鳳凰山礦防治水的特點(diǎn)及措施

1、陳永新 副總地質(zhì)測(cè)量部鳳凰山礦礦井防治水的特點(diǎn)鳳凰山礦礦井防治水采取的措施 鳳凰山礦3#煤回采已結(jié)束，現(xiàn)全面進(jìn)入下水平9#和15#煤的開(kāi)采。由于歷史原因，我礦井田內(nèi)地方煤礦最多時(shí)達(dá)52座，井口129個(gè)，資源整合后我礦井田內(nèi)僅保留3座基建礦井，其余全部關(guān)閉。地方煤礦關(guān)閉后停止排水導(dǎo)致采空區(qū)積水將逐漸增多，安全生產(chǎn)面臨嚴(yán)重的水害威脅。為杜絕水害事故的發(fā)生，我礦創(chuàng)建了“防、治、排、撤、救”五位一體防治水綜合保障體系，通過(guò)有效運(yùn)行實(shí)現(xiàn)了水患“可防、可控、可治”，達(dá)到了預(yù)期目的。一、確立防治水管理理念 防治水工程優(yōu)先制 有疑必停、有險(xiǎn)必撤 防排水系統(tǒng)不達(dá)標(biāo)不生產(chǎn) 排水能力寧過(guò)剩毋不足 物探先行、鉆探驗(yàn)證

2、二、防治水工作程序防（預(yù)防）防（預(yù)防）：基礎(chǔ)工作精細(xì)化；治（治理）治（治理）：水患治理科學(xué)化；排（排水）排（排水）：排水系統(tǒng)規(guī)范化；撤（撤離）撤（撤離）：避災(zāi)撤離有序化；救（救援）救（救援）：救援組織嚴(yán)密化。三、防治水組織保障 重置機(jī)構(gòu)、整章建制、完善標(biāo)準(zhǔn)，從嚴(yán)規(guī)范防治水管控流程。成立了由礦長(zhǎng)、黨委書(shū)記任組長(zhǎng)的防治水工作領(lǐng)導(dǎo)組，建立了以總工程師為首的技術(shù)管理體系，總工程師在礦長(zhǎng)的領(lǐng)導(dǎo)下獨(dú)立開(kāi)展防治水工作，并設(shè)有地測(cè)防治水副總配合總工程師開(kāi)展工作。 2010年8月礦成立專門(mén)的防治水管理機(jī)構(gòu)地質(zhì)測(cè)量部及專業(yè)探放水隊(duì)伍鉆探隊(duì)，極大地提升了鳳凰山礦防治水工作的組織保障能力。四、五位一體防治水綜合保障體

3、系v管控流程化v系統(tǒng)規(guī)范化v作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化v排查日?；ㄒ唬┕芸亓鞒袒?、回采工作面防治水管控流程（另附）2、掘進(jìn)工作面防治水管控流程（另附）3、超前探管控流程 為規(guī)范超前探作業(yè)程序，強(qiáng)化考核，我礦制定了一套完整嚴(yán)密的管控流程：超前探設(shè)計(jì)、措施業(yè)務(wù)部門(mén)會(huì)審，總工程師批準(zhǔn)隊(duì)組上報(bào)超前探業(yè)務(wù)聯(lián)系單鉆探隊(duì)安排施工安監(jiān)工、跟班干部現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收填寫(xiě)探放水記錄交接單、探放水管理牌板上井匯報(bào)調(diào)度臺(tái)、安全信息室安監(jiān)工監(jiān)督當(dāng)班進(jìn)尺、允許掘進(jìn)距離班班移交。（二）系統(tǒng)規(guī)范化1、盤(pán)區(qū)排水系統(tǒng)規(guī)范： （1）盤(pán)區(qū)水倉(cāng)至中央水倉(cāng)至少有兩趟獨(dú)立的排水管路，且不能分接其它任何排水點(diǎn)。 （2）新建盤(pán)區(qū)水倉(cāng)必須有主、副倉(cāng)，主、副倉(cāng)的有效容

