河南省濟源煤業有限責任公司五礦
濟煤五礦
2023年
帶水壓開採安全技術措施
為保證礦井生產安全，根據《煤礦安全規程》和《煤礦防治水規定》有關規定，制定我礦的帶水壓開採安全技術措施：
1、礦井水文地質情況簡述
1、主要含水層
河南省濟源煤業有限責任公司五礦含水層特徵同區域含水層特徵為：井田的北部為碳酸鹽類岩石組成的中高山區，井田地表為山前坡(洪)積物所覆蓋，潛水受地形因素控制，自北而南由淺而深，地形北高南低，有利洪水的排洩。
井田內的主要含水層有：
（1）第四系砂礫石孔隙水含水層
本井田第四系厚62.10～149.50m，其中砂礫石層及底部的礫岩為主要含水層。
該含水層累計厚25～30m，泥鈣質充填式膠結，孔隙發育，富水性強，為本井田二1煤層的頂板的間接含水層。
（2）二疊系砂岩孔（裂）隙水含水層
礦區內二疊系的最大厚度為120m，其中二1煤層頂板的大佔砂岩厚15～30m，岩石孔（裂）隙不發育，含水微弱。根據該區水文地質資料顯示，該砂岩孔（裂）隙水的鑽孔單位湧水量為0.0056～0.
014l/s·m，滲透係數為0.02399m/d。該含水層為本井田二1煤層的頂板的直接充水含水層。
根據礦井排水量調查，其頂板砂岩孔（裂）隙水多以雨滴式和串珠式滲入巷道。
（3）二疊系太原組l8灰岩岩溶裂隙含水層
l8灰岩岩溶水含水層：l8灰岩厚2.45～3.
50m，上距二1煤層底板20m左右，該含水層岩溶不發育，裂隙細小，且多被方解石脈充填，富水性較差，根據鑽孔抽水試驗，單位湧水量一般0.00733～0.03999l/s·m，最大湧水量為0.
282l/s·m。該含水層是本井田二1煤的底板直接充水含水層。由於煤層與含水層之間約20m的泥岩和砂質泥岩的阻隔，該含水層對礦井二1煤開採影響不大。
（4）奧陶系灰岩岩溶水含水層
奧陶系灰岩在礦區北部及西部山區廣泛出露，上距二1煤層90m左右。據區域資料，奧陶系灰岩厚度大於200m，由厚層狀灰岩、花斑狀灰岩及白雲質灰岩組成。其中上馬家溝組中段花斑狀灰岩、灰岩裂隙率和可溶物含量高，岩溶發育，富水性較強。
該含水層在礦區西部受蟒河斷層的切割，對礦區斷層附近開採二1煤層影響較大。
（5）風化帶裂隙水
礦區西部為煤層風化帶，煤層頂板的風化帶厚10～20m，風化帶內裂隙發育且直接與第四系底部礫岩孔隙水貫通，滲透性較好。根據礦區二1煤風化帶含水量分析，風化帶內最大含水量可達30%，因此，在開採過程中風化帶裂隙水也是造成礦床湧水的主要含水層。
2、主要隔水層
根據井田地質勘探、水文地質勘探揭露混和井筒揭露，在各含水層之間均分布有一定厚度的隔水層，岩性多以泥岩和細粒砂岩構成，厚度不一。各隔水層的主要特徵如下：
（1）煤層頂板隔水層
煤層頂板砂岩裂隙含水層之上為厚約45m的深灰色含雲母砂質泥岩夾薄層泥岩及砂岩。岩石結構細膩，裂隙不發育，鑽孔單位湧水量為0.00017l/s·m。
岩石含水微弱，是煤層頂板水的良好隔水層。
（2）煤層底板隔水層
煤層底板至l8灰岩含水層之間的泥岩和砂質泥岩，厚20m左右，岩石裂隙不發育，含水微弱，是本井田煤層底板直接隔水層。由於含水性弱、岩層穩定，區內二1煤層開採的運輸大巷一般布置在該段岩層上。
