30萬噸年煤礦礦井防治水專項(xiàng)設(shè)計(jì)大學(xué)論文

⑤封閉不良鉆孔以往詳查及勘探過程中的所有鉆孔都未進(jìn)行鉆孔啟封試驗(yàn)，封孔質(zhì)量不明。如果有封閉不良鉆孔存在，它們可能成為溝通地表水、地下水與礦井的通道。第三節(jié)水害基本類型及危害程度造成礦井水害的水源有大氣降水、地表水、地下水和老空水。其中地下水按其儲水空隙特征又分為孔隙水、裂隙水和巖溶水等。根據(jù)水源分類，礦井水害分為：地表水水害、老空水水害、孔隙水水害、裂隙水水害和巖溶水水害等。根據(jù)本礦井的具體實(shí)際，對其可能形成的水害類型分析如下：（1）大氣降水：是主要的充水水源。含煤地層裸露，直接接受大氣降水補(bǔ)給，其直接充水強(qiáng)度和降水的強(qiáng)度及持續(xù)時間有著密切聯(lián)系，大氣降水對礦井威脅程度較大。（2）老窯水：區(qū)內(nèi)老窯和小煤礦分布廣泛，且開采歷史悠久，老窯采空冒落造成地表開裂、塌陷，導(dǎo)致地表水由裂隙滲入蓄積。經(jīng)調(diào)查，老窯大多有積水，老窯水對礦井威脅程度嚴(yán)重，礦井應(yīng)重點(diǎn)防范。（3）滑坡水：滑坡體巖石較破碎，具有良好的透水性，特別是雨季泉水流量猛增。因此，開采滑坡體下伏煤層或布置大巷時，應(yīng)注意采取措施，防止滑坡水浸入。通過分析，本礦滑坡水對礦井威脅程度不大。（4）礦井直接充水層：含煤地層含、隔水層呈間互狀，含水性弱，但具一定的承壓性，開采時，如不做好排水準(zhǔn)備將直接影響礦井生產(chǎn)和安全，礦井直接充水層對礦井影響不大。（5）斷層帶水：正斷層較逆斷層導(dǎo)水性略強(qiáng)，本礦斷層導(dǎo)水性較弱，由于本礦構(gòu)造復(fù)雜，故斷層帶水對礦井的水害威脅較大。（6）含水層、強(qiáng)含水層：區(qū)內(nèi)主要巖溶含水層為茅口組（P2m）碎屑巖溶含水層，本礦含水層雖然與含煤地層有一定厚度的地層隔開，但當(dāng)斷層切割并使其與含煤地層接觸時，開采這些地段也容易出現(xiàn)隱患。加強(qiáng)對斷層的探查，當(dāng)井巷掘進(jìn)至斷層附近時，首先采用超前探測技術(shù)對斷層進(jìn)行探測，初步確定斷層位置，再采用鉆探進(jìn)行驗(yàn)證，精確探查其落差、傾角和水文地質(zhì)性質(zhì)。在對斷層探查的基礎(chǔ)上針對斷層留設(shè)防水煤（巖）柱，以及設(shè)計(jì)巷道過斷層的技術(shù)方案。第四節(jié)水文地質(zhì)類型井田內(nèi)有百車河，溪溝發(fā)育，且雨季流量較大，在自然狀態(tài)下是地下水補(bǔ)給河水，河流、溪溝是地下水的排泄地帶；本區(qū)以充水水源以大氣降水為主，充水方式以裂隙充水為主，水文地質(zhì)類型為中等類型。第五節(jié)礦井涌水量預(yù)計(jì)由于礦井正在建設(shè)中，所收集到礦井實(shí)測涌水量資料于開采煤層時可比性不強(qiáng)，所以本次預(yù)算，將引用2010年02月貴州省煤礦設(shè)計(jì)研究院編制的《水城縣阿戛涼水溝煤礦生產(chǎn)地質(zhì)報(bào)告》老井的涌水量來作為本次預(yù)算的依據(jù)。一、礦井涌水量的相關(guān)因素及規(guī)律《水城縣阿戛涼水溝煤礦生產(chǎn)地質(zhì)報(bào)告》實(shí)地調(diào)查主要在礦井內(nèi)水倉處測試礦井的實(shí)際涌水量，結(jié)合業(yè)主對礦井涌水量的長期觀測和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析。礦井有頂板淋水、滴水現(xiàn)象，停采后多有積水，甚至與大氣降水有水力聯(lián)系。隨著開采深度的增加，井下涌水量將會隨之增大。二、礦井涌水量預(yù)計(jì)的方法、依據(jù)及結(jié)果本礦區(qū)煤系地層含水性弱。根據(jù)業(yè)主提供資料及本次實(shí)地調(diào)查，（原）懷亮煤礦井下最大涌水量為60m3／h，正常涌水量為15m3／h?？紤]本礦區(qū)濕度大，降水量集中，雨季長，細(xì)雨頻繁的特征采用比擬法預(yù)算年平均、雨季平均、雨季月最大平均的礦坑涌水量。該礦是以斜井開拓，主采C12號煤層，（原）懷亮煤礦主井井口標(biāo)高1669.247m，開采煤層底板標(biāo)高+1500m。本次采用比擬法計(jì)算礦井涌水量如下。1、計(jì)算公式：Q=Q1×[H×（S÷S1）0.5÷H1]0.5式中：Q—預(yù)測礦井未來涌水量(m3/h)；H—未來開采區(qū)垂直深度（m）；S—未來開采礦區(qū)面積(km2)；Q1—已知礦井實(shí)測涌水量(m3/h)；H1—已采礦井垂直深度（m）；S1—已知礦井采區(qū)面積(km2)；2、計(jì)算參數(shù)的確定A、已知礦井實(shí)測涌水量（Q1）：本次實(shí)測礦井涌水量，最大涌水量為60m3/h，正常涌水量為15m3/h。B、已知礦井采區(qū)面積（S1）：約為0.1km2。C、已采礦井垂直深度（H1）：本礦生產(chǎn)礦井井口標(biāo)高1669.247m，現(xiàn)有工作面采掘標(biāo)高1500m，故開采礦井垂直深度為169.247m。D、未來一水平開采礦區(qū)面積（S）：礦區(qū)開采限于礦界范圍，從C12煤層立面投影圖上讀取，約為0.6km2。E、未來一水平開采區(qū)垂直深度（H）：從C12煤層儲量估算圖上讀取最高標(biāo)高為1000m，若開采1000m之上的煤炭資源量，則未來開采礦井垂直深度為669.247m。表5-SEQ表5-\*ARABIC1比擬法預(yù)測礦井涌水量計(jì)算表計(jì)算公式Q=Q1×[H×（S÷S1）0.5÷H1]0.5取值計(jì)算參數(shù)H未來開采區(qū)垂直深度（m）669.247S未來開采礦區(qū)面積(km2)0.6Q1已知礦井實(shí)測涌水量(m3/h)60(最大)15(正常)H1已采礦井垂直深度（m）169.247S1已知礦井采區(qū)面積(km2)0.1計(jì)算結(jié)果Q最大=187(m3/h)，Q正常=47(m3/h)根據(jù)比擬法所預(yù)測礦井涌水量是以（原）涼水溝煤礦生產(chǎn)礦井的實(shí)測涌水量基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算，該礦井現(xiàn)有采掘面標(biāo)高為1500m，未包括老空水和地表水對礦井可能的充水。礦井在未來一水平+1000m之上的各含水層與地表水體之間水力聯(lián)系緊密，礦山未來開采過程中，應(yīng)注意地表水及老窯采空區(qū)積水對礦床充水的影響。第五章礦井水害防治方案第一節(jié)水害防治方案的確定礦井應(yīng)根據(jù)礦井水害的實(shí)際情況，制定相應(yīng)防治水措施。