礦井防治水措施

1、礦井防治水措施礦井防治水以“安全第一、預(yù)防為主，綜合治理”為方針，以“預(yù)測預(yù)報(bào)、有疑必探、先探后掘和先治后采”為原則，主要采取“防、堵、疏、排、截”五項(xiàng)措施，加強(qiáng)“預(yù)測預(yù)報(bào)、科技攻關(guān)和治理整改”的三個(gè)防治水環(huán)節(jié)。一、礦井開拓、開采所采取的安全保證措施根據(jù)礦井煤層賦存條件和水文地質(zhì)條件，礦井開拓開采主要采取以下安全保證措施：1、針對煤層淺部小窯老空區(qū)較多的特點(diǎn)，在地質(zhì)部門所做工作的基礎(chǔ)上，礦井生產(chǎn)單位必須采用先進(jìn)的手段，查清老空區(qū)分布范圍，留設(shè)安全煤柱。2、按煤礦安全規(guī)程規(guī)定留設(shè)防水煤柱。對于斷層，特別是造成煤系地層與含水層對盤或接近的斷層，留設(shè)足夠的斷層防水煤柱，禁止巷道進(jìn)入防水煤柱。3、配備

2、足夠數(shù)量的探放水及注漿堵水設(shè)備。4、留設(shè)井田邊界煤柱和采區(qū)隔離煤柱。5、對可疑斷層及因采動影響而可能導(dǎo)水的斷層留設(shè)斷層防水煤柱。6、井下設(shè)排水泵房、水倉、水溝、排水管路等排水系統(tǒng)。并保證足夠的排水能力。7、對巷道開拓及回采所可能遇到的斷層提前進(jìn)行探放水，查明斷層的水文地質(zhì)要素，據(jù)此經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較采取留設(shè)防水煤柱、注漿堵水、疏放等措施。8、對未封閉好的鉆孔根據(jù)具體情況采取重封、留設(shè)防水煤柱、探放鉆孔水等措施。9、礦井開拓開采巷道均布置在不含水或弱含水的隔水層中。10、必要時(shí)對主要含水層建立地下水動態(tài)觀察系統(tǒng)，進(jìn)行地下水動態(tài)觀測、水害預(yù)報(bào)，并制定相應(yīng)的“探、防、堵、截、排”綜合防治措施。11、對于

3、井筒需要穿過的含水層， 施工中采取提前探放水或注漿賭水等措施；對于影響采掘的老空水采取探放的措施。12、對礦井采掘工程所影響到的各含水層、斷層，必須作出水文地質(zhì)評價(jià)，進(jìn)行提前預(yù)報(bào)，以便采取相應(yīng)的防治水措施。13、進(jìn)行群孔抽水試驗(yàn)， 掌握各含水層之間、 斷層與含水層之間的水力聯(lián)系。14、巷道穿越斷層時(shí)， 應(yīng)采取有效支護(hù)和防治水措施，避免斷層出水或滯后出水。二、防水煤（巖）柱留設(shè)（一）防水安全煤（巖）柱的種類本礦井水文地質(zhì)條件中等，但井田內(nèi)各含水層之間的垂直水力聯(lián)系通道不清楚，含水層的裂隙發(fā)育情況以及含水層間的水力補(bǔ)給情況有待查明，含水層橫向富水性及塊段間的差異也不明，斷層的含水性及與各含水層的水

4、力聯(lián)系有待進(jìn)一步查明，因此防水煤（巖）柱的留設(shè)尤為重要，設(shè)計(jì)的防水煤（巖）柱主要有以下幾種：1、斷層兩側(cè)防水煤（巖）柱。2、井田邊界安全（防水）煤（巖）柱。3、采區(qū)邊界防水煤（巖）柱。（二）防水煤（巖）柱留設(shè)原則1、在有突水威脅但又不宜疏放或注漿堵水（疏放或注漿很不經(jīng)濟(jì)時(shí)）的地區(qū)采掘時(shí)，必須留設(shè)防水煤（巖）柱。2、防水煤柱一般不能再利用，故要在安全可靠的基礎(chǔ)上把煤柱的寬度或高度降低到最低限度，以提高資源利用率。為了多采煤炭，充分利用資源，也可以用采后充填、疏水降壓、改造含水層（充填巖溶裂隙）等方法，消除突水威脅，創(chuàng)造少留煤柱的條件。3、留設(shè)防水煤（巖）柱必須與礦井的地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件、煤層

