冶坪煤礦礦井水害類型及防治措施

冶坪煤礦礦井水害類型及防治措施

0斜截面的寬緩褶皺發(fā)育焦坪礦區(qū)位于黃龍戈修正村東北部。這個大地構(gòu)造位于鄂爾多斯盆地的南緣。它通常是呈北西的傾斜構(gòu)造。在單株斜率的基礎(chǔ)上，發(fā)育了一系列向東北傾斜的褶皺。其中，王家溝背斜、三官廟背斜、七木橋背斜把全礦區(qū)分隔成新村—建莊、山神梁、杏樹坪—玉華川、陳家山—上石節(jié)4個分區(qū)。本井田位于杏樹坪—玉華川分區(qū)。礦區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)大的斷層及巖漿巖，構(gòu)造屬簡單類型。焦坪礦區(qū)冶坪煤礦在開采設(shè)計時，為進(jìn)行資源整合，需明確水害類型及危害程度1下段砂巖裂隙含水層井田主要開采3號煤層，未來礦井煤層直接充水含水層為侏羅系中統(tǒng)直羅組砂巖含水層與侏羅系中統(tǒng)延安組砂巖含水層。侏羅系中統(tǒng)直羅組下段砂巖裂隙含水層巖性由紫灰色、紫紅色、灰綠色泥巖、粉砂巖、中粗粒砂巖組成，粒度向下部逐漸變粗，富水性弱。該層全井田分布，厚度23.67～107.70m，平均厚度69.21m。侏羅系中統(tǒng)延安組砂巖裂隙含水層為井田含煤地層，厚度14.63～96.63m，平均厚度48.16m。巖性由深灰色、灰黑色砂巖、粉砂巖、泥巖及煤層組成。根據(jù)YK3-7號鉆孔對J2造成的損害類型和威脅2.1充水水源第四系潛水由于未被導(dǎo)水裂縫帶導(dǎo)通，故其為礦井充水的補(bǔ)給水源2.2采空區(qū)和地下水2.2.1研究本單位的地質(zhì)報告資料經(jīng)調(diào)查井田內(nèi)無生產(chǎn)礦井及小窯。井田東部相鄰崔家溝煤礦，南部為下石節(jié)煤礦。相鄰這兩座煤礦已生產(chǎn)多年，礦井生產(chǎn)中必須嚴(yán)格執(zhí)行《煤礦防治水規(guī)定》，加強(qiáng)工作面探放水，嚴(yán)防相鄰礦井越界回采形成的采空區(qū)積水、積氣造成安全事故。先前地質(zhì)報告未收集到相鄰礦井采空區(qū)位置、范圍、積水、積氣情況，下一步應(yīng)繼續(xù)收集這方面資料，為礦井的安全生產(chǎn)提供可靠依據(jù)。該礦井共開采3號、42.2.2水文地質(zhì)勘探類型該區(qū)構(gòu)造簡單，溝谷坡降比大，利于大氣降水的排泄，地下水補(bǔ)給條件較差。據(jù)鉆孔抽水試驗(yàn)資料顯示，單位涌水量為0.00012L/(s·m)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于0.10L/(s·m)，故未來礦井水文地質(zhì)勘探類型確定為以裂隙充水為主的簡單型，即Ⅱ類Ⅰ型。3礦山水災(zāi)防治措施3.1關(guān)于開發(fā)和開發(fā)所采取的安全保障措施3.1.1．工業(yè)場地計算結(jié)果礦井采用斜井開拓方式，工業(yè)場地選址于本井田的中南部，位于陳家臺溝下游的安子溝外，此處自然地形復(fù)雜，溝道狹窄、溝道最寬處為100m左右，場地自然標(biāo)高+1317～+1365m。冶坪工業(yè)場地位于一狹長的南北向溝谷內(nèi)，工業(yè)場地南北向延展較長，北部工業(yè)場地防洪高程不低于+1365.5m，場地實(shí)際平均標(biāo)高為+1366.0m，南部工業(yè)場地防洪高程不低于+1323.66m，場地實(shí)際平場標(biāo)高為+1331.3m，工業(yè)場地高程高于校核洪水位。礦井開拓大巷沿3號煤層頂板布置，大巷東西向貫穿井田中部，大巷東高西低，為了大巷涌水能夠順利排出，需在大巷東部設(shè)置一采區(qū)水倉及排水泵房。3.1.2采礦業(yè)所采取的防洪措施在實(shí)際采掘工作中必須執(zhí)行“有疑必探、先探后掘”的探水原則3.2地表水體防水煤柱井田主要溝流為陳家臺溝及大西溝溝流，均屬長年性流水，流量隨季節(jié)性變化，流量較小，經(jīng)計算煤層開采后采空區(qū)導(dǎo)水裂縫帶不會導(dǎo)通地表水，因此不需要留設(shè)地表水體防水煤柱3.3研究和收集水的措施3.3.1細(xì)化綜合探測手段由于井田無帶壓開采區(qū)，因此無需采取疏水降壓措施。嚴(yán)格堅(jiān)持“預(yù)測預(yù)報、有疑必探、先探后掘、先治后采”的16字方針和“物探先行、化探跟進(jìn)、鉆探驗(yàn)證”的綜合探測手段的規(guī)定3.3.2探水鉆機(jī)及鉆機(jī)確定積水范圍后，探水線應(yīng)沿積水線外推60～150m，因此確定探水鉆機(jī)的鉆進(jìn)深度應(yīng)達(dá)到150m。