水害隐患治理情况分析报告.docx

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水害隐患治理情况分析报告

附件3

山东新陶阳矿业有限责任公司

10507里工作面水害隐患治理情况分析报告

山东新陶阳矿业有限责任公司地质测量科

二〇一九年六月

山东新陶阳矿业有限责任公司

10507里工作面水害隐患治理情况分析报告审查

地质测量科:

年月日

生产技术科:

年月日

机电科：

年月日

安监处：

年月日

防治水副总：

年月日

采煤副总：

年月日

总工程师：

年月日

审批意见

10507里工作面水害隐患治理情况分析报告

一、工作面概况

10507里工作面位于-10m水平原5采区，工作面平均面长59m，推采长度187m，煤层厚度平均1.75m，可采储量2.5万吨。

回采标高-41.2～-54m。

采煤方法为走向长壁后退式，倾斜推采，推采方向坡度平均4°～6°，平均5°，顶板管理方式为全部垮落式，采煤工艺为高档普采，具备自然泄水条件。

二、水害隐患排查情况及治理措施

（一）水害隐患排查

1.老空水害：

上覆9煤层已回采完毕。

该工作面北部为本煤层实炭区；南部为本煤层实炭区及10505工作面（1994年回采完毕）；西临9507里送料道；东为铁路一号桥保护煤柱及本煤层实炭区。

上覆9507里面（2019年1月回采完毕）。

经综合分析该工作面局部低洼冒落不充分处存有少量老空积水，目前9507里面运中巷密闭墙处返水池涌水量为4.8m3/h，9507里面送料道密闭墙处返水池涌水量为0.2m3/h，合计涌水量5m3/h，经9507新配泄水巷进入-90东水仓，在回采期间要加强原9507里面运中巷、送料道密闭墙处返水池的水情观测，发现不返水时立即停止回采，由地质测量科设计超前疏放钻孔，防治水工区编制安全技术施工措施进行疏水，经防治水专业出具结论由公司总工程师组织审查后，确定无老空积水隐患后，方可恢复生产。

2.徐灰水害：

徐灰含水层上距102煤底板最小厚度为19.7m，注浆改造前徐灰含水层最大突水系数为0.04MPa/m。

工作面范围内施工注浆改造钻孔39个，皆穿过徐灰含水层，进入底板泥岩1m左右，单孔徐灰最大水量为200m³/h（3-5孔），平均65m³/h，说明徐灰含水层岩溶发育不均一、富水性较弱。

3.奥灰水害：

奥灰含水层上距102煤底板最小厚度为36.0m，注浆改造前奥灰含水层最大突水系数为0.027MPa/m。

若徐、奥灰含水层之间水力联系密切，回采过程中，受隐伏构造及采动影响，奥灰承压水可能突破泥岩层导通徐灰，诱导工作面突水。

综上所述，该工作面回采时不受底板徐、奥灰水的威胁，但因9507工作面于1985年8月6日发生突水，为确保安全生产仍按受水威胁工作面处理。

4.断层水害：

留足了工作面附近1条断层防隔水煤（岩）柱，该工作面不受断层水害威胁。

断层防隔水煤（岩）柱的留设计算如下：

式中：

L----煤柱宽度（m）；

K----安全系数，取K=5.0；

M----煤层厚度或采高，取M=1.9m；

P----煤柱所承受的水头压力（MPa）；

Kp----煤的抗拉强度，取Kp=0.4MPa.

10507里工作面运中巷注改期间最大孔口水压为0.6MPa，徐灰平均隔水层厚度为25.3m，则煤柱所承受的水头压力P徐灰=0.6+25.3/100=0.853MPa。

带入公式，经过计算得出：

L=12m。

根据《煤矿防治水细则》规定，断层防隔水煤（岩）柱留设宽度≮20.0m，取20m。

工作面已严格留足了断层防水煤柱，不受断层水害威胁。

5.露头水害：

经分析，工作面不受露头水害威胁。

6.钻孔水害：

6.1地面钻孔

工作面回采及影响范围内不受地面钻孔的影响。

6.2注浆改造钻孔的残留水

受注浆效果及工作面回采矿压的影响，有发生钻孔及其周围底板渗水或小于2m³/h出水的可能。

（二）水害隐患治理措施

工作面按受底板徐、奥灰承压水威胁管理，已采取煤层底板注浆加固措施。

三、水害隐患治理情况

10507里工作面注浆前均由山东省煤田地质局物探测量队对底板徐、奥灰富水性进行了物探，依据物探成果我公司编制了《10507里工作面底板注浆改造加固设计》，并依据设计组织钻孔钻探施工及注浆改造工作。

