中长期防治水规划及综合防治措施.docx

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中长期防治水规划及综合防治措施

金晖荣泰煤业有限公司

防治水中长期规划

2012年—2013年

中长期防治水规划及综合防治措施

第一章矿井水文地质情况

一、矿井水文地质基础资料

（一）井田内主要含水层

1、奥陶系岩溶水含水层

埋藏于井田深部，地层厚度大，分布广泛，溶洞和裂隙发育，具有良好的含水空间，富水性强，水量大，水质好，是井田主要的含水层。

井田东部该矿曾施工一水井，未收集到水文参数。

根据本次施工的CK3钻孔勘测到奥陶系中统上马家沟组地层，未进行抽水试验，只测奥陶系灰岩岩溶水水位，CK3钻孔标高987.88m，水位埋深181.71m，奥陶系灰岩岩溶水水位标高806.17m左右。

由此推断井田奥陶系石灰岩岩溶水水位标高804-807m。

2、石炭系太原组岩溶裂隙含水层

含水层主要由三层石灰岩组成，平均总厚度为22m,石灰岩裂隙较发育。

据主井施工过程中揭露，掘进到主井176m,（即L4石灰岩顶部）时出水，用水量90m³/h；掘进到193.4m（即L3石灰岩顶部）时，涌水量30m³/h；掘进到198.1m时（即L3石灰岩下部）时涌水量为80m³/h,经注浆止水后涌水量为30m³/h。

其涌水主要来源为石炭系太原组的三层灰岩。

另据CK3水文钻孔抽水实验成果，该水位标高在915.88m左右，水位降深为24.38m，单位涌水量在0.08326L/s.m。

该含水层富水性差，为开采10号层的主要直接充水层。

3、二叠系山西组砂岩裂隙含水层

含水层以细、中、粗砂岩为主，含水层连续性差，厚度不稳定，裂隙不发育，富水性弱，据148队在杜家庄沟西400m处施工的水文孔资料，单井出水量小于10t/d。

单位涌水量小于0.0008/s.m,渗透系数小于0.0082t/d，水质为SO4-Ca.Mg型，矿化度1.316g/L。

4、二叠系上、下石盒子组砂岩裂隙含水层

井田内沟谷出露，含水层主要由厚层中、粗粒砂岩组成，平均厚度33m，井田内连续性好，厚度大，富水性稍好。

5、第四系和上第三系孔隙含水层

上第三系是上新统底砾岩弱含水层，多露于沟谷中，单井出水量一般小于10t/d。

第四系中、上更新统广泛分布于区内，因其间含水层出露高，连续性差，补给条件不好，属透水不含水层。

（二）井田内主要隔水层

1、二叠系山西组泥岩隔水层

据周围钻孔揭露，山西组4#煤层以下是一套以泥为主的地层，平均厚度10余米，井田内稳定连续，加之整个山西组地层的弱富水性，是山西组和太原组之间较好的隔水层。

2、石炭系太原组泥岩隔水层

太原组10#煤层底板到本溪组顶部厚度为40.37m，除去底部约10m的晋祠砂岩，为一套以粘土岩，泥岩及砂质泥岩为主的地层，沉积较稳定，加之下部本溪组的隔水性，一同构成了10#与下部奥陶系灰岩含水层之间的重要隔水层。

3、石炭系本溪组隔水层

本溪组地层为一套以泥岩、粘土岩为主，夹铝土岩和少量石灰岩、中砂岩、粉砂岩的地层，平均厚度为31.5m，分布较稳定，隔水性好。

二、矿井涌水量

矿井还在基建中，矿井生产能力为90万吨/年，井下正常涌水量40m3/h，最大涌水量60m3/h。

随着开采面积的扩大，深度加深，产量增加等都会使矿井涌水量增大，在今后生产过程中应注意水文地质工作。

三、水文

在井田的东南部有北川河经过，在马茂庄一带与东川河汇合，最后汇入黄河。

井田最大的沟谷为南沟，属季节性河流，本区属黄河流域三川河水系北川河支流。

四、地下水的补给及排泄条件

奥陶系石灰岩含水层岩溶裂隙发育，富水性强，水质优良，开采奥陶系岩溶水是今后主要的供水方向；太原组石灰岩岩溶裂隙水水量也较大，但由于受煤层影响，水质较差；第四系砾岩层水为浅层潜水，水质较好，是居民生活用水的主要来源。

