煤礦防治水安全技術(shù)措施

1、煤礦防治水安全技術(shù)措施 為了更好地貫徹執(zhí)行煤礦防治水規(guī)定切實(shí)抓好礦井防治水工作。確保安全生產(chǎn)，特根據(jù)我礦實(shí)際編制礦井防治水措施及水害預(yù)警程序。 一、建立健全防治水領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu) 1、成立了礦井防治水工作領(lǐng)導(dǎo)組 礦 長(zhǎng) : 郭愛(ài)權(quán) 總 工 : 馬錫友 成 員 : 閆志剛、黃明光、王占東、曹繼偉、李清臣、郝達(dá)來(lái)、劉學(xué)全、史永成、朱彩飛、趙強(qiáng) 二、地形地貌 井田內(nèi)的地形特征為東北高,西南低,地形標(biāo)高為1160m1260m,高差為100m。以風(fēng)積沙漠地貌為主，呈波狀起伏，微地貌形態(tài)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(cè)可見(jiàn)、級(jí)階地，第四系薩拉烏素組湖積地層多為風(fēng)蝕地貌。 三、地表

2、水系 區(qū)內(nèi)地表水系較發(fā)育，主要河流為位于井田西部的烏蘭木倫河及位于井田東南部的烏蘭木倫河支流考考賴(lài)溝，烏蘭木倫河發(fā)源于鄂爾多斯市 巴定溝，流徑鄂爾多斯市、伊金霍洛旗，于陜西省神木縣匯入黃河，全長(zhǎng)228km，流域面積8706km2，內(nèi)蒙古境內(nèi)長(zhǎng)117km，流域面積3041 km2，為常年徑流，年平均流量為337mm3，其中凈水304 mm3，年含砂量44Mt，據(jù)黃河水利委員會(huì)所設(shè)王道恒塔水文站歷年觀測(cè)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(zhǔn)面為1228.23m，最高洪水位為1238.66m。考考賴(lài)溝發(fā)源于工作區(qū)中北部，呈東北西南走

3、向，全長(zhǎng)約6km，至石圪臺(tái)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(qū)氣候?qū)儆诎敫珊?、半沙漠的高原大陸性氣候，冬季?yán)寒，夏季炎熱，春季多風(fēng)，秋季涼爽，全年少雨，晝夜溫差大，無(wú)霜期短。降雨量多集中于每年7、8、9三個(gè)月，年降雨量為100.8593.5mm，年蒸發(fā)量為2297.42833.7 mm,是降水量的45倍。氣溫最高為36.6 (1975年7月16日),最低為-30.1(1974年12月14日)，年平均氣溫為6.2。春冬兩季風(fēng)力較大，一般在4級(jí)以上，最大風(fēng)力可達(dá)10級(jí)，年平均風(fēng)速3.5m/s,風(fēng)向多

4、為西北風(fēng)。冰凍期較長(zhǎng)，最長(zhǎng)凍土天數(shù)為167天（1976年）最大凍土深度為2.04m（1964年3月1日）。 五、礦區(qū)水文地質(zhì)概況 1、本礦位于烏蘭木倫河、束會(huì)川兩河分水嶺西側(cè)，緊靠烏蘭木倫河（據(jù)井田邊界最近處約230m），為半干旱、半沙漠地區(qū)。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(zhǎng)年有水，水量隨季節(jié)變化較大。區(qū)內(nèi)最大河谷為考考賴(lài)溝，發(fā)源于勘查區(qū)東北部龍王廟灘，經(jīng)礦區(qū)東南邊緣流向區(qū)外，匯入烏蘭木倫河。 區(qū)內(nèi)風(fēng)積沙廣布，多為波狀沙丘及平沙地，基巖沒(méi)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(qū)內(nèi)最低侵蝕基準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)高1165m

5、。 2、含、隔水層水文地質(zhì)特征 本區(qū)按地層巖性可劃分兩大類(lèi)A、B、C、D、E、F六個(gè)含水層位，這些含水層由于受地層沉積厚度的不同和巖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(guān)系見(jiàn)表128。 （1）孔隙潛水含水層 全新統(tǒng)風(fēng)積沙（Q4eol）A含水層 區(qū)內(nèi)廣泛分布，常形成沙漠地形，鉆孔揭露厚度0.7076.47m，平均為29.89m。該層未膠結(jié)，滲透性強(qiáng)，可直接接受大氣降水的滲入，起到了維持補(bǔ)給地下水的作用。該層在地形低洼處含有少量地下水，多為透水不含水層。 （2）侏羅系碎屑巖類(lèi)孔隙裂隙含水層 B含水層 區(qū)內(nèi)該層大部分被剝蝕，僅有2個(gè)鉆孔見(jiàn)到該層含水層，分布面

