煤矿防治水安全技术措施.docx

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煤矿防治水安全技术措施

煤矿防治水安全技术措施

　　为了更好地贯彻执行《煤矿防治水规定》切实抓好矿井防治水工作。

确保安全生产，特根据我矿实际编制矿井防治水措施及水害预警程序。

　　一、建立健全防治水领导机构

　　1、成立了矿井防治水工作领导组

　　矿  长:

 郭爱权

　　总  工:

 马锡友

　　成  员 :

闫志刚、黄明光、王占东、曹继伟、李清臣、郝达来、刘学全、史永成、朱彩飞、赵强

　　二、地形地貌

　　井田内的地形特征为东北高,西南低,地形标高为1160m～1260m,高差为100m。

以风积沙漠地貌为主，呈波状起伏，微地貌形态有新月形沙丘、沙垄等，流水地貌分布在井田西部的乌兰木伦河，河流两侧可见Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级阶地，第四系萨拉乌素组湖积地层多为风蚀地貌。

　　三、地表水系

　　区内地表水系较发育，主要河流为位于井田西部的乌兰木伦河及位于井田东南部的乌兰木伦河支流～考考赖沟，乌兰木伦河发源于鄂尔多斯市

　　巴定沟，流径鄂尔多斯市、伊金霍洛旗，于陕西省神木县汇入黄河，全长228km，流域面积8706km2，内蒙古境内长117km，流域面积3041km2，为常年径流，年平均流量为337mm3，其中净水304mm3，年含砂量44Mt，据黄河水利委员会所设王道恒塔水文站历年观测成果，该河最大洪流量为9760m3/s（1976.8.2），贫水期流量一般为3.13m3/s。

最低侵蚀基准面为1228.23m，最高洪水位为1238.66m。

考考赖沟发源于工作区中北部，呈东北～西南走向，全长约6km，至石圪台井田东南角流入乌兰木伦河，该溪为常年性地表径流，流量一般为0.158m3/s，雨季有所加大，是神东煤炭公司的供水水源地。

　　四、气象

　　本区气候属于半干旱、半沙漠的高原大陆性气候，冬季严寒，夏季炎热，春季多风，秋季凉爽，全年少雨，昼夜温差大，无霜期短。

降雨量多集中于每年7、8、9三个月，年降雨量为100.8～593.5mm，年蒸发量为2297.4～2833.7mm,是降水量的4～5倍。

气温最高为36.6℃（1975年7月16日）,最低为-30.1℃（1974年12月14日），年平均气温为6.2℃。

春冬两季风力较大，一般在4级以上，最大风力可达10级，年平均风速3.5m/s,风向多为西北风。

冰冻期较长，最长冻土天数为167天（1976年）最大冻土深度为2.04m（1964年3月1日）。

　　五、矿区水文地质概况

　　1、本矿位于乌兰木伦河、束会川两河分水岭西侧，紧靠乌兰木伦河（据井田边界最近处约230m），为半干旱、半沙漠地区。

地形东北高，西南低，植被稀少。

附近最大的地表水为乌兰木伦河，长年有水，水量随季节变化较大。

区内最大河谷为考考赖沟，发源于勘查区东北部龙王庙滩，经矿区东南边缘流向区外，汇入乌兰木伦河。

　　区内风积沙广布，多为波状沙丘及平沙地，基岩没有出露，该层厚度0.70-76.47m，厚度变化较大，东部最薄，向西变厚。

该层为透水不含水层。

　　区内最低侵蚀基准点标高1165m。

　　2、含、隔水层水文地质特征

　　本区按地层岩性可划分两大类A、B、C、D、E、F六个含水层位，这些含水层由于受地层沉积厚度的不同和岩性变化及顶部地层被剥蚀的程度不同，其分布面积含水性有较大的变化。