第二章中长期防治水规划

一、成立了防治水领导组

为了从制度上和组织机构上保障防治水工作落实到位，能够扎扎实实地开展防治水工作，特成立了井上下防治水领导组，并坚持24小时轮流值班，一旦有突发事件发生，马上能投入到抗洪抢险中。

组长：

（矿长）

副组长：

（技术矿长）（机电矿长）

（生产矿长）（安全矿长）

（通风矿长）

成员：

职责分工

1、领导组负责中长期防治水的全面工作，领导组办公室设在矿调度室。

2、调度室主任负责统一指挥安排，任何单位及个人不得擅自行动。

3、技术科地质技术员负责编制防治水措施及水文地质资料的收集工作。

4、机电科负责排水设备、设施的正常运行。

5、生产各队组队长负责防治水工作的具体操作和落实。

6、相关队组要协助好生产队组的工作。

7、安全科科长、技术科科长负责监督各单位防水工作的执行情况。

二、地面防治水规划

根据本矿的开采规划及地形和实际情况，地面防治水害主要以防为主，排、疏、截、堵相结合。

（一）治山、治坡以防为主，我矿计划在矿区内附近山坡进行植树造林，挖鳞坑，挖顺水沟，修土埂，修建挡土墙，清理山坡，植树种草。

（二）治沟塌陷区小窑以堵为主，防、排、疏、截相结合。

我矿已在工业广场开挖了数条排水渠，每年雨季前清理一次经过矿区的河道，如果发现沟内塌陷产生裂缝，可采用混凝土充填裂缝铺底的方法治理，塌陷坑采用围堵、截流、疏导及设泵站排水治理。

（三）矿成立雨季“三防”指挥部，下设雨季“三防”办公室，制订了完善的防洪、防雷电、防排水措施。

编制2012年雨季防汛预案，各基层单位也均根据本单位职责建立了相应专业的抢险救灾小组，从人、财、物上满足了防洪抗灾要求。

在雨季前，矿组织有关人员进行防洪排水设施检查，及时解决发现的问题。

由后勤科、保卫科和技术科对采区和垮落带的地表扒缝进行全面调查，及时拟定措施，进行了填、堵处理。

由后勤科检查并疏通井上工业广场内的（工业广场包括副立井、风井、主立井等地面场所）所有防洪排水沟，调查、检修地面广场防洪排水设施，堵填通井筒的地表裂缝，并准备了麻袋装沙土等抗灾物资，防止地表水灌入井下。

由总工程师组织了有关人员对井田周围所有小煤窑进行详细调查，并把调查情况及存在的安全问题向上级及有关部门报告，督促解决存在的安全隐患。

三、井下防治水规划

我矿井底中央水仓主仓容积1700m3，副水仓容积1000m3并且在10102工作面外布置了一采区水仓容积1000m³，第十联络巷正在施工10106工作面临时水仓，水仓容积200m³。

以解决因下行开采造成的矿井水涌水量大的问题。

另外，我矿已成立井下防治水领导组，全面负责井下防治水工作。

井下防治水主要以“防、探、查、截、堵、排、疏”七种方式进行。

（一）防：

及时查明矿区和矿井的水文地质条件，加强水害预测预报，拟定并实施防治水的规划。

（二）探：

“有掘必探，先探后掘”，对井下所有掘进工作面进行水情水害分析，制定探放水措施，并严格按规定执行。

（三）放：

对威胁性水源制定相应的处理措施，采用地面打钻抽水、井下疏水、钻孔等方法，全面或部分疏放掉。

（四）截：

截即截水，在探到水源后，由于条件限制无法放水，或者虽能放水但不合理时，便利用防水墙、防水闸门、防水煤柱或岩柱等设施，永久地或临时地截住水源，将采掘区与水源隔开，使局部地点涌水不至于威胁其他区域。

