甕安縣洗馬煤礦二采區(qū)防治水專項措施

PAGEPAGE22甕安縣洗馬煤礦二采區(qū)防治水專項措施編制單位:煤礦生技科二0一三年五月文件名稱二采區(qū)防治水專項措施起草部門洗馬煤礦生技科會審部門部門會審人/日期部門會審人/日期會審意見:審批人意見:備注施工作業(yè)規(guī)程/安全技術措施審批表編號：XM1302編制人:日期:第一章礦井概況第一節(jié)井田概況一、交通位置甕安縣洗馬煤礦設計生產能力9萬噸/年，礦井位于貴州省甕安縣永和鎮(zhèn)洗馬塘村，距甕安縣城直距約8.1km，距永和鎮(zhèn)約3.6km，有簡易公路與X932線連接，交通方便。二、地形地貌地處貴州高原第二梯級地帶，屬黔中北部溶丘洼地高原區(qū)，地形切割中等，地勢總體呈現(xiàn)西高東低。區(qū)域內海拔最高1358.3m，最低1084m，最大相對高差274.3m，一般50-100m。三、礦井境界根據貴州省國土資源廳2008年1月頒發(fā)的甕安縣洗馬煤礦采礦許可證（證號：C5200002012011120122665），洗馬煤礦具體范圍由11個拐點座標圈定。礦區(qū)面積3.3993m2，可采資源儲量116.4萬噸，開采深度由1275m至550m四、氣象礦區(qū)屬亞熱帶季風氣候區(qū)，年平均氣溫13.6℃，最高年14.5℃，最低年12.8℃。最熱為7月，平均氣溫23.1℃，極端最高氣溫34.3℃；最冷為1月，平均氣溫2.9℃，極端最低氣溫-9.2℃。年平均降水量1148.2mm，雨季多集中在4-9月份。五、地表水系第二節(jié)水文地質特征根據《甕安縣洗馬煤礦水文地質調查報告》、《甕安縣洗馬煤礦物探報告》及《甕安縣洗馬煤礦補充水文地質調查報告》等水文地質資料，本礦水文地質特征如下：一、區(qū)域水文地質概況洗馬煤礦地處長江流域烏江水系，烏江南岸一級支流清水江次級支流白水河上游。位于黔中高原，區(qū)內地形以低中山為主，西高東低，境內碳酸鹽類巖石廣泛分布，巖溶地貌分布普遍。區(qū)域內海拔最高1315.10m，最低1081m，最大相對高差234m，一般50-100m。區(qū)域內巖層主要為碳酸鹽巖和碎屑巖兩大類，碳酸鹽巖主要包括茅口組灰?guī)r、長興組灰?guī)r及大冶組灰?guī)r，碳酸鹽巖分布面積廣，分布區(qū)多屬裸露及半裸露的基巖山區(qū)，地表巖溶洼地、落水洞、溶斗、巖溶大泉等較發(fā)育，大氣降水容易通過地表大量的負地形滲入巖溶裂隙、管道之中，巖層中賦存著豐富的巖溶水，富水性強，這些巖溶水長途徑流，最后以巖溶大泉、巖溶泉群（S3：17.56L/S）等形式集中排泄于當地河谷中。碎屑巖分布面積較小，主要包括三疊系下統(tǒng)大冶組一段粉砂巖、粉砂質泥巖，二疊系上統(tǒng)吳家坪組一段砂泥巖，碎屑巖靠近地表時風化作用較強烈，風化裂隙較發(fā)育，含風化裂隙水，深部發(fā)育構造裂隙地段，含構造裂隙水為主，碎屑巖區(qū)地下水運動受地形、地貌、巖性、構造控制，富水性總體較弱，主要依靠大氣降水補給，受地勢影響，一般為近源補給、就近排泄。區(qū)域內巖溶水和碎屑巖裂隙水均以大氣降水作為主要補給來源，地下水動態(tài)隨季節(jié)變化明顯，據甕安氣象資料區(qū)域內累計年平均降水量1148.2mm，最多年1369.7mm，最少年714.8mm；區(qū)域內春季平均降水量為346.2mm，夏季平均降水量為474.5mm，秋季平均降水量為250.4mm，冬季平均降水量為77.1mm，降水量最多月是6月，降水量為201.9mm，最少月是1月，降水量為23.6mm。