含、隔水层组合关系见表1－2－8。

（1）孔隙潜水含水层

　　全新统风积沙（Q4eol）A含水层

　　区内广泛分布，常形成沙漠地形，钻孔揭露厚度0.70～76.47m，平均为29.89m。

该层未胶结，渗透性强，可直接接受大气降水的渗入，起到了维持补给地下水的作用。

该层在地形低洼处含有少量地下水，多为透水不含水层。

（2）侏罗系碎屑岩类孔隙裂隙含水层

　　①B含水层

　　区内该层大部分被剥蚀，仅有2个钻孔见到该层含水层，分布面积很小。

　　含、隔水层组合关系一览表

　　表1-2-8

　　时代 组 合 关 系 

　　Q4 A含水层 

　　J1-2y 第一隔水层（侏罗系泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、下同） 

　　 B含水层（侏罗系细、中、粗砂岩，下同） 

　　 第二隔水层（含2-3煤层） 

　　 C含水层 

　　 第三隔水层（含3-2煤层） 

　　 D含水层 

　　 第四隔水层（含4-2煤层） 

　　 E含水层 

　　 第五隔水层（含5-2煤层） 

　　 F含水层 

　　 第六隔水层（含6-2煤层） 

　　②C、D含水层

　　该层在区内大范围分布，为主要含水层，单位涌水量0.0088L/s·m，渗透系数0.0116m/d，水质为重碳酸钙型水，水位标高为1254.99m。

其中C含水层厚度0～59.95m，平均厚度29.19m，D含水层厚度1.2～31.54m，平均厚度17.11m。

注：

邻区抽该段水单位涌水量0.0168～0.0593L/s·m，渗透系数0.0368m/d。

　　③E、F含水层

　　由于该区仅抽一段J1-2y混合水，故渗透系数、单位涌水量同C、D含水层。

其中E含水层全区分布，厚度为4.58～37.74m，平均厚度17.82m，F含水层井田内分布范围较小，厚度0～25.62m。

平均厚度7.37m。

　　巴图塔井田抽该段水结果：

单位涌水量0.0054L/s·m，渗透系数0.0166m/d，水质为重碳酸、氯化物钠型水，水位标高为1262.64m。

　　（3）隔水层

　　从第四系底界开始，至6-2煤层止，以煤层做为间隔标志。

共有6个隔水层分布，与煤层有规律地组合在一起。

其中第一、二隔水层在井田内大部分剥蚀或切割厚度极不稳定。

C含水层以下各隔水层（包括煤层），未受到剥蚀，厚度相对稳定。

因各含水层分布面积及厚度变化较大，局部地段各隔水层厚度难以单独统计，故没再逐一做厚度划分。

　　3、充水因素分析

　　矿坑充水是影响矿井正常开采的主要因素，矿坑充水条件可以综合为两方面，即充水途径和充水水源。

只有二者有机的结合起来，才能形成矿坑水。

（1）充水途径

　　本区地质构造简单，基本表现为平缓的单斜构造形态，未发现大的断层及裂隙带，地表大面积被第四系风积沙掩盖。

因此，本区充水途径浅部主要以顺岩层孔隙、裂隙渗透为主，深部则以沿地层层面及岩层的孔隙、裂隙侧向迳流为主。

　　另外，煤层开采后，可使采空区产生顶板冒落，形成冒落裂隙带向矿坑充水。

（2）充水水源

　　区内可构成矿坑充水的水源主要有大气降水、地表水及地下水。

　　①大气降水充水因素分析

　　据伊金霍洛旗气象资料，该区年降水量为194.7～531.6mm，平均356.4mm，降水多集中在每年的7、8、9三个月。

由于勘查区全部被第四系风积沙掩盖，可直接接受大气降水的渗入（经验数据：

渗入量约占降水量的5%左右）起到收集大气降水的作用，也起了维持补给地下水的作用。

大气降水在该层滞留后经基岩风化裂隙和岩层层面缓慢渗入，补给下伏充水含水层，即发生间接补给。

　　本区受大气降水影响的主要是3-1煤组，由于局部煤层顶板薄，大气降水可直接通过第四系沙层直接或间接渗入煤层中，使矿坑充水。

　　②地表水充水因素分析

　　区内主要地表水为考考赖沟，发源于核实区东北部龙王庙滩，长年有水，下游沟口实测流量190～500l/s，沟两侧堆积有较厚的第四系风积沙，从现有资料分析，在矿体未来开采时，地表水主要以地表迳流排泄于区外，渗入地下很少。