采煤工作面各配備2臺MAZ200型探水鉆機(jī)，1用1備;每個綜掘工作面各配備1臺TXU-150型探水鉆機(jī)，另外備用了1臺。全礦井共配備5臺探水鉆孔具體參數(shù)見表1。3.3.3編制水害緊急處理預(yù)案探放水前必須編制專項(xiàng)作業(yè)規(guī)程，并經(jīng)會審批準(zhǔn)后方可實(shí)施。組織技術(shù)人員、施工人員作業(yè)流程，鉆孔的位置、方向、角度必須由測量人員和負(fù)責(zé)探放水的技術(shù)人員親臨現(xiàn)場共同標(biāo)定。編制水害緊急處理預(yù)案，并向井上下作業(yè)人員進(jìn)行詳細(xì)的培訓(xùn)傳達(dá)，熟悉水災(zāi)避災(zāi)路線，在水害發(fā)生時有組織的采取相應(yīng)的處理措施。探放水的巷道內(nèi)，若存在低洼易積水段，必須配備和放水量相匹配的排水設(shè)備。3.4水和土壤疾病的預(yù)防和處理3.4.1地形及水系概況及洪水標(biāo)準(zhǔn)氣象條件:本區(qū)屬大陸性半干旱氣候，年降雨量491.9～892.6mm，平均為650mm，降水集中在6～9月份。年平均蒸發(fā)量為1183～1346mm，年平均氣溫為9℃，最高37.1℃，最低-28℃，霜凍期為當(dāng)年11月下旬至來年3月。地形及水系概況:礦井位于陜北黃土高原之南部，屬中-低山森林區(qū)，區(qū)內(nèi)地形復(fù)雜，山巒起伏、陡峭，地勢東西高，中南部低，最高點(diǎn)位于東北部邊緣一帶，標(biāo)高+1705.9m，最低點(diǎn)位于西南部的東溝溝谷，標(biāo)高+1230.9m，相對高差475m，一般為200～250m左右。本區(qū)以鳳凰山至長蛇嶺為分水嶺，以北為洛河水系，以南為渭河水系，為中低山侵蝕型山岳地貌。礦井工業(yè)場地范圍內(nèi)地表水系為東溝，東溝屬洛河水系，向南經(jīng)杏樹坪、瑤曲鎮(zhèn)于柳林鎮(zhèn)匯入沮河，安子溝和大西溝分別為東溝上游的2個支溝，在粉院匯合后稱為東溝。防洪標(biāo)準(zhǔn):冶坪煤礦為大型礦井，礦井工業(yè)場地的防洪標(biāo)準(zhǔn)按重現(xiàn)期百年一遇的洪水設(shè)計，此外，尚需按重現(xiàn)期三百年一遇洪水進(jìn)行校核。設(shè)計防洪水位為計算水位加安全高度確定，該礦井位于山區(qū)，規(guī)范規(guī)定安全高度為1.0m。3.4.2工業(yè)場地防洪高程的確定流量計算:工業(yè)場地以上安子溝匯水面積為5.12km溝道改移:安子溝自北向南方從工業(yè)場地流過，為保障順利泄洪，避免洪水對場地的威脅，同時便于場地的布置，經(jīng)方案比較需對安子溝進(jìn)行改移。結(jié)合主副井工業(yè)場地布置，安子溝改移至場地西側(cè)，采用明渠及涵洞相結(jié)合的方式將洪水排至東溝內(nèi)。場地最北側(cè)至35kV變電所采用底寬4m，高4.5m的矩形斷面，曲線處半徑不小于35m，長度為350m。據(jù)此計算，初步確定預(yù)留瓦斯抽采站處防洪高程要不低于+1365.5m。工業(yè)場地北側(cè)標(biāo)高滿足規(guī)范所規(guī)定的防洪要求，故場地不受安子溝洪水威脅。35kV變電所至主副井工業(yè)場地最東側(cè)采用1～4m拱涵，曲線處半徑不小于70m，涵長800m，在安子溝與大西溝交匯處匯入東溝溝內(nèi)。據(jù)此計算，初步確定主副井工業(yè)場地最南側(cè)的防洪高程不低于+1323.66m，場地實(shí)際平場標(biāo)高為+1331.3m。工業(yè)場地南側(cè)標(biāo)高滿足規(guī)范所規(guī)定的防洪要求，故場地不受安子溝與大西溝洪水威脅。排水溝修筑:主副井工業(yè)場地東側(cè)有道較大沖溝，支溝的匯水面積為1.6km平場方式:為確保場地安全，在挖方地段坡頂設(shè)置截水溝，攔截上游地表徑流，引至原溝道。結(jié)合場地布置，為了滿足生產(chǎn)、運(yùn)輸、安全及排澇需要，采用連續(xù)式平場方式，坡度不小于0.5%，使場內(nèi)雨水自然排出，最終匯入自然溝槽，保障場地不受內(nèi)澇威脅。4礦井降水及水害防治措施洛河組會成為礦井主要的充水水源，對未來礦井的生產(chǎn)會造成大的影響。相比之下，延安組和直羅組、地表水、大氣