區(qū)域內吳家坪組煤層上覆的中～強巖溶含水層之間一般具有較好的隔水層，含水層之間水力聯(lián)系較弱，對煤層開采影響較小，只是當導水斷層或其它導水通道溝通上覆含水層與煤層水力聯(lián)系時，上覆含水層才會成為礦井的充水水源，從而威脅到煤層的開采。煤層下伏茅口組強灰?guī)r含水層與煤層之間隔水層較厚，其地下水對深部煤層的開采威脅不大。二、礦區(qū)水文地質條件洗馬煤礦位于洗馬向斜西翼，礦區(qū)東緣為白水河上游，河流自南向北在礦區(qū)北端轉折向東流出礦區(qū)，在該區(qū)的流量2.976m3/s，礦區(qū)內煤層大部分（最低采礦標高為+500m）埋藏于最低侵蝕基準面之下（+1081m）；礦區(qū)巖溶發(fā)育，見洼地、漏斗、溶洞、溶溝、石芽、殘丘等。該區(qū)地下水補給來源主要是大氣降水，降水通過巖石裂隙、巖溶漏斗、落水洞等途徑補給地下水，在巖溶溶孔、溶隙和溶洞等巖溶管道中徑流，在低洼處以泉、地下暗河及從溶洞出口匯出等形式排泄。本區(qū)地下水化學類型為HCO3-Ca.Mg型水，礦化度24-436毫克/升，受煤粉污染的礦井水屬SO4.Ca型水。礦化度中等，PH值中偏酸性。地質測量的同時，對該區(qū)泉、生產窯及巖溶等水文地質現(xiàn)象，相應地進行了調查與測量，面積8.5km2，水文調查點19個，其中：調查泉點11個、河流點2個、溶洞2個、老窯4個。礦區(qū)內地層由老到新為茅口組（P2m）、吳家坪組（P3w）、長興組（P3c）、大冶組（T1d）。（1）茅口組（P2m）:灰至淺灰色厚層至塊狀泥晶至粉晶灰?guī)r，巖溶化作用強烈，地下水均一性較差，排泄集中，屬巖溶溶洞水，富水性較強。地下水化學類型為HCO3-Ca.型水。（2）吳家坪組第一段（P3w1）：為含煤地層，巖性為粘土巖，間夾頁巖及煤。厚約25m，為隔水層。（4）大冶組第一段(T1d1):分布于礦區(qū)東部，巖性為頁巖，屬隔水層。（5）大冶組第二.三段(T1d2+3):巖性為灰?guī)r、白云質灰?guī)r。調查泉點2個，泉流量0.14-17.56L/S，地下徑流模數22.059L/S.Km2。屬巖溶溶洞水,富水性強。地下水化學類型為HCO3-Ca.Mg型水。（6）第四系(Q):殘留于山谷、溪溝、洼地及山間斜坡一帶。碎屑巖的殘積、坡積及沖積物厚度一般小于10m，僅含微弱孔隙潛水。調查中未發(fā)現(xiàn)泉點，總體上該層為一弱含水層。三、斷層帶水文地質特征礦區(qū)構造中等,沒有溝通地表水體或強富含水層的導水斷層存在，當井巷穿越地下淺部發(fā)育的小斷層時，由于周圍巖層的風化節(jié)理裂隙較發(fā)育，有利于大氣降水的滲入，井巷可能發(fā)生滲水、淋水和涌水現(xiàn)象。四、小煤礦、老窯水文地質特征礦區(qū)調查老窯4個，老窯開采歷史較長，以斜井為主，見煤后沿煤層掘進，開采斜長一般60-300m,由于井口垮塌、排水困難、通風困難等原因而停采。老窯經天長日久內部積存著一定的礦坑水。五、水文地質類型本礦區(qū)大部分煤層位于最低侵蝕基準面以下，直接充水水源主要為長興組巖溶裂隙水、吳家坪組裂隙水、茅口組強巖溶水、老窯采空區(qū)積水、地表沖溝水及河流水，故本礦區(qū)屬于以巖溶裂隙水、巖溶水充水為主，水文地質條件復雜程度為中等，水文地質類型屬二類三型。六、充水因素分析1、充水水源（1）地表水白水河沿途接受泉水及煤窯水補給，雨季還有較大面積大氣降水匯入，水量較大，白水河位于大冶組第二、三段(T1d2+3)地層露頭地帶，屬巖溶溶洞水，富水性強，易與下伏吳家坪組第二、三段及長興組(P3w2+3+c)所形成的巖溶溶孔、溶隙和溶洞等巖溶管道貫通，在未來煤礦開采過程中，地表水可能沿溶洞、溶隙、風化裂隙或采礦裂隙滲入或突入礦井，為礦井淺部開采的直接充水水源。