（3）太原組中段隔水層
太原組l2灰岩與l8灰岩含水層之間的泥岩和砂質泥岩互層，總厚度約40m左右，能有效隔阻太原組上下段的水力聯絡。該層是本礦區二1煤層底板間接隔水層。
（4）本溪組下部粘土巖隔水層
本溪組下部的粘土巖，常見厚度5m左右，是下部奧陶系灰岩含水層與本溪組之間的良好隔水層。
各隔水層的阻隔水效能，隨著採動裂隙的擴充套件而發生弱化，甚至變得完全不隔水。特別是在大中型導水斷裂破碎帶、導水岩溶陷落柱存在的情況下更是極其危險，礦井在開採生產中應予特別重視，提前採用物探、鑽探、巷探等形式查明可能出現的斷層、陷落柱確保安全生產。
從含水層、隔水層特徵中看出奧灰和八灰含水層之間的隔水層較薄，岩性又以粉砂岩為主，隔水條件較差。發生水力聯絡的可能性較大。其他含水層之間的隔水層較厚，岩性也以頁岩居多，隔水條件良好，水力聯絡相對較弱。
3、充水因素分析
（1）第四系砂礫石孔隙潛水和基岩風化帶裂隙水
本區第四系厚62.10～149.50m，其中砂礫石層及底部的礫岩為主要含水層。
該含水層累計厚25～30m，泥鈣質充填式膠結，孔隙發育，富水性強，為本區二1煤層的頂板的間接含水層。該含水層雖距煤層相距較遠，但可能會通過井筒、採空區裂隙匯入井下，增加礦井湧水量。目前該含水層對採煤無大影響，但是隨著採空面積的增大，滲水量可能會增大。
（2）煤層頂板大佔砂岩裂隙水
區內二疊系最大厚度為120m，其中二1煤層頂板的大佔砂岩厚15～30m。該區水文地質資料顯示，該砂岩孔（裂）隙水的鑽孔單位湧水量為0.0056～0.
014l/s·m，滲透係數為0.02399m/d。該含水層為本區二1煤層的頂板的直接充水含水層。
該岩石孔（裂）隙不發育，含水微弱，因此，礦井漏水量微小，開採過程中易於疏排。根據礦井排水量調查，其頂板砂岩孔（裂）隙水多以雨滴式和串珠式滲入巷道。
（3）太原組上段l8灰岩岩溶水
l8灰岩厚2.45～3.50m，上距二1煤層底板20m左右，該含水層岩溶不發育，裂隙細小，且多被方解石脈充填，富水性較差，根據鑽孔抽水試驗，單位湧水量一般0.
00733～0.03999l/s·m，最大湧水量為0.282l/s·m。
該含水層是本區二1煤的底板直接充水含水層。該礦現採煤水平為+50m，已揭露l8灰岩，由於常年疏排，其靜水位已低於五礦最低採深+20m水平。
（4）奧陶系中統馬家溝組石灰岩含水層
奧陶系石灰岩含水層，厚度580m，在礦區北部及西部山區廣泛出露。灰岩青灰色，區域分布穩定，岩溶裂隙發育，含水豐富。根據河南省濟源煤業有限責任公司一礦提供資料：
2023年苗莊、董莊、崔莊等農村打兩眼o2灰岩吃水井，井深483m，抽水試驗水井湧水量為50m3/h。
o2水頭值為+145m，o2灰岩頂面至山西組二1煤底板隔水層厚度為90m。
根據突水系數公式計算回採工作面安全帶壓開採下限
式中 m--底板隔水層厚度，m；
p--安全水壓，mpa；
ts--臨界突水系數，mpa/m 。
ts值根據《煤礦防治水規定》有關要求：一般情況下，在具有構造破壞的地段按0.06 mpa/m計算，隔水層完整無斷裂構造破壞地段按0.
