煤矿矿井防治水中长期规划Word格式文档下载.docx

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矿区面积0.9115km2.

3）矿井现在施工情况:

该矿自取得变更设计开采方案项目核准及备案登记证明以来,矿方已经完成工业广场征地工作,并取得部分井筒施工进度,进度见下表。

但因矿方建设成为45万吨/年的手续不全，现已停止施工。

并于2010年8月委托动能煤炭技术发展服务有限公司编制了《某县某煤矿初步设计（改扩建）》，开采规模45万吨/年，并取得省能源局审批文件。

4、小窑分布及开采情况

区内采煤历史悠久，小煤窑分布较多，大多为当地村民季节性开采，以采掘民用煤为主，部分开采后以原煤销售。

开采时，大多采用自然通风。

其开采深度较浅。

随着矿业秩序的好转，现区内所有小煤窑均已关闭、封停。

矿井在整合前后均开采了部分煤层，形成了部分采空区，其开采情况见整合前后矿界范围及采掘工程平面图（图1—1—1）

本次设计利用的地质报告图纸中尚有未圈出的老窑开采范围，因此矿井必须补作该方面的工作，必须立即弄清老窑积水情况，并标绘在矿井井上下对照图和采掘工程平面图上，要注意探放水工作，特别是在采空区或老窑附近采煤时，要坚持“预测预报、先探后掘、先探后采、先治后采”的探放水原则和“防、堵、疏、排、截”五项综合治理措施，采取有针对性的探放水措施，防止采空区积水及老窑积水的突然涌出。

5、建设、安全生产情况

大河煤矿为整合矿井，原设计为斜井开拓，生产规模为45万吨/年，工业广场选择在矿区北部的1号与2号拐点之间（靠近2号拐点），原设计沿12号断层走向新建主斜井、副斜井、回风井，选择原主斜井附近地点作为矿井的工业广场，主要是根据该矿的地质条件，开采技术条件而设计的。

但矿方在完成各项设计工作后，准备开工建设时才发现该场地已经属于当地乡政府市政规划，部分规划设施已经修建，政府部门不同意该矿拟建工业广场。

因此于2009年5月由省动能煤炭技术发展服务有限公司编制了《某县某煤矿（变更）开采方案设计》，并取得备案证明。

该矿自取得变更设计开采方案项目核准及备案登记证明以来,矿方已经完成工业广场征地工作,并取得部分井筒施工进度,进度见表1—1—2。

并于2010年8月委托动能煤炭技术发展服务有限公司编制了《某县某煤矿初步设计（改扩建）》，开采规模45万吨/年，并取得省能源局审批文件

矿井从开始建设至今未曾发生过大的安全生产事故

因此，需要研究和评价矿井开采水文地质条件，分析开采受水害威胁程度，提出针对性的防治水工作内容，指导矿井防治水工作有序进行，确保矿井生产安全。

并根据目前的基建进度，预期会在2014年年底投产，为此，特制定近2年的防治水总体规划。

本规划是在收集井田已有地质和水文地质资料，分析矿井水文地质条件和存在的水文地质问题的基础上，针对本矿的《矿井地质报告》中提到的水文地质特征，结合矿井基建规划提出的。

规划的主要内容包括：

1、矿井防治水基本原则和技术路线；

2、矿井日常水文地质工作内容与要求；

3、井田水文地质补充勘探；

4、1#煤底板奥灰水带压开采技术；

5、放水试验；

6、采煤工作面底板突水预测预报；

7、防治水治理改造工程；

8、矿井防排水系统改造；

9、防治水工程实施进度与费用概算。

本规划在实施过程中收集了矿井已有地质、水文地质资料，分析了矿井水文地质条件，确定了矿区存在的水文地质问题，并针对本矿的水文地质特点，结合矿井2011年－2012年的采掘计划，提出了本矿防治水规划基本原则，确定了本矿防治水技术路线。