這種水源涌水時有如下規(guī)律：①礦井涌水的程度與地區(qū)降水量的大小、降水性質、強度和延續(xù)時間有相應關系，降水量大和長時間降水對滲入有利，因此礦井的涌水量也大。②礦井的涌水量隨氣候呈明顯的季節(jié)變化，但涌水量出現(xiàn)高峰的時間則往往比雨季滯后。③大氣降水的滲入量隨開采深度的增加而增大，即同一礦井不同的開采深度，影響程度差別很大。礦區(qū)東緣有白水河自南向北流過礦區(qū),流量2.976m3/S,礦區(qū)中部有一條溪溝（三羊溪）自西向東流過礦區(qū)匯入白水河，流量17.42L/s。（2）第四系孔隙水礦區(qū)內覆蓋的第四系，含水性弱，加之厚度不大，蓄水量有限，對煤礦開采影響小。（3）吳家坪組弱裂隙含水層該組主要為碎屑巖，富水性總體微弱，在構造斷裂及應力破壞影響的地段，含水量相對會較大，煤礦開采到這些地段，礦井出水量會比正常出水量增大，該組為煤礦開采的直接充水水源。（4）老窯采空區(qū)積水老窯內存在著一定的積水，是淺部礦井開采的重要充水因素，在開采淺部煤層時，采空區(qū)積水易滲入礦井而成為礦井直接充水水源，這種積水通過廢舊巷道或煤巖層裂隙滲入，成為礦井的涌水水源，它有如下特點：①在短時間可以有大量的水涌入礦井，來勢猛，具有很大的破壞性。②水中含有大量的硫酸根離子，具有腐蝕性，容易損壞井下設備。③當其與其它水源無聯(lián)系時，則易于疏干，若與其它水源有聯(lián)系時，則可造成量大而穩(wěn)定的涌水，危害程度大。。（5）茅口組巖溶水該組主要為厚層—塊狀泥晶至粉晶灰?guī)r，巖溶化作用強烈，易形成溶洞，大氣降水可通過地表洼地的富集，經巖溶溶洞、溶隙、落水洞、采礦裂隙等滲入或突入礦井，為礦井開采的直接充水水源。2、充水通道（1）巖石天然節(jié)理裂隙礦區(qū)內的吳家坪組含煤地層在接近地表附近，巖石風化節(jié)理、裂隙很發(fā)育，而深部則發(fā)育構造節(jié)理、裂隙，尤其是內部菱鐵質細砂巖等脆性巖石更為發(fā)育，它們是地下水活動的良好通道，并溝通上覆含水層與含煤地層的水力聯(lián)系。（2）人為采礦冒落裂隙未來的采煤活動將產生大量的采礦裂隙，這些人為裂隙也會溝通上覆含水層與含煤地層的水力聯(lián)系，成為地下水活動的良好通道。（3）斷層破碎帶礦區(qū)斷層破壞了地層的完整性、連續(xù)性，降低了巖石的力學強度，塑性巖石中斷層破碎帶含水性和導水性不強，剛性巖石中斷層破碎帶有一定含水性和導水性，可能連通含煤地層上部的中強含水層或地表水，加之未來礦床開采中，人工采礦裂隙大量出現(xiàn)，改變了斷層帶附近應力場和地下水的天然流場，地表水、地下水更可能沿斷裂帶進入礦井。（4）老窯采空區(qū)礦區(qū)內老窯，其廢棄采面或巷道會成為老窯水、采空區(qū)積水、部分地表水進入礦井的通道。（5）巖溶管道礦區(qū)內吳家坪組第二、三段及長興組灰?guī)r含水層局部地段可能發(fā)育巖溶管道，當它們被斷層溝通與下伏煤層聯(lián)系時，也會成為礦井充水通道。3、充水方式由于礦井直接充水含水層露頭分布不廣，接受大氣降水補給不強，為中等～弱含水層，充水通道主要以巖石原生和采礦節(jié)理、裂隙為主，規(guī)模一般不大，少量為斷層、老窯巷道、巖溶管道導水，因此未來礦井充水方式主要以滲水、滴水、淋水為主，局部可能發(fā)生突水。