xxx煤矿矿井防治水设计(2015.03.24定稿) - 图文(3)

2019-06-17 14:41

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下三叠系统夜郎组九级滩段(T1y3):岩性主要为紫红、灰紫色薄至中厚层状泥质粉砂岩、泥岩、泥灰岩,上部夹灰色中厚层泥晶灰岩,表层风化裂隙发育,往深部张性裂隙不发育,该地层含水性与导水性差。

第四系孔隙含水层(Q):分布于区内相对平缓坡地上与沟谷中。主要有坡积、残积碎石土及粘土,碎石主要为粉砂岩,次为砂岩、粘土岩及零星灰岩碎块,0—10m不等。孔隙发育,含孔隙水,含水较弱,季节性变化大。

(二)地下水的补径排条件

补给:大气降水是区内地下水的主要补给来源,其补给方式和补给强度受岩性、地貌及地质构造的综合影响,煤层埋藏深度在当地最低浸蚀基准面以下,大气降水和地表水沿孔隙裂隙、构造裂隙下渗补给地下水。

迳流:区内地下水的迳流受地形、构造及岩性的控制,总体上由南东向北西方向迳流。

排泄:区内地下水的自然排泄主要以通过岩溶通道构成裂隙、暗河及泉水的形式排出地表。

(三)充水因素分析

根据区域水文地质特征、矿区水文地质条件分析,矿井充水因素主要有:地下水、老窑或采空区积水、第四系孔隙水及大气降水。

1、地下水:为矿床主要的充水因素,根据矿区含水层的分布和煤层开采的关系,可分为直接充水含水层和间接充水含水层。

矿床直接充水含水层:为龙潭组含煤地层(P3l),该地层主要含裂隙水,其含水性与导水性差,为相对隔水岩组,但为矿井充水的主要来源。由于矿区岩石节理、岩层层理发育,在矿井采掘及采煤活动的影响下,岩石节理、层理裂隙的含水性、导水性都发生改变,地下水将从岩石节理、层理裂隙进入矿井。这是矿井充水的主要因素。

间接充水含水层:为长兴组、茅口组岩溶水和夜郎组裂隙水。长兴组和茅口组岩溶水,主要赋存于燧石灰岩、灰岩及生物屑灰岩中,这些岩石中的溶蚀裂隙溶洞、岩溶管道比较发育。地下水储集、运移空间规模较大,储集位移较好,富含岩溶水;夜郎组裂隙水主要赋存于表层风化裂隙及岩石节理裂隙中,含水性与导水性差。在矿坑顶板或底板被破坏的条件下,长兴组、茅口组岩溶水和夜郎组裂隙水可能成为矿井充水主要因素。

2、老窑水:区内采煤历史悠久,在煤层露头带上有很多的民采老窑分布,浅层煤层均已采空。地表水及大气降水由岩石节理、层理裂隙渗入老窑蓄积。因此,老窑大多有

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积水。矿井在采掘过程中若揭穿老窑或采空区时,将引起矿坑突水事故。在开采浅部煤层,应预防老窑水涌入。

3、第四系孔隙水:岩石破碎,透水性较强,特别在雨季水量猛增。第四系孔隙含水层位于煤层上方,孔隙水垂直下渗,沿岩石节理、层理裂隙进入矿坑。第四系孔隙水是矿井充水因素之一。

4、大气降水:主要通过岩层中的裂隙渗入地下,在地下煤层大面积的采空后,岩石中节理裂隙可能发展,大气降水将成为矿井充水因素之一,其充水强度和降水的强度及持续时间有着密切联系。

(四)矿井涌水量

根据《资源/储量核实报告》,矿井的最小涌水量为20m3/h,正常涌水量为30m3/h,最大涌水量为60m3/h。

(五)矿井发生突水可能性及地段预测

矿区开采时,在采空区、断层、裂隙密集发育带附近及地层分界线附近,发生突水的可能性较大。另外,由于该地区局部地段被第四系所覆盖。当开采浅部矿体时,其中所含孔隙水或上层滞水有向矿坑涌入的可能性,对矿床充水产生影响。故煤层开采过程中,一定要搞好安全施工措施。

