1. 工作面地質及水文地質條件
1.1. 概況
7240（上）工作面為任樓煤礦首個留設防砂煤柱開採工作面，位於中
二、中四採區的淺部，工作面走向長1510m，傾斜寬75m，面積182700m2。 7240（上）工作面地質儲量39.7萬噸，可採儲量35.
7萬噸，位於「四含」防水煤柱之內。2023年已由安徽省經信委審批（皖經信煤炭函[2009]335號），同意該面開採上限標高-275m（頂板），按防砂煤柱設計開採。
7240（上）工作面煤層厚度為0.92～3.17m，平均2.
50m，72煤層平均傾角為17°，賦存穩定，結構簡單，屬氣煤，麵內小斷層和褶皺構造較為簡單，下伏82煤已回採，73煤部分回採。與該工作面相近的地面「四含」水文長觀孔有：水1、水9和水21，對應的水位標高為-99.
3m～-109m ±。
1.2. 地質構造
7240（上）工作面位於f2和f3兩大型斷層之間，工作面總體構造形態
為單斜，工作面內煤層有稍有起伏，為次生寬緩型向斜構造,根據7240（上）北段機巷實見資料，共發育有3條斷層，對採掘產生一定影響（具體見表1）。
表1 7240（上）北段機巷構造情況
1.3. 水文地質
本工作面主要充水含水層為「四含」及頂底板砂岩裂隙水，上覆第四含水層,底界標高為-246.5～-251.7m,厚度為5.
1m～13.2m,平均9.0m±（具體見表2）,「四含」底界大致呈北高南低的態勢。
表2 7240（上）工作面「四含」賦存情況（從南致北）
此段「四含」結構單一，岩性由粘土夾礫石和砂礫層組成，含
泥量較高，工作面頂板距「四含」底界最小垂距為20.24m。「四含水質型別為so4.
型。單位湧水量q=0.001665 l/s·m，平均滲透係數k=0.
013m/d。
水1孔揭露「四含」厚度3.8m，四含水質型別為so4. 型。單位湧水量q=0.00036 l/s·m ，滲透係數k=0.091m/d。
水9孔揭露「四含」厚度4.8m，「四含」水質型別為so4. 型。單位湧水量q=0.0.058l/s·m ，滲透係數k=0.5375m/d。
水21孔揭露「四含」厚度10.5m，四含水質型別為so4. 型。單位湧水量q=0.0001665 l/s·m ，滲透係數k=0.0130643m/d。
估算四含湧水量採用承壓轉無壓雙側進水水平完整廊道公式。
q= r=
「四含」滲透係數採用水1和水9水21孔對四含抽水試驗取得滲透係數的最大值。
「四含」平均水位為水1、水9和水21孔的最高值， 「四含」底板標高為-251.70m，水位降深採用四含水位標高與四含底板標高的差值，h=-99.3-（-251.
70）=152.4m。主採煤層露頭帶長度比採用72煤走向長度約1500m。
四含砂層含水層厚度為：取工作面及周邊鑽孔的平均值11.2m。
估算四含湧水量，結果見表3。
表3 工作面「四含」湧水量估算結果表
72、73、82煤層頂底板砂岩裂隙含水層，分布於煤層之上的泥岩、砂質泥岩之間，在72、73、82煤層頂板範圍內，砂岩所佔比例約14.4～52.4℅，砂岩裂隙水是開採72、73、82煤層的直接充水水源，據3624孔抽水資料：
s=31.88m，q=0.281l/s，q=0.
0088l/水位標高為+22.16m。水化學型別為hco3、cl-na型，礦化度為1.
145g/l。任樓煤礦開採的工程實踐表明：煤系砂岩含水層段砂岩裂隙發育不均勻，含水性差異較大，煤系砂岩含水層補給條件差，以靜儲量為主，易於疏幹，屬含水小的含水層。
現工作面機風兩巷從撥門至迎頭位置個別地段有淋水現象，水量較小，
工作面水害防治工程設計方案
1.4.