4、量應(yīng)能單獨(dú)容納盤(pán)區(qū)4個(gè)小時(shí)的正常涌水量。 （3）盤(pán)區(qū)水泵房?jī)膳_(tái)水泵均具備能從任何一趟盤(pán)區(qū)排水管路向中央水倉(cāng)排水的能力。 （4）盤(pán)區(qū)排水管路的總排水能力必須大于盤(pán)區(qū)水泵的排水能力。2、掘進(jìn)巷道排水系統(tǒng)規(guī)范：掘進(jìn)工作面實(shí)現(xiàn)“雙電源、雙系統(tǒng)”。距掌面不超50米熱備5.5kw，距掌面不超150米冷備15kw或30kw潛水泵。掘進(jìn)工作面1000米以內(nèi)必須有一個(gè)容量不小于30m3集中水倉(cāng)，1500米以內(nèi)兩個(gè)集中水倉(cāng)，2000米以內(nèi)三個(gè)集中水倉(cāng)。第一個(gè)集中水倉(cāng)可以使用兩臺(tái)22kw離心泵，第二個(gè)集中水倉(cāng)開(kāi)始必須使用45kw、75KW或132kw離心泵，集中水倉(cāng)內(nèi)不允許使用潛水泵。以上內(nèi)容列入防治水檢查驗(yàn)收一票

5、否決項(xiàng)，不達(dá)標(biāo)不生產(chǎn)。 （三）作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化1、掘進(jìn)工作面在接到業(yè)務(wù)聯(lián)系單后，安排鉆探工到現(xiàn)場(chǎng)施工超前探眼。要求現(xiàn)場(chǎng)鉆機(jī)和鉆桿擺放整齊。（四）排查日?；?根據(jù)井下給區(qū)隊(duì)劃分的責(zé)任區(qū)，確定其責(zé)任區(qū)內(nèi)的防治水職責(zé)，并且生產(chǎn)隊(duì)組均設(shè)有防治水負(fù)責(zé)人，每班設(shè)一名防治水信息員，嚴(yán)格按照排查表格規(guī)定內(nèi)容進(jìn)行水患排查，一般水患每天匯報(bào)，重大隱患第一時(shí)間向調(diào)度臺(tái)匯報(bào)，在汛期堅(jiān)持班班匯報(bào)，確?！爸卮笏疾贿^(guò)班，一般水患不過(guò)天”。另外，每天地測(cè)部在礦早會(huì)匯報(bào)上一天（周、月）的水情。五、建立地質(zhì)和水害事故預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)，制定預(yù)警響應(yīng)措施 見(jiàn)鳳煤防水字201257號(hào)文鳳凰山礦水害預(yù)警管理辦法一、礦井充水條件一、礦井充水條件 在采

6、礦過(guò)程中，一方面揭露破壞了含水層、隔水層和導(dǎo)水?dāng)鄬?，另一方面引起圍巖巖層移動(dòng)和地表塌陷，從而產(chǎn)生地下水或地表水向井筒或巷道涌水的現(xiàn)象，稱為礦井充水。 和構(gòu)成了礦井的充水條件。 礦井充水補(bǔ)給的來(lái)源，稱為充水水源。水流入礦井的通路，稱為充水通道。 鳳凰山礦礦井防治水采取的措施 在采掘過(guò)程中，充水水源的水直接向礦井充水的稱為直接充水水源。它的富水性和導(dǎo)水性對(duì)礦井涌水量大小起主導(dǎo)作用。間接充水水源則是需要經(jīng)過(guò)一定滲透途徑才能與礦井或直接充水含水層發(fā)生密切水力聯(lián)系的水源。通常情況下，間接充水水源與礦井之間有一定厚度的隔水層。充水水源大氣降水地表水地下水老空水（一）大氣降水 從云中降落到地面上的液態(tài)水或固