6、水文地质类型

本区当地最低侵蚀基准面位于北西部菜籽湾附近的冲沟,标高为+1350m,区内大部分煤层位于当地侵蚀基准面之下,开采C11、C12煤层时,要防治底板茅口组岩溶突水。

综上所述,本矿区水文地质类型属基岩裂隙直接充水矿床,水文地质条件属简单至中等。

第四节 主要水害及其防治

一、本矿井水害防治措施 (一)技术措施

1、矿井开拓工程及层位选择

(1)根据本矿井煤层赋存特点、井田内含水层水文地质资料,矿井开拓方式为斜井开拓,主斜井井口(利用)控制标高为1400m;副斜井井口(利用)控制标高为1386m;回风斜井井口(利用)控制标高为1400m。场地最低控制标高为1384m,该工业场地采用台阶式

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布置,各建、构筑物均在该场地最高洪水位标高之上,符合《煤炭工业矿井设计规范》要求。

因此,井口及场地均不受洪水威胁。

(2)矿主斜井、副斜井和回风斜井都是利用已有井筒,由于主斜井、副斜井煤柱被其它小窑采掉,所以以后在生产过程中井筒中设观测点,建议矿方以后采取措施,严禁开采井筒煤柱。

(3)井下配备了小水泵,用以排除巷道积水,确保良好的劳动环境。 2、采掘工程采取的防治水措施

根据井田地质水文资料和开采煤层的赋存状况,矿井开拓巷道沿煤层顶板或底板布置,一般不受含水层威胁,但井田内断层教为发育,有可能受断层和陷落柱导水的威胁,因此在这些区域掘进时,必须打超前钻孔探水,做到“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”,并采取其它防治水措施。

(1)巷道过采空区和断层或在其附近开采时,要采取探放水措施,探清其范围及水力联系,并留有足够的安全煤柱,采取“探、放、堵、截、排”综合防治措施。

①必须坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则; ②采用瞬变电勘探查明采空区积水情况;

③掘进作业前必须严格执行“有掘必探,先探后掘”的防治水方针。 ④发现疑似积水区域,严格按规定对积水区域进行探放。 ⑤相邻矿井的分界处,必须留防水煤柱,在断层两侧留防水煤柱; ⑥采掘到探水线位置时,必须探水前进; ⑦每次降雨后,应及时观测井下水文变化情况;

⑧采掘工作面或其他地点有突水预兆时,必须停止作业,采取措施,撤出所有受水威胁的人员;

⑨矿井必须做好采区、工作面水文地质探查工作; ⑩探放水工作必须有专人负责;

?生产中对小型突水采用强排的方式进行排放,但也应建立对较大突水情况的封堵措施,以预防较大突水事故的发生。

(2)采区巷道沿煤层顶底板布置,受煤层起伏影响较大,巷道中会出现积水现象,在生产期间应根据实际情况,在巷道适当位置设置水窝,用小水泵将水排至采区水仓,保障采区巷道运输畅通。

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(3)为了防止钻孔沟通第四系和各含水层,在回采(掘进)工作面接近钻孔前,应严格检查封孔质量。对于未完全封闭或封闭不合格钻孔,应采取相应措施防止通过钻孔导水,涌入井下。

(4)针对采区周围小窑老空区较多的情况,生产单位必须采取先进的手段,查清其分布范围,留设安全煤柱。

(5)及时清理巷道水沟,保持其畅通与清洁。

(6)井底主排水泵房和主、副水仓水仓容量满足矿井8小时正常涌水量的要求。定期清理水仓,保证规定的有效容量。在主排水泵房和变电所硐室通道内设有密闭门,要保证开闭正常使用。