針對即將進(jìn)行回采的工作面，在回采前對上部采空區(qū)積水進(jìn)行探放（疏水降壓措施），在掘進(jìn)中采取邊探邊掘，防止誤穿巖溶裂隙，對地表主要影響井下的漏水區(qū)域，采取人工修建排洪溝，盡量減少對井下充水補(bǔ)給，對下水平揭露較大主要出水點(diǎn)進(jìn)行注漿堵水，減少排水量。第二節(jié)水害防治工程的設(shè)置一、以排為主及井下排水工程根據(jù)“安全第一，預(yù)防為主”的方針，在井田有水害區(qū)域的地面及井下設(shè)置相應(yīng)的防水害設(shè)施。礦井應(yīng)結(jié)合經(jīng)批準(zhǔn)的開采方案設(shè)計(jì)及安全專篇，在+1370m水平井底車場附近建設(shè)水泵房、水倉、管子道等工程，形成完善可靠的排水系統(tǒng)。提高抵御水患的能力。二、堵疏結(jié)合為防止大氣降水滲入礦井，每年雨季來臨前，應(yīng)對礦井范圍及周邊地表進(jìn)行調(diào)查，對能引起地表水入滲井下的各種通道，如地裂縫、廢棄小窯、井筒等，用粘土或水泥進(jìn)行堵填，防止地表水的滲入。三、加強(qiáng)探放探放水是礦井防治水害的主要手段之一，“預(yù)測預(yù)報(bào)、有疑必探、先掘后探、先治后采”是生產(chǎn)礦井防治水害的基本原則。第六章防水安全煤（巖）柱留設(shè)第一節(jié)防水安全煤（巖）柱的種類在受水害威脅的地方，預(yù)留一定寬度和高度的煤層不采，使工作面和水體保持一定的距離，以防止地下水或其它水源潰入井下，必須留設(shè)防水煤（巖）柱。由于井田各含水層之間的垂直水力聯(lián)系通道目前尚未掌握清楚，含水層的裂隙發(fā)育情況以及含水層的水力補(bǔ)給情況有待查明，含水層橫向富水性及塊段間的差異也不明，因此防水煤（巖）柱的留設(shè)尤為重要，設(shè)計(jì)防水煤（巖）柱主要有以下幾種：1、煤層露頭防水煤（巖）柱；2、地表水體防水煤（巖）柱；3、斷層兩側(cè)防水煤（巖）柱；4、井田技術(shù)邊界留設(shè)防水煤（巖）柱；5、水平或采區(qū)留設(shè)邊界防水煤（巖）柱；6、采空區(qū)防隔水煤（巖）柱；7、其它類型防水煤柱。根據(jù)礦井的實(shí)際情況，需留設(shè)以下防水煤(巖)柱：1、煤層露頭防隔水煤（巖）柱2、斷層防水煤（巖）柱3、井田邊界、相鄰水平、采區(qū)邊界防水煤（巖）柱4、采空區(qū)（老空區(qū)）防隔水煤（巖）柱5、導(dǎo)水鉆孔防隔水煤（巖）柱。第二節(jié)防水煤（巖）柱留設(shè)一、防水煤（巖）柱的留設(shè)原則（1）在有突水威脅但又不宜疏放或注漿堵水（疏放會造成成本大大提高時）的地區(qū)采掘時，必須留設(shè)防水煤（巖）柱。（2）防水煤柱一般不能再利用，故要在安全可靠的基礎(chǔ)上把煤柱的寬度或高度降低到最低限度，以提高資源的利用率。（3）留設(shè)防水煤（巖）柱必須與礦井的地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件、煤層賦存條件、圍巖的物理力學(xué)性質(zhì)、煤層的組合結(jié)構(gòu)方式等自然因素密切結(jié)合，還要與采煤方法、開采強(qiáng)度、支護(hù)形式等人為因素互相適應(yīng)。（4）一個井田或一個水文地質(zhì)單元的防水煤（巖）柱應(yīng)該在它的總體開采設(shè)計(jì)中確定，即開采方式和井巷布局必須與各種煤柱的留設(shè)相適應(yīng)，否則，會給以后煤柱的留設(shè)造成極大的困難，甚至無法留設(shè)。（5）在多煤層地區(qū)，各煤層的防水煤（巖）柱必須統(tǒng)一考慮，以免某一煤層的開采破壞另一煤層的煤(巖)柱，致使整個防水煤（巖）柱失效。（6）在同一地點(diǎn)有兩種或兩種以上留設(shè)煤（巖）柱的條件時，所留設(shè)的煤（巖）柱必須滿足各個留設(shè)煤（巖）柱的條件。（7）對防水煤（巖）柱的維護(hù)要特別嚴(yán)格，因?yàn)槊海◣r）柱的任何一處被破壞，必將造成整個煤（巖）柱無效。防水煤（巖）柱一經(jīng)留設(shè)不得破壞，巷道必須穿過煤柱時，必須采取加固巷道、修建防水閘門和其它防水設(shè)施，保護(hù)煤（巖）柱的完整性。（8）留設(shè)防水煤（巖）柱所需的數(shù)據(jù)必須在本地區(qū)取得。鄰區(qū)或外地的數(shù)據(jù)只能參考，如果需要采用，應(yīng)適當(dāng)加大安全系數(shù)。（9）防水巖柱中必須有一定厚度的粘土質(zhì)隔水巖層或裂隙不發(fā)育、含水性極弱的巖層，否則防水巖柱將無隔水作用。二、防水煤（巖）柱的留設(shè)1、煤層露頭防隔水煤（巖）柱煤層露頭防隔水煤（巖）柱的留設(shè)按以下公式留設(shè)，煤層露頭被松散富含水層覆蓋時：H防＝H裂+H?！?0m式中：H防——防水煤（巖）柱高度（m）；H裂——垂直煤層的導(dǎo)水裂隙帶最大高度H裂＝=51.63m；H保——保護(hù)層厚度，m；H冒＝（1～2）M，m；H保＝6M/n＝6×28.52/11＝15.55m；根據(jù)《煤礦建設(shè)工程安全監(jiān)察手冊》P187附錄七，其中M為最大煤層累計(jì)采厚28.52m（C1、C5、C8、C9、C12、C13、C15、C16、C18a、C26、C66、C67-69煤層的累計(jì)厚度），n為分層數(shù)。H防＝H裂+H保＝51.63+15.55m≈67.18m。故，煤層露頭防隔水煤（巖）柱寬度取70m。2、斷層兩側(cè)防水煤（巖）柱斷層破壞了巖層的完整性，常常成為含水層間的聯(lián)系通道。斷層的某一區(qū)段是否導(dǎo)水、導(dǎo)水性強(qiáng)弱等情況取決于斷層兩側(cè)巖層的接觸關(guān)系、含水層的水壓以及采礦活動對斷層的重復(fù)破壞作用。由于斷層的導(dǎo)水性和富水性很不均一，同一斷層的不同部位或地段，往往出現(xiàn)較大的差異，工作面回采引起的巖層移動，會導(dǎo)致局部應(yīng)力重新分布，極易使斷層的導(dǎo)水性增強(qiáng)，未探明的地質(zhì)構(gòu)造，也嚴(yán)重威脅礦井的安全生產(chǎn)。因此，在施工以前要盡量探清地質(zhì)報(bào)告未探明的小構(gòu)造，在施工及生產(chǎn)過程中還應(yīng)根據(jù)井下應(yīng)力變化和開采引起的冒落裂隙帶情況，分析斷層兩盤巖性，采取必要的防水措施。①含水或?qū)當(dāng)鄬臃栏羲褐牧粼O(shè)煤層直接和富含水層、導(dǎo)水?dāng)鄬咏佑|，頂?shù)装鍩o突水可能，即煤柱主要是順層受壓時，根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》所推薦公式計(jì)算煤柱寬度：L=0.5KM≥20m式中：L——煤柱留設(shè)的寬度，m；K——安全系數(shù)，一般取2～5；M——煤層厚度或采高，m；P——水頭壓力，MPa；Kp——煤的抗拉強(qiáng)度，MPa。