7、態(tài)水，統(tǒng)稱為大氣降水，包括雨、雪、霰、冰雹等。大氣降水大氣降水 等級(jí)等級(jí) 2424小時(shí)強(qiáng)度等級(jí)（小時(shí)強(qiáng)度等級(jí)（mmmm）小雨 10中雨 1024.9大雨 2549.9暴雨 50小雪 2.5中雪 2.55.0大雪 5.0 鳳凰山礦位于山區(qū)，井筒口全部高于最高洪水位，自建礦以來(lái)從未出現(xiàn)地面大氣降水直接沿井筒灌入井下的情況。另外，由于本井田開(kāi)采煤層蓋山厚度較大，隔水層較發(fā)育，降大到暴雨時(shí)，雨水大部分都沿河道流走，不會(huì)形成大的積水區(qū)。（二）地表水 分別存在于河流、湖泊、沼澤、冰川和冰蓋等地表水體中的水的總稱。 鳳凰山礦井田范圍內(nèi)共有四個(gè)大的水體，分別為山耳東水庫(kù)、車(chē)渠水庫(kù)、東四義湖和柏楊坪水庫(kù)。 地表

8、水地表水山耳東水庫(kù)東四義湖車(chē)渠水庫(kù)柏楊坪水庫(kù)山耳東水庫(kù)：為井田內(nèi)最大的地表水體，常年積水，由于附近已沒(méi)有小礦向其排水，因此今年以來(lái)水位一直處于溢洪道以下，對(duì)鳳凰山礦生產(chǎn)無(wú)危險(xiǎn)，我礦對(duì)所有3層煤都按規(guī)定留設(shè)有防水保護(hù)煤柱。東四義湖：分為東湖和西湖，西湖積水很少，東湖一直有水，需要我礦定期向其補(bǔ)水。由于該湖位于3號(hào)煤露頭風(fēng)化帶上方，其積水沿巖層裂隙大量下滲并流至3318采空區(qū)內(nèi)，由此造成我礦3318必須一直出水。車(chē)渠水庫(kù)：也叫人民水庫(kù)，鳳凰山又叫水上公園，去年到今年對(duì)其進(jìn)行了治理，下方鋪有隔水層。今年水庫(kù)內(nèi)存水比較少，現(xiàn)需要由工業(yè)污水處理廠補(bǔ)水，其對(duì)礦井安全生產(chǎn)無(wú)危險(xiǎn)。柏楊坪水庫(kù)：其積水面積較小，

9、位于礦井的西南角，為了151304工作面的安全回采，經(jīng)協(xié)調(diào)回采前已將積水放至最低水位，通過(guò)地表觀測(cè)發(fā)現(xiàn)151304工作面回采對(duì)其基本無(wú)影響，主要是該處蓋山厚度達(dá)400米左右。地表水向井下嚴(yán)重滲漏，汛期威脅礦井安全時(shí)，應(yīng)在漏水段進(jìn)行河床鋪底或修建人工河床，也可采用河流改道的辦法。當(dāng)河谷下煤層頂?shù)装鍒?jiān)硬，采后形成塌陷溝(坑)，無(wú)條件充填或修人工河床時(shí)，應(yīng)在塌陷溝的上游外圍挖截水溝，在溝谷處修建渡槽。地形有利時(shí)，溝河可以改道。井田內(nèi)有兩條河流，分別是車(chē)渠河和四義河，全部為季節(jié)性河流，雨季才會(huì)流水，水流通暢，對(duì)井下無(wú)影響。94盤(pán)區(qū)在回采94301工作面時(shí)造成工作面上方塌陷嚴(yán)重，河水流到此處時(shí)出現(xiàn)斷流現(xiàn)

10、象，為此在工作面回采結(jié)束后專門(mén)進(jìn)行了河道疏通，確保了水流通暢。今年為了徹底治理好河道礦下?lián)芰艘淮笈Y金。 若礦井井口、平硐硐口存在洪水威脅時(shí)，應(yīng)作如下處理： 治理小窯、采空區(qū)的塌陷坑或巖溶塌陷坑?？筛鶕?jù)情況，分別采用圍、堵、截流、疏導(dǎo)、填土夯實(shí)及設(shè)泵站排水等措施。 有泥石流災(zāi)害的礦區(qū)，應(yīng)治山治坡，植樹(shù)種草。工業(yè)場(chǎng)區(qū)和生活區(qū)要避開(kāi)泥石流，必要時(shí)應(yīng)修建欄洪壩和疏導(dǎo)工程。在易發(fā)生滑坡和塌方處的上游，應(yīng)修建排水截流設(shè)施，下部修建檔土墻。（三）地下水 是貯存于包氣帶以下地層空隙，包括巖石孔隙、裂隙和溶洞之中的水。地下水具有地域分布廣、隨時(shí)接受降水和地表水體補(bǔ)給、便于開(kāi)采、水質(zhì)良好、徑流緩慢等特點(diǎn)。 地下