5、賦存條件、圍巖的物理力學(xué)特性、煤層的組合結(jié)構(gòu)方式等自然因素密切結(jié)合，還要與采煤方法、開采強(qiáng)度、支護(hù)方式等人為因素相適應(yīng)。4、一個(gè)井田或一個(gè)水文地質(zhì)單元的防水煤（巖）柱應(yīng)該在它的總體開采設(shè)計(jì)中確定。即開采方式和井巷布局必須與各種煤柱的留設(shè)相適應(yīng)，否則會給以后煤柱的留設(shè)造成極大困難，甚至無法留設(shè)。5、在多煤層塊段，各煤層的防水煤（巖）柱必須統(tǒng)一考慮確定，以免某一煤層的開采破壞另一煤層的煤（巖）柱，致使整個(gè)防水煤（巖）柱失效。6、在同一地點(diǎn)有兩種或兩種以上留設(shè)煤（巖）柱的條件時(shí)，所留設(shè)的煤（巖）柱必須滿足各個(gè)留設(shè)煤（巖）柱的條件。7、對防水煤（巖）柱的維護(hù)要特別嚴(yán)格，因?yàn)槊海◣r）柱任何一處被破壞，必

6、將造成整個(gè)煤（巖）柱無效。防水煤（巖）柱一經(jīng)留設(shè)即不得破壞，巷道必須穿過煤柱時(shí)，必須采取加固巷道、 修建防水閘門和其它防水措施，保護(hù)煤（巖）柱的完整性。8、留設(shè)防水煤（巖）柱所需要的數(shù)據(jù)必須在本地區(qū)取得。鄰區(qū)或外地的數(shù)據(jù)只能參考，如果需要采用，應(yīng)適當(dāng)加大安全系數(shù)。9、防水巖柱中必須有一定厚度的粘土質(zhì)隔水巖層或裂隙不發(fā)育、含水層極弱的巖層，否則防水巖柱將無隔水作用。（三）斷層防水煤（巖）柱計(jì)算方法與計(jì)算結(jié)果1、斷層導(dǎo)水性預(yù)測根據(jù)地質(zhì)報(bào)告提供的數(shù)據(jù)，井田邊界斷層淺部有較強(qiáng)的導(dǎo)水性，深部導(dǎo)水性趨弱。應(yīng)當(dāng)指出，斷層的導(dǎo)水性和富水性是很不均一的，即使是同一斷層的不同部位或地段，也往往存在較大差異。根據(jù)生

7、產(chǎn)礦井實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，回采引起巖層移動，導(dǎo)致局部應(yīng)力重新分布，極易使斷層的導(dǎo)水性增強(qiáng)。未探明的地質(zhì)構(gòu)造，嚴(yán)重威脅礦井的安全生產(chǎn)。因此，施工及生產(chǎn)過程中還應(yīng)從井下應(yīng)力變化以及開采引起的冒落裂隙帶的實(shí)際情況，分析斷層兩盤巖性，采取必要的防水安全措施。2、斷層煤柱留設(shè)根據(jù)“礦井水文地質(zhì)規(guī)程（試行）”附錄八，斷層上盤防水煤柱留設(shè)寬度按下式計(jì)算：3PL0.5KMKp式中： L煤柱留設(shè)的寬度， m；K安全系數(shù)，取 5；M煤層厚度或采高；P水頭壓力， 59130kgf/cm 2；Kp煤的抗張強(qiáng)度，精查地質(zhì)報(bào)告未給出，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)暫取4kgf/cm 2 。根據(jù)上式計(jì)算，斷層煤柱留設(shè)如下：F1、F2及F23斷層煤系地層與