②煤層與強(qiáng)含水層或?qū)當(dāng)鄬咏佑|時，并局部被覆蓋時，其防水煤柱留設(shè)計(jì)算公式：A、當(dāng)含水層頂面高于最高導(dǎo)水裂隙帶上限時，斷層防隔水煤柱留設(shè)計(jì)算公式：L＝L1+L2+L3＝Hacscθ+HLcotθ+HLcotδB、當(dāng)最高導(dǎo)水裂隙帶上限高于斷層上盤含水層時，防水煤柱的留設(shè)計(jì)算公式：L＝L1+L2+L3＝Ha（sinδ-cosδcotθ）+（Hacosδ+M）·（cotθ+cotδ）≥20m式中：L——防隔水煤(巖)柱寬度，m；L1、L2、L3——防隔水煤(巖)柱各分段寬度，m；HL——最大導(dǎo)水裂隙帶高度，m；θ——斷層傾角，（°）δ——巖層塌陷角，（°）M——斷層上盤含水層層面高出下盤煤層底板的高度，m；Ha——斷層安全防隔水煤（巖）的寬度，m；Ha值應(yīng)根據(jù)礦井實(shí)際觀測資料來確定，即通過總結(jié)本礦區(qū)在斷層附近開采時發(fā)生突水和安全開采的地質(zhì)、水文地質(zhì)資料，計(jì)算其水壓（P）與防隔水煤（巖）柱厚度（M）的比值（Ts=P/M）,并將各點(diǎn)之值標(biāo)到以Ts=P/M為橫軸，以埋藏深度HO為縱軸的坐標(biāo)紙上，找出Ts值的安全臨界線。Ha值也可以按下列公式計(jì)算

Ha＝P/Ts+10式中：P——防隔水煤(巖)柱所承受的靜水壓力,MPa；Ts——臨界突水系數(shù)，MPa；10——保護(hù)帶寬度，一般取10m。本礦區(qū)如無實(shí)際突水系數(shù)，可參考其它礦區(qū)資料，但選用時應(yīng)當(dāng)綜合考慮隔水層的巖性、物理力學(xué)性質(zhì)、巷道跨度或工作面的空頂距、采煤方法和頂板控制方法等一系列因素。

③煤層位于含水層上方，斷層又導(dǎo)水的情況下，防隔水煤(巖)柱的留設(shè)主要應(yīng)考慮兩個方向上的壓力，一是煤層底部隔水層能否承受下部含水層水的壓力；二是斷層水在順煤層方向上的壓力。當(dāng)考慮底部壓力時，應(yīng)當(dāng)使煤層底板到斷層面之間的最小距離（垂距），大于安全煤柱的高度（Ha）的計(jì)算值，并不得小于20m。計(jì)算公式為：

L=Ha/sinθ≥20m式中：θ為斷層傾角（°），其余參數(shù)同前。根據(jù)以上兩種方法計(jì)算的結(jié)果，取用較大的數(shù)字，但仍不得小于20m。如果斷層不導(dǎo)水，防隔水煤（巖）柱的留設(shè)尺寸，應(yīng)當(dāng)保證含水層頂面與斷層面交點(diǎn)至煤層底板間的最小距離，在垂直于斷層走向的剖面上大于安全煤柱的高度（Ha）時即可,但不得小于20m。

該礦為煤層群開采，累計(jì)開采厚度沒有超過10m，垮落帶與導(dǎo)水裂隙帶的高度的計(jì)算按《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程》附表6-1和附表6-2所推薦的計(jì)算公式：Hm＝100∑M/（4.7∑M+19）±2.2Hli＝100∑M/（1.6∑M+3.6）±5.6式中：∑M——累計(jì)采厚，m；④斷層防水煤柱的留設(shè)計(jì)算結(jié)果生產(chǎn)地質(zhì)報(bào)告在井田資源量的計(jì)算過程中，沒有考慮斷層防水煤柱的計(jì)算，本次煤柱計(jì)算由于地質(zhì)報(bào)告沒有提供各煤層的抗張強(qiáng)度及隔水層所承受的水壓等計(jì)算參數(shù)，查閱相鄰礦區(qū)亦無該方面的資料。雖然地質(zhì)報(bào)告提供斷層導(dǎo)水性弱，但考慮到受采動影響導(dǎo)致斷層具有導(dǎo)水性，因此本礦斷層留設(shè)斷層防水煤柱，斷層防水煤柱取經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。所定原則暫按如下：A、落差在15m以下的斷層煤柱兩側(cè)各取15m，如斷層有導(dǎo)水性則取20m。B、落差大于15m，小于30m的斷層的煤柱兩側(cè)各取30m。C、落差大于30m，小于50m的斷層煤柱兩側(cè)各取50m。D、落差大于50m以上的斷層煤柱通過計(jì)算留設(shè)?！端强h阿戛涼水溝煤礦資源儲量核實(shí)報(bào)告》在井田資源量的計(jì)算過程中，沒有考慮斷層防水煤柱的計(jì)算，本次煤柱計(jì)算由于地質(zhì)報(bào)告沒有提供各煤層的抗張強(qiáng)度及隔水層所承受的水壓等計(jì)算參數(shù)，查閱相鄰井田亦無該方面的資料。因此本礦井?dāng)鄬臃浪褐〗?jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，通過計(jì)算設(shè)計(jì)留設(shè)斜長20m。本礦F1斷層落差大于50m，該斷層的煤柱兩側(cè)各取50m。3、井田邊界、相鄰水平、采區(qū)邊界防水煤（巖）柱的留設(shè)井田水文地質(zhì)條件為中等復(fù)雜類型，結(jié)合礦井周邊實(shí)際情況，礦井邊界煤柱暫按40m留設(shè)；采區(qū)邊界煤柱暫按20m留設(shè)。礦井投產(chǎn)后在根據(jù)實(shí)際相關(guān)參數(shù)，在保證安全的前提下調(diào)整邊界煤柱尺寸。4、采空區(qū)（老空區(qū)）防隔水煤（巖）柱①巷道在采空區(qū)積水區(qū)下掘進(jìn)時，巷道與水體之間的最小距離，不得小于巷道高度的10倍，即10×3=20m，取30m；（巷道最大邊沿高度取3m）②礦井在采空區(qū)積水區(qū)下同一煤層中進(jìn)行開采時，若采空區(qū)積水區(qū)的界線已基本查明，則用下述公式計(jì)算隔離煤柱寬度：L＝0.5KM≮20m式中：L——順層防水煤柱寬度（m）；M——煤厚或采高（m）；KP——煤的抗張強(qiáng)度（kgf/cm2），KP＝10kgf/cm2；P——水頭壓力（kgf/cm2），P＝50kgf/cm2；K——安全系數(shù)，一般取2～5，本設(shè)計(jì)取5。經(jīng)計(jì)算并結(jié)合實(shí)際情況確定和安全設(shè)施設(shè)計(jì)審查標(biāo)準(zhǔn)，礦井在采空區(qū)積水區(qū)下同一煤層中進(jìn)行開采時，若采空區(qū)積水區(qū)的界線已基本查明，根據(jù)以上公式，計(jì)算得各煤層隔離煤柱寬度見表6－2－1。表6－2－1各煤層隔離煤柱寬度計(jì)算表編號煤層編號最大煤層厚度（m）煤柱（m）實(shí)際留設(shè)寬度（m）1C17.168.7702C52.6425.6303C81.8217.61204C93.735.82405C125.3451.69556C133.6635.42407C151.817.42208C162.1220.52259C18a1.9418.772010C261.3613.162511C661.716.452012C67-692.120.3325該礦首采C1煤層，原采空區(qū)對設(shè)計(jì)首采煤層影響不大，但淺部老窯較多，掘進(jìn)過程中應(yīng)加強(qiáng)探放水措施，防止老窯透水事故。