11、水地下水按含水層性質(zhì)分類，又分為孔隙水裂隙水巖溶水：疏松巖石孔隙中的水?？紫端莾?chǔ)存于第四系松散沉積物及第三系少數(shù)膠結(jié)不良的沉積物的孔隙中的地下水。沉積物形成時(shí)期的沉積環(huán)境對(duì)于沉積物的特征影響很大，使其空間幾何形態(tài)、物質(zhì)成分、粒度以及分選程度等均具有不同的特點(diǎn)。賦存于堅(jiān)硬、半堅(jiān)硬基巖裂隙中的重力水。裂隙水的埋藏和分布具有不均一性和一定的方向性；含水層的形態(tài)多種多樣；明顯受地質(zhì)構(gòu)造的因素的控制；水動(dòng)力條件比較復(fù)雜。 賦存于巖溶空隙中的水。水量豐富而分布不均一，在不均一之中又有相對(duì)均一的地段；含水系統(tǒng)中多重含水介質(zhì)并存，既有具統(tǒng)一水位面的含水網(wǎng)絡(luò)，又具有相對(duì)孤立的管道流；既有向的運(yùn)動(dòng)，又有導(dǎo)水通道

12、與蓄水網(wǎng)絡(luò)之間的運(yùn)動(dòng)；水質(zhì)水量動(dòng)態(tài)受巖溶發(fā)育程度的控制，在強(qiáng)烈發(fā)育區(qū)，動(dòng)態(tài)變化大，對(duì)大氣降水或地表水的補(bǔ)給響應(yīng)快；巖溶水既是賦存于溶孔、溶隙、溶洞中的水，又是改造其賦存環(huán)境的動(dòng)力，不斷促進(jìn)含水空間的演化。 ：埋藏并充滿兩個(gè)穩(wěn)定隔水層之間的含水層中的重力水。承壓水為靜水壓；補(bǔ)給區(qū)與分布區(qū)不一致；動(dòng)態(tài)變化不顯著；承壓水不具有潛水那樣的自由水面，所以它的運(yùn)動(dòng)方式不是在重力作用下的自由流動(dòng)，而是在靜水壓力的作用下，以水交替的形式進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。地下水是煤礦開(kāi)采區(qū)域內(nèi)生活用水的主要來(lái)源，鳳凰山井田范圍內(nèi)有四層含水層，但由于開(kāi)采塌陷的影響，僅剩下一層奧灰含水層，在承壓區(qū)內(nèi)奧灰水對(duì)生產(chǎn)存在一定潛在危險(xiǎn)，因此在承壓

13、區(qū)開(kāi)采需采取一些措施防范。（四）老空水 是指已采掘的舊巷及空洞內(nèi)，常有大量積水，稱為老空水。老空水常為礦井水災(zāi)事故的主要原因。 老空水特點(diǎn)是水壓大，一旦掘透，來(lái)勢(shì)兇猛，具有很大破壞性，但是涌水持續(xù)時(shí)間短，易疏干。老空水酸度大，不能飲用，而且對(duì)井下軌道、金屬支架、鋼絲繩等金屬設(shè)備有腐蝕作用。老空水透出一般伴有有害氣體的涌出。 小窯老空水一般積存時(shí)間長(zhǎng)，水量補(bǔ)給差，屬于“死水”，所以有“掛紅”、酸度大、水味發(fā)澀的特點(diǎn)。小窯、老空水多以靜貯量為主，猶如地下水庫(kù)，一旦突水，來(lái)勢(shì)兇猛，涌水量大，破壞性強(qiáng)。但涌水持續(xù)時(shí)間短，易疏干。以上對(duì)各種充水水源分別進(jìn)行了介紹。但對(duì)晉城煤業(yè)集團(tuán)鳳凰山礦來(lái)說(shuō)，由于歷史的

