承壓開採防治水安全技術措施

2021-08-02 15:57:46 字數 4699 閱讀 4097

我礦現設計開採2#、4#煤層,總體屬全井田穩定可採煤層,煤層結構簡單。根據我礦井上下對照圖和相關圖紙資料表明,我礦承壓水開採程度較小,對安全生產無實際影響。

一、區域地質概況

***********位於臨縣林家坪鎮南溝村,北距臨縣縣城57km,行政區劃屬臨縣高家山鄉管轄,其地理座標為北緯37°37′31″—37°38 ′17″,東經110°53′12″—110°55′14″。

井田位於鄂爾多斯盆地東緣的河東煤田中段,是離柳礦區三交詳查區的一部分。井田南北長3.75km,東西寬2.

38km,面積為6.971km。位於呂梁山區,為典型的黃土高原地貌,地表切割強烈,溝谷縱橫,梁峁綿延,地形十分複雜。

出露底層由老到新:古生界奧陶系中統(o2);石炭系中統本溪組(c2b)、上統太原組(c3t);二疊系下統山西組(p1s)、下統石盒子組(p1x);上統上石盒子組(p2s)、石千峰組(p2sh);中生界下統劉家溝組(t11)、和尚溝組(t1h);新生界上三系、第四系不整合分部於各時代基岩地層之上。

總的地勢為東高西低,地形最高點位於井田東部高家山村北山梁,標高1074.81m,地形最低點為西北邊界處溝谷,標高798.00m,最大相對高差276.81m。

井田內未發現斷層及陷落柱,也沒有岩漿巖的侵入。

二、礦井水文地質條件

1. 地表水流

井田內各溝谷除北部較大溝谷有微小泉流外,其餘各溝谷平時均乾涸無水,只有雨季時,才匯集洪水,展轉向西流入湫水河,然後向西南匯入黃河,屬黃河流域湫水河水系。地下水屬柳林泉域。

2. 地下水的補、逕、排條件

本井田屬區域岩溶水的逕流區,岩溶水向南排向柳林泉。

二疊系含水層在裸露區接受大氣降水補給和季節性河流補給後,順岩層傾向逕流,在溝谷中出露時以侵蝕下降泉的形式排洩,下部含水層中地下水則一直沿岩層傾向逕流,部分則以礦坑排水的方式排洩。

3. 礦井水文地質型別

4#、5#煤層是山西組的主採煤層,該公司先正開採4#煤層。據井田內及相鄰鑽孔揭露,二者之間僅隔2.03m---5.17m泥岩,水文地質型別可視為相同。

4#、5#煤層的直接充水含水層是山西組砂岩含水層,據井田內8#水文孔抽水資料,單位湧水量0.00147l/s.m;井田開採4#煤層的礦井湧水量為240---500 m3/d;煤層上部的石盒子組間接充水含水層的富水性較弱,;本井田奧陶系岩溶水位標高為801.

81m,而4#、5#煤均位於次水位之下。5#煤底板最低點在井田北部,標高為505.98m,深部地段存在一定突水危險性,特別是若有隱伏斷層和陷落柱存在突水性危險將更大。

基於以上認識,開採4#、5#煤層的礦井水文地質型別定位簡單---中等型。

4. 礦井充水因素

開採4、5#煤層礦井充水因素主要為頂板以上砂岩水通過井筒和頂板裂隙向巷道滲漏,以及採空區積水沿煤層底板向巷道滲漏。

開採8#、9#煤層礦井充水因素主要為頂板以上上灰岩岩溶裂隙水通過井筒和頂板裂隙向巷道滲漏,以及採空區積水沿煤層底板向巷道滲漏,煤層深埋區存在奧灰突水性危險。

4#、5#煤層是山西組的主採煤層,據井田內及相鄰鑽孔揭露,二者之間僅隔2.03---5.17m泥岩;8#、9#煤層是太原組的主採煤層,據井田內及相鄰鑽孔揭露,二者之間僅隔11.

