于7号煤层与4号煤层平均间距。7号煤层顶板属坚硬顶板,开采形
14、成的最大导水裂隙带依据公式:,7号煤层最大厚度为0.95m,得出开采7号煤层时形成的最大导水裂隙带为39.24m,小于两层煤的煤间距。开采该煤层勾通上部含水层,产生水力联系。8号煤层与7号煤层平均间距为12.55m, 8号煤层跨落带最大高度为15.26m, 8号煤层跨落带高度大于8号煤层与7号煤层平均间距。8号煤层顶板属坚硬顶板,开采形成的最大导水裂隙带依据公式:,8号煤层最大厚度为3.40m,得出开采8号煤层时形成的最大导水裂隙带为65.32m,开采该煤层勾通上部含水层及上层煤层采空区积水,产生水力联系,因此开采8号煤层时,应对上层煤层采(古)空区积水,进行探放,以防水害事故发生。9号煤层与
15、8号煤层平均间距为23.49m,9号煤层跨落带最大高度为8.65m,9号煤层跨落带高度小于9号煤层与8号煤层平均间距。9号煤层顶板属中硬顶板,开采形成的最大导水裂隙带依据公式:,9号煤层最大厚度为2.70m,得出开采9号煤层时形成的最大导水裂隙带为42.86m,开采该煤层勾通上部含水层及上层煤层采空区积水,产生水力联系,因此开采9号煤层时,应对上层煤层采(古)空区积水,进行探放,以防水害事故发生。10号煤层与9号煤层平均间距为3.12m,10号煤层跨落带最大高度为5.93m,10号煤层跨落带高度大于10号煤层与9号煤层平均间距。10号煤层顶板属中硬顶板,开采形成的最大导水裂隙带依据公式:,10
16、号煤层最大厚度为1.20m,得出开采9号煤层时形成的最大导水裂隙带为31.9m,开采该煤层勾通上部含水层及上层煤层采空区积水,产生水力联系,因此开采9号煤层时,应对上层煤层采(古)空区积水,进行探放,以防水害事故发生。5、奥灰水对煤层开采的影响井田内含水性好的是中奥陶统岩溶含水层,其水位标高约904907m,井田内,红崖子断层西北奥灰水位均高于井田内各可采煤层底板标高,为带压区。红崖子断层东南8、9、10号煤层局部带压。根据突水系数计算公式:Ts=P/M P=(H0-H1+M)0.0098式中: Ts突水系数,MPa/m;P隔水层底板所能承受的最大静水压力,MPa;M底板隔水层厚度,m;H1煤
17、层底板最低标高;H0奥灰岩溶水水位标高。奥灰岩溶水水位标高(H0)907m。各煤层突水系数见突水系数计算表。突水系数计算表 表4-4煤层奥灰水位标高煤层底板最低标高隔水层厚度最大静水压力突水系数03907880172.041.9505920.01132+3907870162.931.9593140.01204907870157.831.9093340.01217907820108.101.911980.0177890781092.761.8596480.0200990778067.511.9061980.02821090778063.531.8671940.0294根据经验:有构造破坏的地区,
18、安全突水系数为0.06(MPa/m)。无构造破坏的地区,安全突水系数为0.10(MPa/m),本井田为有构造破坏地区。各煤层突水系数均小于临界突水系数0.06MPa/m,故奥陶系灰岩岩溶水对井田内各煤层突水的可能性较小。但靠近红崖子大断层,奥灰水对煤层开采影响很大,存在突水可能,并且不排除该断层导水的可能性,因此在今后的生产中应引起高度重视,将来开采时一定在该断层两侧留设防水煤柱,先探后掘,超前探水,随时监测涌水量变化及水质变化,必要时分区设置防水闸门及注浆堵水。四、矿井涌水量掘进9号煤层巷道时,预计矿井正常涌水量为30m3/h,最大涌水量为60m3/h。五、供水水源工业用水和生活用水均来自矿