只有在煤层顶板较薄处开采时，由于开采时的振动和采空后产生的冒落带，可使地表水沟通，造成矿坑充水。

本区3-1煤组局部地段顶板较薄，开采时应避开这些地段，或采取有效防护措施，避免事故发生。

　　③地下水充水因素分析

　　矿井开采方式为井下开采，故地下水是矿坑涌水主要的直接充水水源之一。

区内3-1煤组以上基岩因受剥蚀，局部较薄，有利于大气降水的直接或间接渗透补给，易形成地下潜水，在3-1煤组埋藏较浅处，在开采时潜水为主要充水水源。

4-2煤及以下煤组顶底板大部都有较稳定的隔水层，地下水类型为承压水。

根据抽水试验结果得知：

该段水量较小，地下水充水来源主要以侧向迳流补给为主，对矿坑充水影响较小。

　　4-2煤层则选用承压水计算公式，开采时涌水量应是4-2煤层以上的总和，即：

110m3/h。

　　4、矿区水文地质类型的划分及复杂程度评价

　　区内完全被第四系风积沙掩盖，易接受大气降水补给，且渗透性好，为一透水沙层。

下伏地层可直接接受第四系沙层的渗透补给，因此，矿床以孔隙水、孔隙～裂隙水充水为主，孔隙～裂隙水具有较高的水头压力，单位涌水量均小于0.01L/s·m，地表无大的水体及建筑，但各抽水段地质构造简单，无大的断层及裂隙带，矿井疏干排水不会引起地表变形。

因此，井田水文地质条件简单。

但考虑到考考赖沟水源地保护、矿体位于侵蚀基准面以下等因素。

该区水文地质类型应属第一～第二类，第二型，属于水文地质条件中等矿区。

　　5、供水水源

　　本矿采用经净化处理后的井下水作为矿井生产、井下洒水的水源，剩余部分排放到工业场地附近的乌兰木伦河。

生活用水水源由神东公司自来水管网供给。

　　6、矿井涌水量预算

　　储量核实报告涌水量预算，由于含水层厚度受人为划分及抽水试验受时间限制等因素，故计算参数不同程度的受到一些影响，涌水量也相应受到一定的影响。

通过对4-2煤层选用承压水计算公式，开采时涌水量应是4-2煤层以上的总和，预算矿井正常涌水量为110m3/h。

经与实际调查相邻的乌兰木伦矿实际开拓巷道涌水量（Q=90～110m3/h）比照，认为所选参数及计算方法正确，数据可靠，可作为预算矿坑涌水量的依据。

并建议生产部门在开采过程中根据实际涌水量及时调整排水设施。

　　六、工程地质

　　该区全部被第四系风积砂所覆盖，风积砂厚度基本表现为东及东南部较薄，中西部较厚的特征、区内没有较大的崩塌、滑坡、泥石流及地面变形、塌陷等不良工程地质现象。

仅在一些沟谷切割较陡处，因流水的侵蚀作用，有小型的坍塌和风积砂滑坡现象。

　　勘探时岩石物理力学性质试验结果表明：

浅部基岩抗压强度一般较低，随深度增加，其抗压强度有所增大。

　　该区煤层顶、底板均为侏罗系碎屑岩类岩层，断裂不发育，煤层间有贫水砂岩分布。

上部煤层开采后，局部地段冒落带直接切入第四系，可引起地表塌陷或开裂，水沙可溃入矿井。

因此，勘型为第三类中等复杂型。

　　周边矿井

　　根据矿方提供，本矿井周边有四个矿井。

位于本矿北部为乌兰木伦煤矿，西北部为华能井煤矿，东部为朝阳煤矿，南部为神木考考赖沟煤矿。

乌兰木伦煤矿、华能井煤矿及朝阳煤矿位于内蒙古自治区境内，三个矿井均与本矿无矿权争议;神木考考赖沟煤矿位于陕西省境内，该矿井田境界与石圪台煤矿井田境界有小部分重合现象,重合部分位于石圪台煤矿井田东北部输水管道保护煤柱线范围内,虽然按照正常开采对本矿无影响,但两个矿井存在矿权争议问题,不符合有关规定。