6、積很小。 含、隔水層組合關(guān)系一覽表 表1-2-8 時(shí)代組 合 關(guān) 系 Q4A含水層 J1-2y第一隔水層（侏羅系泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、下同） B含水層（侏羅系細(xì)、中、粗砂巖，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） C、D含水層 該層在區(qū)內(nèi)大范圍分布，為主要含水層，單位涌水量0.0088L/sm，滲透系數(shù)0.0116m/d，水質(zhì)為重碳酸鈣型水，水位標(biāo)高為1254.99m。其中C含水層厚度059.95m，平均厚度29.19m，D含水層厚度1.231.

7、54m，平均厚度17.11m。注：鄰區(qū)抽該段水單位涌水量0.01680.0593 L/sm，滲透系數(shù)0.0368m/d。 E、F含水層 由于該區(qū)僅抽一段J1-2y混合水，故滲透系數(shù)、單位涌水量同C、D含水層。其中E含水層全區(qū)分布，厚度為4.5837.74m，平均厚度17.82m，F(xiàn)含水層井田內(nèi)分布范圍較小，厚度025.62m。平均厚度7.37m。 巴圖塔井田抽該段水結(jié)果：?jiǎn)挝挥克?.0054 L/sm，滲透系數(shù)0.0166m/d，水質(zhì)為重碳酸、氯化物鈉型水，水位標(biāo)高為1262.64m。 （3）隔水層 從第四系底界開(kāi)始，至6-2煤層止，以煤層做為間隔標(biāo)志。共有6個(gè)隔水層分布，與煤層有規(guī)律地組合

8、在一起。其中第一、二隔水層在井田內(nèi)大部分剝蝕或切割厚度極不穩(wěn)定。C含水層以下各隔水層（包括煤層），未受到剝蝕，厚度相對(duì)穩(wěn)定。因各含水層分布面積及厚度變化較大，局部地段各隔水層厚度難以單獨(dú)統(tǒng)計(jì)，故沒(méi)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(kāi)采的主要因素，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(jī)的結(jié)合起來(lái)，才能形成礦坑水。 (1)充水途徑 本區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，基本表現(xiàn)為平緩的單斜構(gòu)造形態(tài)，未發(fā)現(xiàn)大的斷層及裂隙帶，地表大面積被第四系風(fēng)積沙掩蓋。因此，本區(qū)充水途徑淺部主要以順巖層孔隙、裂隙滲透為主，深部則以沿地層層面及巖層的孔隙、裂隙側(cè)向逕流為主。 另外，煤層

9、開(kāi)采后，可使采空區(qū)產(chǎn)生頂板冒落，形成冒落裂隙帶向礦坑充水。 (2)充水水源 區(qū)內(nèi)可構(gòu)成礦坑充水的水源主要有大氣降水、地表水及地下水。 大氣降水充水因素分析 據(jù)伊金霍洛旗氣象資料，該區(qū)年降水量為194.7531.6mm，平均356.4mm，降水多集中在每年的7、8、9三個(gè)月。由于勘查區(qū)全部被第四系風(fēng)積沙掩蓋，可直接接受大氣降水的滲入（經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)：滲入量約占降水量的5%左右）起到收集大氣降水的作用，也起了維持補(bǔ)給地下水的作用。大氣降水在該層滯留后經(jīng)基巖風(fēng)化裂隙和巖層層面緩慢滲入，補(bǔ)給下伏充水含水層，即發(fā)生間接補(bǔ)給。 本區(qū)受大氣降水影響的主要是3-1煤組，由于局部煤層頂板薄，大氣降水可直接通過(guò)第四系沙

10、層直接或間接滲入煤層中，使礦坑充水。 地表水充水因素分析 區(qū)內(nèi)主要地表水為考考賴(lài)溝，發(fā)源于核實(shí)區(qū)東北部龍王廟灘，長(zhǎng)年有水，下游溝口實(shí)測(cè)流量190500l/s，溝兩側(cè)堆積有較厚的第四系風(fēng)積沙，從現(xiàn)有資料分析，在礦體未來(lái)開(kāi)采時(shí)，地表水主要以地表逕流排泄于區(qū)外，滲入地下很少。只有在煤層頂板較薄處開(kāi)采時(shí)，由于開(kāi)采時(shí)的振動(dòng)和采空后產(chǎn)生的冒落帶，可使地表水溝通，造成礦坑充水。本區(qū)3-1煤組局部地段頂板較薄，開(kāi)采時(shí)應(yīng)避開(kāi)這些地段，或采取有效防護(hù)措施，避免事故發(fā)生。 地下水充水因素分析 礦井開(kāi)采方式為井下開(kāi)采，故地下水是礦坑涌水主要的直接充水水源之一。區(qū)內(nèi)3-1煤組以上基巖因受剝蝕，局部較薄，有利于大氣降水的

