煤礦防治水安全技術措施

2023-02-08 21:21:04 字數 5375 閱讀 7228

為了更好地貫徹執行《煤礦防治水規定》切實抓好礦井防治水工作。確保安全生產,特根據我礦實際編制礦井防治水措施及水害預警程式。

一、建立健全防治水領導機構

1、成立了礦井防治水工作領導組

礦長:郭愛權

總工:馬錫友

成員:閆志剛、黃明光、王佔東、曹繼偉、李清臣、郝達來、劉學全、史永成、朱彩飛、趙強

二、地形地貌

井田內的地形特徵為東北高,西南低,地形標高為1160m~1260m,高差為100m。以風積沙漠地貌為主,呈波狀起伏,微地貌形態有新月形沙丘、沙壟等,流水地貌分布在井田西部的烏蘭木倫河,河流兩側可見ⅰ、ⅱ、ⅲ級階地,第四系薩拉烏素組湖積地層多為風蝕地貌。

三、地表水系

區內地表水系較發育,主要河流為位於井田西部的烏蘭木倫河及位於井田東南部的烏蘭木倫河支流~考考賴溝,烏蘭木倫河發源於鄂爾多斯市

巴定溝,流徑鄂爾多斯市、伊金霍洛旗,於陝西省神木縣匯入黃河,全長228km,流域面積8706km2,內蒙古境內長117km,流域面積3041km2,為常年徑流,年平均流量為337mm3,其中淨水304mm3,年含砂量44mt,據黃河水利委員會所設王道恆塔水文站歷年觀測成果,該河最大洪流量為9760m3/s(1976.8.2),貧水期流量一般為3.

13m3/s。最低侵蝕基準面為1228.23m,最高洪水位為1238.

66m。考考賴溝發源於工作區中北部,呈東北~西南走向,全長約6km,至石圪臺井田東南角流入烏蘭木倫河,該溪為常年性地表徑流,流量一般為0.158m3/s,雨季有所加大,是神東煤炭公司的供水水源地。

四、氣象

本區氣候屬於半乾旱、半沙漠的高原大陸性氣候,冬季嚴寒,夏季炎熱,春季多風,秋季涼爽,全年少雨,晝夜溫差大,無霜期短。降雨量多集中於每年7、8、9三個月,年降雨量為100.8~593.

5mm,年蒸發量為2297.4~2833.7mm,是降水量的4~5倍。

氣溫最高為36.6℃(2023年7月16日),最低為-30.1℃(2023年12月14日),年平均氣溫為6.

2℃。春冬兩季風力較大,一般在4級以上,最大風力可達10級,年平均風速3.5m/s,風向多為西北風。

冰凍期較長,最長凍土天數為167天(2023年)最大凍土深度為2.04m(2023年3月1日)。

五、礦區水文地質概況

1、本礦位於烏蘭木倫河、束會川兩河分水嶺西側,緊靠烏蘭木倫河(據井田邊界最近處約230m),為半乾旱、半沙漠地區。地形東北高,西南低,植被稀少。附近最大的地表水為烏蘭木倫河,長年有水,水量隨季節變化較大。

區內最大河谷為考考賴溝,發源於勘查區東北部龍王廟灘,經礦區東南邊緣流向區外,匯入烏蘭木倫河。

區內風積沙廣布,多為波狀沙丘及平沙地,基岩沒有出露,該層厚度0.70-76.47m,厚度變化較大,東部最薄,向西變厚。該層為透水不含水層。

區內最低侵蝕基準點標高1165m。

2、含、隔水層水文地質特徵

本區按地層岩性可劃分兩大類a、b、c、d、e、f六個含水層位,這些含水層由於受地層沉積厚度的不同和岩性變化及頂部地層被剝蝕的程度不同,其分布面積含水性有較大的變化。含、隔水層組合關係見表1-2-8。

(1)孔隙潛水含水層

全新統風積沙(q4eol)a含水層

區內廣泛分布,常形成沙漠地形,鑽孔揭露厚度0.70~76.47m,平均為29.

