红旗三矿矿井中长期防治水规划

　　红旗三矿矿井中长期防治水规划

　　红旗三矿

　　2010年12月

　　河南红旗煤业股份有限公司三矿

　　矿井中长期防治水计划

　　第一章 矿井概况

　　河南红旗煤业股份有限公司三矿位于巩义市大峪沟镇玉皇庙村，西距巩义市15公里，东距大峪沟矿务局2公里，310国道从矿区南部经过，有简易公路与310国道相连 。该矿属地方国有煤矿企业，该矿井采用一对立井单水平上山开采，主井供上下人员、下卸物料、提升原煤。主井选用2JK—2.0*1.0矿用提升绞车;风井为总回风井，井筒装备梯子间，兼作安全出口。矿井开采二1煤层，埋藏于二1煤系山西组。技改后矿井年产量为15万吨。

　　该矿井田位于荥巩煤田西端，四周高中间低，为一向西北方向开口的山涧沟谷地带，是区域地下水汇径流区。王河是排泄区内地表水和地下水的主要河流，在站街镇附近汇入伊洛河，属季节性河流。

　　该矿井田位于荥巩煤田西端，四周高中间低，为一向西北方向开口的山涧沟谷地带，是区域地下水汇径流区。王河是排泄区内地表水和地下水的主要河流，在站街镇附近汇入伊洛河，属季节性河流。

　　矿井开采的煤层属于二迭系山西组的二1煤层，直接顶板多为泥岩或砂质泥岩，直接底板多为泥岩、灰质泥岩或砂质泥岩，主要含水层为顶板砂岩。裂隙、孔隙不发育，富水性弱，底板为太原群上部灰岩，属于二类一型或三类一型。井田范围内无大的断层和褶曲，地质条件比较简单，但煤层赋存极不稳定，且无规律可循，短距离内煤层有突然增厚、变薄的现象，且有不可采带及无煤带出现。煤层的平均厚度约2.1m，煤层的倾角为 7°～14°。二1煤多呈粉末状，煤质松软，强度低，煤层无自燃发火倾向，煤尘无爆炸危险性。

　　第二章 危险源的确定及分布情况

　　1、我矿井地表沟谷纵横，采厚较浅，且地表又有季节性河流，当开采接受这些影响范围时，若与开采塌陷的裂缝相联通，易有可能地面水进入井下造成事故。

　　2、由于大峪沟矿区开采历较长，老窑较多，且资料不详，开采过程中，一旦与老窑通透即易出现水害。而且红旗矿工业广场就位于老窑采空区之上，若对塌陷资料掌握不够确切，尤其夏季遇到暴雨、洪水，会危及地面建筑安全。

　　3、矿井地质工作中钻孔封内资料不详，开采亦应引起重视，否则，一旦遇到有水钻孔即会产生透水事故。

　　4、排水设备及其排水管路的排水能力与运行状态如出现问题，皆会影响矿井的安全生产，轻者矿井涌水无法正常排出，造成停产;重者有可能导致淹井。

　　5、二1煤顶板砂岩含水量，厚0～2.49m，一般10～20m，单位涌水量：Q=0.0000532～0.0079L/s.m，渗透系数：N=0.00053～0.0352m/d。二1煤底板太原群上端灰岩，富水性极不均匀，受断裂构造和开采后水压失衡的影响，可能和深部含水层发生水力联系，导致矿井突水。

　　6、部分钻孔封孔质量差，且资料丢失，当掘进回采工作面接近这些钻孔时，有出现突水的可能。

　　第二章 防治水组织机构

　　为预防水患事故的发生，进一步查明采掘工作面的水情，及时掌握井下涌水情况，能够更充分的对井下水灾水患提前做出明确判断，及时治理井下水灾水患，预防井下水灾事故发生。经公司领导研究决定建立专业防治水队伍。