8、強(qiáng)含水層對盤，留設(shè)煤柱寬度 100m；F3、F501、F16斷層留設(shè)煤柱寬度 50m，F(xiàn)4斷層留設(shè)煤柱寬度 30m；3、井田邊界煤柱和采區(qū)邊界煤柱井田邊界為斷層所圍，均留有斷層防水煤柱；本井田與小煤礦人為邊界兩側(cè)各留設(shè)煤柱寬度 30m。在小礦留設(shè)的邊界煤柱不清的情況下，本礦井田邊界煤柱寬度留設(shè) 40m。采區(qū)邊界煤柱：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)煤柱寬取20m。（四）防水煤巖柱的留設(shè)本井田無煤層出露地表。經(jīng)計(jì)算，各煤層開采時(shí)，其導(dǎo)水裂隙帶高度亦不會波及地表，故不留設(shè)防水煤巖柱。井田南部平橋河為礦區(qū)主要地表水體，但該河流河床均處于井田南部邊界之外，因此，無需留設(shè)河流煤柱。井田內(nèi)的幾條溪溝，均為季節(jié)性溪流，一般流量很小

9、，旱季無水。而且本井田煤層埋藏均有一定的深度，各煤層開采時(shí)，其導(dǎo)水裂隙帶高度亦不會波及地表，故不留設(shè)防水煤巖柱。嚴(yán)禁在各種防隔水煤柱中采掘。三、疏水降壓本礦井上部巖溶裂隙含水層遠(yuǎn)離煤層，均位于采煤裂隙帶之上，且有隔水層和弱含水層阻隔，正常情況下對開采沒有影響。煤層頂板富水性弱，補(bǔ)給條件差，以靜儲量為主，易于開采疏干。煤系地層中菱鐵質(zhì)灰?guī)r局部富水性強(qiáng)，但該層厚度小，儲量少，采動裂隙即可將其疏排掉。煤層底含水層與煤系地層相距很遠(yuǎn)，對開采無影響。本礦井無須疏水降壓。四、井下探放水措施（一）探放水原則礦井生產(chǎn)過程中，必須作好水害分析預(yù)報(bào)，堅(jiān)持有疑必探，先探后掘的探放水原則。采掘工作面遇到下列情況之一時(shí)

10、，必須確定探水線進(jìn)行探水：1、接近水淹或可能積水的井巷、老空或相鄰煤礦時(shí)。2、接近含水層、導(dǎo)水?dāng)鄬?、溶洞和?dǎo)水陷落柱時(shí)。3、打開隔離煤柱放水時(shí)。4、接近可能與河流、溶洞等相通的斷層破碎帶時(shí)。5、接近水文地質(zhì)復(fù)雜區(qū)域，并有出水征兆時(shí)。6、接近有出水可能的鉆孔時(shí)。7、接近有水或稀泥的灌漿區(qū)時(shí)。8、底板原始導(dǎo)水裂隙有透水危險(xiǎn)時(shí)。9、接近其他可能出水地區(qū)時(shí)。本井田鉆孔封孔質(zhì)量未予評述，生產(chǎn)期間應(yīng)特別注意，防止鉆孔出水。因此要求礦井生產(chǎn)期間密切注意鉆孔和采掘工作面的相對位置，當(dāng)采掘工作面接近鉆孔時(shí)，注意工作面涌水量變化，一旦發(fā)現(xiàn)鉆孔有導(dǎo)水跡象，停止采掘，采取措施防治水患。（二）探水眼的布置和超前距離，應(yīng)