19、内深井水(在深水井未投入使用前,暂用井下排水净化后供水和梭峪村供水)。第三节 矿井水害防治措施(一)、地表水防治措施1、开挖排水沟。为保证采掘工作面的正常生产,需要采用排水沟拦截流向坑口的地表水和埋深不大的地下水。2、防水堵漏。为防止或减少降水及地表水进入矿坑,对矿井附近地表各种通道、岩溶塌陷以及可能渗水的洼地等,均应用粘土或水泥等进行回填堵漏。3、整个井田内的报废井口(含各种地下通道)应进行封闭,以免雨水透入井下。4、在雨季前组织有关人员踏勘井田是否有采空塌陷裂隙、塌陷洞,及时用黄土、粘土、碎石填封,并高出地表。5、工作面回采后易造成地表裂缝、沉降、塌陷,应结合“三带”高度制定防止冲沟处的地
20、表水灌入井下的安全技术措施。6、井田范围内低洼处雨季存有积水时,应及时采用排水设备排除积水。7、每次降大到暴雨时和降雨后,要派专人检查矿区及其附近地面有无裂缝、老窑陷陷落和岩溶塌陷等现象。发现漏水情况,要及时处理。(二)井下水防治措施1、在矿井建设和生产期间,要进一步加强水文勘探工作,建立完善井下水文观测系统,加强水文地质调查研究,进一步摸清本矿井水文地质条件,切实掌握水文地质资料和变化规律,为防治水提供科学依据,做到有针对性的防治。2、合理进行开采布局,采用正确的开采方法。煤层开采顺序和井巷布置应以水文地质简单开拓。井筒及井底车场应布置在地层完整且不易透水处。3、井巷支护方式采用了防、隔水性
21、能良好的混凝土砌碹及锚喷支护方式,支护材料中按比例配有防水剂。4、开拓大巷等巷道内布置了水沟,水沟断面面积满足矿井正常涌水,最大涌水时的排放要求,井下巷道低洼处配备了小水泵,以将积水排放至水沟内自流至井底水仓。5、在副斜井井底轨道大巷布置有主排水系统硐室,包括主排水泵房、水仓、管子道等。6、主排水泵房通道内设置了密闭门,保证开闭正常使用,防止井下万一发生突水时不致危及主排水泵房。7、在采区内设有排水设施,巷道低洼处设集水窝,配备小水泵,用来排除巷道积水,确保良好的劳动环境。8、回采工作面配备主要采用MAZ-200型工作面探水钻、辅助采用TXU-150、TXU-75型工作面探水钻。9、掘进工作面
22、配备主要采用MAZ-200型探水钻机、辅助采用TXU-150、TXU-75型探水钻机,必须坚持“有掘必探,先探后掘”的原则,尤其是在采空区和断层构造附近掘进时,更应注意探放水。10、为防止钻孔沟通含水层,在采掘工作面接近钻孔前,应严格检查封孔质量,对于封闭资料不详或不合格的钻孔,应采取相应措施防止通过钻孔导水涌入井下。11、本次矿井兼并重组后整合范围内及周边存在大面积的采(古)空区、小窑。其存在是矿井安全生产的重大威胁,在采掘过程中,要始终坚持“预测预报,有掘必探,先探后掘,先治后采”。做到8、9号煤层开采、开拓巷道及工作面开采标高以上及近采空区积水必须疏干,严禁顶水作业。对采空区应及时填图,
23、及时放出老空区积水,并随时对采空区进行观测,特别是开采下部煤层时,必须探明上部采空区积水情况,当有积水时必须将积水放出后才能进行下部煤层的开采。12、矿井应当安排专人负责对本井田范围内可能波及的周边废弃老窑、地面塌陷坑、采动裂隙以及可能影响矿井安全生产的蓄水重点部位进行巡视检查。当接到暴雨灾害预警信息和警报后,应当实施24h不间断巡查。在矿区每次降大到雨暴雨的前后,应当派专业人员即使观测矿井用水量变化情况。13、对于上组煤层采(古)空区积水,矿方须在投入生产前或生产过程中利用现有排水设施、设备提出切实可行、安全可靠的探放水合排水措施,开采、开拓巷道及工作面开采标高以上的采(古)空区内的积水必须
- 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:
- 煤矿 放水 设计方案

链接地址:https://www.31ppt.com/p-3892243.html