　　一、治水队伍设置

　　由永安煤矿成立一支专业防治水队伍

　　二、防治水人员配备

　　由永安煤矿设立专职防治水小组，设组长一人，专职技术员一人，地质人员一人，井下作业人员20人。

　　组 长：焦战彪

　　技术员：许雪宝 地质勘查员:赵学文

　　水患检查员：张元奇 刘阳辉

　　三、专职防治水队伍职责

　　专职防治水队伍在有关领导负责下，依照国家煤矿水准地规定履行以下职责：

　　1、专职防治水小组全面负责我矿的水害防治事宜。

　　2、专业防治水小组负责查明矿区及矿井的水文地质条件，且每年汛期前负责收集调查和核对相邻煤矿和老窑的情况，并在井上下对照图上标注其开采范围，开采年限及积水情况。

　　3、防治水小组负责编制我矿的长期防治水计划和年度防治水计划及各种探放水措施并组织实施。

　　4、防治水小组领导负责我矿各种防治水工程的设计、检查和验收工作。

　　5、井下探放水各工程的施工必须有记录、日报表，掌握井下的水情，对水灾水患做出正确的预测，并报有关领导进行签阅和研究。

　　第四章 井下探放水

　　一、井下探放水原则

　　为预防水患事故的发生，进一步查明采掘工作面的水情，并将水有控制的放出，生产中进行探放水。

　　井下探放水根据《煤矿安全规程》第285条规定：“矿井必须做好水害分析预报，坚持有疑必探，先探后掘，物探先行，钻探验证的探放水原则。”

　　对采掘工作面有下列情况之一的必须进行探放水：

　　(1)接近水淹的井巷、老窑或小窑时。

　　(2)接近含水层、导水断层、含水裂隙密集带、溶洞或陷落柱时。

　　(3)打开隔离煤柱放水前。

　　(4)接近可能与河流、湖泊、水库、蓄水池、水井等相通的 断层破碎带或裂隙发育带时。

　　(5)接近可能涌水的钻孔时。

　　(6)接近有水或稀泥的灌浆区时。

　　(7)采动影响范围内有承压含水层或含水构造，或煤层与含水层间的隔水岩柱厚度不清，可能突水时。

　　(8)接近矿井水文地质条件复杂的地段，采掘工作面有涌(突)水预兆或情况不明时。

　　(9)接近其它可能涌(突)水地段时。

　　二、探水作业前的准备工作

　　《煤矿安全规程》第288条规定，在安装钻机探水前，必 须遵守下列规定：

　　(1)“加强钻场附近的巷道支护，并在工作面迎头打好坚固的立柱和拦板。”其目的是为保持探放水地点巷道的稳定性。水压大时，避免发生冒顶和片帮事故，还可以在立柱上固定套管，防止被水冲击，扩大水情。

　　(2)“清理巷道，挖好排水沟。探水钻孔位于巷道低洼处时，必须配备与探放水量相应的排水设备。”

　　钻眼透水后，使水沿水沟流走或排走，防止水流冲动浮煤和材料发生堵塞，改变水流路线而引起其他灾害。

　　(3)“在打钻地点或附近安设专用电话。”遇到水情紧急，便于及时报告矿调度室，尽快采取相应的措施。

　　(4)“测量和探放水人员必须亲临现场，依据设计确定主要探水孔的位置、方位、角度、深度以及钻孔数目。”主要探水孔在探放时，测量人员根据设计要求，测定探水地点的坐标与标高，确定钻孔的方位、角度、深度;负责探放水员，根据测量人员提供的要求施工，这样易于达到设计要求，顺利地将水放出。

　　第一节 老窑水探放

　　一、老窑水探放原则及程序

　　(一)老窑水探放原则

　　依老窑积水数量的多少，矿井现有排水能力、老窑水的动力补给量、水质和疏放后可能解放煤炭的资源量等因素，综合考虑，以安全、经济、合理为原则。对老窑水探放，视具体情况还可细分为：

　　1.积极探放

　　老窑区不位于河流或重要的建筑物之下，排放老窑水不会过分加重矿井排水负担，且积水区下尚有大量矿产资源急待开采时，应积极探放，以彻底解除隐伏水患。

　　2.先堵后探放

　　老窑区为强含水层或因其他水源所淹没且出水点动力补给 量大，应先堵住水点后再进行探放水。

　　3.先降压后探放

　　对以静储存量为主，水量大、水压高的老窑积水区，应先从顶、底板岩层打穿层放水孔，待水压下降后，再沿煤层打探水钻孔。

　　4.先隔离后探放

　　老窑积水量较大，水质差(酸性大)，或为避免长期负担排水费用，则应留设煤(岩)柱与生产区隔离，待到矿井生产后期再作处理。

　　(二)探放水程序

　　老窑水探放一般是在正式探水前，对小窑或老窑积水区进行调查，圈定采空区范围，确定积水边界，随后划定探水线，编制探、放水设计，确定掘进超前距离。完成上述内容后进行探水和整理探水资料，随后确定掘进距离，通知开拓单位掘进，然后再探水，依此类推，循环进行，直至揭露老窑区，放尽积水为止。