从矿井日常水文地质工作要求、矿井地下水观测网建设、矿井水文地质条件补充勘探、工作面水文地质条件探查、防治水工程安排、矿井防突水保障信息系统以及防治水技术难题研究等方面全面规划了今后的防治水工作。

但由于原有的水文地质勘探程度较低，观测资料不足，井下揭露面积较小，开拓范围有限，因此有些认识不一定准确，需要进一步证实。

由此导致的工程布置的不适当性在所难免，敬请批评指正。

第一章矿井概况

第一节矿井自然地理概况

矿区属构造剥蚀低中山山地地貌，地势总体中高四低，飞仙关地层分布地段地形较陡，煤系地层分布地段地形较缓。

矿区海拔最高为1965m，最低1625m，相对高差约340m。

矿区冲沟发育，山脊与沟谷交替展布，植被不发育，岩石风化程度高。

矿区西、北部的淤泥河最低海拔高1625m，为矿区最低侵蚀基准面。

一、气象及地震

矿区内气候属亚热带温凉季风气候，气候温和，降水丰富，湿度大，年相对湿度为78％，日照少，东南风多，并有冰雹、暴雨等灾害天气。

根据某县气象局观测资料，区内年平均降水量为1382.9mm，每年降水分布不均，6～9月为雨季，月平均降水量在150mm以上，雨季降水量占全年降水量的77％：

11月～次年3月为枯水季节，月平均降水量小于40mm，枯水季节降水量仅占年降水量的10％。

年平均降大雨至暴雨12～15天，日最大降水量达148.8毫米，时最大降水量66．4毫米。

最高气温30℃，最低气温-5℃，冰冻期为每年12月、元月。

年平均蒸发量为1083.6mm。

二、主要自然灾害

矿区主要自然灾害有顶、底板、瓦斯、粉尘、火灾、水害、冰雹、地表崩塌、滑坡、泥石流等。

《省某县大河煤矿地质灾害危险性评估说明书》对评估区内的工程建设可能引发、遭受的地质灾害危险性进行了分析和评估。

并评估建设工程地质灾害危险性为三级。

该矿目前未发生过地质灾害，但随着开采范围的增大，在地下开采活动的影响下，将加速冒裂带范围内的崩塌和剥落。

井田范围内坡积物等松散地层较多，且植被不发育，雨季受洪水冲刷有形成泥石流的可能。

本矿必须严格按地质灾害评估报告结论和建议实施。

三、小窑分布及开采情况

矿区采煤历史悠久，老窑采空面积较大，炸封的老窑积水和本矿采空积水是矿井的主要水害。

老窑多沿主采煤层露头开采，开采深度50～250米不等。

沿走向方向开挖，主要可采煤层均有一定范围采空，老窑长期废弃且积水，大气降水是老窑积水的主要水源，也是矿井充水的主要因素。

当矿井巷道或采空区与之连通时即溃入矿井，容易造成突水灾害。

由此，本矿必须立即弄清老窑、采空区积水情况，并标绘在矿井井上下对照图和采掘工程平面图上，要注意探放水工作，在以后的生产过程中，必须加强预防，搞好老窑采空区的调查，确保矿井安全生产。

接近该采空区域时必须进行探放水。

特别是在采空区或老窑附近采煤时，要采取“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原则，采取有针对性的探放水措施，防止采空区积水及老窑积水的突然涌出。

第二节矿井生产概况

一、矿井开发历史与生产现状

二、根据矿井的地质地形、运输条件等因素、结合煤层赋存条件、矿区范围和矿井具体的情况,提出斜井+平硐混合开拓方案。

三、矿井开拓、开采现状

大河煤矿始建于2003年，矿井生产能力3万t/a，开采18.17.12.6.号煤层。

某县淤泥乡大河煤矿委托省动能煤炭技术发展服务有限公司进行《某县某煤矿初步设计（改扩建）安全专篇》编制工作。

井田面积0.9115km2，批准开采1、3、6、10、12、16、17、18号煤层，在大河煤矿井田内3号煤不可采，所以仅对1、6、10、12、16、17、18号煤层进行了矿井45万t/a设计，矿井地质资源量2102.2万kt，设计可采储量1361.2kt。