1.5. 工作面物探
(1)為保證7240（上）工作面留設防砂安全開採，以及提高井下鑽孔布設的針對性，以礦井瞬變電磁對72煤頂板砂岩水和四含水的富水性特徵探測結果作為探放頂板砂岩水和四含水的設計依據。
(2)以無線電坑透探測結果作為探放工作面地質弱面加固的設計依據。
1.6. 7240（上）工作面頂板「四含」和砂岩水的探查及疏放
7240（上）工作面為提高上限開採的工作面，主要受上部「四含」水威脅。根據皖經信委煤炭函2009[102]號文批覆要求，需對「四含」進行有效疏降，減少「四含」水量。
根據礦井在機巷採用瞬變電磁探查工作面72煤層頂板的砂岩富水性結果，在j4、j9點附近存在兩個相對低阻異常區。因此在7240（上）北段機巷j4、j9→2m各設計一組探查孔，提前探查疏放「四含」水。j4為第一鑽場，設計5個鑽孔(201018、201019、201020、201021、201022)， j9→2m為第二鑽場，設計5個鑽孔(201023、201024、201025、201026、201027)。
7240(上)工作面為我礦首個留設防砂煤柱工作面，上覆新地層「四含」 距工作面最小垂距20.24m，平均厚度為11.0m。
為疏放7240(上)工作面頂板砂岩及「四含」水，為工作面回採做準備，特設計兩組探查孔。
為達到有效疏降目的，鑽孔要均勻布置，終孔以穿過「四含」頂界後j4點繼續鑽進11公尺，j9→2m繼續鑽進5公尺為準，終孔位置平面距離25m左右，盡量布置在一條直線上，並且該線位於工作面中部，保證工作面位於降落漏斗之內，首先對瞬變電磁探測兩個富水異常區設計兩組鑽孔進行探查，同時確保不影響工作面回採。
每個鑽場布置5個鑽孔，呈「十」字形分布，夾角30°±，各孔開孔位置均在棚梁下600mm，開孔直徑127mm，鑽進15m下φ108mm套管15m，變徑φ75mm直至終孔，全程下入φ58mm套管，「四含」段須下相同規格的花管。各鑽孔技術引數詳見附表，各鑽孔施工前，要編制單孔施工設計，經礦總工程師組織審查後實施，報集團公司主管部門備案。鑽孔引數在單孔設計具體明確。
採用承壓穩定流不完整井公式計算： q=
式中：k----滲透係數，0.5375m/d；
m----四含厚度，取11.2m；
l----鑽孔進入四含深度；
α----α==0.54～0.74；
a----a=f(α),查表得1.2～0.77；
s----水位降深，152.7m；
r----影響半徑，r=10s=635m；
rw----疏放鑽孔半徑（內徑），36.5mm。
經計算，其結果為15.9～18.2m3/h。
第一鑽場(j4 點)「四含」疏放鑽孔設計技術引數一覽表
第二鑽場（j9→2m）「四含」疏放鑽孔設計技術引數一覽表
⑴、 在7240機巷準備2個車皮，保證有砂子湧出時能及時組織人員清理。
⑵、 鑽機開工前鑽機要生根牢固，前方有防砂噴出裝置和防鑽桿頂出設施，鑽場附近有足夠能力的排水設施。
⑶、 嚴格按設計要求施工，孔口管須下15m，孔口管安裝之後要進行壁後注漿，48小時後掃孔注水做耐壓試驗，試驗壓力3mpa，穩定時間不少於30分鐘，孔口周圍若有跑漏孔口周圍若有跑漏水現象，必須重新注漿做耐壓試驗，直至孔口周圍無跑漏水時方可繼續鑽進。
⑷、 進入「四含」段後鑽機要慢速鑽進，終孔前應讓鑽機空轉乙個小班，然後再下套管和花管。同時要通知地測人員到現場觀測水量變化情況，每天三次。
⑸、進入「四含」段後如果水量較大，或發生頂鑽和泥砂湧出現象，要立即停止鑽進，但不得拔出鑽桿，待穩定後再繼續鑽進。
⑹、進入「四含」段後如果無水，則不下套管，必須進行封孔，封孔採用黃泥，封孔深度不少於5m。
⑺、鑽進過程中鑽掘區要認真記錄，準確記錄四含底界位置，以及鑽孔進入「四含」深度。
⑻、 施工單位施工前另外編制施工安全技術措施。
(9)、鑽孔在施工過程中，若出現地質、水文地質異常，請及時與地測部門聯絡
(10)、鑽孔施工結束後，施工單位要在一周內提交鑽探施工總結。
1.7. 排水系統
7240（上）機巷的水倉，位於低窪處，要求臥入巷道底板下1.5m，水倉容積不小於10m3，作為打鑽排水及工作面回採排水使用，水**置及引數詳見表4：
表4：水倉結構平面示意圖如下：
機巷原則上要施工斷面為300×300mm的排水溝，使鑽場的水能自流到水倉。
（1）、水幫浦配置：機巷水倉配置2臺水幫浦，2臺備用。為礦用隔爆排汙排沙潛水電幫浦，流量不小於100m3/h。
（2）、供電裝置：實行專電專供，雙迴路供電。
（3）、排水管路：7240（上）北段機巷鋪設兩趟6寸排水管，承壓1mpa，單趟管路長度為850m。
（4）、水幫浦配套：閘閥、逆止閥各8臺，法蘭式止回閥，型號h44w-10，規格dn150，壓力pn1.0mpa。
由於風巷高、機巷低，機巷應設計為主排水路線。
機巷水由各個水倉排至6寸排水軟管。
防治水工程設計措施
防治水工程設計方案和 施工安全技術措施 鄂托克旗新亞煤焦有限責任公司煤礦 二零一三年四月 鄂托克旗新亞煤焦有限責任公司煤礦 防治水工程設計方案和施工安全技術措施 第一章礦井概況 一 礦井概述 1 交通位置 新亞煤礦位於鄂爾多斯市鄂托克旗境內，桌子山煤田白雲烏素礦區中東部邊緣10 12勘探線之間，行政...
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掘進工作面防治水措施
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