11、直接或間接滲透補(bǔ)給，易形成地下潛水，在3-1煤組埋藏較淺處，在開(kāi)采時(shí)潛水為主要充水水源。4-2煤及以下煤組頂?shù)装宕蟛慷加休^穩(wěn)定的隔水層，地下水類(lèi)型為承壓水。根據(jù)抽水試驗(yàn)結(jié)果得知：該段水量較小，地下水充水來(lái)源主要以側(cè)向逕流補(bǔ)給為主，對(duì)礦坑充水影響較小。 4-2煤層則選用承壓水計(jì)算公式，開(kāi)采時(shí)涌水量應(yīng)是4-2煤層以上的總和，即：110m3/h。 4、礦區(qū)水文地質(zhì)類(lèi)型的劃分及復(fù)雜程度評(píng)價(jià) 區(qū)內(nèi)完全被第四系風(fēng)積沙掩蓋，易接受大氣降水補(bǔ)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(bǔ)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，單位涌水量均小于0.01 L/

12、sm，地表無(wú)大的水體及建筑，但各抽水段地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，無(wú)大的斷層及裂隙帶，礦井疏干排水不會(huì)引起地表變形。因此，井田水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單。但考慮到考考賴(lài)溝水源地保護(hù)、礦體位于侵蝕基準(zhǔn)面以下等因素。該區(qū)水文地質(zhì)類(lèi)型應(yīng)屬第一第二類(lèi)，第二型，屬于水文地質(zhì)條件中等礦區(qū)。 5、供水水源 本礦采用經(jīng)凈化處理后的井下水作為礦井生產(chǎn)、井下灑水的水源，剩余部分排放到工業(yè)場(chǎng)地附近的烏蘭木倫河。生活用水水源由神東公司自來(lái)水管網(wǎng)供給。 6、礦井涌水量預(yù)算 儲(chǔ)量核實(shí)報(bào)告涌水量預(yù)算，由于含水層厚度受人為劃分及抽水試驗(yàn)受時(shí)間限制等因素，故計(jì)算參數(shù)不同程度的受到一些影響，涌水量也相應(yīng)受到一定的影響。通過(guò)對(duì)4-2煤層選用承壓水計(jì)算公式

13、，開(kāi)采時(shí)涌水量應(yīng)是4-2煤層以上的總和，預(yù)算礦井正常涌水量為110m3/h。經(jīng)與實(shí)際調(diào)查相鄰的烏蘭木倫礦實(shí)際開(kāi)拓巷道涌水量（Q =90110m3/ h）比照，認(rèn)為所選參數(shù)及計(jì)算方法正確，數(shù)據(jù)可靠，可作為預(yù)算礦坑涌水量的依據(jù)。并建議生產(chǎn)部門(mén)在開(kāi)采過(guò)程中根據(jù)實(shí)際涌水量及時(shí)調(diào)整排水設(shè)施。 六、工程地質(zhì) 該區(qū)全部被第四系風(fēng)積砂所覆蓋，風(fēng)積砂厚度基本表現(xiàn)為東及東南部較薄，中西部較厚的特征、區(qū)內(nèi)沒(méi)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(zhì)現(xiàn)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(fēng)積砂滑坡現(xiàn)象。 勘探時(shí)巖石物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)結(jié)果表明：淺部基巖抗壓強(qiáng)度一般較低，隨深度增加，其

14、抗壓強(qiáng)度有所增大。 該區(qū)煤層頂、底板均為侏羅系碎屑巖類(lèi)巖層，斷裂不發(fā)育，煤層間有貧水砂巖分布。上部煤層開(kāi)采后，局部地段冒落帶直接切入第四系，可引起地表塌陷或開(kāi)裂，水沙可潰入礦井。因此，勘型為第三類(lèi)中等復(fù)雜型。 周邊礦井 根據(jù)礦方提供，本礦井周邊有四個(gè)礦井。位于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(yáng)煤礦，南部為神木考考賴(lài)溝煤礦。烏蘭木倫煤礦、華能井煤礦及朝陽(yáng)煤礦位于內(nèi)蒙古自治區(qū)境內(nèi)，三個(gè)礦井均與本礦無(wú)礦權(quán)爭(zhēng)議;神木考考賴(lài)溝煤礦位于陜西省境內(nèi)，該礦井田境界與石圪臺(tái)煤礦井田境界有小部分重合現(xiàn)象,重合部分位于石圪臺(tái)煤礦井田東北部輸水管道保護(hù)煤柱線范圍內(nèi),雖然按照正常開(kāi)采對(duì)本礦無(wú)影響,但