10507里工作面共设计施工徐灰注浆改造钻孔39个，终孔层位穿过徐灰底板泥岩1m左右。

其中大于100m3/h钻孔6个，50m3/h～100m3/h钻孔12个，合计大于50m3/h钻孔21个。

10507里工作面注浆改造钻孔均钻探至徐灰含水层段，单孔涌水量5～200m3/h，平均65m3/h。

对徐灰含水层进行注浆改造，共注黏土水泥1021.9t、其中水泥719t、黏土302.9t，吨水注干料比0.4t。

详见附件2：

《10507里工作面注浆改造总结及效果评价报告》。

四、治理效果分析评价

（一）工作面物探结果

1.含水层异常区及其钻探验证情况

10507里工作面注浆后由山东省煤田地质局物探测量队对底板徐、奥灰富水性进行了物探，注改前后对比，注浆改造后物探异常区大幅减少，说明工作面整体注浆效果较好，但仍存在徐灰异常区1处、奥灰异常区1处。

对含水层异常区施工钻孔验证如下：

Y1号异常区

该异常区位于送料道120-180米范围内，面积较大，约在工作面的中间位置且靠近工作面见方附近，靠近10507里面送料道异常区与工作面见方最近1.7m，靠近10507里面运中巷异常区与工作面见方最远8m，长度约70m。

施工钻孔验证该异常区内钻孔涌水量60～120m3/h。

（附近1-5钻孔水量120m3/h、1-6钻孔水量120m3/h、2-4钻孔水量60m3/h）。

Y2号异常区

该异常区位于靠近送料道，距离切眼约40米处，位于2号钻机硐室附近，长度约23m。

施工钻孔验证该异常区内钻孔涌水量20m3/h。

（附近3-1钻孔水量20m3/h）。

（二）工作面突水系数

选用公式T=P/M

式中：

T----突水系数（MPa/m）

P----隔水层底板承受的水压（MPa）

M----隔水层厚度（m）

1.1徐灰含水层突水系数计算

通过对工作面底板徐灰含水层进行注浆改造，徐灰含水层小溶洞被水泥或粘土水泥所充填后可视为隔水层，本工作面施工的39个徐灰钻孔均穿过含水层进入底板泥岩1m左右。

根据注浆钻孔实际揭露资料，注改后102煤层下距徐灰实际隔水厚度18.2m（1-1孔）～35.7m（4-1孔），平均厚度为25.3m（按最小隔水层厚度18.2m计算），该区域实测水压0.6MPa。

据此计算徐灰最大突水系数为：

T最大=P/M=（60+18.2+7.1）×0.01÷（18.2+7.1）

=0.034MPa/m

工作面回采范围内未揭露断层及其它构造，根据工作面掘进期间及上覆9煤层采掘期间实际资料，区域内地质构造相对简单，为正常块段，工作面徐灰最大突水系数T=0.034MPa/m﹤0.06MPa/m，符合《煤矿防治水细则》中第七十三条规定。

评价：

10507里工作面底板注浆改造工程符合设计要求，注浆效果较好，达到了底板含水层注浆加固目的，具备安全生产条件。

五、问题及建议

（一）问题

工作面已施工底板注浆改造工程，因采动过程矿压对底板破坏较深且距离含水层较近，在遇隐伏构造及注改薄弱带仍有渗水可能。

（二）建议

1.该工作面局部低洼冒落不充分处存有少量老空积水，目前9507里面运中巷密闭墙处返水池涌水量为4.8m3/h，9507里面送料道密闭墙处返水池涌水量为0.2m3/h，合计涌水量5m3/h，经9507新配泄水巷进入-90东水仓，在回采期间要加强原9507里面运中巷、送料道密闭墙处返水池的水情观测，发现不返水时立即停止回采，由地质测量科设计超前疏放钻孔，防治水工区编制安全技术施工措施进行疏水，经防治水专业出具结论由公司总工程师组织审查后，确定无老空积水隐患后，方可恢复生产。

工作面初压、回撤期间每天观测1次，正常回采期间，每5天观测1次，发现异常，及时分析处理。

2.加强对工作面顶、底板的管理。

一是在工作面上、下两巷超前30m有底鼓现象时，支设支柱并垫大铁鞋（Φ≮380mm），底鼓严重时铁鞋下垫板梁。

二是回采期间出现悬顶时及时进行人工强制放顶，确保悬顶面积不超规定（2×5）m2。

3.工作面回采期间对9507里面因注浆改造所下的一二级套管做超前处理。

4.工作面回采期间，加强运中巷水架、泄水沟、沉淀池及新配9507泄水巷的清挖，保持泄水路线畅通。

5.现场要备有120块防水木垛料（规格：

1.2*0.2*0.15），30块方座，一袋小楔，两条2.8m长的工字钢，距离工作面不得超过150m，实行挂牌管理，不得挪作他用。

6.工作面采煤工艺为高档普采，工作面初压及停采前30m范围内严禁调面。

7.回采时将会造成地面下沉，影响范围内有铁路、注浆站及高压线路，加强观测维护设置警示牌；开采前及时通知农事部门，做好相应的农事工作。