带水压开采专项安全技术措施
一、矿井概况
河南大有能源股份有限公司新安煤矿位于新安县城以北15㎞处，石寺镇境内。东以f29及f2断层为界，西以第三勘探线为界，浅部以二1煤层底板+180m等高线及小煤窑下部边界为界，深部以二l煤层底板-230m等高线为界。井田走向长15.5km，倾向宽3.5km，面积50.27km2。新安井田位于新安倾伏向斜之北翼，为一平缓的单斜构造，向斜轴向近东西，向东倾伏，北翼倾角平缓，一般为7°～11°。1995年11月5日12161掘进工作面底板奥陶系灰岩发生突水事故，最大涌水量4257m3/h，2010年矿井水文地质类型划分为极复杂。
新安煤矿于1978年筹建，1988年建成投产。2011年核定生产能力180万吨/年。矿井开拓方式为斜井双水平上下山开拓，ⅰ水平为+150m～-50m，ⅱ水平为-50m～-200m。目前开采+25水平，有12、13、14、15四个生产采区及16开掘准备采区；计划2012年开始施工二水平开拓工程。
二、主要承压含水层
新安井田主要承压充水含水层为奥陶系灰岩岩溶裂隙承压含水层，其具有富水性强而不均一，水压高，个别断层带岩溶裂隙发育，补给充足等特点。
1、奥陶系灰岩岩溶裂隙承压含水层
奥陶系灰岩含水层由白云质灰岩、角砾状灰岩、硅质白云岩和白云岩
组成，地层总厚度500m。地表出露广泛，面积约32km2，补给量丰富，井田北缘灰岩裸露区和浅埋区岩溶较发育，岩溶形态主要是溶孔和溶蚀裂隙，溶洞较少见。岩溶发育程度由浅往深逐渐减弱，富水性不均一。根据历年12次抽水试验结果，单位涌水量q=0.00061～4.03l/s·m，渗透系数k=0.00045～9.02m/d。岩溶发育规律受岩性、构造、埋深、水循环条件等因素影响和控制，总体评价该含水层富水性属含水丰富的含水层，水化学类型呈hco3-ca-mg型。奥灰地下水动态变化主要受气象因素控制，距二1煤层底板43.77～74.50m，平均53.76m，与l7灰岩间其中有两层隔水层阻止地下水进入矿井，属具有突水威胁的间接充水含水层。 2、奥灰水动力条件
本区奥灰岩溶含水层原有的补给水量，主要来自矿区西北部寒武--奥陶系地表裸露区的大气降水和河道的岩溶漏水区段，地下水的总流向是由西向东，流经新安矿井田并继续向东，最终排泄入黄河。小浪底水库蓄水后，这一带的黄河水位已由原来的+210m标高提高到目前的+263m，奥灰水地下径流的排泄点标高相应地抬升了53m，水力梯度和流速也相应地变小，从而对奥灰水的补给、排泄和突水量的大小产生一定的影响。 3、突水危险性
根据《煤矿防治水规定》突水系数计算公式 t=p/m
式中ｔ--突水系数，mpa/m； p--底板隔水层承受的水压，mpa； m--底板隔水层厚度，m。
该公式适用于回采和掘进工作面，就全国实际资料看，底板受构造破坏块段突水系数一般不大于0.06mpa/m，正常块段不大于0.1mpa/m。 矿井各采区突水系数计算表
采区 16下山 16上山 14下山 12下山 11下山 21采区 13下山 15上山 15下山
最大p 3.2 2.4 3.2 2.6(12201) 2.9(11241) 4.6 2.6(13171) 1.9 2.9 m 53 44(水文孔) 53 53 53 53 46.5(2004) 53 53 t 0.06 0.055 0.06 0.049 0.055 0.087 0.056 0.036 0.055
根据公式计算，当隔水层厚度取平均值53m时，我矿一水平突水系数最大为0.06mpa/m，二水平最大突水系数估算为0.087mpa/m，在地层无构造破坏的情况下，可有效地阻止奥灰水进入矿井。如果煤层底板有穿透奥灰层的断裂存在，同时又处在奥灰水径流带时，将有可能造成煤层底板突水。当隔水层厚度取最小值44m时，一水平最大突水系数为0.073mpa/m。
新安井田奥灰承压含水层埋藏深、水压大，补给水源充沛，富水性不均匀分布，根据《煤矿安全规程》，矿井不具备疏水降压条件时，只有坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的防治水原则，采用注浆加固底板、留设防水煤柱、增加抗灾强排能力等防水措施进行带
压开采。
三、带压开采安全技术措施
1、矿成立防治水工作领导机构，具体设置如下： 总指挥：贺志强 马泰山
副总指挥：李书文 张松军 崔笃峰 郭俊才 陈 龙 刘 超 蒋二保 段洛义 司洙霖 刘建中 陈国立 任怀宝 董顺喜
成 员：李强凡 曾聚子 武长青 潘有才 刘延召 刘战军 任建伟 拓文富 高广亮 段金炼 张 辉 张向东 李红杰 杨伟峰 杨红伟 李 华 王文峰 司耀卿 张喜斌 郝光华 许淑军 白建新 裴俊昌 程相伟 指挥中心设在调度室，中心主任：李强凡（兼）； 防治水办公室设在地测科，办公室主任：刘战军（兼）。 2、超前钻探，加强编录
在探查钻孔施工过程中，观测钻孔见水和煤岩变化情况，按质量标准化要求做好日常水文地质工作。加强地质资料编录，特别是断层、褶曲发育地区，坚持预测预报，及时收集采掘工作面现场水文地质资料，综合运用物探、钻探和水质化验等手段，查明采掘过程中涌水点的水量、位置、来源及补给关系。加强工作面基础资料的整理、分析，建立完善关于奥灰水情的基础台账和图纸，为工作面防治水工作提供参考依据。
加强对16采区和二水平的补充勘探与调查，查明新区域煤层底板隔水层厚度、导水构造发育程度、奥灰岩溶富水性及其动力条件，为新区域带压开采的安全评价和生产设计提供基础数据支撑。 3、治理底板异常区
针对超前钻探和物探查出的富水异常区，以及揭露的隐伏导水通道，约请有资质防治水队伍开展异常区钻探查证，对存在的底板裂隙注浆加固。工程施工过程中，及时收集整理有关资料，并用钻探与物探等手段验证注浆效果，复查不合格的区域要重新注浆，直至达到预期注浆效果。然后编写异常区治理总结报告，进行效果评价。
结合井下现场条件，有针对性地将工作面奥灰探查水文孔留作水源孔，同时发挥局部疏水降压、生产供水、科研观测和节支降耗的作用，实现矿井水资源化的设想。 4、留设防隔水煤柱
查明导水构造分布范围，并根据矿井的地质构造、水文地质条件、煤层赋存条件、围岩性质及岩层移动规律等因素，按有关规定留设防水保护煤柱，避免深部奥灰水沿断层、陷落柱等通道涌出，降低采掘工作面突水的风险。
实行分区隔离开采，在相邻采区之间留设防水隔离保护煤柱，防止一个采区涌水波及其他采区。因优化采区设计而需要变动隔离煤柱的，必须制定配套防突水方案，并报集团公司审批。
5、优化工作面设计，采用合理采煤方法，减小底板破坏深度