七、二采區(qū)水文地質條件1、采區(qū)概況二采區(qū)位于礦區(qū)北翼井田邊界，開采標高為+1028m～+878m，對應地面標高由+1145m～+1245m，走向長度640m。煤層傾角平均42°，采區(qū)可采儲量15.87萬噸，服務年限3年。據調查顯示，采區(qū)回風巷上部沿走向有老窯3處，原縣煤礦廢棄井筒一處，老窯采空深度至+1045m；采區(qū)北翼靠井田邊界位置煤層，受鄰礦越界開采破壞近140m，該采空區(qū)深度為+850m；另采區(qū)南翼存一陷落構造，該構造北部邊界與二采區(qū)回風石門見煤點重合，構造線方位約74°，構造底部深度不詳。2、采區(qū)水文地質特征二采區(qū)地質構造中等,沒有溝通地表水體或強富含水層的導水斷層存在，當井巷穿越小斷層時，由于周圍巖層的節(jié)理裂隙較發(fā)育，有利于大氣降水的滲入，井巷可能發(fā)生滲水、淋水和涌水現(xiàn)象。采區(qū)上部沿走向有老窯3處，原縣煤礦廢棄井筒一處，老窯采空內部積存著一定的礦坑水，據調查積水量約1090m3。采區(qū)北部被鄰礦開采破壞空區(qū)內的積水與鄰礦采掘活動組織密切聯(lián)系，在鄰礦生產系統(tǒng)正常運轉時，該空區(qū)基本無積水。采區(qū)南翼陷落構造帶與采區(qū)軌道下山及運輸石門等井巷重合，在掘進揭露的巖層中，圍巖不穩(wěn)定,局部存在破碎帶，在掘進延伸過程中必須加強現(xiàn)場探放水管理。3、礦井涌水量礦井正常涌水量：92.6m3/h，最大涌水量：315.2m3/h。第二章防治水安全措施根據采區(qū)水文地質條件，采用的水害防治措施主要有留設防水煤巖柱、井下探放水等措施。一、防治水基本原則1、定期收集、調查和核對相鄰煤礦和廢棄的老窯情況，并在井上、下對照圖上標出其位置、開采范圍、開采年限、積水情況等。2、針對主要含水層（段）建立地下水動態(tài)觀測系統(tǒng)，進行地下水動態(tài)觀測、水害預報，并制定相應的“探、防、堵、截、排”綜合防治措施。3、井巷在掘進過程中必須邊探邊掘，掌握前方水文情況，若發(fā)現(xiàn)有水患時，應及時采取措施，待確定安全后再向前掘進，并將出水點位置標于井上下對照圖或采掘工程圖上。并巷揭露的主要出水點或地段，必須進行水溫、水量、水質等地下水動態(tài)和松散含水層涌水含砂量綜合觀測和分析，防止滯后突水。4、在采掘工作面或其他地點發(fā)現(xiàn)有掛紅、掛汗、空氣變冷、出現(xiàn)霧氣、水叫、頂板淋水加入、頂板來壓、底板鼓起或產生裂隙出現(xiàn)滲水、水色發(fā)渾、有臭味等突水預兆時，必須停止作業(yè)，采取措施，立即報告礦調度室，發(fā)出警報，撤出所有受水威脅地點的人員。5、井下和地面排水設施保證完好，井下主、副水倉、沉淀池、水溝要及時進行清理，每年雨季前對礦井防治水工作進行一次全面檢查，成立防洪搶險隊伍，并儲備足夠的防洪搶險物資。6、應加強對地面小窯、老窯的調查并標注在實測的采掘工程圖中，劃定其探放水紅線，在接近探放水線時，必須采取探放水措施。7、必須先查清礦區(qū)及其附近地面水流系統(tǒng)的匯水、滲漏情況，掌握當地歷年降水量和最高洪水水位資料，建立疏水、防水和排水系統(tǒng)。8、工業(yè)場地內建筑物，必須修筑防洪溝渠或采取其它防、排水措施。9、鑒于井口附近及塌陷區(qū)內的地表水體有可能潰入井下，因此，應遵守下列規(guī)定：①嚴禁開采煤層露頭線的防水煤柱。②容易積水的地點應修筑溝渠排泄積水。修筑溝渠時，應避開露頭、裂隙和導水巖層，特別是低洼地點不能修筑溝渠排水時，應填平壓實，防止積水進入井下。