15、兩個(gè)礦井存在礦權(quán)爭(zhēng)議問(wèn)題,不符合有關(guān)規(guī)定。鑒于此種情況,內(nèi)蒙古自治區(qū)煤炭管理部門(mén)與陜西省煤炭管理部門(mén)正在進(jìn)行協(xié)調(diào),由于各種原因,目前暫未解決此事。 八、礦井水害的類(lèi)型及易發(fā)突水事故的地點(diǎn)的分析 1、礦井水害的類(lèi)型 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(chǔ)水空隙特征又分為孔隙水、裂隙水和巖溶水。根據(jù)水源分類(lèi)，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?guī)r水水害等 2、礦井水害事故易發(fā)生的地點(diǎn) 我礦井下易發(fā)生突水事故的地點(diǎn)是礦井正常生產(chǎn)的采煤、掘進(jìn)工作面。在生產(chǎn)過(guò)程中與地表水、地下水或老空水溝通時(shí)，就會(huì)發(fā)生突水事

16、故。 (1)采煤工作面向前推進(jìn)，采空區(qū)頂板自然垮落，自下而上形成了垮落帶、導(dǎo)水裂隙帶和彎曲下沉帶。垮落帶及裂隙帶遇到強(qiáng)含水層或老空區(qū)、老窯、老巷道積水，水會(huì)沿裂隙帶空隙流入井下，造成突水事故。若導(dǎo)水裂縫帶高度到達(dá)地表，與地表的季節(jié)性河流、塌陷坑貫通，也會(huì)造成突水事故。 (2)采煤工作面遇到封孔質(zhì)量不好的鉆孔，穿透含水巖層的鉆孔在采煤過(guò)程中采取的防范措施不力，也會(huì)造成透水事故。 (3)掘進(jìn)工作面在掘進(jìn)過(guò)程中，遇到情況不清的老窯水、采空區(qū)水、老巷道積水、鉆孔水、斷層水、陷落柱水、石灰?guī)r溶洞水、砂巖水等，同樣是易發(fā)生透水事故的地點(diǎn)。 九、礦井發(fā)生突水事故的預(yù)兆 1、掛紅、掛汗、空氣變冷、出現(xiàn)霧氣、水

17、叫、頂板淋水加大、頂板來(lái)壓、底板鼓起或產(chǎn)生裂隙出現(xiàn)透水、水色發(fā)渾有臭味、煤層發(fā)潮發(fā)暗、有害氣體增加等。 2、每次突水前都會(huì)全部些現(xiàn)，有時(shí)可能發(fā)現(xiàn)一個(gè)或幾個(gè)，極個(gè)別情況甚至不出現(xiàn)。因此，必須密切注意，認(rèn)真分析。 十、礦井水害防治的主要措施 防治礦井水災(zāi)的原則是，必須做好水害“預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、有疑必探、先控后掘、先治后采”的水害防治十六字原則。 1、探放水防治措施 （1）掘進(jìn)工作面的支架應(yīng)加固，背牢頂幫，在工作面迎頭打好堅(jiān)固的立柱和擋板，并準(zhǔn)備一定的坑木和麻袋、黃泥等防水材料，以便隨時(shí)堵水；（2）加強(qiáng)探水工作面的瓦斯檢查，當(dāng)瓦斯超過(guò)1%時(shí)，應(yīng)立即停止探水工作；（3）清理水溝，保持水溝暢通；（4）清理巷道，保持安全撤退路線暢通：（5）在打鉆地點(diǎn)或附近安設(shè)專(zhuān)用電話；（6）測(cè)量和探放水人員必須親臨現(xiàn)場(chǎng)指揮。 2防治地表水害的措施 (1)留設(shè)防水煤柱。礦井井田范圍有季節(jié)性河流，對(duì)礦井有危害，有透水的可能，而且不可能排干，可留設(shè)防水煤柱。 (2)溝渠改道。溝渠壓在煤層及巖層露頭部分，對(duì)采礦有透水的威脅，為此對(duì)地面山溝泄洪區(qū)進(jìn)行改道。 (3)積水排干。對(duì)