11、根據(jù)水頭高低、煤（巖）層厚度和硬度以及安全措施等在探放水設(shè)計(jì)中具體規(guī)定。一般可按以下確定：（1）超前距：3PL0.5AlKp式中： L超前距， m；A安全系數(shù)，取 25；l 巷道跨度（寬或高取其大者），m；P水頭壓力， Pa；Kp煤或巖體的抗張強(qiáng)度，Pa。（2）允許掘進(jìn)距離：經(jīng)探水后，證實(shí)無水害威脅，可以安全掘進(jìn)的長度。（3）幫距：即扇形布置的最外側(cè)探水孔所控制的范圍外圍線與巷道幫的距離，一般應(yīng)與超前距相同，或小 12m。（4）孔間距：允許掘進(jìn)距離終點(diǎn)處探水鉆孔之間的間距，一般不得超過 3m，并按具體情況而定（如應(yīng)小于老空區(qū)的寬度等） 。（三）疏水降壓本井田未采用疏水降壓措施的主要理由如下：本

12、井田以大氣降水和弱含水層為主要充水水源，直接充水含水層單位涌水量小于 0.1l/s·m，水文地質(zhì)條件為簡單至中等的礦床。最上一層煤層 2 號煤層上距三岔河床 140318m。在自然條件下， 三岔河水，沖積層水與宣威組水力聯(lián)系差。且河流暫按留設(shè)煤柱考慮。由于斷層兩盤均在粉砂巖、砂質(zhì)泥巖、故斷層透水性、富水性均弱。在正常情況下，對煤層開采無影響。煤系地層距下部矛口灰?guī)r含水層約 160m，在自然條件下，對煤層開采無影響。（四）防鉆孔水1、準(zhǔn)確掌握各鉆孔的位置、深度及與采掘工作面的關(guān)系。2、對未封鉆孔重新啟封。3、采掘工作面距鉆孔30m前，必須打探放水鉆防水。（五）探放水設(shè)備選擇確定積水范圍

13、后，探水線應(yīng)沿積水線外推60150m，根據(jù)這一經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定探水鉆機(jī)的鉆進(jìn)深度應(yīng)達(dá)到150m。據(jù)此選擇 MAZ200型探水鉆機(jī) 2臺，最大鉆進(jìn)深度 200m，用于工作面超前探放水。五、注漿堵水措施（一）注漿堵水地點(diǎn)的確定1、注漿堵水應(yīng)符合以下原則：（1）減輕礦井排水負(fù)擔(dān)，節(jié)省排水用電，從而降低噸煤成本。（2）有利于地下水資源的保護(hù)和利用。（3）加固井巷或工作面的薄弱地段，減少突水幾率。（4）能使被淹礦井迅速恢復(fù)生產(chǎn)。2、可能注漿地點(diǎn)的確定（1）對井筒和巷道需穿過的導(dǎo)水?dāng)鄬釉诖┻^前一定距離進(jìn)行預(yù)注漿加固阻水。（2）對影響采煤、掘進(jìn)安全，有可能突水的其它地點(diǎn)，如巷道距離可能突水?dāng)鄬泳嚯x較近，巖柱有

14、可能不能抵抗水壓；回采時(shí)由于采動影響，頂板垮落后可能造成突水等，進(jìn)行預(yù)注漿。（二）注漿堵水設(shè)備選擇由于地質(zhì)報(bào)告說明斷層導(dǎo)水性差，只有當(dāng)井下遇強(qiáng)導(dǎo)水?dāng)鄬訒r(shí)，疏放水很不經(jīng)濟(jì)時(shí)，方可采取注漿措施。注漿堵水設(shè)備暫選用HFVC型液壓驅(qū)動注漿泵。六、避災(zāi)措施本礦井排水泵房設(shè)有管子道與回風(fēng)大巷相連（連接處高出泵房底板20m左右）。鋪設(shè)窄軌供設(shè)備運(yùn)輸及搶險(xiǎn)用。泵房地坪高出井底車場巷道0.5m。礦井本礦分別在主、 副、風(fēng)井井口處設(shè)置了通往地面的安全出口，井下盤區(qū)內(nèi)，通過車場或聯(lián)絡(luò)巷道分別與各個(gè)大巷、斜井井筒相連。七、地表防治水措施1、防洪標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范 （GB 50215-2005）第 10.2.