截止2012年12月，按原生产能力45万t/a批准设计，各项工程按计划进展顺利，施工现状如下：

现阶段已经完成主斜井（断面12.9㎡、全长595.2m、坡度-9°

），副平硐（断面12.9㎡、全长525m）回风平硐（断面12.9㎡全长382m）回风暗斜井（断面12.9㎡全长82m、坡度-22°

）运料石门（断面10.3㎡、全长405m）1640回风石门（断面10.3㎡、全长458.3m）。

其三条井筒已贯通，1640排干措施巷、轨道上山联络巷分别贯通回风平硐与副平硐。

运输上山回风联络巷贯通主斜井与回风井。

1640回风石门与运料石门贯通。

其中轨道上山、回风上山、运输上山、1011回风巷、1583运输石门、1579回风石门、瓦斯抽采回风巷、1012回风巷等多处巷道处在施工期间。

三、矿井排水系统及防排水能力

井下排水设备为D85-45×

8型离心式水泵。

回风上山5台，2台工作，2台备用，1台检修。

运输上山5台，2台工作，2台备用，1台维修。

轨道上山5台，2台工作，2台备用，1台维修。

该矿属高瓦斯矿井，井下涌水量20-40m3/d。

第二章矿井地质与水文地质

一、水文地质情况

以下资料来源于省煤矿设计研究院于2008年8月编制的《省某县淤泥乡大河煤矿资源/储量核实报告》。

（一）、矿区水文地质特征

A、区域水文地质条件简述

矿区属于珠江水系的北盘江上游淤泥河支流，矿区外围西、北部有淤泥河自南西～北东汇入北盘江。

淤泥河为山区雨源型河流，流量变化幅度大，雨季暴涨，枯季流量较小，根据以往资料，该河流最大流量68.1m3/s，最小流量0.119m3/s，河水主要受大气降水控制。

（1）地下水运动特征

区域内三叠系下统碳酸盐岩类地层中，由于深沟峡谷切断了地层的连续展布，造成了地下水运动的明显受局部侵蚀基准面控制，地下水运动显示出交替强烈浅循环、迳流短、局部集中排泄的特点。

（2）地下水动态特征

地下水动态变化与大气降水关系密切，地下水丰、枯水期与雨、旱季相对应。

每年5月下旬地下水流量、水位开始回升，6～9月为高值期，其间流量、水位出现2～３次峰值，10～12月进入贫水期，随后流量、水位明显衰减，直到第二年3、4月份达到最低值。

B、矿区水文地质条件及开采后的变化

矿区属构造剥蚀低中山山地地貌，地势总体中高外低，飞仙关地层分布地段地形较陡，煤系地层分布地段地形较缓。

矿区海拔地点为1965m，最低1625m，相对高差约340m。

井田冲沟发育，山脊与沟谷交替展布，植被不发育，岩石风化程度高。

总之，矿区地貌、地形均较复杂。

（二）地层含水性简述

1、地下水类型

矿区内地下水类型主要为基岩裂隙水、松散岩类孔隙水，其次为碳酸盐岩岩溶裂隙水。

2．含水岩组及其含水特征

1）碳酸盐岩岩溶裂隙水含水岩组：

主要赋存于三叠系下统飞仙关组上段第三段的灰岩中。

由于抗风化力较强，地表地势较陡，不利于大气降雨的补给，排泄条件也较差，大气降水通过垂直岩溶裂隙补给含水层，并通过岩溶裂隙、溶洞汇集、径流和排泄，含较丰富的岩溶裂隙水，富水性强。