③在水淹區(qū)下或老窯積水區(qū)下的煤層中進(jìn)行回采時，隔水煤柱的尺寸，不得小于導(dǎo)水裂隙帶最大高度與保護(hù)帶高度之和。由于本區(qū)煤炭開采歷史悠久，井田范圍內(nèi)老窯較多。老窯被廢棄或查封，在實(shí)測過程中，存在井下巷道垮塌無法進(jìn)行測量的情況，建議業(yè)方加強(qiáng)調(diào)查，摸清小煤礦和老窯的開采范圍、開采深度及積水情況，采取切實(shí)可行的安全措施后才可以布置工作面回采。5、井筒煤（巖）柱的留設(shè)根據(jù)《煤礦開采學(xué)》中提供的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值，井筒煤柱留設(shè)20m。6、導(dǎo)水鉆孔防隔水煤（巖）柱在該礦區(qū)域內(nèi)僅有7個地質(zhì)鉆孔，鉆孔封孔情況不詳，設(shè)計(jì)采取對鉆孔周邊留設(shè)防水煤柱的安全措施。導(dǎo)水鉆孔按下列方法留設(shè)防水柱水煤柱。當(dāng)導(dǎo)水鉆孔的位置比較確切，有測斜資料可以定位，但地面啟封和井下探查處理都有困難時，按下述公式留設(shè)防水煤柱：L=0.5KM≮20m式中：L——防水煤柱寬度(m)；M——煤層厚度或采高(m)；KP——煤的抗張強(qiáng)度（kgf/cm2），KP取10kgf/cm2；P——水頭壓力（kgf/cm2），P＝50kgf/cm2；K——安全系數(shù)，一般取2～5，本設(shè)計(jì)取5。通過以上公式，導(dǎo)水鉆孔防隔水煤（巖）柱留設(shè)寬度按表7－2－1留設(shè)。用上式計(jì)算后，再用下式計(jì)算結(jié)果進(jìn)行校正。取其大值為半徑，以鉆孔中心點(diǎn)為圓心，所得圓面積即為導(dǎo)水鉆孔的防水煤柱。L＝Hcosα+F式中：L——導(dǎo)水鉆孔防水煤柱厚度（m）；H——導(dǎo)水裂隙帶高度（m）；α——巖層塌陷角（°）；F——鉆孔偏離系數(shù)。通過計(jì)算，設(shè)計(jì)下煤組各煤層各類防水煤柱詳見表6－2－2。表6－2－2下煤組各煤層各類防水煤柱表煤層序號煤柱類型煤柱尺寸（m）C1C5C8C9C12C13C15C16C18aC26C66C67-691煤層露頭防隔水煤柱9090909090909090909090902斷層兩側(cè)防水煤（巖）柱20、3020、3020、3020、3020、3020、3020、3020、3020、3020、3020、3020、303井田邊界4040404040404040404040404采區(qū)邊界防水煤（巖）柱2020202020202020202020205采空區(qū)（防隔水煤（巖）柱7030204055402025202520256井筒煤（巖）柱的留設(shè)2020202020202020202020207導(dǎo)水鉆孔防隔水煤柱703020405540202520252025第七章礦井防治水措施第一節(jié)礦井開拓、開采所采取的安全保證措施一、礦井開拓工程位置及層位選擇1、井筒位置的選擇涼水溝煤礦工業(yè)場地選擇在地名為“瓦房寨”東南面約500m左右的平緩地段。其中：主斜井井口標(biāo)高為+1660.401m、副斜井井口標(biāo)高為+1680m、回風(fēng)斜井井口標(biāo)高為+1687m、工業(yè)場地、后期主斜井井口標(biāo)高為+1680m，各井口均不受洪水威脅。經(jīng)現(xiàn)場踏勘、工業(yè)場地的地勢較為開闊，自然地形坡度在5～15%左右，場區(qū)無溶洞、滑坡等不良工程地質(zhì)?，F(xiàn)用主斜井井筒等井巷工程均由原有巷道改造而成。開拓巷道在改造施工中基本不會造成對隔水層的破壞，因此，發(fā)生底板突水的可能性較小。另外，新增的副斜井、回風(fēng)斜井、11軌道石門基本沿煤層底板布置，也基本不會造成對隔水層的破壞。2、水平劃分該礦開采標(biāo)高為+1620～+1000m，全礦區(qū)共劃分為兩個水平、三個采區(qū)開采，一水平為一個采區(qū)；二水平為上、下山開采，有二采區(qū)和三采區(qū)。采用三條下山聯(lián)系深部采區(qū)。后期上、下山均布置于C26煤層底板巖層中。二、采掘工程所采取的防治水措施礦井的采掘工程除必須嚴(yán)格執(zhí)行“預(yù)測預(yù)報(bào)、有掘必探、先探后掘、先治后采”的措施，同時還必須堅(jiān)持“有疑必?！?，還應(yīng)采取以下的措施：（1）礦井應(yīng)編制礦區(qū)水害防治規(guī)劃、年度水害防治規(guī)劃和水害應(yīng)急預(yù)案，建立水害預(yù)測預(yù)報(bào)制度。（2）持續(xù)觀測“三帶”發(fā)育高度。當(dāng)導(dǎo)水裂隙帶范圍內(nèi)的含水層或老空積水影響安全開采時，必須超前探放水并建立疏排水措施。（3）必須針對主要含水層（段）建立地下水動態(tài)觀測系統(tǒng)，進(jìn)行地下水動態(tài)觀測、水害預(yù)測分析，并制定相應(yīng)綜合防治水措施。（4）嚴(yán)禁在各種防隔水煤柱中采掘。（5）礦井雨季前必須進(jìn)行水泵排水聯(lián)合試運(yùn)轉(zhuǎn)，并編制聯(lián)合試運(yùn)轉(zhuǎn)報(bào)告。（6）礦井在采掘過程中應(yīng)定期收集、調(diào)查和核對廢棄的老窯、采空區(qū)情況，并在井上、下對照圖上標(biāo)出其位置、開采范圍、積水情況等。在此基礎(chǔ)上，應(yīng)采用物探等先進(jìn)方法，查清采空區(qū)分布范圍、積水情況，按要求留設(shè)保安煤柱。（7）根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》第47條規(guī)定，礦井應(yīng)當(dāng)與氣象、水利、防汛等部門進(jìn)行聯(lián)系，建立災(zāi)害性天氣預(yù)警和預(yù)防機(jī)制。煤礦應(yīng)當(dāng)及時掌握可能危及煤礦安全生產(chǎn)的暴雨洪水災(zāi)害信息，密切關(guān)注災(zāi)害性天氣的預(yù)報(bào)預(yù)警信息；及時掌握汛情水情，采取安全防范措施；加強(qiáng)與周邊相鄰礦井信息溝通，發(fā)現(xiàn)礦井出現(xiàn)異常情況時，立即向周邊相鄰礦井進(jìn)行預(yù)警。（8）根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》第48條規(guī)定，礦井應(yīng)當(dāng)安排專人負(fù)責(zé)對本井田范圍內(nèi)可能波及的周邊廢棄老窯、地面塌陷坑、采動裂隙以及可能影響采區(qū)安全生產(chǎn)的地表水體等重點(diǎn)部位進(jìn)行巡視檢查。