14、原因，周邊小煤窯和老窯開(kāi)采范圍較大，因此在其關(guān)閉后產(chǎn)生的積水對(duì)其開(kāi)采來(lái)說(shuō)是影響最大的因素，是礦井防治水的關(guān)鍵。只要采取措施到位，可以說(shuō)礦井基本上就不出現(xiàn)水害事故。礦井充水通道決定著礦井涌水形式、涌水地點(diǎn)和涌水量的大小。依據(jù)充水通道的形式和對(duì)礦井涌水作用的大小，充水通道分為斷裂構(gòu)造帶（包括巖溶發(fā)育帶、天窗）、頂板和底板采動(dòng)裂隙（帶）、礦井地表塌陷、巖溶陷落柱、工程充水通道（井筒、小煤窯和鉆孔）等。充水通道（五）斷裂構(gòu)造帶 煤礦生產(chǎn)中遇到的各種斷裂構(gòu)造，其規(guī)模大小及水文地質(zhì)性質(zhì)不盡相同，對(duì)煤礦的充水影響各有差異。不過(guò)，國(guó)內(nèi)外煤礦的突水有90%以上是斷層和裂隙引起的。根據(jù)它們與礦井充水水源的關(guān)系，以

15、及斷裂構(gòu)造對(duì)采礦的影響，可將斷裂構(gòu)造分為含水的、導(dǎo)水的、隔水的三類。 鳳凰山礦在已揭露的斷裂構(gòu)造中，大部分不出水，但在15號(hào)煤掘進(jìn)過(guò)程中一些地段K2頂板裂隙和裂縫出水較大，甚至錨桿（索）孔出水。例如：三水平五盤(pán)區(qū)水倉(cāng)附近頂板裂隙掘進(jìn)出水最大達(dá)5m3/h；155303軌道巷掘進(jìn)時(shí)頂板裂縫出水最大達(dá)10m3/h；154307工作面巷道掘進(jìn)過(guò)程中揭露的部分?jǐn)鄬右灿猩倭坑克?，但幾個(gè)班后就不在出水。（六）頂板采動(dòng)裂隙 回采工作面上方巖層，因其強(qiáng)度及距離采空區(qū)距離的不同，通常在采動(dòng)條件下表現(xiàn)出不同的變形破壞特征。隨著工作面的不斷推進(jìn)，在老頂跨落的同時(shí)，煤層上覆巖層的移動(dòng)變形和破壞也開(kāi)始了。這種破壞是直接頂

16、板冒落、老頂裂開(kāi)，向上發(fā)展為彎曲、下沉，直至地表。一般將采動(dòng)破壞的頂板冒落帶、裂隙帶統(tǒng)稱為導(dǎo)水裂隙帶。 開(kāi)采緩傾斜煤層，覆巖導(dǎo)水裂隙帶的高度為開(kāi)采厚度的10-16倍。 鳳凰山礦井下9號(hào)煤采動(dòng)后導(dǎo)水裂隙帶可到達(dá)3號(hào)煤采空區(qū)，15號(hào)煤采動(dòng)后導(dǎo)水裂隙帶可到達(dá)9號(hào)煤采空區(qū)，因此對(duì)于上方采空區(qū)有積水時(shí)回采前必須對(duì)其進(jìn)行打鉆放水，否則回采過(guò)程中極易造成水害事故。（七）底板采動(dòng)裂隙 采掘活動(dòng)在破壞頂板的同時(shí)，同樣也破壞了底板巖層的天然受力狀態(tài)，造成煤層底板破壞，從而造成煤層與下伏含水層之間有效隔水層厚度的減小。 鳳凰山礦由于底板下方不存在影響開(kāi)采的含水層，所以未對(duì)其進(jìn)行研究。二、采取的措施鳳凰山礦礦井防治水