2）基岩裂隙水含水岩组：

主要赋存于三叠系下统飞仙关组下段绿色砂岩和上段第一段及第二段、二叠系上统龙潭组（P3L）、峨眉山玄武岩组（P3β）的煤系地层中。

其中三叠系下统飞仙关组下段含风化裂隙水，上部的绿色砂岩含水性较强，其底部有一层砂质泥岩，具有较好的隔水性能，区域上起隔水层作用；

三叠系下统飞仙关组上段第一段及第二段的砂岩、细砂岩、泥质砂岩含裂隙水，为弱含水层；

二叠系上统龙潭祖（P3L）由细砂岩、砂质泥岩、砂岩、泥质粉砂岩、泥岩及煤层组成，为矿区直接充水岩层，含裂隙水，为弱含水层；

峨眉山玄武岩组（P3β）由玄武岩、砂质泥岩、凝灰岩、粉砂岩和煤层组成，为矿区直接充水岩层，含裂隙水，为弱含水层。

3）松散岩类孔隙水含水岩组：

主要赋存于第四系（Ｑ）残坡积层孔隙内，主要分布于河流两侧、山麓处及地形较缓地带。

厚度变化不大，0～20米，一般厚3m左右。

地下水赋存条件差，枯季一般不含水，局部松散层厚度较大的地带，含少量孔隙水。

4）、断层破碎带裂隙水含水岩组：

根据原精查报告。

从简易水文观测资料看，钻孔遇断层时，没有明显的涌水现象发生，断层含水性和导水性差，其单位涌水量均小于0.01L/s.m。

（三）.老窑积水

矿区内老窑开采年代较久，废窑重叠，坑口坍塌封闭。

局部地段老窑采空区较大，积水较多。

（四）．地下水的补给、径流、排泄条件

.补给

区内地下水来源主要由大气降水补给，降水量及降水强度对地下水资源的补给起主要作用，含隔水层的岩性，厚度和分布及地形地貌、岩层的节理裂隙发育程度、风化溶蚀强度、植被等影响着大气降水对地下水的补给。

地表水是区域内地下水的补给来源之一。

.迳流

由于岩性的差异及断层裂隙的控制作用，区内地下水的迳流也存在着明显的差异性。

非可溶岩地段，地下水主要赋存于基岩裂隙及孔隙中，并沿地形自然斜坡作用渗流运动于侵蚀沟谷排出地表。

.排泄

区内地下水的排泄，主要为可溶岩与非可溶岩，较强含水层与隔水层接触带排泄。

可溶岩中的地下水在运移中受非可溶岩的阻隔以泉的形式排泄。

地下水的流向受岩性、构造的控制，其总体流向为西、北向。

（五）．矿井充水因素分析

矿井充水因素既决定于水文地质条件，又决定于开拓方式。

充水强度受充水水源和通道的影响。

、大气降水对矿井充水的影响

矿井内龙潭组及峨眉山玄武岩组裸露或浅埋，主采煤层普遍埋藏较浅，风化带深度普遍达50米左右，补给面积大，尽管岩层富水性弱，由于大气降水的直接补给，可沿风化裂隙渗入矿井。

植被发育一般，地下水迳流多沿裂渗入地下。

当矿井煤层开采后，导水带裂隙水将渗入矿井。

、地表水对矿井充水的影响

矿区西、北部为淤泥河，矿区大部分主要可采煤层位于其最低河床标高（1625m）以下，由于矿区离河流最小距离68m，北部最小距离75m，并与井田接触均为导水性弱得碎屑类，开采后河水直接涌入矿井的可能性小，但在开采过程中仍要提高警惕，特别是开采西部煤层时，要加强水文监测工作。