鉴于此种情况,内蒙古自治区煤炭管理部门与陕西省煤炭管理部门正在进行协调,由于各种原因,目前暂未解决此事。

　　八、矿井水害的类型及易发突水事故的地点的分析

　　1、矿井水害的类型

　　造成我矿井水害的主要水源有大气降水、地下水和老空水。

其中地下水按其储水空隙特征又分为孔隙水、裂隙水和岩溶水。

根据水源分类，矿井水害分为：

（1）、地表水害、

（2）、老窑水水害（3）、孔隙水水害、（4）、裂隙水水害、（5）、灰岩水水害等

　　2、矿井水害事故易发生的地点

　　我矿井下易发生突水事故的地点是矿井正常生产的采煤、掘进工作面。

在生产过程中与地表水、地下水或老空水沟通时，就会发生突水事故。

（1）采煤工作面向前推进，采空区顶板自然垮落，自下而上形成了垮落带、导水裂隙带和弯曲下沉带。

垮落带及裂隙带遇到强含水层或老空区、老窑、老巷道积水，水会沿裂隙带空隙流入井下，造成突水事故。

若导水裂缝带高度到达地表，与地表的季节性河流、塌陷坑贯通，也会造成突水事故。

（2）采煤工作面遇到封孔质量不好的钻孔，穿透含水岩层的钻孔在采煤过程中采取的防范措施不力，也会造成透水事故。

　　（3）掘进工作面在掘进过程中，遇到情况不清的老窑水、采空区水、老巷道积水、钻孔水、断层水、陷落柱水、石灰岩溶洞水、砂岩水等，同样是易发生透水事故的地点。

　　九、矿井发生突水事故的预兆

　　1、挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板淋水加大、顶板来压、底板鼓起或产生裂隙出现透水、水色发浑有臭味、煤层发潮发暗、有害气体增加等。

　　2、每次突水前都会全部些现，有时可能发现一个或几个，极个别情况甚至不出现。

因此，必须密切注意，认真分析。

　　十、矿井水害防治的主要措施

　　防治矿井水灾的原则是，必须做好水害“预测预报、有疑必探、先控后掘、先治后采”的水害防治十六字原则。

　　1、探放水防治措施

（1）掘进工作面的支架应加固，背牢顶帮，在工作面迎头打好坚固的立柱和挡板，并准备一定的坑木和麻袋、黄泥等防水材料，以便随时堵水；

（2）加强探水工作面的瓦斯检查，当瓦斯超过1%时，应立即停止探水工作；（3）清理水沟，保持水沟畅通；（4）清理巷道，保持安全撤退路线畅通：

（5）在打钻地点或附近安设专用电话；（6）测量和探放水人员必须亲临现场指挥。

　　2．防治地表水害的措施

（1）留设防水煤柱。

矿井井田范围有季节性河流，对矿井有危害，有透水的可能，而且不可能排干，可留设防水煤柱。

（2）沟渠改道。

沟渠压在煤层及岩层露头部分，对采矿有透水的威胁，为此对地面山沟泄洪区进行改道。

　　（3）积水排干。

对于塌陷区存在积水，只要有突水可能就必须将积水排干方能生产，且在生产过程中要定期查看地面积水。

　　3．防治井下水害的措施

　　井下水害包括老窑水、采空区积水、老巷道水、钻孔水、断层水、陷落柱水、石灰岩溶洞水等。

　　1、老窑水的防治

（1）现经调查周围矿井及小窑开采采空区积水情况已查明，并绘制了图纸和相关的资料。

（2）根据查清已有老窑的图纸和资料。

认真分析判断后，制订防治老窑水的方案，并认真实施。

　　（3）在探放水时，如有透水征兆，不能起钻，要尽快汇报处理险情。

　　（4）在探放水时要安装水泵和排水管路，清理好水仓，以保证万一探出水之后不会影响生产或导致事故发生。