78m泥岩、砂質泥岩為主的底層。

4#煤層平均厚度1.73m,一次採全高,計算後導水裂隙為49.6m;8#煤層厚度平均為3.

11m,一次採全高,導水裂隙帶為80.3m;9#煤層平均厚度為3.78m一次採全高,計算後導水裂隙帶為95.

2m。5. 據井田內鑽孔資料,4#煤層距地表約400m,故導致水裂隙帶為達。到地表。

8#煤層上距4#煤層約45m導水裂隙帶大於煤層間距。9#煤層上距8#煤層約12m導水裂隙帶高度大於煤層間距。故在今後開採8#、9#下部煤層時一定要注意煤層頂板裂隙滲水情況的變化,做到「**預報,有疑必探,先探後掘,先治後採」。

三、開採計畫

我礦現布置開採4#煤層,據礦井初步設計,下一步計畫布置開採2#煤層,之後計畫沿4#煤層下水平開採8#、9#煤層。

如遇承壓水開採時必須嚴格按照以下措施執行:

1. 選擇開採:按先易後難、由淺入深、先簡單後複雜的原則進行開採;對條件相同的煤層,先進行試採,總結經驗,找出規律,在逐步推廣應用。

2. 分割槽隔離開採:用留設隔離採區煤柱、設定水閘門等方法,縮小頂、底板突水的影響範圍。

3. 改變巷道布置:減少過斷層,減少巷道交叉數目,縮小巷道交叉點面積,巷道交叉點和採煤工作面上下出口要盡量避開小斷層,無法避開時要對小斷層進行加固。

4. 採煤方法:採用充填開採、部分開採、仰斜長壁開採、分層開採;縮短工作面長度,提高工作面推進速度;正確確定工作面推進方向。

四、水害防治技術要求及管理

十六字原則:**預報,有掘必探,先探後掘,先治後採。

五字措施:防、堵、疏、排、截。

基本要求:責任落實到位,人員落實到位,資金落實到位,規劃預案到位,制度措施到位。

礦井配備探水鑽和專職探水組,負責礦井工作面的探測施工。

掘進工作面物探、鑽探預防:

1. 掘進工作面預防

掘進工作面設計前實行超前檢查,使用直流電法儀超前檢查,初步查明掘進工作面前方與頂板承壓含水層水文地質條件,作為掘進工作面設計安全參考依據資料。掘進工作面施工前實行超前鑽探探查驗證物探異常區域,堅持有掘必探、先探後掘的防治水原則,採用探水與掘進迴圈作業,即探水—掘進—探水,探水距離60m,允許掘進距離40m,超前距離20m,確保工作面安全掘進。

2. 建立健全排水系統

掘進工作面施工前在低窪處開挖水倉,安裝直徑108mm管路通往**水幫浦房,安裝排水能力不低於80m3/h潛水幫浦,完善掘進面工作排水系統,防治掘進工作面煤層底板出水。

3. 加強**預報

① 地質測量部專業防治水人員首先熟知井田水文地質情況,收集齊全水文地質資料,對周邊礦井水文地質情況進行調查摸底。

② 水害**預報圖表由地質測量部門專業水文地質人員根據水文地質資料進行編制。

③ 水害**預報應根據年度、季度、月度施工計畫結合礦井水文地質資料,全面分析、**各工作面及周圍水害威脅情況,及時提供相關水文地質資料,並下發水文地質**預報。

④ 在施工過程中,應對**預報圖表逐月檢查,不斷補充和修正。在施工至含水層有可能出水時應提前30m發出水文**預報單,並報告排程室。

⑤ 當井下水文地質條件發生變化、出現突(湧)水徵兆、接近可能水區時,必須及時發出臨時水文地質預報,提出處理措施,並且必須有文字和圖紙。

⑥ 對水患險情應發出水害通知單,立即報告排程室,通知可能受水害威脅的地點的人員撤至安全地點。

⑦ 預報內容應包括地點、範圍、對生產的影響應採取的措施等,預報結果應保證礦井安全生產,無應預報錯誤造成工程事故及透水事故。若當月生產計畫變更,存在水害隱患,要提前3—5d