季节性冲沟对矿井充水的影响主要以大气降水为主要补给源，季节性冲沟有沿裂隙溃入井下的可能。

、老窑积水对矿井充水影响

、含水岩层对矿井充水的影响

当井筒和坑道揭露含水层及时，便成为矿井充水水源。

龙潭组、峨眉山玄武岩组的细砂岩、砂质泥岩、砂岩、泥质粉砂岩为裂隙弱含水层，因其含水性弱，是矿井的主要充水源，由于为裂隙弱含水层，不存在突水威胁。

、断层对矿井充水的影响

区内断层主要为压扭性断层，断层破碎带胶结较好，含水性和导水性较差。

凡赋存在龙潭煤组中的断层带，其单位涌水量均小于0.01L/s.m。

因此，断层对矿井的充水影响较小。

总之，大气降水是该矿床充水的主要水源。

一般沿基岩裂隙渗入矿井，裂隙发育地段矿井充水会有所增大；

地表水对地下水具有补充作用，岩层渗透性好，含水性弱。

老窑和采空区积水是本矿突水的主要威胁。

在采掘的过程中，要注意发生突水现象，应该引起高度重视，特别是在开采矿区西部煤层及靠近老窑采空区时，一定要加强防水工作，确保安全生产。

（六）、矿井涌水量预测

根据原地质勘探报告及矿山多年开采收集资料，整合前原大河煤矿井下最大涌水量为50m3／h，正常涌水量为20m3／h。

但随着整合后生产规模的扩大，涌水量会增加，预测技改后矿井涌水量60m3／h。

（七）、矿山开采过程中可能发生水文地质条件的分析预测

（1）、矿山未来开采过程中，导致地下水水位下降，可能造成地面部分井泉干涸。

由于开采影响地带少有村寨，可能造成的影响较少。

（2）、矿区西、北部为淤泥河，矿区大部分主要可采煤层位于其最低河床标高（1625m）以下，由于矿区离河流有一定距离，西部最小距离68m，北部最小距离75m，因此矿山开采过程中，对淤泥河造成的影响不大。

（八）矿井水文地质条件分类

综上所述，矿区的水文地质条件属简单～中等类型。

矿井充水的主要来源为大气降雨，次为老窑积水。

由于地层含水性较弱，补给条件差，开采浅部煤层时，导水裂隙带可能到达地面，地表水可能通过裂隙进入井下。

矿井在开采过程中，应对地表沟溪进行必要的疏引，对地面导水裂隙进行封堵，减少导入井下水。

设计必须留设足够的防水煤柱，严禁开采隔水煤柱，其次必须按照黔煤办字[2007]37号文的要求，加强探放水工作，坚持“预测预报，有疑必探，先探后掘，先治后采”的原则，避免老窑水突水威胁。

（九）突水淹井危险性分析

矿井水文地质条件属简单～中等类型类型，分析认突水淹井的危险较小。

为避免发生突水事故，矿井必须加强对采空区进行探放水工作。

矿井必须留足防（隔）水煤柱，防止发生透水淹井事故。

矿井建设和生产中应制定探放水措施，坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原则，同时坚持“有疑必停”的原则。

建议矿山在今后的生产建设中，完善矿井涌水量观测与记录，为矿井提供生产、建设依据。

但矿山在今后的工程施工过程中及时修正涌水量值，合理选择排水设备和预防矿井水害。

第三章矿井充水条件

一、矿井水害情况的统计分析

本井田内井下的水害主要表现在顶板裂隙水，其主采煤层的上部为2—5层灰岩，其岩溶水蓄水空间主要为溶隙、溶孔，补给来源主要为大气降水，其次为地表水渗漏补给。

二、矿井充水水源及其特征

一般情况下，矿井的充水水源主要包括大气降水、地表水、地下水和老空积水。

从严格意义上讲，大气降水是一切矿井充水的最终水源，因为无论是地表水或地下水都直接或间接地来自于大气降水的补给。

但这里所指的是大气降水本身成为矿坑充水的直接或唯一的充水水源。

以大气降水作为主要充水水源的矿坑涌水量及其涌水特点与当地的年降水变化过程和降水强度具有明显的相关关系，

其主要涌水特点是矿坑涌水的动态与当地降水动态相一致，呈现出明显的季节性变化和多年周期性变化，这主要是因为我国大部分地区受季风气候的影响，大气降水的年分布具有季节性，多年变化具有周期的特点所决定的。