當(dāng)接到暴雨災(zāi)害預(yù)警信息和警報(bào)后，應(yīng)當(dāng)實(shí)施24h不間斷巡查。在礦區(qū)每次降大到暴雨的前后，應(yīng)當(dāng)派專業(yè)人員及時觀測采區(qū)涌水量變化情況。（9）根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》第50條規(guī)定，礦井在雨季前，應(yīng)當(dāng)全面檢查防范暴雨洪水引發(fā)事故災(zāi)難防范措施的落實(shí)情況。對檢查出的事故隱患，應(yīng)當(dāng)落實(shí)責(zé)任，并限定在汛期前完成整改。防治水工程應(yīng)當(dāng)有專門設(shè)計(jì)，工程竣工后由礦總工程師負(fù)責(zé)組織驗(yàn)收。（10）根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》第51條規(guī)定，礦井的采區(qū)及井田邊界均留設(shè)隔離防水煤柱。（11）根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》第92條規(guī)定，采掘工作面遇有下列情況之一的，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行探放水：①接近水淹或者可能積水的井巷、老空或者相鄰煤礦；②接近含水層、導(dǎo)水?dāng)鄬印岛?、溶洞和?dǎo)水陷落柱；③打開防隔水煤（巖）柱進(jìn)行放水前；④接近可能與河流、湖泊、水庫、蓄水池、水井等相通的斷層破碎帶；⑤接近有出水可能的鉆孔；⑥接近水文地質(zhì)條件復(fù)雜的區(qū)域；⑦采掘破壞影響范圍內(nèi)有承壓含水層或者含水構(gòu)造、煤層與含水層間的防隔水煤（巖）柱厚度不清楚可能發(fā)生突水；⑧接近有積水的灌漿區(qū)；⑨接近其他可能突水的地區(qū)。探水前，應(yīng)當(dāng)確定探水線并繪制在采掘工程平面圖上。（12）根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》第93條規(guī)定，采掘工作面探水前，應(yīng)當(dāng)編制探放水設(shè)計(jì)，確定探水警戒線，并采取防止瓦斯和其他有害氣體危害等安全措施。探放水鉆孔的布置和超前距離，應(yīng)當(dāng)根據(jù)水頭高低、煤（巖）層厚度和硬度等確定。（13）對可疑斷層及因采動影響而可能導(dǎo)水的斷層留設(shè)斷層防水煤柱。（14）井下設(shè)水溝等排水系統(tǒng)，并確保足夠的排水能力；配備足夠的探放水設(shè)備及注漿堵水設(shè)備。（15）對巷道開拓及回采可能遇到的斷層提前進(jìn)行探放水，查明斷層的水文地質(zhì)要素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較采取留設(shè)斷層防水煤柱、注漿堵水、疏放等措施。（16）對未封閉好的鉆孔根據(jù)具體情況采取重封、留設(shè)防水煤柱、探放鉆孔水等措施。（17）對主要含水層建立地下水動態(tài)觀察系統(tǒng)，進(jìn)行地下水動態(tài)觀測、水害預(yù)報(bào)，并制定相應(yīng)的“探、防、堵、截、排”綜合防治措施。（18）主要巷道盡量布置在隔水層或弱含水層中。（19）對采區(qū)采掘所影響到的各含水層、斷層，必須作出水文地質(zhì)評價，進(jìn)行提前預(yù)報(bào)，以便采取相應(yīng)的防治水措施。（20）根據(jù)《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程》第48條、第50條規(guī)定，不允許煤層開采后導(dǎo)水裂隙帶波及到水體。以煤層導(dǎo)水裂隙帶高度為基礎(chǔ)參數(shù)，還須考慮一定的安全參數(shù)。（21）采掘工作面或其他地點(diǎn)發(fā)現(xiàn)掛紅、掛汗、空氣變冷、出現(xiàn)霧氣、水叫、頂板淋水加大、頂板來壓、底板鼓起或產(chǎn)生裂隙出現(xiàn)滲水、水色發(fā)渾、有臭味等突水預(yù)兆時，必須停止作業(yè)、采取措施，立即報(bào)告礦調(diào)度室，發(fā)出警報(bào)，撤出所有受水威脅地點(diǎn)的人員，至安全地點(diǎn)后，再通過各安全出口到達(dá)地面。第二節(jié)水害防治的組織措施一、礦井水害防治機(jī)構(gòu)成立涼水溝煤礦水害防治工作領(lǐng)導(dǎo)小組組長：礦長副組長：總工程師生產(chǎn)礦長安全礦長成員：生產(chǎn)副總、安全副總、機(jī)電副總、生產(chǎn)科科長、機(jī)運(yùn)科科長、通風(fēng)科科長、安檢科長、地測科科長、調(diào)度長、礦辦主任領(lǐng)導(dǎo)小組下設(shè)煤礦水害防治工作領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室，辦公室設(shè)在地測科，由地測科科長任辦公室主任。二、礦井水害防治應(yīng)急預(yù)案（1）成立檢科科科科科科科科檢科礦井成立了專門的防治水機(jī)構(gòu)領(lǐng)導(dǎo)小組，由礦長任組長、總工程師任副組長、安全、生產(chǎn)、機(jī)電等副礦長為成員，并配備3人專業(yè)技術(shù)人員，探放水作業(yè)人員每班配備4人。三、疏水降壓措施疏水降壓是指煤層頂板或煤層含水層的疏干，以及煤層底板含水層的降壓，使底板含水層水壓降低至采煤安全時的水壓。礦井開采中必須注意采動塌陷裂隙的影響，使煤系上覆隔水層發(fā)生變化，其采動塌陷裂隙成為上覆含水層中地下水潰入礦井的通道。根據(jù)《貴州省水城縣阿戛涼水溝煤礦安全專篇（變更）》，碳酸鹽巖巖溶裂隙水含水巖組：為三疊系下統(tǒng)永寧鎮(zhèn)組（T1yn）,主要分布于礦區(qū)南西部的山嶺地帶，地表巖溶較發(fā)育，含水層接受大氣降水補(bǔ)給后，地下水通過巖溶裂隙、溶洞集中運(yùn)移，含水性能好，富水條件差；由于抗風(fēng)化力較強(qiáng)，地表多呈狹長反向陡崖、峭壁，不利于大氣降雨的補(bǔ)給，排泄條件也較好，大氣降水通過垂直巖溶裂隙補(bǔ)給含水層，并通過巖溶裂隙、溶洞匯集、徑流和排泄，含較豐富的巖溶裂隙水，富水性強(qiáng)，三疊系下統(tǒng)永寧鎮(zhèn)組下段與上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M上段含煤地層之間水力聯(lián)系情況不明。在開采期間，應(yīng)采取疏水降壓措施。根據(jù)《貴州省水城縣阿戛涼水溝煤礦資源儲量核實(shí)報(bào)告》，涼水溝煤礦的煤層頂、底板不存在強(qiáng)承壓含水層。但礦井在建井或生產(chǎn)過程中如發(fā)現(xiàn)承壓含水層水壓超過煤層開采安全臨界水壓或有突水威脅時，建議根據(jù)以下情況制定探放水措施。