2023年度礦井防治水措施

2021-08-17 02:49:06 字數 5027 閱讀 2492

礦井水災防治措施

一、礦井水文地質情況

(一 )水文地質特徵

30106、30107工作面所在的3-1煤層埋藏較淺,距地表50-60m左右,無地表積水、水庫及河流,本區內水文地質條件簡單,滲水量小,無大的起伏。

30111、30110工作面含水層分布於井田的中、西部地段,含水層段主要為中、細砂岩、粉砂岩,厚27.07~41.93m,平均厚度為34.

54m,其主要含水層為3-1煤層頂板砂岩,滲透性差,富水性極弱。

(二)燒變巖含水層段潛水

燒變巖厚度較大,但含水厚度卻不大,富水性不強。

僅有兩條落差5~15m的正斷層,斷層富水性極弱,基本不含水但導水,大氣降水雖為地下補給的主要**,但因降水迅速轉為地表逕流,匯入烏蘭木倫河內,補給量有限;各含水層滲透性差,富水性弱~極弱,燒變岩區裂隙發育,具有良好的儲水空間,但補給不足,易通過下降泉排洩,其富水性較弱。因此,本井田水文地質條件簡單,水文地質型別屬二類一型,即以裂隙含水層充水為主的水文地質條件簡單的礦床。

根據本區一些礦井實際揭露情況,燒變巖區域蓄水量較大,生產中應引起重視。

(三) 小窯及老空區積水

本井田內正在回採及廢棄的小窯多,其積水情況需要進一步查清。3-1煤層上部部分可採的2-2上煤已經回採形成了老空區,當回採其下的3-1煤層時,回採後3-1煤層導水裂縫帶高度將進入上部老空區,若老空區有大量積水,則對3-1煤層的安全生產造成威脅。

(四)礦井正常湧水量及最大湧水量

經查地質報告對礦井湧水量採用大氣降水係數法、打井法、廊道法三種方法進行計算並將結果進行比較,預計礦井生產期間的正常湧水量86m3/h,最大湧水量130m3/h。設計以地質報告為基礎並參照鄰近礦井實際湧水量情況,預計礦井初期生產期間的正常湧水量為100m3/h,最大湧水量為150m3/h。

(五) 地表水體

本井田地表為半固定沙丘地貌,烏蘭木倫河流經井田東緣,廟溝、車爾蓋溝、燕家溝為井田的溝溪,由西向東流入烏蘭木倫河。烏蘭木倫河年最大逕流量525m3/s,多年平均流量7.19m3/s,廟溝、車爾蓋溝、燕家溝分別分布於井田的北部、中部和南部。

井田內共有兩個水庫:東爾蓋溝水庫位於黃花界西,總庫容量24萬m3,目前壩體面臨崩塌;燕家溝內的水庫,庫內淤平,壩體已崩塌,無蓄水。

二、水患型別及威脅程度

1. 水患型別

礦井的水患型別為:含水層水、地表水、大氣降水、斷層水、小窯水。

2. 威脅程度

大氣降水為地下補給的主要**,大部分形成地表徑流而匯入烏蘭木倫河內而流走,故補給量有限;各含水層滲透性差,富水性極弱,燒變岩區裂隙發育,具有良好的儲水空間,但補給不足,易通過下降泉排洩,其富水性較弱。但3-1煤層以上各含水層水均可滲入井下,導致支溝水流進入礦坑,加大礦井充水。因此,3-1煤開採時,在燒變巖地下水的塊段,要採取措施,以防突水。

特別是3-1煤層頂板垮落帶及導水裂隙帶已經進入2-2上煤,因此開採區域內的2-2上煤老空區的積水對於3-1煤層安全生產的威脅較大。

三、礦井水文安全條件評價

本井田水文地質條件簡單,水文地質型別屬二類一型,即以裂隙含水層充水為主的水文地質條件簡單的礦床。由於煤層埋藏淺,基岩覆蓋層薄。煤層開採後工作面的冒落帶或裂隙帶直接進入沙層含水層,容易引起工作面潰水潰砂,造成工作面停產,因此在開採過程中,對回採工作面接近溝谷區域,應加強監測,必要時進行探測。

提前做好準備,提高礦井排水能力。

存在的主要問題:

(1) 開採前要查明薩拉烏素含水層-基岩頂面的富水性,以防開採時潰水、潰沙。

(2)首採3-1煤層火燒區邊界線,僅用鑽探和地質填圖控制,其邊界線僅在邊界點上達到擺動範圍要求,而控制點之間,可靠性差。

(2) 本井田大部分小煤礦巷道中無水,個別巷道中有積水,井田內廢舊小窯和廢舊巷道較多,礦井積水情況不明。

四、礦井水水害的防治

(一)、做好水文觀測工作與礦井地質工作

1.收集地面氣象、降水量與河流水文資料,查明在開採過程中水體的分布、水量和補給、排洩條件,觀測各種水源的水壓、水位和水量以及季節的變化規律。

2. 礦井開拓工程位置及層位

採用平硐開拓,兩條平硐均在岩層布置,井口均在工業場地,進入3-1煤則沿3-1煤布置三條大巷;風井布置在距主、副平硐硐口750m處的風井場地。

3. 採掘工程所採取的防治水措施

採取探、放水措施,掘進工作面均配備zdy-45型和khyd45型探水鑽機,回採及掘進過程中堅持「有疑必探,先探後採(掘)」的原則。

在水幫浦房和變電所通道安設有密閉門,以保證井下發生水患時能正常排水;斷層、火燒區及井田邊界留設足夠的防水煤柱,以確保生產安全。

(二)、防水及安全煤柱留設

為確保地面建、構築物及工程設施和井下開採的安全,對井筒、大巷、工業場地、井田境界、村莊、水庫及河流留設了安全煤柱。

1.礦井工業場地及風井場地煤柱。礦井工業場地及風井場地的圍護帶寬度取20m。

2.井田境界煤柱。本井田境界煤柱為40m,本井田一側留設20m寬的煤柱;盤區邊界兩側各留設10m寬的煤柱。

3.巷道煤柱。大巷及盤區巷道兩側均留設100m寬的煤柱。

4.村莊煤柱。村莊按留設保護煤柱考慮,煤柱留設根據《建築物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開採規程》規定從保護面積邊界起以移動角圈定。

5.燒變巖地下水防水煤柱。本井田燒變巖厚度較大,但含水厚度卻不大,富水性不強。根據周邊一些礦井實際揭露情況,燒變巖區域蓄水量較大,為防止水患威脅,為此留設了防水煤柱。

防水煤柱寬度為30m。

(三)、井下探、放水措施

(1)掘進過程中嚴格做到「有疑必探,先探後掘」。

(2) 在接近水淹區(或情況不明井巷)、老空區、含水層、導水斷層、可能與河流等水體相通的斷層破碎帶時,加強探水工作。

(3) 開啟水體隔離煤柱前做好探水工作。

(4) 接近未封閉又可能突水的鑽孔時加強探水。

(5) 在採動影響範圍內有承壓水等又存在隔水岩柱厚度不清,在接近水文複雜地段又情況不明時,加強探水。

(6) 在採、掘工程接近水塘或其它可能突水段時加強探水。

(7) 堅持做到「接近構造前及時探水」、「先探後掘」。

(8) 在掘進過程中,根據工作面變化情況,及時編制探防水預報。

(9)當**到有小窯,老空積水時,技術部門編制詳細的探防水措施。

(四)、地表水防治

本礦井位於陝北黃土高原與毛烏素沙漠相接壤地帶,呈黃土梁和風成沙丘地貌。礦井地形呈西高東低。井田河溪均為黃河水系。

發源於井田西部的車爾蓋溝、燕家溝分別匯入烏蘭木倫河,其流量變化大,旱季幾乎枯竭。

礦井工業場地防洪設計標準按百年一遇設計;礦井井口高程按百年一遇洪水位計算,三百年一遇洪水位校核。工業場地附近烏蘭木倫河河床標高約為+1020.00m,車爾蓋溝及燕家溝溝底標高約為+1041.

00m,工業場地最低處標高為+1087.20m,主平硐井口標高為+1099.887m,副平硐及預留主斜井井口標高為+1099.