一般采用以下三种方式：

防水墙、防水闸门、防水煤柱。

（五）堵：

即注浆堵水，将专门制备的浆液——堵水材料通过钻孔压入地层的裂隙、溶洞或断层破碎带，使浆液扩张、凝固、硬化，达到充填堵塞涌水通道、隔离水源的目的。

（六）排：

井下的顶板水、底板水、老空水造成影响时，必须进行排水，排水应符合下列要求及规定：

⑴水泵：

必须有同能力的备用水泵、检修水泵，水泵工作能力应在20小时内排出矿井24小时的正常涌水量，机电科负责水泵的安装调试及正常运转。

⑵管路：

必须管径相同的备用管路且畅通无阻，能配合水泵在20小时内排出矿井24小时的正常涌水量，专用排水管路由机电科负责，无专用排水管路时由通风科负责；

⑶配电设备：

应同工作、备用水泵及检修水泵相适应，能够同时开动工作、备用水泵，由机电科负责；

⑷矿井主排水系统必须由双电源双回路由机电科负责；

⑸主要泵房至少有2个出口，主水仓的有效容纳8小时的正常涌水量，采区水仓的有效容量应能容纳4小时的采区正常涌水量，由矿总工程师与技术科采掘技术员负责设计按《煤矿安全规程》规定建立有效的排水系统，进行排水安装排水设施，将突水点涌水和矿井涌水排到地面。

（七）疏：

疏水降压或疏干有害含水层

第三章综合防水措施

一、周边煤矿采空情况及防治措施

1、周边情况

本井田煤层赋存稳定，井田北部为炭窑里煤矿和燕沟煤矿。

南部为石州福利煤矿和南沟煤矿，这些煤矿煤层底板等高线都比我矿低，周围矿井的透水可能性不大，但是我们还是谨慎些。

2、安全影响及防治措施

当煤矿开采至井田边界且邻近周边煤矿采空区时，若井田边界煤柱不够或打穿时，周边煤矿采空区积水或是有害气体渗透或涌入我矿井，造成我矿井淹井或是有害气体浓度骤升等事故，因此靠近这些地带开采时应特别予以重视。

主要防治措施有：

（1）、必须加强对小煤矿的监督与管理，禁止越界开采。

（2）、生产过程中，按规定留足井田边界煤柱。

（3）、超前探水，矿坑水患，不仅在于水量大、水压高，更重要的是在于其突发性。

超前探水就是在掘进过程中对于可能有水患的地段，提前进行钻探，以查明采掘工作面、侧帮或顶板的水情，这是确保安全生产的一项重要防水措施。

（4）、随时检查、维修煤矿使用、备用的探放水设备，以充分应对突发水等。

（5）、加强安全教育，经常进行安全知识培训，牢固掌握井下防水技能，将水害事故消灭在萌芽状态。

（6）、探水起点的确定：

为了确保采掘工作和人身安全、防止误穿积水区，将采空区积水范围、水位标高、积水量等资料填绘在采掘工程图上，经过分析划出三条界线，分别为积水线、探水线和警戒线，对于探水线要求如下：

a、对采掘工作造成的老空、老巷、硐室等积水，如边界准确，水文地质条件清楚，水压不超过10KPa时，探水线至积水区的最小距离：

煤层中不小于30m；岩层中不小于20m。

b、对虽有图纸资料，但不能确定积水区边界位置的积水区，探水线至推断积水区边界的最小距离不小于100m。

c、对没有图纸资料可查的可疑水患地段，我们更应该坚持“有掘必探，先探后掘”的原则，防止发生透水事故。

二、本矿井采空情况及防治措施

1、井田内采空区分布情况

本井田内四号煤层已经基本采空，十号煤层仍未进行开采，四号煤层采空区积水有一处，位于整合后井田南部，积水面积约4053m²,积水量为438mm³。

2、防治措施

采空区积水是煤矿的主要水害之一，必须高度重视采空区积水的探放工作。

在探水前，首先应分析查明采空区的空间位置、积水范围、积水量和水压，在采掘工程平面图上标明采空区的积水线、探水线和警戒线；探放水时，要撤出探放水点部位受水害威胁区域的所有人员；探放水孔必须打中采空区水体，并要监视放水全过程，直到积水放完为止；探放水时，要认真检查瓦斯或其他有害气体，确保探放水安全进行。