③排到地面的礦井水，必須妥善處理，避免再次滲入井下。④對漏水的排洪溝，應及時堵漏，地面裂縫和塌陷必須填塞，填塞工作必須有安全措施，防止人員陷入塌陷坑內。二、防水安全煤（巖）柱的留設1、防水煤柱的種類及留設原則1）防水安全煤柱的種類（1）斷層兩側防水煤（巖）柱；（2）相鄰水平或采區(qū)邊界防水煤（巖）柱；（3）水淹區(qū)或老空積水區(qū)（采空區(qū)）防水煤（巖）柱；（4）礦區(qū)邊界防水煤（巖）柱；（5）地表水體防水煤柱；（6）導水鉆孔煤柱；2）防水煤（巖）柱的留設原則（1）在有突水威脅但又不宜疏放（疏放會造成成本大大提高時）的地區(qū)采掘時，必須留設防水煤（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。（3）留設防水煤（巖）柱必須與當地的地質構造、水文地質條件、煤層賦存條件、圍巖的物理力學性質、煤層的組合結構方式等自然因素密切結合，與采煤方法、開采強度、支護形式等人為因素互相適應。（4）對防水留設煤（巖）柱的維護要特別嚴格，因為煤（巖）柱的任何一處被破壞，必將造成整個煤（巖）柱無效。防水煤（巖）柱一經留設即不得破壞，巷道穿過煤柱時，必須采取加固巷道、修建水閘墻和其它防水設施，保護煤（巖）柱的完整性。2、防水安全煤（巖）柱留設與計算結果（1）導水與不導水斷層防水煤（巖）柱的留設礦區(qū)內斷裂構造不發(fā)育，在區(qū)內未發(fā)現(xiàn)具有一定規(guī)模的斷層，礦區(qū)構造中等，沒有溝通地表水體或強富含水層的導水斷層，當井巷穿越地下淺部發(fā)育的小斷層是，由于周圍巖層的風化節(jié)理裂隙較發(fā)育，有利于大氣降水的滲入，井巷可能發(fā)生滲水、淋水和涌水現(xiàn)象，則須留設斷層防水煤（巖）柱。斷層防水煤柱不得小于20m。L＝0.5KM式中：L——斷層防水煤柱寬度（m）；M——煤厚或采高（m），M＝1.54m；KP——煤的抗張強度（MPa），KP＝1.0MPa；P——水頭壓力（MPa），P＝5.0MPa；K——安全系數，一般取2～5，本設計取5。則：L＝0.5×5×1.54×＝14.91（m）根據上述公式，經計算并結合實際情況確定，斷層兩側各留20m防水煤柱。（2）相鄰水平或采區(qū)邊界防水煤（巖）柱的留設L＝0.5KM（其L不得小于20m）式中：L——順層防水煤柱寬度（m）；M——煤厚或采高（m），M＝1.35m（取所有煤層中采高最大的）；Kp——煤的抗張強度（MPa），KP＝1.0MPa；P——水頭壓力（MPa），P＝5.0MPa；K——安全系數，一般取2～5，K=5；則：L＝0.5×5×1.54×＝14.91（m）根據上述公式，經計算并結合實際情況確定和安全設施設計審查標準，相鄰水平或采區(qū)邊界留設20.0m隔離煤柱。（3）水淹區(qū)或老空積水區(qū)（采空區(qū)）防水煤（巖）柱①在水淹區(qū)或老空積水區(qū)附近掘進時，巷道與水體之間的最小距離不得小于巷道高度的10倍，巷道高度為2.452m。經計算為10×2.452=24.52m。②在水淹區(qū)或老空積水區(qū)下同一煤層進行開采時，若水淹區(qū)或老空積水區(qū)的界線已基本查明，防水煤（巖）柱的尺寸可按斷層防水煤柱計算。順層防水煤柱寬度：L＝0.5KM（其L不得小于20m）式中：L——順層防水煤柱寬度（m）；M——煤厚或采高（m），M＝1.54m（取所有煤層中采高最大的）；KP——煤的抗張強度（MPa），KP＝1.0MPa；P——水頭壓力（MPa），P＝5.0MPa；K——安全系數，一般取2～5，K=5；則：L＝0.5×5×1.54×＝14.91（m）由于煤層傾角較大為β=30°，即水平防水煤柱寬度按下式計算：Lp=L×cosβ=14.91×cos30°=12.91m③在水淹區(qū)或老空積水區(qū)下回采時，防水煤（巖）柱的尺寸不得小于導水裂隙帶最大高度與保護帶厚度之和。