1 mpa/m計算。本區以最小值0.06 mpa/m計算。
該礦隔水層能承受的最大水壓為：
=0.06×90=5.4mpa
也就是說該礦二1煤層90m底板隔水層可以承受5.4mpa的o2水壓，相當於540m高的水柱高度。
145-540=-395
綜上分析可知，自頂面-395m等高線向煤層作垂線，相對應的煤層底板標高為-305m。也就是說：該礦的回採工作面標高在-305m以上屬於安全帶壓開採的範圍，而五礦的開採範圍+175～+20m，也就是說，目前，礦井最低處承受的o2水壓為（145-20+90）÷100=2.
15 mpa，實際水壓2.15 mpa遠遠小於隔水層所能承受的水壓5.4 mpa，所以不受o2灰岩承壓含水層的威脅。
但對本井田的斷層應留足防水煤柱，在採掘活動中必須堅持「有掘必探」的探放水原則，以防水災的發生。
（5）地表水
區內煤層採動區的塌陷裂隙相對發育，不僅與上部含水層之間相互溝通，同時也是地表水下滲的通道。根據礦山疏排水資料顯示，雨季排水量比正常排水量稍微有所增加，這表明了地表水參與了礦坑的充水。因此，地表水對礦床的開採有一定的影響。
（6）導水裂縫帶分析
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》，二1煤層頂板屬於中硬頂板，採用全部冒落法開採時，冒落帶和導水裂縫帶最大高度計算如下：
1、冒落帶最大高度hm
式中，σm——煤層累計採厚。
2、導水裂縫帶高度hl
式中，σm——煤層累計採厚，4.5m。
經計算：
冒落帶最大高度：hm=13.41m
導水裂縫帶最大高度：hl=47.27m
開採形成的導水裂縫帶最大高度約47.27m，二1煤層頂板基岩厚度0～180m，根據以往和目前開採、掘進揭露的地質水文資訊，本採區頂板基岩厚度一般都大於50m，對煤層開採影響不大，但主要提防第四系孔隙水通過煤層露頭風化帶再經採空區及其裂隙帶匯入，對煤層開採造成危害。
這次對礦井煤層主要含（隔）水層和充水因素的分析，主要通過對相關地質資料的查閱、記錄、推導過程以及井下所揭露的實際含水層的湧水量湧水性質進行普查。根據普查結果以及礦井目前的開採和掘進工程的實際情況顯示，本礦頂板水採煤、掘進無大的影響，主要應加大因雨季影響對礦井井筒淋水、採空區裂隙水匯入的關注。本礦底板水湧水點在礦井11012回風巷100公尺處，以及11009進風巷和煤倉通道五岔口處。
這兩處湧水點湧水量不大，均設有臨時幫浦坑，隨時排放。綜上所述，本礦整體礦井湧水量較小，但仍要求日常檢查人員時刻注意，頂底板滲水、湧水的情況，做好相關記錄，總結頂底板滲水規律，做到防患與未然。
二、帶水壓開採安全措施
1、嚴格執行「**預報、有掘必探、先探後掘、先治後採」的防治水原則和「物探先行、鑽探驗證、有掘必探、先探後掘」的防治水方針。
2、設專人對礦井突水點水溫、水量及水質等進行定期觀測，掌握礦井水動態變化，指導礦井安全生產。
3、加強掘進和回採過程中水文地質觀測，發現異常立即暫停作業，並報告排程室進行處理。
4、成立防治水領導小組，定期組織全面排查、處理水害隱患。
5、地測科必須根據實際情況及時編制水情水害預報和防治水措施，並及時下發至礦領導及有關區隊和科室，嚴格執行。
6、結合礦井實際編制《礦井災害預防措施與處理計畫》和《生產安全事故應急救援預案》，並組織演練，做到防患於未燃。
7、如有發生水災事故跡象時，必須按《2023年度礦井災害預防措施與處理計畫》處理。
8、發生重大水災事故時，應立即啟動《2023年度生產安全事故應急救援預案》。
河南省濟源煤業有限責任公司五礦
二○一五年三月
帶壓開採措施
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