礦井防治水措施

山西介休

大佛寺小尾溝煤業****綜合

防治水措

施二○一○年六月

目錄一、井田水文地質條件 2

㈠地表水 2

㈡井田主要含水層 2

1、奧陶系中統石灰岩岩溶裂隙含水層組 2

2、石炭系上統太原組石灰岩岩溶裂隙含水層組 3

3、二疊系下統山西組和上、下石盒子組砂岩裂隙含水層組 3

4、第四系砂礫孔隙含水層 3

㈢井田隔水層 3

㈣構造對水文地質條件的影響 4

㈤奧灰岩溶水對井田煤層開採的影響 4

㈥礦井充水因素分析 5

1、頂板裂隙和斷層破碎帶滲漏 5

2、採空區積水 6

3、斷層水 6

㈦礦井湧水量 6

二、防水煤柱留設 7

1、防水煤柱的種類 7

2、防水煤柱留設 7

三、地表水防治措施 7

四、探放水原則 8

五、探放水裝置選擇 8

六、防治水措施 8

1、礦井開拓開採所採取的措施 8

2、排水設施 8

七、探水前應注意事項 9

八、探水時注意事項 9

九、放水時的注意事項 10

山西介休大佛寺小尾溝煤業****

綜合防治水措施

為切實加強礦井防治水工作，為保證我礦防治水工作紮實、有效地開展，防止水害事故的發生，滿足我礦安全建設需要。根據我礦地質條件，特制定防治水措施如下：

一、井田水文地質條件

㈠地表水

井田位於汾河以西0.2km處，地表無常年性河流，沖溝發育，溝向均為北東，西南高東北低，雨季多有泉水出露，發育的沖溝多屬雨季排洩通道，平時乾涸無水。

井田內沒有大的地表積水和河流，

㈡井田主要含水層

井田主要含水層有奧陶系中統石灰岩岩溶裂隙含水層組、石炭系上統太原組石灰岩岩溶裂隙含水層組、二疊系山西組、上下石盒子組砂岩裂隙含水層組和第四系砂礫孔隙含水層。分述如下：

1、奧陶系中統石灰岩岩溶裂隙含水層組

井田內沒有出露，屬埋藏型，含水層岩性主要以石灰岩、白雲質灰岩為主。據區域資料，一般情況下奧陶系中統上、下馬家溝組岩溶發育，富水性較強，峰峰組灰岩富水性相對較弱。據兩渡水文孔抽水資料，單位湧水量0.

0048l/s.m，滲透係數為0.083～0.

229m/d，另據鄰區大佛寺煤礦的水文資料，靜止水位標高550.47m，水質為hco3—so4鈣鎂型水。本井田與大佛寺煤礦毗鄰，井田內奧灰水位標高與大佛寺煤礦基本相近，均為550～551m左右。

2、石炭系上統太原組石灰岩岩溶裂隙含水層組

該含水層主要是太原組的3層石灰岩，即k2、k3、k4石灰岩，平均厚度分別為7.13m、5.60m和4.

27m，均為發育良好易被水溶解的海相石灰岩，據鄰區鑽孔抽水試驗資料，其單位湧水量為0.0001～1.734l/s·m，滲透係數0.

00267～6.9m/d之間。灰岩淺埋區富沙發一較強，深埋處富水性微弱。

本井田太原組灰岩埋藏較深，富水性一般應屬較弱。據小尾溝煤礦開採9、10+11#煤層情況，初期湧水量為800m3/d，中期為600m3/d，現在為400m3/d左右。湧水量不大，說明太原組灰岩岩溶裂隙含水層富水性不強。

3、二疊系下統山西組和上、下石盒子組砂岩裂隙含水層組

在山西組所含中、粗粒砂岩是1、2#煤層的充水含水層，據鑽孔抽水資料，單位湧水量為0.018～0.02l/s·m，滲透係數為0.

0026～0.069m/d，含水性微弱。上、下石盒子組由於埋藏淺，風化裂隙較發育，但補給條件不好，一般富水性較弱。

據抽水試驗資料，單位湧水量為0.014l/s·m，滲透係數0.031m/d。

4、第四系砂礫孔隙含水層

該含水層受季節影響很大，變化幅度大。據鄰區資料單位湧水量0.22m3/d左右，含水性較弱。

㈢井田隔水層

1、井田內石炭系中統本溪組平均厚度16.8m，為一套以泥岩、粘土巖、鐵鋁巖為主的地層，夾薄層砂岩。其中泥質巖岩性緻密，隔水效能好，是含煤地層與奧陶系灰岩之間的重要隔水層，是9、10+11#煤層較好的隔水層。

2、井田內石炭系太原組灰岩含水層和二疊系砂岩含水層之間均分布有穩定、連續的泥岩、砂質泥岩，厚度不等，一般不透水，可作為二疊系各砂岩含水層和太原組石灰岩含水層間的層間隔水層。

㈣構造對水文地質條件的影響

井田總體為一單斜構造，發育兩條較大斷層，均屬正斷層，落差分別為30～40m和12～30m，具有一定斷層破碎帶。據小尾溝煤礦和郭家溝煤礦開採揭露情況，巷道過斷層均有一定湧水，之後逐漸減小。從目前情況看，由於兩礦採區均在整合井田北部，煤層底板標高基本均在奧灰水位標高以上，斷層滲水**主要為煤層上部砂岩和太原組灰岩裂隙通過斷層破碎帶滲入煤層巷道，水量均不大。