H防=h導裂+h保=100M/(1.6M+3.6)+4.62=100×1.54/（1.6×1.54+3.6）+4.62=30.01m式中:h導裂——導水裂隙帶高度(m)；h?！Ｗo層厚度（m），查采礦手冊表8-10-5得h保=3×1.54=4.62m；M——煤層法線厚度（m），m=1.54m；h——回采階段垂高，1.54m；根據上述公式，經計算并結合實際情況確定和安全設施設計審查標準，水淹區(qū)或老空積水區(qū)（采空區(qū)）留設35.0m防水煤（巖）柱。（4）礦區(qū)范圍邊界防水煤（巖）柱L=式中：L——礦區(qū)邊界防水煤柱寬度（m）；M——煤層厚度或采高（m），取最大采高M=1.54m；KP——煤層的抗張強度（MPa）KP取1.0MPa；P——水頭壓力（MPa），P=5.0MPa；K——安全系數，一般取2～5，K=5；則：L=0.5×5×1.54×=14.91m根據煤礦工程設計手冊，礦區(qū)邊界煤柱在水文地質中等的礦井，煤柱寬度不得小于40m，故礦區(qū)邊界各留設40.0m防水煤柱，滿足要求。（5）煤層露頭及風氧化帶防水煤（巖）柱的留設H防=H冒+H保=ΣM/[(K-1)cosα]+4.62=1.54/((1.4-1)cos30)+4.62=9.07m式中：H防——防隔水煤（巖）柱高度（m）；H冒——采后冒落帶高度（m）；H?！Ｗo層厚度（m），查采礦手冊表8-10-5得h保=4.62m；K——頂板巖石膨脹系數，根據巖性本礦取K=1.4；α——煤層傾角（°），取α=30°；ΣM——煤層累計厚度（m），取最大累計采高計算，ΣM=1.54m根據上述公式，經計算并結合實際情況確定和安全設施設計審查標準，煤層露頭及風氧化帶留設15.0m隔離煤（巖）柱。（6）地表水體防水煤（巖）柱洗馬煤礦以東側有白水河自南向北流過礦區(qū)流量2.976m3/s，白水河沿途接受泉水及煤窯水補給，礦區(qū)中部有一條溪溝（三羊溪）自西向東流過礦區(qū)匯入白水河，流量17.42L/S。為季節(jié)性河流。水量隨降雨變化。白水河位于大冶組第二、三段地層露頭地帶，屬巖溶溶洞水，富水性強，易與下伏吳家坪組第二、三段及長興組所形成的巖溶溶孔、溶隙、風化裂隙或采礦裂隙滲入或突入礦井，為礦井淺部開采的直接充水水源。Hf=HL+Hb=00M/(1.6M+3.6)+4.62=100×1.54/（1.6×1.54+3.6）+4.62=30.01mHf——防水煤（巖）柱高度（m），查采礦手冊表8-10-5得h保=3×1.54=4.62m；HL——導水裂隙帶高度（m）；Hb——保護層高度（m）；M——煤層法線厚度（m），m=1.54m；根據上述公式，經計算并結合實際情況確定和安全設施設計審查標準，地表水留設35.0m防水煤（巖）柱。（7）導水鉆孔煤柱的留設。該礦區(qū)暫無導水鉆孔的存在情況，當發(fā)現(xiàn)導水鉆孔，即按下列方法留設防水煤（巖）柱。L＝0.5KB式中：L——防水煤柱寬度（m）；B——巷道的跨度（寬或高取其大者）（m），B＝3.2m；KP——煤的抗張強度（MPa），KP＝1.0MPa；P——水頭壓力（MPa），P＝5.0MPa；K——安全系數，一般取2～5，本設計取3。