17、采取的措施1 1、物探物探2 2、鉆探鉆探3 3、留設(shè)防水煤（巖）柱留設(shè)防水煤（巖）柱4 4、閉墻上留設(shè)返水池或、閉墻上留設(shè)返水池或返水管返水管5 5、加強(qiáng)排水與日常排查加強(qiáng)排水與日常排查1 1、物探、物探：鳳凰山礦主要采取地面瞬變電磁探測(cè)，目前已進(jìn)行的區(qū)域有三水平四盤(pán)區(qū)、三水平一、二盤(pán)區(qū)，一五三盤(pán)區(qū)將在2013年開(kāi)展物探工作。通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以基本判明各采空區(qū)的積水分布情況。 井下物探可以為工作面鉆探驗(yàn)證提供依據(jù)，掘進(jìn)工作面只有進(jìn)行物探后才允許在探放水線以外實(shí)施3個(gè)鉆孔驗(yàn)證。2 2、鉆探、鉆探：鉆探是井下主要的防治水措施。 掘進(jìn)工作面：為了防治與前方積水體無(wú)計(jì)劃貫通形成水害事故，必須在物探基礎(chǔ)上使

18、用鉆機(jī)施工2-3個(gè)鉆孔進(jìn)行驗(yàn)證，有水放水，積水放出后方可向前掘進(jìn)。無(wú)水情況下需留足安全煤柱再向前掘進(jìn)。 案例：95305進(jìn)風(fēng)巷（現(xiàn)95305東工作面西側(cè)）施工過(guò)程中，地測(cè)部門(mén)調(diào)查上方興王莊煤礦曾越層由3號(hào)煤進(jìn)入9號(hào)煤非法開(kāi)采，及時(shí)下發(fā)了隱患通知單，機(jī)掘二隊(duì)嚴(yán)格執(zhí)行先探后掘規(guī)定，掘進(jìn)70余米與興王莊九號(hào)煤層巷道探透出水，機(jī)掘二隊(duì)根據(jù)事先制定的安全措施安全通過(guò)，避免了水淹巷道事故。 回采工作面：為了確保工作面的安全回采，工作面在回采前都將進(jìn)行探放水設(shè)計(jì)與施工，分兩部分進(jìn)行，一部分為同煤層探放水，主要在兩巷垂直工作面沿煤層施工探放水孔，確保工作面內(nèi)無(wú)積水。另一部分為探放上方老空區(qū)積水，兩巷掘進(jìn)過(guò)程中

19、都將在指定位置施工探放水鉆場(chǎng)或探放水巷，在排水系統(tǒng)到位情況下，方可進(jìn)行該項(xiàng)工作。只有將上方積水徹底放盡后，才允許工作面進(jìn)行回采。 案例一：151304工作面上方為91324工作面采空區(qū)，其內(nèi)有大量積水，回采前分別在151207巷、151208巷和151304泄水巷進(jìn)行了探放水，最大放水量達(dá)220m3/h，放水總量 萬(wàn)方。 案例二：155303工作面上方為95310工作面采空區(qū)和小窯采空區(qū)，其中95310工作面采空區(qū)內(nèi)有大量積水，回采前在其皮帶巷內(nèi)施工的兩條探放水巷內(nèi)進(jìn)行了探放水，最終將其內(nèi)的大量積水進(jìn)行了釋放。另外，在155303工作面切眼也進(jìn)行了探放水，將其上方3號(hào)煤小窯采空區(qū)內(nèi)的積水成功放出，最大單孔出水量達(dá)100m3/h。該工作面共放水量達(dá)40萬(wàn)方。3 3、留設(shè)防水煤（巖）柱、留設(shè)防水煤（巖）柱 對(duì)于大的地表水體、主要鉆孔、礦界等全部按規(guī)定留設(shè)防水煤（巖）柱對(duì)其進(jìn)行保護(hù)。地表水體和主要鉆孔煤柱主要通過(guò)一定理論計(jì)算后進(jìn)行留設(shè)。礦界煤柱一般規(guī)定為20米，在導(dǎo)水?dāng)鄬痈浇鼤r(shí)按公式留設(shè)，但不得小于20米。4 4、閉墻上留設(shè)返水池或返水管、閉墻上留設(shè)返水池或返水管 為了確保閉墻施工后，在采空區(qū)內(nèi)積水長(zhǎng)期的作用下出現(xiàn)事故，鳳凰山礦目前施工的所有