㈤奧灰岩溶水對井田煤層開採的影響

根據相鄰大佛寺煤礦奧灰水位資料推測，本井田奧灰水位標高約為550～551m左右，以此水位標高對照，本井田南部1、2#煤層和井田中南部9、10+11#煤層均處於奧灰水位以下，屬帶壓開採地段，現對帶壓開採地段的各煤層突水系數計算如下：

計算公式：

式中：ts—突水系數(mpa/m)

p—隔水層承受的最小壓力(mpa)

m—底板隔水層有效厚度(m)

cp—採礦對底板隔水層的擾動破壞厚度(m)。取經驗值10m。

1、2#煤層：井田西南部2#煤層最低底板標高為420m，煤層底板隔水層厚度為136.50m，代入計算公式，求得該處奧灰突水系數為：

此突水系數值小於受構造破壞地段奧灰突水系數臨界值0.06mpa/m，在無斷層導水情況下，1、2#煤層無奧灰突水危險性。

2、10+11#煤層：井田西南部10+11#煤層最低底板標高為320m，煤層底板隔水層厚度為23.90m，代入計算公式，求得該處奧灰突水系數為：

此突水系數值大於正常地段奧灰突水系數臨界值0.15mpa/m和受構造破壞地段臨界突水系數0.06mpa/m。

該地段存在奧灰突水危險性。經計算，開採9、10+11#煤層在無斷層導水的情況下，煤層底板標高466m以上為安全區，煤層底板標高338～466m地段為較安全區，煤層底板標高338m以下為危險區。

㈥礦井充水因素分析

根據井田水文地質特徵和礦井實際湧水情況，本礦井充水因素主要有以下幾個方面：

1、頂板裂隙和斷層破碎帶滲漏

據該礦開採情況，現井下湧水主要為頂板裂隙滲水和斷層處少量滲水，但水量均不大。小尾溝煤礦建井初期井下湧水量為800m3/d左右，開採中期降為600m3/d左右，現在湧水量為400m3/d左右，呈逐年下降趨勢，反映了煤層頂板以上砂岩裂隙水疏排量大於補給量動態變化特徵。按目前情況，平水期正常湧水量為400m3/d左右，枯水期湧水量為250m3/d左右，豐水期湧水量約600m3/d左右，只要按時抽排，礦井水一般不會影響礦井正常生產。

2、採空區積水

井田東、南側為空白區，西與大佛寺煤礦相鄰，北與桃園煤礦相鄰，與鄰礦之間留有保安煤柱相互隔離，互不影響。各礦均有自己完善的排水系統。

大佛寺煤礦井田面積5.04km2，開採1#、2#煤層，採用斜井開拓，礦井湧水量為80m3/d，用3寸幫浦每天排水2—3小時。

桃園煤礦井下無湧水。

井田中北部1、2#煤層已全部採空。據調查，開採過程中有湧水。其下部9、10#煤層已採動，採動區內有斷層存在。已揭露斷層有導水性，故1、2#煤層採空區不存在積水。

井田北部9、10#煤層已採空，據實地勘察，採空區無積水。

井田中部9、10#煤層有部分採空區，採空區存在積水。

3、斷層水

井田內斷層發育，以往揭露斷層時，均有湧水。斷層有可能成為奧灰水突水通道，在採掘生產中應留設斷層防水煤柱，防止突水事故的發生。

㈦礦井湧水量

整合井田內，原小尾溝煤礦開採9、10+11#煤層，井下湧水量為250～600m3/d。郭家溝煤礦開採1、2#煤層，井下湧水量為600～650m3/d。資源整合後，利用原郭家溝煤礦井筒進行礦井公升級改造。

因此，資源整合的新礦井的湧水量暫參照原郭家溝礦井湧水量進行預算。

原郭家溝煤礦現開採1、2#煤層，實際生產能力為150kt/a，現井下湧水量為600～650m3/d。

現礦井最小湧水量為40m3/h，最大湧水量為45m3/h。

二、防水煤柱留設

1、防水煤柱的種類

防水煤柱主要有採空區防水煤柱，斷層防水煤柱，井田邊界煤柱及採區邊界煤柱等。

2、防水煤柱留設

⑴採空區防水煤柱

採空區防水煤柱根據範圍大小留設30—80m的周邊防水煤柱，確保積水不會潰入礦井，避免造成突水事故發生。

⑵斷層防水煤柱

斷層防水煤柱根據落差大小留設10—30m的周邊防水煤柱。

⑶井田邊界防水煤柱

井田邊界防水煤柱依據《煤炭工業礦井設計規範》規定留設20m。

⑷採區邊界防水煤柱

採區邊界防水煤柱按照《煤炭工業礦井設計規範》規定，煤柱總寬度為10m，採區邊界每側留5m。

三、地表水防治措施

1、工業場地位於山溝溝谷台地上，場地標高765m，鄰近溝谷最高洪水標高為759m。因此，井口及工業場地不會受到洪澇威脅。

2、場地內排水採用排水溝的方式，地面雨水匯集於排水溝中排出場外。同時為了防止山洪衝入場區，在場區山角處砌攔洪壩及擋土牆，以便將洪水排出場區。

礦井防治水措施

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礦井防治水措施

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