搞好防治矿井水害的培训教育。

矿井有突水预兆时，应立即撤出井下所有人员。

对于采空区积水，可根据不同情况采用下列两种措施放水：

（1）、直接放水。

当水压不大，不超过矿井排水能力时，可利用探水钻孔直接放水。

（2）、先堵后放，当采空区积水与溶洞水或其它巨大水源有关系，动水储量很大，一般排不完或不可能排完的情况下，应先堵住出水，然后排放积水。

三、各类防水煤（岩）柱留设

1、防水煤（岩）柱种类

根据矿井的煤层赋存特征及井田内的地质构造情况，矿井防水煤（岩）柱的种类确定如下：

（1）、工业场地煤柱：

（2）、河流、道路、村庄煤柱：

（3）、构造煤柱

（4）、风氧化带防水煤柱

（5）、井田、采区边界煤柱

2、防水煤（岩）柱留设与计算

根据矿井的煤层赋存特征及井田内的地质构造情况，矿井防水煤（岩）柱的种类确定如下：

结合本井田周边矿井类似围岩的情况，按松散层移动角45o，基岩移动角72o留设安全煤柱。

（1）、工业场地煤柱

按照以上数值用垂直剖面法设计，留设主、副、风井筒保护煤柱和工业场地保护煤柱

（2）、村庄、道路、河流煤柱

区内没有大的地表水体，仅有数条季节性河流。

一般来说河水通过基岩层将遭到破坏，会使基岩裂隙加大、增多，沟通断层以及其它构造形迹，为防止地表水与井下沟通造成水患，对各条季节性河流按设计留设保护煤柱。

（3）井田边界煤柱

按《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》规定留设20ｍ保安煤柱。

（4）风氧化带煤柱

四、井下探放水措施

1、探放水原则

矿井必须做好水害分析预报，坚持“预测预报、有掘必探，先探后掘”的探放水原则。

在遇到下列情况之一时，必须加强探水：

（1）接近水淹或情况不明的井巷、老空、老窑或小煤矿时；

（2）接近含水层、导水断层、含水裂隙密集、溶洞或陷落柱时；

（3）接近或需要穿过强含水层时；

（4）接近未封闭或封闭不良的导水钻孔时；

（5）接近各类防水煤柱或打开隔离煤柱放水时；

（6）接近水文地质条件复杂的地段，采掘工作有突（出）水征兆时；

（7）上层采空区有积水，在下层进行回采工作，两层间距离小于回采工作面采厚的40倍或小于掘进巷道高度的10倍；

（8）接近有水或稀泥的灌浆区时；

（9）采掘地点受顶、底板承压含水层的威胁，其岩柱厚度小于计算的安全值时。

探放水的范围包括：

接近含水层、导水断层及其破碎带时；接近有出水可能的钻孔时；接近同煤层或上覆煤层采空区时；接近其它可能出水地区时，必须确定探水线进行探水，经探水确认无突水危险后，方可掘进。

2、探放水安全措施

（1）在进行探放水前，必须做好以下工作和准备好必要的设备、设施：

1）在探放水前必须编制探放水方案，并采取防止瓦斯和其它有害气体等危害的安全措施。

2）坚持排水设备的检修制度，保证能够正常排水；

3）坚持水沟、水仓的清理制度，保证流水畅通；

4）确定流水路线；

5）坚持巷道维护制度，保证巷道畅通；

6）做好安全躲避硐室；

7）制定通风方法和瓦斯检查制度；

8）制定通讯联络方法和准备好通讯工具及必要堵水材料；

9）选好避灾路线；

10）制定钻眼放水措施，包括孔口装置、套管深度和套管固定方法；制定钻机安装及钻机操作的安全措施。

（2）探水前应注意如下问题：

1）加强靠近探水工作面的支护，以预防高压水冲垮煤壁及支架；

2）检查排水系统，根据预计出水量确定是否加大排水能力，清理水沟、水仓使其畅通和起缓冲作用；

3）水压较大时，探水孔要设套管，以便安装水阀控制放水量，特别危险的地区还要选择坚固地点，砌筑水闸墙；

4）探水工作地点要安设电话，以便能及时与调度室和中央泵房联系。

（3）探水时注意事项:

1）打钻时，要时刻观察钻孔的情况，发现煤层疏松，钻杆推进突然感到轻松或顺着钻杆流出来的水超过供水量时，都要特别注意，这些都是接近或钻入积水地点的征兆。

碰到这种情况，要立即停止钻进，进行检查。

如果孔内水很大，喷射较远，必须马上固定钻杆，背紧探水工作面，如加固煤壁及顶底板。

2）慎重确定探水地点，避免在危险区内安设钻机，更不可“有疑”不探，盲目前进。

3）安设前先将钻机附近的支护进行加固，防止冒顶和片帮伤人。

4）技术科合理布置钻孔密度，确定超前距、帮距。

5）安全科负责检查排水系统中的水仓、水沟及管路、排水水泵及电动机，使之正常运转，达到设计的最大排水能力。

6）排水设备安装必须采用供电线路，专用排水管路，确保排水时，排水设备的正常运转。

7）安全科负责检查通风系统、通讯联络系统是否正常，在探水地点附近安设专用电话，以便情况紧急时，及时报告调度室。

8）瓦检员必须现场跟班随时检查作业地点的瓦斯浓度，以防止钻孔内瓦斯突出，如有异常，及时汇报处理。

9）探水时调度室必须及时掌握探水情况，确保探水各项工作的安全实施。

10）当探透老空时，涌水量较小时，采取堵水，在距探水点10m的地点使用双墙闭贯进行堵截。

检查流水路线和人员撤退、避灾路线，避灾路线内不许有煤、矸、物料、矿车等阻塞，时刻保证畅通无阻。

11）加强探水地点顶帮支护管理，有松动或破损的支架及时修整或更换。

12）建立健全探水时的各项记录及各责任人签字记录。

13）探水地点要确保与相邻地区的工作地点的联系，一旦出水，要马上通知水害威胁地区的工作人员撤到安全地点

（4）放水时的注意事项

1）放水前必须估计积水量，并要根据矿井排水能力和水仓容量控制放水量及放水眼的流量。

2）要经常观测钻孔中水量变化情况，特别放老空积水时，当水量变小或无水时，应反复多次下钻至原孔深度或超过原孔深度，以防钻孔被堵塞，造成放干积水的假象，避免掘进时发生事故。

3）放水过程中，应经常检查孔内放出的瓦斯及其它有害气体含量，以便采取措施。

3、探放水设备

探水设备设计选择ZLY—537型探水钻机5台，额定钻进深度150m；ZDY—2000S型探水钻2台，额定钻进深度100-300m；YDZ（A）直流电法仪1台；YD32（A）高分辨电法仪1台；用于巷道掘进等需要超前探放水的地段。

五、地表防治水措施

1、依据竖向设计布置的原则，现有工业场地竖向布置采用台阶式和平坡式相结合的布置方式，道路的两侧或单侧设置排水沟。

我矿工业场地位于沟谷中，为避免洪水的袭击，我矿修建了河堤，有效地阻挡了季节性洪水对矿井工业场地的威胁；矿井口及工业场地位于较开阔沟容一侧，汇水面积小，山沟泄洪条件好，并在地面设置了排水明沟和排水涵洞等排水工程，使地表流水尽快流出工业场地，因此工业场地及井口不受洪水威胁。

场地排水方向为向东北排往北川河，场内生活污水及井下水处理达标后，亦排往北川河。

场内排雨水采用梯形盖板明沟和自然排水相结合的排水方式，在场地内道路的两侧或单侧设置排水沟，每一地块内的雨水均排往道路边沟，再根据道路纵坡排向场外。

场内排水沟一律采用水泥砂浆砌片石梯形明沟，断面0.4×0.5，沟壁厚0.35m。

2、对于工业场地所有排水设施如涵洞、水渠、河沟、采空塌陷裂隙全部进行清挖、疏通、回填灌浆堵塞。