(7)对于落差较大的断层要严加控制,开采时留足煤柱,对于设计确定的断层煤柱尺寸,在矿井建设与生产中,应视断层和陷落柱导水性及具体水文条件相应调整,以策安全。当掘进工作面接近断层和陷落柱时,必须打超前钻孔探水,做到有掘必探,先探后掘,并采取其它防治水措施。

(8)采掘工作面掘进过程中要采用物探、化探和钻探的方法,探测采空区积水及构造的导水性。

(9)建议进一步查明井田及周边矿井实际开采情况,积水积气情况,有针对性地制定防治水措施。采用多种手段探查井田内构造分布,构造富水性、导水性,防止构造导水造成水害事故。

(10)开拓至设计水平时,只有在防排水系统建成后,才能向其它区域开拓掘进,矿上必须建立专门的防治水队伍。

3、矿井涌水量预测

根据现新晟煤矿的水文观测站:2012年、2013年、2014年的观测记录,矿井最大涌水量在5月份起至9月份平均涌水量为57.2m3/h,每年最大涌水量5-7月为67m3/h,10-4月份平均涌水量在23m3/h。

(二)管理措施

平时加强防汛宣传,建立探放水管理制度;做好防水计划;成立“雨季”三防指挥部,组织雨季前“三防”大检查;加强职工培训,保证安全生产。

(三)物质措施

拨出专项资金,专款专用,保证防治水物资供应。 (四)矿井涌水量预测

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根据现阶段矿井水文地质情况的调查、分析、大气降水和岩溶管道是矿床充水的主要因素。由于本矿及邻近煤矿无相关系统水文地质资料,因此宜采用大气降水渗入法预测矿坑最大涌水量。应用公式:Q=2.74xa.A.F

式中;Q——矿坑涌水量(m3/d)

A——地区历年平均降水量(mm)(A=1137.8mm F——井田承受大气降水的面积(Km2)(F=1.1382Km2)

a——采用经验值:根据本区含隔水层相间分布与隔水层主要为粉砂质泥岩的实际情况(夜郎组九级滩段(T1y3)岩石地层),参照《水文地质手册)所载的不同岩性渗透系数经验值,推荐采用0.5值。

Q=2.74x0.5x1137.8x1.1382=1774.2m3/d÷24=73.9m3/h。

以上的数据表明,矿井最大涌水量为:Q1=67m3/h;最小涌水量为:Q2=20m3/h;重复采动条件下最大涌水量的预测为:Q =73.9m3/h。

二、矿井防治水措施的确定

(一) 矿井开拓开采所采取的安全保证措施 1、采、掘工程所采取的防治水措施

在副井井底车场设主排水泵房和水仓井底水仓由主、副仓组成,主水仓长:50m,断面:5.69m2;副水仓长:50m,断面:5.69m2。计算得,水仓总容量为:569m3。水仓总容量按8小时正常涌水量验算:8×30=240m3,满足要求。

掘进工作面共配备有探水钻机3台,井下各积水点均设置了小水泵。 2、防水闸门设置

本井田矿区侵蚀基准面标高约为1350米。对井底车场、开拓巷道无任何威胁。设计暂不考虑在煤层中设防水闸门。

3、相邻矿界、采区边界、断层、无炭柱两侧、采空区边界、钻孔、煤层露头、井田内水体等,必须留防水煤柱,严禁在各种防水煤柱中采掘。

4、必须经常了解相邻矿井开采情况,掌握其采空范围,涌(积)水情况、防止越界开采,造成巷道相互贯通,采空区积水涌入矿井,造成涌(突)水事故的发生;一旦发现煤壁发潮、有水锈等透水预兆,立即采取措施,严防突水及事故的发生。

5、主水泵房通道内设置了密闭门,防止万一井下发生突水时不致危及主排水泵房。 6、对掘进工作面配备了探水钻机,遵循“预测预报、有掘必探,先探后掘、先治后采”的原则。

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