　　二、探水钻孔的布置

　　(一)探放水的主要参数

　　1.超前距

　　探水钻孔终孔位置应始终超前掘进工作面一段距离，该距离称超前距。

　　2.允许掘进距离

　　经探水证实无水害威胁，可以安全掘进的长度称允许掘进距离。

　　3.帮距

　　帮距是指使巷道两帮与可能存在的老窑积水之间保持一定的安全距离，即呈扇行布置的最外侧探水孔所控制的范围与巷道帮的距离。其值应与超前距相同，超前距一般采用20m，在薄煤层中可缩短，但不得小于8m。

　　4.钻孔密度(孔间距)

　　它指允许掘进距离终点横剖面上探水钻孔之间的间距，不超过3m,以免漏掉老窑巷道。

　　如下图探水主要参数示意图3-1

　　

 

　　(二)探放水的布置方式

　　探放水的布置方式和巷道的类型、煤层厚度与产状有关 ，探水钻孔的布置从平面上看，主要有扇形和半扇形两种。

　　1.扇形布置

　　巷道处于三面受水威胁的地区，进行搜索性探放老窑水，其探水钻孔多按扇形布置(见图)，探水钻孔之间的平面夹角，一般在7°-15°，使巷道前进的方向及左右两侧需要保护的煤层空间有钻孔控制。

　　

 

　　2.半扇形布置

　　对于积水肯定在巷道一侧的探水区，探水钻孔可呈扇形布置(见图)

　　

 

　　第二节 断层带探放水

　　一、 断层探放水原则与探查内容

　　(一)断层探放水原则

　　凡遇下列情况都必须探水：

　　(1)采掘工作面前方或附近有导水断层存在，但具体位置不 清或控制不严时;

　　(2)采掘工作面前方或附近，预测有断层存在，但具体位置和含水性不清，有可能突水时;

　　(3)采掘工作面底板隔水层厚度与承受水压都处于临界状态，采掘工作面影响范围内断层赋存情况不清，一旦遇到就可能突水;

　　(4)巷道揭露或穿越断层无突水征兆，但隔水层厚度及实际水压接近临界状态，工作面回采时可能突水;

　　(5)井巷工程在浅部穿越断层时已证实不含水，但深部有可能突水时;

　　(6)根据井巷工程和断层防水煤柱留设的特殊要求，必须查明断层时;

　　(7)采掘工作面接近推断导水断层100m时，或距已知含水断层60m时;

　　(8)采区内小断层使煤层与强含水层的距离缩短时，或采区内构造不清、含水层水压大于2Mpa-3Mpa时。

　　(二)断层探查的主要内容

　　(1)查明断层位置、落差、走向、倾向、倾角，断裂带宽 度、充填物和充填程度，断层的导水性与富水性。

　　(2)查明断层两盘断裂外带裂隙、岩溶发育情况、两盘对接的岩层及其富水性。

　　(3)查明煤层与强含水层的实际距离。

　　(4)查明断层探水孔不同深度处的水压、水量、冲洗液消耗量，确定或判断底板水在水层的导升高度;

　　(5)通过放水试验和连通试验查明断层导水性、富水性以及通过断层的侧向补给水量，为安全采掘、矿井防治水措施提供实际资料与理论依据。

　　二、断层探放水方法

　　(一)探查工作面前方已知或预测含水断层

　　先布置巷道掘进前方1号孔，尽可能一钻打透断层，然后再打2号、3号孔，以确定断层走向、倾向、倾角和断层的落差及两盘的对接关系。其中至少有一个孔打在断层与含水层交面线附近。

　　(二)隔水岩柱处于临界状态对采掘工作面前方的探查

　　沿巷道掘进方向打3个孔，尽量打深，争取一次打透断层，否则就必须留足超前距，边探边掘直至探明断层的确切情况，再决定具体的防治水措施。

　　(三)巷道实见断层，在采动影响后有无突水危险性的探查

　　向下盘预计采动影响带内打1号孔，探明断层带的含水和水压、水量的情况。若有水，采后就很有可能突水;若无水，则还应向预计采动带以下打2号孔，然后根据具体条件，分析突水的可能性和采取相应的防水措施。