15、1 條，礦井不應(yīng)受洪水威脅。井口及工業(yè)場地的防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)如下：防洪標(biāo)準(zhǔn) 重現(xiàn)期 ( 年 )工程性質(zhì)設(shè)計(jì)校核礦井井口100300礦井工業(yè)場地100注：當(dāng)觀測洪水高于上述標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)按觀測洪水設(shè)計(jì)，當(dāng)觀測洪水低于防洪標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)按防洪標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)該防洪標(biāo)準(zhǔn)是在原規(guī)范（GB 50215-94）的基礎(chǔ)上修訂的，滿足煤礦安全規(guī)程關(guān)于地表防治水的有關(guān)規(guī)定。2、地形及地表水系本井田位于貴州省安順市以北14km。井田內(nèi)最高點(diǎn)為燈籠山，海拔標(biāo)高+1703.6m，最低點(diǎn)為磨石河與右仲河的交匯處，河床海拔標(biāo)高+1298m，相對高差 200m400m。屬低中山地形。區(qū)內(nèi)各河流均匯入烏江支流的三岔河，屬于烏江水系。井田南部平橋

16、河為礦區(qū)主要河流，源于安順縣蔡官屯附近。從井田東部進(jìn)入井田后，大致沿F1 斷裂流向西南。到水洞附近潛入地下，以伏流形式排入白巖附近高羊河，流向轉(zhuǎn)為正北。后又以伏流形式注入烏江支流三岔河。在大洞口村附近最大洪水位標(biāo)高為 +1407.06m。洪水期流量77.43m3/s 。井田北部主要有右仲河、磨石河、寨頭河三條地表溪流，流量季節(jié)性差異較大，其主要補(bǔ)給水源為兩側(cè)地下水。烏江上游支流三岔河，從本煤田北部流過。距本井田約4km，自南西流向北東，河床標(biāo)高 +1091.5m降至 +1041.2m，落差 50.3m，坡降 0.18%。3、地表水防治措施工業(yè)場地豎向布置格局已基本形成，主、副斜井及回風(fēng)斜井井口

17、均已施工，其井口標(biāo)高分別為：主、副井口標(biāo)高均為+1415.00m，回風(fēng)斜井井口標(biāo)高為+1430.00m。場區(qū)最低標(biāo)高為 +1410.00m。其標(biāo)高均高于平橋河在大洞口村莊附近的最高洪水位（ +1407.06m），故場地不受洪水威脅。結(jié)合地形，工業(yè)場地豎向采用臺階式布置，各平臺標(biāo)高如下：主、副斜井井口標(biāo)高均為 +1415.00m，回風(fēng)斜井井口標(biāo)高為+1430.00m。場前區(qū)場地標(biāo)高為+1412.00m 和+1415.2 m +1418.5 m；規(guī)劃之選煤車間、機(jī)修（材料）場地以及機(jī)修車間西側(cè)預(yù)留的瓦斯綜合利用場地（瓦斯發(fā)電站）標(biāo)高為+1415.00m；儲煤場場地標(biāo)高為 +1420.00 m；礦井

18、水及生活污水處理站場地標(biāo)高為+1416.00m+1423.00m；瓦斯抽放站場地標(biāo)高為+1425.50m；風(fēng)井場地標(biāo)高為+1428.00m+1430.00m。各臺階之間以邊坡或擋墻連接，為滿足運(yùn)輸和消防要求，臺階之間均有道路相通。為有利排水，各平臺場地平整坡度均大于5 。場地雨水采用分區(qū)多出口、明溝加蓋板為主的排水系統(tǒng)，雨水匯集到蓋板明溝（寬 0.6m、平均深 0.8m，采用磚砌或漿砌片石結(jié)構(gòu)） 后進(jìn)入場地主排水溝，將雨水引入涵洞或經(jīng)場地西端排出場外。雨水溝起點(diǎn)深 0.4m，溝底縱坡大于 3，長度 560 m。在場區(qū)中部、副斜井東側(cè)已形成的排水涵洞（孔徑2.5m）與場地北側(cè)山坡設(shè)置的截水溝相結(jié)合，排除場地背后的山坡匯水，確保場地及井口免受