則：L＝0.5×3×3.2×＝18.59（m）根據上述公式，經計算并結合實際情況確定和安全設施設計審查標準，導水鉆孔留設25.0m防水煤（巖）柱。（8）各類煤柱留設尺寸見下表。各類煤柱留設尺寸表名稱煤柱留設尺寸（m）備注斷層防水煤（巖）柱20相鄰水平或采區(qū)邊界防水煤（巖）柱20礦區(qū)范圍邊界煤（巖）柱40水淹區(qū)或老空積水區(qū)（采空區(qū)）防水煤（巖）柱35煤層露頭及風氧化帶防水煤（巖）柱15導水鉆孔防水煤（巖）柱25地表水體防水煤（巖）柱35以上防隔水煤(巖)柱一經確定，不得隨意變動。嚴禁在各類防隔水煤（巖）柱中進行采掘活動。三、疏水降壓措施疏水降壓是指煤層頂板或煤層含水層的疏干，以及煤層底板含水層的降壓，使底板含水層水壓降低至采煤安全時的水壓。根據礦井的水文地質條件，采區(qū)建設和生產中不需采用疏水降壓措施。四、井下探放水措施1、區(qū)域、局部探放水措施及設備探水或接近積水地區(qū)掘進前或排放被淹井巷的積水前，必須編制探放水設計，并采取防止瓦斯和其他有害氣體危害等安全措施?！?〉探放水原則必須作好水害分析預報，堅持“預測預報、有掘必探、先探后掘，先治后采”的探放水原則，同時堅持“有疑必?！?，必須經探放水確認無突水危險才能向前掘進。采掘工作面在遇到下列情況之一時，必須確定探水線進行探水：1）接近水淹區(qū)情況不明的井巷、老空、老窯或小煤礦；2）接近含水層、導水斷層、含水裂隙密集帶、溶洞或陷落柱時；3）接近或需要穿過強含水層時；4）接近未封閉或封閉不良的導水鉆孔時；5）接近各類防水煤柱或打開隔離煤柱放水時；6）接近水文地質條件復雜的地段，采掘工作有突（出）水征兆時；7）上層采孔空區(qū)有積水，，在下層進行采掘工作，兩層之間距離小于回采工作面采厚的40倍或小于掘進高度的10倍時；8）接近有水或有稀泥的灌漿區(qū)時；9）采掘地點受頂板承壓水含水層的威脅，其巖柱厚度小于計算的安全值時?！?〉探放水方法的確定探放水對象主要包括老窯老空積水、老采區(qū)積水、未封閉或封閉不良的導水鉆孔、已知含水層及煤層底板的強含水層。1）探水起點的確定（1）積水線積水線邊界（小窯采空區(qū)范圍）即為積水線，其深部界限應根據小窯或老空的最深下山劃定。（2）探水線根據積水區(qū)的位置、范圍、地質及水文條件及其資料的可靠程度、采空區(qū)和巷道受礦山壓力破壞情況等因素泉確定。具體有如下規(guī)定：①對采掘工作造成的老空、老巷、硐室等積水區(qū)，如邊界準確，水文地質條件清楚，水壓不超過10KPa時，探放水線至積水區(qū)的最小距離：煤層中不小于30m；巖層中不得小于20m。②對雖有圖紙資料，但不能確定積水區(qū)邊界位置的積水區(qū)，探水線至推斷積水區(qū)邊界的最小距離不得小于60m。③對有圖紙資料的小窯，探水線至積水邊界的最小距離不得小于60m；對沒有圖紙資料可查的小窯，必須堅持有疑必探，先探后掘的原則，防止發(fā)生透水事故。④掘進巷道附近有斷層或陷落柱時，探水線至最大擺動范圍預計煤柱線時的最小距離不得小于60m。⑤石門揭開含水層前，探水線至含水層的最小距離不得小于20m。1）探水鉆孔布置①超前距：探水鉆孔終孔位置應始終超前掘進工作面一定距離，超前距不得小于20m。a=0.5×A×L×=0.5×4×3.2×=24.79m式中：a——超前距，（m）；A——安全系數，一般取2～5，本設計取5；L——巷道寬度（寬或高取其大者），3.2m；P——水頭壓力（MPa），P＝5.0MPa；KP——煤的抗張強度（MPa），KP取1.0MPa；所以本礦設計超前距為25.0m。②允許掘進距離：最短的探水鉆孔控制范圍減掉25m的超前距即為允許掘進距離。