　　第五章 地面防治水

　　我矿井的水文地质条件简单，主要含水层为顶板砂岩,裂隙、孔隙不发育，富水性弱。井下涌水多为季节性地表裂隙水，矿区内无大的河流经过，矿区地处中原气候干旱，降雨量不大。我矿高度重视矿井防治水工作，近几年中，矿井的防治水重点：

　　1、矿区内地表裂隙和地表塌陷区的整定工作，在矿井的主要采区采空区进行地面的整定，恢复地貌，防止地表裂隙渗水进入井下。

　　2、矿井内主要线路的整定，组织有关人员对矿井的供电线路及主要的供电设备进行检查检修，保证线路和设备的完好。

　　3、对地面的水沟进行规划，清理和挖掘河沟，保证汛期河水畅通，防止河水堵塞造成矿井淹井。

　　第六章 矿井防治水管理措施

　　(一)水灾发生前的预兆：

　　采掘工作面或其它地点发现有挂红、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渗水、水色发浑、有臭味等是突水前的预兆。

　　(二)防治水措施

　　1、对汛期前地面检查发现的地裂、沉陷、渗漏等异常情况，防治水小组立即制定治理措施，负责限期完成治理工作，且治理后定期进行观测。

　　2、防治水小组在汛期加强对历史采空区域等地段及玉皇庙水库的观测，检查治理防洪情况，防止山洪通过裂隙进入井下。

　　3、汛前各队要编排防汛抢险劳动组织，切实做好应急值班工作。

　　4、各采区在汛期应准备相当数量的沙包，严防裂隙及小窑透水涌入采区工作面。

　　5、井下中央泵房的水泵和管道要经常检查维修，保证台台好，加强主排水管道维修，及时清挖水仓以防意外水量增加。

　　6、做好井下水文地质工作，加强井下水文观测，及时发现和掌握井下水情变化情况，以便及时发现异情及时采取措施。

　　7、凡设计中留有煤柱的地方，严禁随意开采。

　　8、加强防排水设备的维修、管理，经常保持良好状态，雨季以前必须全面检修一次，并对工作水泵和备用水泵进行一次排水试验，发现问题及时处理。定期对水仓和水沟进行清理，由矿长负责组织人员每年至少清理二次，在雨季前必须清理一次。

　　9、雨季前对供电线路全部检查一次，并校检防雷电装置，对矿井排水系统进行联合试运转，对地面水沟要清挖、疏通，使其畅通无阻。

　　10、坚持“有疑必探、先探后掘、物探先行，钻探验证”的探放水原则，探防水工作由专人负责。探防水工作，必须编制探放水设计，并根据探测结果采取相应措施。巷道顶底板渗、淋水较大时要进行详细记录、分析。

　　12、凡巷道、工作面接近水体时，必须进行探放水工作。探放水工作要有专项设计。

　　13、每年汛期到来时，有调度室记录天气预报情况，对可能发生的恶劣天气，及早做好防洪准备。

　　14、汛期前有机电部门对地面供电线路、供电设施全部检查一遍，并做好防雷电工作。

　　第七章 长期防治水规划

　　第一节 矿井长期防治水地质条件

　　1、根据我矿矿井设计规划，预计在+140水平开拓矿井第二水平，由于井田南部有老窑开采历史，随着开采水平进一步向南部上山区域拓展，矿井受到老窑水威胁的程度会逐增大。

　　2、开拓接近老窑警戒线时，水文地质条件更加复杂，矿井水患的重点对象将转入老窑水和裂隙水以及露头水，由于大峪沟矿区开采历较长，老窑较多，且资料不详，开采过程中，一旦与老窑通透即易出现水害。