1）在采空區(qū)下方的回采巷道中，采取疏水降壓的方法，把承壓含水層的水頭值降到隔水層能承受的安全水頭值以下，并制訂安全措施。2）承壓含水層不具備疏水降壓條件時，必須采取建筑防水閘門，注漿加固底板、留設(shè)防水煤柱、增建抗災(zāi)強(qiáng)排能力等防水措施。3）做好水文地質(zhì)工作，做好探放水工作，堅(jiān)持“預(yù)測預(yù)報(bào)、有疑必探、先探后掘、先治后采”及“有疑必?！钡脑瓌t。能放則放，不能放則堵，并劃分為禁采區(qū)，嚴(yán)禁開采。4）留設(shè)足夠的斷層和老硐防水煤柱，見防水煤柱留設(shè)表。5）煤層受老空水威脅時，必須編制探放水設(shè)計(jì)，進(jìn)行超前探放水，直到老空水全部疏干為止。煤層頂、底板受承壓含水層威脅時要進(jìn)行疏水降壓，疏水降壓無法保證煤層安全開采時，必須進(jìn)行注漿加固。疏水降壓有些設(shè)備與井下探放水設(shè)備相同的可共用，但需補(bǔ)充注漿工藝設(shè)備及注漿材料等，井下疏水不鋪設(shè)專門管道，井下疏水可通過排水溝經(jīng)副斜井引出地表。第三節(jié)井下探放水措施一、區(qū)域、局部探放水措施礦井在防治水措施方面，應(yīng)首先采用區(qū)域性的探放水措施，其次是采用局部性的探放水措施。一、區(qū)域性的探放水措施：1、根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》第90條：在礦井受水害威脅的區(qū)域，進(jìn)行巷道掘進(jìn)前，應(yīng)當(dāng)采用物探、化探和鉆探等方法查清水文地質(zhì)條件。地測機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)提出水文地質(zhì)情況分析報(bào)告，并提出水害防范措施，經(jīng)礦井總工程師組織生產(chǎn)、安監(jiān)和地測等有關(guān)單位審查批準(zhǔn)后，方可進(jìn)行施工。2、礦井工作面采煤前，應(yīng)當(dāng)采用物探、鉆探、巷探和化探等方法查清工作面內(nèi)斷層、陷落柱和含水層（體）富水體等情況。地測機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)提出專門水文地質(zhì)情況報(bào)告，經(jīng)礦總工程師組織生產(chǎn)、安監(jiān)和地測等有關(guān)單位審查批準(zhǔn)后，方可進(jìn)行回采。發(fā)現(xiàn)斷層、裂隙和陷落柱等構(gòu)造充水的，應(yīng)當(dāng)采取注漿加固或者留設(shè)防隔水煤（巖）柱等安全措施。否則，不得回采。3、根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》第88條：對于采掘工作面受水害影響的礦井，應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持預(yù)測預(yù)報(bào)、有掘必探、先探后掘、先治后采的原則，進(jìn)行充水條件分析，并遵守下列規(guī)定：（1）每年年初，根據(jù)每年的采掘接續(xù)計(jì)劃，結(jié)合礦井水文地質(zhì)資料，全面分析水害隱患，提出水害分析預(yù)測表及水害預(yù)測圖；（2）在采掘過程中，對預(yù)測圖、表逐月進(jìn)行檢查，不斷補(bǔ)充和修整。發(fā)現(xiàn)水患險(xiǎn)情，及時發(fā)出水害通知單，并報(bào)告礦調(diào)度室，通知可能受水害威脅地點(diǎn)的人員撤到安全地點(diǎn)。（3）采掘工作面年度和月度水害預(yù)測資料及時報(bào)送礦井總工程師及生產(chǎn)安全部門。二、局部性的探放水措施1、探放水原則采掘工作必須執(zhí)行“預(yù)測預(yù)報(bào)，有疑必探，先探后掘，先治后采”的原則，根據(jù)礦井的具體條件，遇到下列情況之一時，必須探水：（1）接近不明井巷、老空時；（2）接近含水層、導(dǎo)水層和裂隙帶等時；（3）接近未封閉、可能突水的鉆孔時；（4）采動影響范圍內(nèi)有承壓水、隔水巖柱厚度不清時；（5）接近水文地質(zhì)條件復(fù)雜地段、情況不明時；采、掘工程接近其它可能突水地段時?？傊?，礦井必須作好水害分析預(yù)報(bào)，堅(jiān)持“預(yù)測預(yù)報(bào)，有疑必探，先探后掘，先治后采”的探放水原則。在探水前，必須編制探放水設(shè)計(jì)。2、老窯老空區(qū)水積水量估算由于涼水溝煤礦界范圍內(nèi)淺部小窯開采歷史較為久遠(yuǎn)，很多小窯已經(jīng)關(guān)閉，對小窯的采空范圍的調(diào)查工作難以進(jìn)行。建議在礦井建設(shè)生產(chǎn)過程中加強(qiáng)對老窯老空區(qū)調(diào)查工作，對老窯老空區(qū)的積水量有較為準(zhǔn)確的估算。W=K·m·a·h/sinα式中：W――老空區(qū)積水量，m3；M――采厚，m；a――老窯老空走向長度，m；h――老窯老空垂高，m；α――煤層傾角，（°）；K――老空的充水系數(shù)，一般采空區(qū)取0.3～0.5，煤巷取0.5～0.8，巖巷取0.8～1.0。3、探放水方法的確定（1）探水線的確定①老空的探水線對開采所造成的老空、老巷、水窩等積水區(qū)，其邊界位置準(zhǔn)確，水壓不超過1MPa，探積水區(qū)的最小距離：在煤層中不得少于30m，在巖層中不得少于20m。對積水區(qū)，雖有圖紙資料，但不能確定積水區(qū)邊界位置時，探水線至推斷的積水區(qū)邊界的最小距離不得小于50m。對沒有圖紙資料可查的老窯，根據(jù)已了解到的小窯開采最低水平，作為預(yù)測的可疑區(qū)，探水線至推斷的積水區(qū)邊界的最小距離不得小于100m。②井巷通過導(dǎo)水或可能導(dǎo)水?dāng)鄬忧?，必須超前探水。探水線（探水起點(diǎn)）至斷層交面線的最小距離不得小于25m，水壓大于2MPa時應(yīng)按每增加0.1MPa增加0.5～1m。（2）警戒線沿探水線外推50～150m為警戒線。（3）探放水鉆孔布置①超前距、允許掘進(jìn)距離、幫距和密度的確定超前距：按以下公式計(jì)算α＝0.5AK式中：α——超前距，m；A——安全系數(shù)，一般取2～5，本設(shè)計(jì)取5；K——巷道寬度（寬或高取大者），為3m；KP——煤的抗張強(qiáng)度（kgf/cm2），KP取10kgf/cm2；P——水頭壓力（kgf/cm2），P＝50kgf/cm2；則：α＝0.5×5×2.67×＝25.8（m）取30m。因此，超前距為30m。允許掘進(jìn)距離：每次探放水鉆孔施工完畢后，以最短的鉆孔長度（水平投影長度）減去超前保護(hù)距離之后所剩余的距離。幫距：取30m。