（本設計探水鉆采用TXU—75，鉆孔深度為75m，設計鉆進深度為60m，所以允許掘進距離為35m。）③幫距：使巷道兩幫與可能存在的水體之間保持一定的安全距離，即呈扇形布置的最外側探水孔所控制的范圍與巷道幫的距離，其值與超前距相同，取25m。④鉆孔密度（間距）：豎直扇形面內鉆孔間的終孔垂距不得超過1.5m；水平扇形面內各組鉆孔間的終孔水平距離不得大于3m。詳見下圖。探水鉆的超前距、幫距、孔間距、允許掘進距離示意圖⑤平巷探水鉆孔布置：鉆孔呈半扇形布置在巷道上幫，一般布置3組鉆孔，每組不少于3孔。鉆孔夾角分大夾角與小夾角兩種，夾角為1～3°，視小窯老空的規(guī)模而定，老空規(guī)模大取大夾角，規(guī)模小取小夾角。每組至少應有一個探水孔見底。見下圖。平巷探水鉆孔示意圖⑥上山巷道探水鉆孔布置：鉆孔呈扇形布置在巷道前方，一般布置5組鉆孔，每組不少于3孔，每組鉆孔夾角分大夾角與小夾角兩種，夾角為1～3°，視小窯老空的規(guī)模而定，老空規(guī)模大取大夾角，規(guī)模小取小夾角。見下圖。上山探水鉆孔示意圖〈3〉探放水設備選擇1)探放水設備選擇依據礦井正常期間采用一個采煤工作面、兩個掘進工作面保證礦井生產能力。2)探放水設備及數量根據要求，礦井配備有三臺ZLJ-360型專用探水鉆機，鉆機鉆進能力為75m，并配備有?50mm鉆桿180m。2、探放水安全技術措施1）在接近采空區(qū)、含水層、導水斷層、可能與河流等水體相通的斷層破碎帶時，應加強探水工作。2）打開水體隔離煤柱前要作好探水工作。3）接近斷層、陷落柱、未封閉又可能突水的鉆孔時應加強探水。4）在采動影響范圍內有承壓水等又存在隔水巖柱厚度不清，在接近水文復雜地段又情況不明時，要加強探水。5）在采、掘工程接近其它可能突水段時要加強探水。6）堅持做到“接近構造前及時探水”、“先探后掘”。7）在礦井建設和生產過程中，要高度重視小斷層導水性的探查工作，必要時應及時注漿預防突水。8）在具體地點探水之前，要認真編制探放設計和安全技術措施，并嚴格落實。9）探放水期間防止有害氣體溢出的措施（1）在進行打眼前，對鉆孔附近的有害氣體進行檢測，當氣體超限時停止作業(yè)，采取措施處理完畢后方可施工。（2）鉆孔接近積水區(qū)5m的位置，鉆孔速度減慢，并專人檢查有害氣體。（3）在鉆孔貫通積水區(qū)時，不要急于拔出鉆桿，觀察是否有有害氣體涌出現(xiàn)象，如果有有害氣體超限，要及時切斷電源，撤出人員，并采取有效的通風方式進行處理，只到有害氣體正常后方可進行其它作業(yè)。10）必須及時排查分析本礦井區(qū)域內的老空積水情況，定期收集、調查、核對相鄰礦井和廢棄老窯情況，并建立臺帳。本礦井積水區(qū)和礦井界外100m范圍內的相鄰礦井采掘工程積水區(qū)必須標繪在采掘工程平面圖等有關圖紙上；每半年至少核實一次積水區(qū)的積水量、積水上下限標高，修訂積水線、探水線和警戒線。11）對礦井新開拓的采區(qū)、采掘工作面要進行水文地質條件分析，地質“三書”要闡明新開拓的采區(qū)、采掘工作面受水害威脅程度，并制定相應的防治水措施，確保生產安全。12）礦井接近水淹或可能積水的井巷、老空、老窯或相鄰礦井時，不得直接使用巷探；情況不清或存在的可疑地點，應采用物探、化探或鉆探的方法，探查施工區(qū)域四周、上下方是否存在積水區(qū)。凡受井巷、老空、老窯或相鄰礦井積水威脅的作業(yè)地點，未進行探放的，不得進行采掘作業(yè)。13）掘進工作面接近探水線時，必須編制探放水設計，超前探放水，并制定和落實防治瓦斯及其他有害氣體危害等安全措施。采煤工作面受老空區(qū)積水威脅時，