　　3、若对塌陷资料掌握不够确切，尤其夏季遇到暴雨、洪水，会危及地面建筑安全。

　　4、矿井地质工作中钻孔封内资料不详，开采亦应引起重视，否则，一旦遇到有水钻孔即会产生透水事故。

　　所以，矿井防治水工作将是一项长期的、大规模投入的系统工程。

　　第二节 水文地质资料的补充勘探

　　根据矿井技改设计地质报告提供资料，本矿11采区上部有小煤窑存在，资料不详应采取物探查明老窑、老空及积水情况。

　　第三节 进一步加强地面防治水

　　1、地测科要根据矿井受水害威胁情况和雨季“三防”的工作要求，组织开展水患排查活动。

　　2、地测科加强劳动纪律管理，实行24小时值班。做到接话及时，传达迅速，工作有布置、有检查、有落实、有汇报，做到召之即来，来之能战，以保证我矿的安全生产。

　　3、地侧组要定期对塌陷区、地面裂缝、河道、水库等认真进行检查、组织充填,疏通河道、排水沟、泄洪道,并设专人昼夜巡查。

　　4、矿区内地表裂隙和地表塌陷区的整定工作，在矿井的主要采区采空区进行地面的整定，恢复地貌，防止地表裂隙渗水进入井下。

　　5、矿井内主要线路的整定，组织有关人员对矿井的供电线路及主要的供电设备进行检查检修，保证线路和设备的完好。

　　6、对地面的水沟进行规划，清理和挖掘河沟，保证汛期河水畅通，防止河水堵塞造成矿井淹井。

　　第四节 加强井下防治水

　　1、坚持“有疑必探、先探后掘、物探先行，钻探验证”的探放水原则，探防水工作由专人负责。老窑水及断层水的探放严格按照《探放水作业工程》

　　每月地测组要根据生产作业计划对采掘工作面水害情况预测预报，勘察采掘工作面附近的积水情况。

　　2、泵应经常保持性能良好状态，水仓也应保持应有的仓容，以利抵御水患。

　　3、要加强探放水机具的维修与保管，确保正常使用。

　　4、中央泵房由矿组织在汛前进行一次联合排水试验，并写出报告，对发现的问题要限期整改到位。

　　5、若探水中间发现险情及时和救护队联系。汛前各队要编排防汛劳动组织，切实做好应急值班工作。

　　6、各采区在汛期应准备相当数量的沙包，严防矿井水小窑透水时涌入采区工作面。

　　7、每年汛期前由矿防治水小组组织一次地面检查，查清矿区及附近地面水流的汇水、渗漏情况，并根据相关地质灾害，制定专门的防治措施，防止地面水流入井下。

　　(1)机电组负责安排专人对矿井供电线路、主排水泵房、各排水点排水设施、进行全面巡回检查，保证排水系统完好运行。

　　(2)安全科安排对井下各出水点的涌水量及积水量进行全面检查。

　　(3)调度室安排有关单位在井下各变电所门口，泵房门口，水仓口附近备有足够的黄土并装袋，为防止水仓容满水后涌入变电所、泵房，用备用袋装黄土在各口打1米宽，1米高的黄土墙。

　　(4)汛期前地面检查发现的地裂、沉陷、渗漏等异常情况，防治水小组立即制定治理措施，负责限期完成治理工作，且治理后定期进行观测。

　　8、 矿探防水科要加强各工作面的探放水工作，发现异常立即采取措施，并报告。

　　9、各采区在汛期应准备相当数量的沙包，严防矿井水小窑透水时涌入采区工作面。

　　10、中央泵房由矿组织在汛前进行一次联合排水试验，并写出报告，对发现的问题要限期整改到位。

　　当工作地区发生突水事故时，要及时向调度汇报，调度要立即派专人了解水情、测量突水量、分析突水水源，制定下一步处理方案。如水量较大，调度要做好撤人准备。

　　11、当发现水量突然增大时，可能是老窑突水影响，除及时调查突水原因外，要及时增开水泵，当发现井下涌水量大于60m3/h时，由矿调度通知各作业地点人员做好撤人准备，如达到100m3/h时，由矿调度通知各作业地点人员必须按避灾线路撤出。

　　12、泵房现有三台水泵，两趟排水管路，综合排水能力为110m3/h，必要时还可加安临时抢险泵和抢险水管。井下供电系统有2条，能满足排水抢险要求。但因我矿井筒有淋水，电缆受潮易陈旧老化，容易发生“接地放炮”事故，平时应作好抢修电缆准备。如水量较大或水泵发生故障难以抵挡水患时，可打土堰，阻止向水泵房灌水，以求获得增安水泵或抢修时间，进一步缓冲水患威胁。

　　13、安全科负责加强水灾撤人线路的检查，必须保证撤退道路畅通无阻。同时，要加强职工的安全教育和培训，定期组织矿井避灾演习，提高职工的自我防范和自救能力。

　　河南红旗煤业股份有限公司三矿

　　2010年2月1日