89m。該層未膠結,滲透性強,可直接接受大氣降水的滲入,起到了維持補給地下水的作用。該層在地形低窪處含有少量地下水,多為透水不含水層。

(2)侏羅系碎屑岩類孔隙裂隙含水層

①b含水層

區內該層大部分被剝蝕,僅有2個鑽孔見到該層含水層,分布面積很小。

含、隔水層組合關係一覽表

表1-2-8

時代組合關係

q4a含水層

j1-2y第一隔水層(侏羅系泥岩、砂質泥岩、粉砂岩、下同)

b含水層(侏羅系細、中、粗砂岩,下同)

第二隔水層(含2-3煤層)

c含水層

第三隔水層(含3-2煤層)

d含水層

第四隔水層(含4-2煤層)

e含水層

第五隔水層(含5-2煤層)

f含水層

第六隔水層(含6-2煤層)

②c、d含水層

該層在區內大範圍分布,為主要含水層,單位湧水量0.0088l/s·m,滲透係數0.0116m/d,水質為重碳酸鈣型水,水位標高為1254.

99m。其中c含水層厚度0~59.95m,平均厚度29.

19m,d含水層厚度1.2~31.54m,平均厚度17.

11m。注:鄰區抽該段水單位湧水量0.

0168~0.0593l/s·m,滲透係數0.0368m/d。

③e、f含水層

由於該區僅抽一段j1-2y混合水,故滲透係數、單位湧水量同c、d含水層。其中e含水層全區分布,厚度為4.58~37.

74m,平均厚度17.82m,f含水層井田內分布範圍較小,厚度0~25.62m。

平均厚度7.37m。

巴圖塔井田抽該段水結果:單位湧水量0.0054l/s·m,滲透係數0.0166m/d,水質為重碳酸、氯化物鈉型水,水位標高為1262.64m。

(3)隔水層

從第四系底界開始,至6-2煤層止,以煤層做為間隔標誌。共有6個隔水層分布,與煤層有規律地組合在一起。其中第

一、二隔水層在井田內大部分剝蝕或切割厚度極不穩定。c含水層以下各隔水層(包括煤層),未受到剝蝕,厚度相對穩定。因各含水層分布面積及厚度變化較大,區域性地段各隔水層厚度難以單獨統計,故沒再逐一做厚度劃分。

3、充水因素分析

礦坑充水是影響礦井正常開採的主要因素,礦坑充水條件可以綜合為兩方面,即充水途徑和充水水源。只有二者有機的結合起來,才能形成礦坑水。

(1)充水途徑

本區地質構造簡單,基本表現為平緩的單斜構造形態,未發現大的斷層及裂隙帶,地表大面積被第四系風積沙掩蓋。因此,本區充水途徑淺部主要以順岩層孔隙、裂隙滲透為主,深部則以沿地層層面及岩層的孔隙、裂隙側向逕流為主。

另外,煤層開採後,可使採空區產生頂板冒落,形成冒落裂隙帶向礦坑充水。

(2)充水水源

區內可構成礦坑充水的水源主要有大氣降水、地表水及地下水。

①大氣降水充水因素分析

據伊金霍洛旗氣象資料,該區年降水量為194.7~531.6mm,平均356.

4mm,降水多集中在每年的7、8、9三個月。由於勘查區全部被第四系風積沙掩蓋,可直接接受大氣降水的滲入(經驗資料:滲入量約佔降水量的5%左右)起到收集大氣降水的作用,也起了維持補給地下水的作用。

大氣降水在該層滯留後經基岩風化裂隙和岩層層面緩慢滲入,補給下伏充水含水層,即發生間接補給。

本區受大氣降水影響的主要是3-1煤組,由於區域性煤層頂板薄,大氣降水可直接通過第四系沙層直接或間接滲入煤層中,使礦坑充水。

②地表水充水因素分析

區內主要地表水為考考賴溝,發源於核實區東北部龍王廟灘,長年有水,下游溝口實測流量190~500l/s,溝兩側堆積有較厚的第四系風積沙,從現有資料分析,在礦體未來開採時,地表水主要以地表逕流排洩於區外,滲入地下很少。只有在煤層頂板較薄處開採時,由於開採時的振動和採空後產生的冒落帶,可使地表水溝通,造成礦坑充水。本區3-1煤組區域性地段頂板較薄,開採時應避開這些地段,或採取有效防護措施,避免事故發生。

③地下水充水因素分析

礦井開採方式為井下開採,故地下水是礦坑湧水主要的直接充水水源之一。區內3-1煤組以上基岩因受剝蝕,區域性較薄,有利於大氣降水的直接或間接滲透補給,易形成地下潛水,在3-1煤組埋藏較淺處,在開採時潛水為主要充水水源。4-2煤及以下煤組頂底板大部都有較穩定的隔水層,地下水型別為承壓水。