發水害通知單。水文工程師應做好**預報資料整理、報送存檔等工作。

⑧ **預報要準確詳細,實現「三定」(定時、定點、定量),向領導和有關部門提供可靠資料,確保安全生產。

4. 建立礦井應急排水系統

礦井**幫浦房排水設定為md450--60×6型礦用耐磨多級幫浦3臺。

五、根據帶壓開採危害程度分析,防治水的關鍵是防止導水斷層、導水陷落柱將地板奧灰水匯入發生突水事故。主要防治水技術措施如下:

1. 地質測量部要有計畫、有針對性地開展礦井地質和礦井水文地質工作,建立健全礦井防治水有關的水文地質資料,做好水文地質**預報工作。

2. 地質測量部在工作面回採前必須採用無線電坑透物探水段,探測工作面有無陷落柱、斷層,同時根據掘進過程實際揭曉地質構造、湧水情況,編制回採地質說明書,並報相關部門和領導。

3. 地質測量部要加強過斷層等構造時湧水量觀測,分析對比湧水量變化原因,當湧水量異常時進行補充**預報。

4. 為了防治採動對地質構造(陷落柱、斷層)的擾動作用,破壞頂板隔水層的承壓力而引起採後突水事故發生,必須進行相關觀測,達到安全回採。

5. 對查明有突水可能的導水斷層及導水陷落柱,要嚴格按《煤礦安全規程》及《煤礦防治水規定》,核實隔水層能承受含水層的最大水頭壓力值,計算突水系數,留設保安煤柱,必要時採取預注漿封堵斷層含水通道和陷落柱導水通道或採取預注漿加固底板。

六、防治水安全技術措施

⒈ 施工人員進入工作地點,要堅持敲幫問頂制度,先安全後施工,不安全不生產的原則,迎頭風筒不得漏風,確保迎頭有足夠的風量,風筒末端距探水迎頭不得小於5m,局扇不得隨意開停。探水孔布置嚴格按照探水孔布置斷面圖進行操作,確定號探水孔位置、方向、角度進行施工,保證鑽孔深度。每次探水孔不少於15個鑽孔,並做好記錄。

⒉ 施工前在迎頭打好迎頭支柱,鑽機支架必須固定牢固。

⒊ 加強探放水工作面的支護,以防高壓水沖垮煤壁及支架。

⒋ 支架支柱或木垛,必要時在頂底板、堅固地點砌築防水牆後方可探水。

⒌ 檢查排水系統,挖好水溝,清理水倉,鋪設排水管路,檢查排水幫浦電動機是否正常運轉,達到設計的最大排水能力。

⒍ 準備堵水材料,在探放水地點必須有備用水泥(或者化學漿)、套管、閘閥坑木、麻袋、泥、棉線、鋸、斧等,以便出水或來壓時及時處理。

⒎ 檢查瓦斯。瓦斯濃度超過安全規定時必須停止工作,及時加強通風。

⒏ 檢查支架情況。有鬆動或破損的支架要及時修正或更換。幫頂是否完好,都要一一檢查。

⒐ 發現煤壁有鬆軟或膨脹現象時,要及時處理,緊閉填實,必要時可打上木垛,防治水流沖垮煤壁,造成事故。

⒑ 查安全退路。及避災線路內不許有煤炭、木料、煤車等堵塞,保證暢通無阻。

⒒ 檢查打鑽地點或附近是否安設專用**。

⒓ 操作人員必須穿戴整齊,紮緊袖口,防止被轉動部件絞著。嚴禁戴手套掛皮帶,皮帶輪必須設有防止裝置。

⒔探水隊隊長聽從探水領導小組指揮。水文地質工或水文地質技術員要現場指揮打眼。探水鑽電纜要吊掛整齊,必須在頂板完好,兩幫支護完全的情況下進行施工。

⒕ 進中加強透水徵兆觀察,一旦發生異常立即停止工作,及時處理並立即匯報礦排程室。

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