某煤矿矿井水灾因素分析和水害预测(2)

2018-11-19 22:32

⑸ 打钻过程中,如发现煤、岩松软或沿钻杆向外流水超过打钻正常供水量时,要立即停钻(不要移动或拔出钻杆),派人监视水情并报告矿调度室,如果情况危急,要立即通知所有受威胁地点撤人,并采取应急措施。

⑹ 钻孔接近采空区,可能有有害气体涌出,必须随时进行有害气体监测,发现有害气体超限时,要立即停钻、停电、撤人,并报告调度室处理;探水点通风工作必须按规定进行。预计水压较大时,孔口要用套管加固,使钻杆通过套管内打钻,套管上要装水压表和水闸阀,探到水源后,即利用套管放水。

四、疏水降压措施疏水降压是指煤层顶板或煤层含水层的疏干,以及煤层底板含水层的降压,使底板含水层水压降低至采煤安全时的水压。根据矿井的水文地质条件,矿井建设和生产中不需采用疏水降压措施。

五、注浆堵水措施注浆堵水广泛应用于封堵突水点恢复被淹矿井,截流堵水减少矿井涌水量,井巷堵水过含水层或导水断层等。因矿区范围内断层较多,因此应根据采掘工程的实际情况,配备注浆堵水设备。 六、地表防治水措施

㈠ 地表水防治设计依据

1. 防洪标准及防洪坝墙设计频率要求由于工业场地布置在缓坡地带,为满足工业场地防洪要求,需在工业场地内修筑截水沟和防拱排水沟,排出上部来的山坡水,防止洪水进入井下造成淹井事故。地面储煤场修筑挡水墙及排水沟,矸石场下方修筑矸石挡墙及排水沟。

2. 地形、水系和汇水面积某煤矿位于云贵高原西北,区内以丘陵及岩溶洼地为主,地势西高东低,区内最高点位于矿井南西部,海拔为+1431.5m,最低点位于矿井南东角(拐点C处),海拔为+1165m,相对高差266.5m。矿区内无山塘、河流等,只有季节性溪沟。矿区南面约10公里为乌江上游鸭池河段,河面高程约830米,是区域最低侵蚀基准面。

3. 开采塌陷、裂隙对地表水系和降雨渗漏影响。浅部可能形成有地表塌陷和裂隙,需采取填坑、补凹、整平等措施,以防止其对地表水系和降雨渗漏的影响。随着煤矿开采的进行,某些地段的稳定性将会受到破坏,有可能产生现代滑坡、地表塌陷和开采裂隙,对地表水系和降雨有一定的影响。

㈡ 地表水防治

1.降雨和春季冰雪融化是地表水的主要来源,在开采浅部煤层时,由于地表形成塌陷区,地表水可能沿开采塌陷裂缝涌入井下,另外,雨季降雨量大,在不能及时排出矿区的情况下,雨水可能通过土层的孔隙和岩层的细小裂缝渗透到井下,为了防止水渗入井下,在矿区内采取填坑、补凹、整平地表、修筑排洪沟等措施。

2.在工业广场内,沿公路、边坡脚、挡土墙下修筑一条长200m,断面0.4×0.4m2的排水涵沟,将井下排出的矿井水及雨季洪水排出工业广场以外。

3.在工业广场各建筑物前后,均应设置排水沟,防止雨水窜入室内。

第三节 井下防治水安全设施一、排水设施

㈠ 设计依据

1. 根据地质报告、开采设计、建井资料,矿井正常涌水量为Qr=65m3/h,最大涌水量Qrm=195m3/h(取正常涌水量的3倍);

2. 需排水斜长321m,倾角25°,垂深h=135m。

㈡ 水泵排水能力选型计算

1. 按矿井正常涌水量确定工作泵最小排水能力QB QB=24Qr/20=1.2Qr=1.2×65=78(m3/h);

2. 按矿井最大涌水量确定工作泵最大排水能力QBm QBm=24Qrm/20=1.2×195=234(m3/h);

3. 所需水泵扬程HB HB=1.2(h+5.5)=1.25(135+5.5)=176(m)

4. 选用MD85-67×3型矿用耐磨离心泵3台,1台工作,1台备用,1台检修,水泵流量100m3/h,扬程183m,功率为90kw、660v防爆电机3台满足排水的需要。矿井投产初期可通过调整水泵级数来满足排水的需要。

㈢ 排水管路选择计算

1. 排水管路趟数的确定根据设计规范要求,设置两趟管路,一趟工作,一趟备用。 2. 管径计算: D= = =0.140 (m ) 式中:d——排水管内径(m) Q——通过管路的流量 m3/h V——管中流速,取经济流速1.8m/s 选用直径为DN159的无缝钢管排水管二趟,一趟工作,一趟备用,排水管长450m。

㈣ 排水系统矿井采用一级排水,在+1100m水平以下设置水泵房、主副水仓,经水泵房直接排水至地面水处理池。

㈤ 水仓容积及断面的确定

1. 水仓容积根据设计规范,水仓容积: V= 8Qmin= 8×65= 520m3

2.水仓断面及支护型式根据巷道围岩情况,水仓采用砌碹支护, 掘进断面积6.1m3,净断面积5.2m2。 3. 水仓长度及个数水仓长度:L= V/S= 520/5.2= 100m 在+1100m水平设置水泵房和主、副水仓,采用料石砌碹支护,主水仓长度65m,容量338m3,副水仓长度40m,容量208m,水仓长度合计105m,容量546m。