地下水：

由于大多数采矿活动都发生在地表面以下，所以，地下水往往是造成矿山充水的最主要水源。

地下水作为矿坑充水水源时，可依其与煤层的相互位置关系及其充水特点分为间接式充水水源、直接式充水水源和自身充水水源三种最基本形式：

所谓间接充水水源是指充水含水层主要分布于煤层的间接顶板或底板，但和煤层并未直接接触的充水水源，常见的间接充水水源含水层有间接顶板含水层、间接底板含水层、间接侧邦含水层或它们之间的某种组合。

应该指出间接充水水源的水只有通过某种导水构造穿过隔水围岩进入矿井后才能使其作为充水水源的事实得以实现。

所谓直接充水水源是指含水层与煤层直接接触或矿山生产与建设直接揭露含水层而导致含水层水进入矿井的充水含水层。

常见的直接充水水源含水层有煤层直接顶板含水层、直接底板含水层。

直接含水层中的地下水并不需要专门的导水构造导通，只要采矿工程进行，其必然会通过开挖或采空面直接进入矿坑。

所谓自身充水水源主要是指煤层本身就是含水层。

一旦对煤层进行开发，赋存于其中的地下水或通过某种形式补给煤层的水就会涌入矿坑形成充水，该类型矿坑在我国并不多见，但在国外许多矿井中经常遇到。

以地下水作为主要充水水源的矿坑充水有如下规律和基本特点：

矿井充水的强度与充水含水层的空隙性及其富水程度有密切关系，不同的岩性决定着不同岩体中的空隙发育特征，按空隙性质可把地下水水源分为孔隙水，裂隙水和岩溶水三种基本形式。

一般地说，受裂隙水充水的矿床，其充水强度小于受孔隙水和岩溶水充水矿床，而受卵砾石层潜水和强岩溶含水层水充水的矿床，多成为大水矿床。

岩溶水突水时，一般水量大、来势猛、不易疏干，会给矿井带来巨大灾害。

而砂岩裂隙水充水时，主要以淋水、渗水为主、突水的瞬间冲击力不大，不会给矿井带来灾难。

矿井充水特点与充水量变化规律与充水含水层中地下水的性质及其水量有关：

流入矿井的水往往包含两个性质完全不同的组成部分：

一部分在矿床水文地质学中称为静贮量，指充水含水层中贮存的水的体积，这部分水量大小及其对矿井充水的能力主要取决于含水层厚度，分布规模、空隙性质以及贮存水的给出能力。

另一部分在矿床水文地质中称为动储量，指含水层中获得的补给水量，该部分水量是以一定的补给和排泄为前提，以地下径流的形式在充水含水层中不断地进行着水交替。

若充水含水层中的水以静贮量为主，则矿坑涌水的特点是：

初期矿坑涌水量较大，随着排水时间的延续，矿井涌水会逐渐减少。

该类矿床易于疏干；

若矿坑充水含水层以动贮量为主，则矿坑涌水量相对比较稳定，矿坑涌水量的动态特点往往会受充水含水层补给量的动态变化的影响。

该类型充水水源水不易疏干。

老窑积水主要是指矿床体开采结束后，封存于采矿空间的地下水，近年来由于小煤窑开采和关闭矿井的迅速增加，许多正在生产的矿井周边及邻近往往分布有很多废弃和关闭的小煤窑或矿井，而这些矿井由于排水停止而成为地下的积水空间，并积存了大量的地下水，这些水体通过某种途径一旦进入生产矿井，便形成了老窑积水充水水源，特别是一些非法开采的小煤窑由于缺乏合理的设计和准确的测量资料，其井下巷道的分布特征往往不清楚，很容易和生产矿井构通形成水害。

传统意义上的老窑积水一般为封存的“死水”，属静贮量，但具有一定的静水压力，所以其充水特点是突发性强，来势猛，持续时间短，有害气体含量