根據抽水試驗結果得知:該段水量較小,地下水充水**主要以側向逕流補給為主,對礦坑充水影響較小。

4-2煤層則選用承壓水計算公式,開採時湧水量應是4-2煤層以上的總和,即:110m3/h。

4、礦區水文地質型別的劃分及複雜程度評價

區內完全被第四系風積沙掩蓋,易接受大氣降水補給,且滲透性好,為一透水沙層。下伏地層可直接接受第四系沙層的滲透補給,因此,礦床以孔隙水、孔隙~裂隙水充水為主,孔隙~裂隙水具有較高的水頭壓力,單位湧水量均小於0.01l/s·m,地表無大的水體及建築,但各抽水段地質構造簡單,無大的斷層及裂隙帶,礦井疏幹排水不會引起地表變形。

因此,井田水文地質條件簡單。但考慮到考考賴溝水源地保護、礦體位於侵蝕基準面以下等因素。該區水文地質型別應屬第一~第二類,第二型,屬於水文地質條件中等礦區。

5、供水水源

本礦採用經淨化處理後的井下水作為礦井生產、井下灑水的水源,剩餘部分排放到工業場地附近的烏蘭木倫河。生活用水水源由神東公司自來水管網供給。

6、礦井湧水量預算

儲量核實報告湧水量預算,由於含水層厚度受人為劃分及抽水試驗受時間限制等因素,故計算引數不同程度的受到一些影響,湧水量也相應受到一定的影響。通過對4-2煤層選用承壓水計算公式,開採時湧水量應是4-2煤層以上的總和,預算礦井正常湧水量為110m3/h。經與實際調查相鄰的烏蘭木倫礦實際開拓巷道湧水量(q=90~110m3/h)比照,認為所選引數及計算方法正確,資料可靠,可作為預算礦坑湧水量的依據。

並建議生產部門在開採過程中根據實際湧水量及時調整排水設施。

六、工程地質

該區全部被第四系風積砂所覆蓋,風積砂厚度基本表現為東及東南部較薄,中西部較厚的特徵、區內沒有較大的崩塌、滑坡、泥石流及地面變形、塌陷等不良工程地質現象。僅在一些溝谷切割較陡處,因流水的侵蝕作用,有小型的坍塌和風積砂滑坡現象。

勘探時岩石物理力學性質試驗結果表明:淺部基岩抗壓強度一般較低,隨深度增加,其抗壓強度有所增大。

該區煤層頂、底板均為侏羅系碎屑岩類岩層,斷裂不發育,煤層間有貧水砂岩分布。上部煤層開採後,區域性地段冒落帶直接切入第四系,可引起地表塌陷或開裂,水沙可潰入礦井。因此,勘型為第三類中等複雜型。

周邊礦井

根據礦方提供,本礦井周邊有四個礦井。位於本礦北部為烏蘭木倫煤礦,西北部為華能井煤礦,東部為朝陽煤礦,南部為神木考考賴溝煤礦。烏蘭木倫煤礦、華能井煤礦及朝陽煤礦位於內蒙古自治區境內,三個礦井均與本礦無礦權爭議;神木考考賴溝煤礦位於陝西省境內,該礦井田境界與石圪臺煤礦井田境界有小部分重合現象,重合部分位於石圪臺煤礦井田東北部輸水管道保護煤柱線範圍內,雖然按照正常開採對本礦無影響,但兩個礦井存在礦權爭議問題,不符合有關規定。

鑑於此種情況,內蒙古自治區煤炭管理部門與陝西省煤炭管理部門正在進行協調,由於各種原因,目前暫未解決此事。

八、礦井水害的型別及易發突水事故的地點的分析

1、礦井水害的型別

造成我礦井水害的主要水源有大氣降水、地下水和老空水。其中地下水按其儲水空隙特徵又分為孔隙水、裂隙水和岩溶水。根據水源分類,礦井水害分為:

(1)、地表水害、(2)、老窯水水害(3)、孔隙水水害、(4)、裂隙水水害、(5)、灰岩水水害等

2、礦井水害事故易發生的地點

我礦井下易發生突水事故的地點是礦井正常生產的採煤、掘進工作面。在生產過程中與地表水、地下水或老空水溝通時,就會發生突水事故。

(1)採煤工作面向前推進,採空區頂板自然垮落,自下而上形成了垮落帶、導水裂隙帶和彎曲下沉帶。垮落帶及裂隙帶遇到強含水層或老空區、老窯、老巷道積水,水會沿裂隙帶空隙流入井下,造成突水事故。若導水裂縫帶高度到達地表,與地表的季節性河流、塌陷坑貫通,也會造成突水事故。

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