鉆孔密度（孔間距）：堅(jiān)直扇形面內(nèi)鉆孔間的終孔垂直距不得超過1.5m；水平扇形面內(nèi)各組鉆孔間的終孔水平距離不得大于3m。②鉆孔長度：根據(jù)以上計(jì)算，考慮礦井正常生產(chǎn)的需要，鉆孔長度一般為50m，其中，超前距30m，允許掘進(jìn)距離為20m。③鉆孔布置與孔數(shù)探放老空水鉆孔，按巷道的設(shè)計(jì)方向在其水平面和豎直面內(nèi)呈扇形布置；鉆孔成組布設(shè)。對于平巷一般布置3組鉆孔，每組1～2個鉆孔；對于上山巷道一般布置5組，每組不少于3個鉆孔。a、豎直扇形面內(nèi)鉆孔間的終孔垂距不得超過1.5m。b、水平扇形面內(nèi)各組鉆孔間的終孔水平距離不得大于3m。c、探水鉆孔的最小超前距或幫距不得小于30m。e、探放斷層水及底板巖溶水的鉆孔，必須沿掘進(jìn)方向的前方及下方布置；底板方向的鉆孔不得少于2個。f、從既探、排有效，又能防止沖垮煤壁和放水過大的原則出發(fā)，孔徑不大于70mm，終孔孔徑不大于58mm。g、上山探水時，一般進(jìn)行雙巷掘進(jìn)，其中一條超前探水和匯水；另一條用來安全撤人，雙巷間每隔30～50m掘1個聯(lián)絡(luò)巷，并設(shè)擋水墻。探放水鉆孔布置見圖7－4－1、2。4、根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》第96條：在安裝鉆機(jī)進(jìn)行探水前，應(yīng)當(dāng)符合下列規(guī)定：（1）加強(qiáng)鉆孔附近的巷道支護(hù)，并在工作面迎頭打好堅(jiān)固的立柱和攔板；（2）清理巷道，挖好排水溝。探水鉆孔位于巷道低洼處時，配備與探放水量相適應(yīng)的排水設(shè)備；圖7—4—1平巷探水鉆孔布置圖圖7—4—2上山探水鉆孔布置方式圖（3）在打鉆地點(diǎn)或附近安設(shè)專用電話；（4）依據(jù)設(shè)計(jì)，確定主要探水孔位置時，由測量人員進(jìn)行標(biāo)定。負(fù)責(zé)探放水工作的人員親臨現(xiàn)場，共同確定鉆孔的方位、傾角、深度和鉆孔數(shù)量；（5）在預(yù)計(jì)水壓大于0.1MPa的地點(diǎn)探水時，預(yù)先固結(jié)套管。套管口安裝閥門，套管深度在探水設(shè)計(jì)中規(guī)定。預(yù)先開掘安全躲避硐，制定包括撤人的避災(zāi)路線等安全措施，并使每個作業(yè)人員了解和掌握；（6）鉆孔內(nèi)水壓大于1.5MPa時，采用反壓和有防噴裝置的方法鉆進(jìn)，并制定防止孔口管和煤（巖）壁突然鼓出的措施。5、根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》第98條：探水鉆孔超前距離和止水套管長度，應(yīng)當(dāng)符合下列規(guī)定：（1）探放老空積水的超前鉆距，根據(jù)水壓、煤（巖）層厚度和強(qiáng)度及安全措施等情況確定，但最小水平鉆距不得小于30m，止水套管長度不得小于10m；（2）沿巖層探放水含水層、斷層和陷落柱等含水體時，按表7－4－1確定探水鉆孔超前距離和止水套管長度。表7－4－1巖層中探水鉆孔超前距離和止水套管長度水壓/MPa探水鉆孔超前距離/m止水套管長度/m＜1.0＞10＞51.0～2.0＞15＞102.0～3.0＞20＞15＞3.0＞25＞206、探放水的安全措施（1）進(jìn)行探放水施工作業(yè)前，礦技術(shù)負(fù)責(zé)人必須結(jié)合實(shí)際探水巷道的實(shí)際，另行編制安全技術(shù)措施，明確探放水作業(yè)人員一旦面臨突水威脅時的避災(zāi)路線。（2）進(jìn)行探放水施工作業(yè)前，必須提前撤出可能受探水作業(yè)地點(diǎn)突水威脅的其它工作面和其它工作地點(diǎn)的所有人員。（3）清理巷道，保證安全撤退路線暢通無阻。（4）探水前應(yīng)加固探水工作區(qū)支架，背好幫頂，以免壓力水沖垮煤壁和支架。（5）保證水溝暢通，并有適當(dāng)?shù)钠露群蛿嗝?，水倉和排水設(shè)備要有足夠的容量和能力。（6）探水地點(diǎn)要安裝電話，與所有可能受水威脅的工作地點(diǎn)連通，并事先制定好撤退路線，以防止意外事故的發(fā)生。（7）打鉆過程中，如發(fā)現(xiàn)煤、巖松軟或沿鉆桿向外流水超過打鉆正常供水量時，要立即停止打鉆（不能移動或拔出鉆桿），派人監(jiān)視水情并報(bào)告礦調(diào)度室，如果情況危急，要立即通知所有受威脅地點(diǎn)撤人，并采取應(yīng)急措施。（8）鉆孔接近采空區(qū)，可能有有害氣體涌出，必須隨時進(jìn)行有害氣體監(jiān)測；探水點(diǎn)通風(fēng)必須按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。（9）探放老空水前，首先要分析查明老空水體的空間位置、積水量和水壓。探放水孔必須鉆入老空水體，并要監(jiān)視放水全過程，核對放水量，直到老空水放完為止。鉆孔接近老空，預(yù)計(jì)可能有瓦斯或其它有害氣體涌出時，必須有瓦斯檢查工或礦山救護(hù)隊(duì)員在現(xiàn)場值班，檢查空氣成分。如果瓦斯或其它有害氣體濃度超過有關(guān)規(guī)定時，必須立即停止鉆進(jìn)，切斷電源，撤出人員，并報(bào)告礦調(diào)度室，及時處理。（10）鉆孔放水前，必須估計(jì)積水量，保證水溝暢通，控制放水流量；放水時，必須設(shè)專人監(jiān)測鉆孔出水情況，測定水量和水壓，做好記錄。若水量突然變化，必須及時處理，并立即報(bào)告礦調(diào)度室。二、探放水設(shè)備選擇1、探放水設(shè)備選擇依據(jù)探防水設(shè)備選擇必須能用于井下探水、放水、煤層注水、斷層及巷道底板注漿、滅火、瓦斯抽放等鉆孔及勘探地質(zhì)構(gòu)造孔的施工，必須防爆及獲得煤安標(biāo)志。其選擇的主要依據(jù)是鉆孔直徑及深度，所需鉆取的圍巖力學(xué)性質(zhì)等。2、井下探放水設(shè)備型號及數(shù)量礦井用1個采煤工作面保證礦井年生產(chǎn)能力，正常生產(chǎn)期間配備2個掘進(jìn)工作面，本設(shè)計(jì)配備KY100探水鉆4臺(采面和2個掘進(jìn)面各1臺)，1臺備用，電壓660V，N=5.5kW。3、物探設(shè)備及數(shù)量配備1臺YD32(A)高分辨電法儀對井下進(jìn)行探防水。YD32(A)高分辨電法儀以煤層或巖體為介質(zhì)，根據(jù)巖石電阻率成像探測識別技術(shù)對礦井含水構(gòu)造進(jìn)行三極高分辨電法探測。它利用現(xiàn)有的巷道工作，可探查掘進(jìn)工作面前方100m內(nèi)的含水導(dǎo)水異常，包括老窯、斷層、破碎帶、陷落柱、裂隙、溶洞等含水構(gòu)造。