r0:大井半径r0=√F/π (m)
预计一个采区的矿井涌水量计算表 表5-1
参数 煤层号 16号 19号 22号 25号 采区面积F(m2) 100000 100000 100000 100000 渗透系数K(m/d) 0.003535 0.003535 0.126 0.126 水头高度H(m) 220 230 70 95 含水层厚度M(m) 74 74 45 45 “大井”影响半径R0 (m) 310 315 426 515 “大井”半径r0 (m) 178 178 178 178 涌水量 (m3/d) 1095 1116 3884 4873 ② 比拟法
本井田西部的小峪煤矿,现开采19号煤层,生产能力为1200Kt/a,现矿井涌水量为1200m3/d,其水文地质条件与本矿基本相似,因此用小峪矿资料采用富水系数比拟法预算了本矿1200Kt/a生产能力时的矿井涌水量:
计算公式: Q=Kp·P=Q0/P0·P 式中: Q:设计矿井涌水量(m3/d) Q0:现采煤矿矿井涌水量(m3/d) P0:现采煤矿的生产能力(万t/a) P: 煤矿设计生产能力(万t/a) 计算结果: Q=1200/120×120=1200m3/d
井田北部为帽帽山煤矿,矿井涌水量为240-760m3/d,生产能力为300 Kt/a,其水文地质条件与本矿基本相似,因此用帽帽山矿资料采用富水系数法预算了本矿1200Kt/a生产能力时的矿井涌水量:
计算公式: Q=Kp·P=Q0/P0·P 式中: Q:设计矿井涌水量(m3/d)
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Q0:现采煤矿矿井涌水量(m3/d) P0:现采煤矿的生产能力(万t/a) P: 煤矿设计生产能力(万t/a) 计算结果:正常涌水量Q=240/30×120=960m3/d
最大涌水量Q=720/30×120=2880m3/d
③计算结果评述
用“大井”疏干法计算结果,开采16煤时一个采区的最大涌水量为1095m3/d。开采19煤时一个采区的最大涌水量为1116 m3/d。开采22煤时一个采区的最大涌水量为3884 m3/d。开采25号煤时一个采区的最大涌水量为4873 m3/d。
“大井”疏干法计算所取水文地质参数是单孔抽水试验获得的半实测参数,计算结果应为D级精度,允许误差在60%-80%之间,加之太原组灰岩含水层的不均-性,计算结果与实际有一定误差,因此仅供设计部门和业主参考使用。
比拟法计算的开采19号煤的矿井涌水量为1200 m3/d。小峪煤矿对19号煤的开采,矿井正常涌水量1200 m3/d,利用帽帽山煤矿计算19号煤最大涌水量为2880 m3/d,与本次“大井”疏干法计算的一个采区的矿井涌水量1116 m3/d基本接近。比拟法计算是利用邻近水文地质条件近似的矿山的矿井涌水量计算的,应属C级精度,其允许误差为40--60%,计算结果:首采19号煤时矿井正常涌水量为1200 m3/d,矿井最大涌水量为2880 m3/d,与实际基本接近,可供生产设计使用。 1.2 水患类型及威胁程度 1.2.1 煤系地层含水层向矿井涌水
根据矿井水文地质条件分析,山西组19号煤层,太原组22号、
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25号煤层,其直接充水含水层为砂岩裂隙含水层,该含水层补给来源少,钻孔单位涌水量小于0.1L/s·m,据调查本矿目前开采19号煤矿井涌水量正常为150m3/d,属于矿井涌水量小的矿井,采掘工作面不受水害影响,防治水工作简单,但目前19号煤已部分采空,且局部存有积水。奥陶系岩溶水是其间接充水含水层。矿区大部分为带压开采区,矿区内张性断层发育,在深部煤层开采时具有突水的可能。 1.2.2煤矿采空区积水及老窑积水向矿井突水
根据计算结果19号煤采空区水影响下部煤层开采,采空积水对下部煤层开采影响较大。
井田南部相邻的水磨湾煤矿在其北部经调查有二处采空积水区,其中一处采空区积水量为1000 m3,该积水区距本矿矿界仅40 m;另一处采空区积水量为2000 m3,该积水区距本矿矿界200 m.。这二处采空积水区均位于本矿区19号煤层的上山部位,在开采南部煤层时应引起重视。
1.2.3 奥陶系石炭岩岩溶裂隙水向矿井突水
井田内岩溶水主要含水层是奥陶系下马家沟组灰岩,岩溶水水位标高1090-1100m,高于22号煤层底板1050-1120m,部分高于19号煤层底板等高1080-1170m。煤层属于带压开采,矿区内断层发育,断裂带形成导水通道,易发生突水事故。因此在生产过程中需留设足够保安煤柱,在下一步的生产中仍应予以高度重视,防止奥灰水对矿井造成危害,确保矿井安全生产。
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1.1.4
第二章 矿井防治水措施
2.1 矿井开拓开采所采取的安全保证措施
(1)、地面防治措施
①根据井田具体条件建立防水、排水系统; ②容易积水地点修筑沟渠排水; ③地面裂缝塌陷地点必须填塞;
④排到地面的井下水,要妥善处理,避免倒渗井下; ⑤加强防汛设施的检查。 (2)、井下防治措施
本井田现开采19号煤层,矿井水的防治重点应是19号煤层采空区以及北侧帽帽山煤矿、东侧小峪煤矿采空区积水,矿方应制定严格的防治水安全措施,具体措施如下:
①掘进巷道坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的十六字探放水原则。
②加强对19号煤层采空区积水的排放工作。
③必须安置专人进行水情预报,探水必须有探水设计,并严格按设计探水。
④采掘工作面或其它地点发现挂红、空气变冷,出现雾气,水叫,顶板淋水量加大,顶板来压,底板鼓起或产生裂缝出现渗水,水色发浑,有嗅味等突水预兆时,必须停止作业,采取措施,发出警报,撤
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出所有受水害威胁的人员,并立即报告调度室。
⑤按照矿井设计留足各处防水保安煤柱,相邻矿井留设防水隔离煤柱,严禁开采。
⑥每年汛期前必须对井下排水的所有设施进行二次检查检修,并做联合排水试验。经常进行检查和维护。
⑦及时收集相邻矿井的采掘,水文等技术资料。每次降大雨或暴雨后,及时检查井下水文变化情况,并向调度室报告。
⑧配有探水钻和专门的探放水人员。
⑨做好井下巷道测量与应密闭巷道的密闭工作,做好井下地质与水文地质记录与观测工作,井下应有每日矿坑涌水量实测的记录日志,分析涌水量变化与降雨,开采地质条件变化的关系,一旦发现异常,应及时分析原因,采取果断的技术措施。
(3)、随时检查、维修煤矿使用、备用的探放水设备,以充分应对突发水害。
(4)、加强安全教育,经常进行安全知识培训,牢固掌握井下探放水知识、技能,将水害事故消灭在萌芽状态,确保煤矿安全生产。 2.2 防治水煤(岩)柱的留设
井田边界防水煤柱:井田边界防水煤柱依据《煤炭工业矿井设计规范》规定,井田边界每侧留设20m。
井筒煤柱:一级保护,围护带宽度20m,然后按照各岩层的移动角计算出各岩层的水平移动长度,所有岩层水平移动长度之和即为围护带外煤柱的宽度。
工业场地煤柱:二级保护,围护带宽度15m,然后按照各岩层的移
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