198m。遠遠高於烏蘭木倫河河床、車爾蓋溝及燕家溝溝底標高,故工業場地不受洪水威脅。

工業場地排水採用分流制排水系統。

工業場地的生產、生活汙廢水經排水管道自流流至汙水處理站集中進行二級生化處理後達標排放。

井下排水由主平硐排出後,至工業場地的井下水處理站內,經混凝沉澱、過濾等處理,回用於補充用水及井下消防灑水。

主平硐硐口至井下水處理站的排水管採用砼管,管徑dn500,管頂埋深為1.7m。

五、 井下防治水安全設施

1.主要技術引數

礦井正常湧水量100m3 /h

礦井最大湧水量150m3 /h

主平硐井口標高1099.887m

井下主排水幫浦房底板標高: +1092.000m

排水垂高7.887m

排水距離約2627m

2.排水系統

井下主排水幫浦房及主水倉設於大巷1900-2100公尺處,主水幫浦房設有兩條通道,主排水幫浦房按3臺水幫浦2趟排水管路布置,井下湧水匯集於主水倉, 30106、30107、30111、30110帶式輸送機的排水管路排至主平硐管道,然後主平硐流入副平硐進入水倉,礦井井下排水由井下主排水幫浦加壓後由主平硐排出,利用餘壓流至工業場地內的井下水處理站調節池,再由幫浦提公升至淨水器,在水幫浦吸水管中,加入鹼式氯化鋁,其投加量為13-20mg/l,經混合、反應、沉澱後部分進入過濾器過濾,剩餘部分進入復用水池,過濾器出水進入轉輸水池,經消毒後由井下消防灑水轉輸幫浦送至井下消防灑水水池。另外,在復用水池中投加clo2消毒劑用以去除水中嗅、色及大腸菌群,然後壓力供至龍華電廠。

淨水器的排泥進入汙泥池內,由幫浦將泥提公升至濃縮壓榨一體化汙泥脫水機,在汙泥脫水前加入聚丙烯醯胺,經混合後進入汙泥脫水機。經脫水後,汙泥含水率在80%以下,然後運出廠外處置。

排至地面井下水處理站進行處理後復用。發生水患時,關閉密閉門,可保證排水系統的正常工作。

3.主排水幫浦型號及台數

主排水幫浦選用md155-30×2型礦用耐磨多級離心式水幫浦3臺,礦井正常湧水量時水幫浦1臺工作,1臺備用,1臺檢修,礦井最大湧水量時,2臺水幫浦同時工作。

每台水幫浦選配yb2-225m-4型隔爆電動機1臺,功率45kw,電壓660v,同步轉速1500r/min。

4.排水管路趟數、規格

主排水管路選用ф219×6無縫鋼管,沿主平硐、3-1煤帶式輸送機大巷敷設2趟。礦井正常湧水量時,1趟工作,1趟備用,礦井最大湧水量時2趟同時工作。

5. 採掘面探、放水裝置配備

1、綜採面配備了兩台15kw潛水幫浦備用,在工作面主運輸順槽和輔助運輸順槽均設有dn80排水管,採空區有湧水時,利用此管路將水排至副平硐水溝內,流至水幫浦房,由主排幫浦排出。

2、掘進面配備了zdy-750型和khyd45型探水鑽機各一台。各掘進巷道均備用兩台4kw潛水幫浦,設有dn80排水管一趟,發生湧水時,利用此管路可將水排至副平峒,流至水幫浦房,由主排幫浦排出。

3、在開採前做好「有凝必探」的原則,必須牢固樹立安全思想,預防為主,防治結合,做好井下排水、防治水各項工作。

六、探水安全技術措施

1、鑽機必須安裝平穩、牢固,使用地腳螺釘固定在專用平板車上,還應打好頂柱連同平板車前、後、左、右固定,以免鑽機移動,影響鑽孔質量和傷人。

2、清理好巷道,保證安全撤退路線暢通無阻,必須有瓦斯檢測員在現場值班,發現有害氣體超過規定時,立即停鑽、停電、撤人,並報告排程室。

3、保證排水溝暢通,並按設好水倉和排水裝置,要有足夠的容量和能力。

4、電源接通前,應詳細的檢查鑽機各部件安裝是否正確,操作手把是否靈活,連線螺絲是否擰緊,潤滑系統是否正常。電源接通後,試車檢查,主軸轉動方向是否正確。

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