二、防水设施

1. 在煤层风氧化带、小窑采空区、断裂破碎带周围,开采水平和采区之间留设防水安全煤柱;

2. 防水闸门:根据《某煤矿勘查地质报告》,某煤矿煤层资源量在侵蚀基准面之上,矿床水文地质条件简单,矿床地下水类型为顶板直接进水的裂隙充水矿床,因此在矿井井下暂不考虑设置防水闸门,但某矿在组织生产过程中,应根据现场情况在适当的地点预留防水闸门的位置。

三、水灾事故安全出口及避灾线路当采面工作面一旦发生透水事故时,现场人员应迅速往高处走,由采面→采面风巷→采区回风巷→风井→人行道→地面撤离。

第四节 矿井水害预测

一、 矿井水害类型根据第一节矿井水文安全条件分析,我矿矿井水害类型由地表水水害、裂隙水水害、岩溶水水害构成。

二、矿井涌水量预测 ⑴ 矿井涌水实测情况某煤矿为新建煤矿,在建井过程中,某煤矿2005年、2006年均对矿井涌水量进行实测,目前,矿井正常涌水量为5m3/h,最大涌水量为12m3/h。 ⑵ 矿井涌水量预测根据某煤矿涌水情况,参考太来煤矿富水系数(太来矿富水系数为0.000041),采用水文地质比拟法预计矿井涌水量。由此矿井涌水量预测情况如下:矿井一采区:正常涌水量Q1= 295092×0.000041= 12.1m3/h。矿井二采区:正常涌力量Q2= 1189186×0.000041= 48.76m3/h。矿井正常涌水量Q= Q1+ Q2= 60.86m3/h。最大涌水量为正常涌水量的3-4倍,即最大涌水量为182.58-243.44m3/h。上述涌水量预计,均为各采区采终时的涌水量,在开采前、中期小于预计涌水量。

三、 矿井水害区的划分

⑴、 矿井水害防治分析我矿水害类型为地表水水害、裂隙水水害、岩溶水水害构成。地表水水害的防治:我矿地表水水害的水源为大气降水,根据第一节矿井水文安全条件分析以及矿井水文地质综合柱状图和开采深度,地表水害水源进入矿井的主要途径为通过主、风井口及断层带,因此对于此类型水害的防治亦做好主、风井口地表水的截、排、堵和留好断层煤柱、做好断层的探放水就可。裂隙水水害的防治:我矿裂隙水水害的水源为煤层顶板砂

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岩裂隙水,此类水害类型水源进入矿井的途径为通过采后冒裂带及断层带,此类水害类型水源的水量有限,对矿井突水威胁不大,因此对于此类型水害的防治亦做好采、掘过程中的正常疏、排水就可。岩溶水水害的防治:我矿岩溶水水害的水源为煤系地层内的灰岩含水层水和煤系顶部的长兴组灰岩、夜郎组玉龙山段灰岩和煤系底部的茅口组灰岩含水层水组成。此类水害类型水源进入矿井的途径为通过采后冒裂带、断层带及岩溶塌陷坑。根据第一节矿井水文安全条件分析以及矿井水文地质综合柱状图和开采深度,此类水源通过采后冒裂带进入矿井的水量有限,不会造成大量突水,对矿井威胁不大,因此对于此类型水害的防治留好断层煤柱、岩溶塌陷坑煤柱,做好断层的探放水就可。

⑵、矿井水害区划分根据第一节矿井水文安全条件分析和矿井水害防治分析,不难得出,我矿水害威胁主要来自于主、风井口区域的地表水和与各含水层有水力联系、与地表水有联系的断层破碎带,由此特把矿井水害区划分列表如下: 分区编号分区名称分区拐点坐标分区面积 (m2) X(m)Y(m) Ⅰ区井口地表水害区2977521 2977521 2977542 2977542 2977391 297739135615373 35615303 35615303 35615433 35615433 3561537315248.0 Ⅱ区F8断层带水害区2978208.6 2977779.7 2977566.9 2976051.1 2977120.9 2977570.2 2977773.7 2978091.135616065.5 35615978.3 35615916.7 35615242.2 35615200.0 35615843.2 35615901.6 35615966.0 Ⅲ区F31断层带水害区2977852.6 2976594.6 2976677.5 2977689.435615764.0 35615203.6 35615175.0 35615625.5 Ⅳ区F4断层带水害区2977092.6 2976896.4 2976033.0 2977120.935616560.0 35616560.0 35615400.0 35615200.0 Ⅴ区F9断层带水害区2978837.4 2978790.8 2977462.1 2977508.835616560.0 35616560.0 35615433 35615433 水害区的分布见某煤矿水害区分布及探水红线划定界限图。

四、探水红线的确定由以上分析资料,我矿矿井水害清楚。根据探放水有关规定,压力不小于1Mpa时,探水线至积水区的最小距离:煤层中不小于30m,岩层不小于20m;情况不清楚,探水线至推断积水区的距离不小于60m;由于我矿水害区的划分是以断层为主,虽然断层产状、位置清楚,但其次生小断层的发育情况不明,为慎重起见,特确定我矿探水线至水害区的距离为60 m,因此探水红线的划定以水害区外推60 m为准。探水红线的具体位置见某煤矿水害区分布及探水红线划定界限图。

附:(1)、矿井水文综合柱状图

(2)、矿井水文地质图 (3)、水害区分布及探水红线划定界限图


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