主要技術(shù)參數(shù)如下：發(fā)射通道：4道發(fā)射電壓：100V最大發(fā)射電流：50mA/100mA可選接受道數(shù)：32道接收電壓精度：0.02%(100mA)接收電壓范圍：±2V輸入阻抗：≥100MΩ探測距離：100m防爆型式：煤礦用本質(zhì)安全型設(shè)備，防爆標(biāo)志為“ExibI”工作方式：自動觀測／即時數(shù)據(jù)處理／接地條件自檢三、注漿堵水措施注漿堵水廣泛應(yīng)用于封堵突水點(diǎn)恢復(fù)被淹礦井，截流堵水減少礦井涌水量，井巷堵水過含水層或?qū)當(dāng)鄬拥取^(qū)內(nèi)地表發(fā)現(xiàn)的較大斷層為F25和F33斷層，井下開采至斷層位置時僅見零星水滴，斷層隔水性較好，目前井下尚未出現(xiàn)小斷層的突水、透水情況，礦井抽排水量較少。因此本設(shè)計(jì)暫不配備注漿泵及配套設(shè)備。礦井投產(chǎn)后，生產(chǎn)單位應(yīng)根據(jù)采掘工程的實(shí)際情況，配備注漿堵水設(shè)備。第四節(jié)地表防治水措施一、地表水防治設(shè)計(jì)依據(jù)1、防洪標(biāo)準(zhǔn)及防洪壩墻設(shè)計(jì)要求根據(jù)《煤炭工業(yè)小型礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50399-2006），礦井井口及工業(yè)場地的防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)見表7-5-1：涼水溝煤礦的工業(yè)場地選在地勢較高的平緩坡地上，井口及工業(yè)場地?zé)o洪、澇之患。為滿足場地雨水排水，場地雨水采用分區(qū)多出口、明溝加蓋板為主的排水系統(tǒng)，沿場區(qū)邊緣及擋土墻、邊坡腳、公路修筑0.4m×0.5m排水溝，靠山一側(cè)修筑截水溝，斷面為0.5m×0.6m，即可滿足防洪排澇要求。另外，為防止洪水淹井，礦井應(yīng)采取可靠的安全應(yīng)急措施，如在井口旁邊堆放沙袋等，以防雨水灌進(jìn)井筒內(nèi)。表7-5-1防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)名稱防洪標(biāo)準(zhǔn)［重現(xiàn)期（年）］設(shè)計(jì)校核礦井井口1/1001/300工業(yè)場地1/100－根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》第48條規(guī)定，礦井應(yīng)當(dāng)安排專人對本井田范圍內(nèi)可能涉及的周邊廢棄老窯、地面塌陷、采動裂隙以及可能影響礦井安全生產(chǎn)的水庫、湖泊、河流、堤防工程等重點(diǎn)部位進(jìn)行巡視檢查。當(dāng)接到暴雨災(zāi)害預(yù)警信息和警報(bào)后，應(yīng)當(dāng)實(shí)施24h不間斷巡查。在礦區(qū)每次降大到暴雨的前后，應(yīng)當(dāng)派專業(yè)人員及時觀測礦井涌水量變化情況。根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》第49條規(guī)定，礦井應(yīng)當(dāng)建立暴雨洪水可能引發(fā)淹井等事故災(zāi)害緊急情況下及時撤出井下人員的制度，明確啟動標(biāo)準(zhǔn)、指揮部門、聯(lián)絡(luò)人員、撤人程序等。當(dāng)發(fā)現(xiàn)暴雨洪水災(zāi)害嚴(yán)重可能引發(fā)淹井時，應(yīng)當(dāng)立即撤出作業(yè)人員到安全地點(diǎn)。經(jīng)確認(rèn)隱患消除后，方可恢復(fù)生產(chǎn)。2、地形、水系及匯水面積盤縣涼水溝煤礦井田屬高原中山地地貌，地形切割強(qiáng)烈，高差懸殊，井田內(nèi)僅有小溪溝通過，礦內(nèi)沖溝發(fā)育,其沖溝的底面標(biāo)高均大于可采煤層的最低開采標(biāo)高，對礦井充水有一定影響。區(qū)內(nèi)大氣降水相對集中,煤層露頭及風(fēng)氧化帶位于斜坡坡地低處,地表紊流水及沖溝通過裂隙帶采空區(qū)冒裂帶向礦井滲透充水而造成水害，但地表水對礦坑充水影響不大。3、開采塌陷、裂隙對地表水系和降雨滲漏的影響老窯主要開采淺部煤，開采強(qiáng)度小，老窯突水對礦井開采將造成影響，在采空區(qū)影響范圍內(nèi)還將誘發(fā)地表裂縫、地面塌陷、崩塌、滑坡等災(zāi)害，大氣降水將滲入井下，形成水患。因此除留保安煤柱外，在礦井后期生產(chǎn)中，對采煤可能引起的裂縫應(yīng)及時用土石進(jìn)行填平夯實(shí)，應(yīng)對地質(zhì)環(huán)境變化加以監(jiān)測和防護(hù)工作。對地表沉陷形成的塌陷坑，要盡量整平，回填造地，易產(chǎn)生滑坡的地方應(yīng)提前修筑擋土墻，打擋滑樁或削坡減載等，另外，平時應(yīng)經(jīng)常有巡視人員，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。二、地表水防治工程1、工業(yè)場地防洪措施由于工業(yè)場地選在地勢較高的平緩坡地上，井口及工業(yè)場地?zé)o洪、澇之患。工業(yè)場地最低標(biāo)高為+1430.00m，為避免大雨沖毀場地，設(shè)計(jì)沿該溪溝側(cè)修筑斷面2.0m×1.0m的水溝，另外順擋土墻及邊坡腳修筑斷面0.5m×0.5m的排水明溝，即可滿足防洪排澇要求。2、其它地表水防治措施①根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第254條規(guī)定：煤礦企業(yè)、礦井應(yīng)當(dāng)查清礦區(qū)及其附近地面河流水系的匯水、滲漏、疏水能力和有關(guān)水利工程等情況；掌握當(dāng)?shù)貧v年降水量和最高洪水位資料，建立疏水、防水和排水系統(tǒng)。煤礦企業(yè)、礦井應(yīng)當(dāng)建立災(zāi)害性天氣預(yù)警和預(yù)防機(jī)制，加強(qiáng)礦井與周邊相鄰礦井的信息溝通，發(fā)現(xiàn)礦井水害可能影響相鄰礦井時，立即向周邊相鄰礦井進(jìn)行預(yù)警。②根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第255條規(guī)定：礦井井口和工業(yè)場地內(nèi)建構(gòu)筑物的地面標(biāo)高必須高于當(dāng)?shù)貧v年最高洪水位；在山區(qū)還必須避開可能發(fā)生泥石流、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)的地段。③根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第256條規(guī)定：當(dāng)?shù)V井井口附近或開采塌陷波及區(qū)域的地表有水體時，必須采取安全防范措施，并遵守下列規(guī)定：A、嚴(yán)禁開采和破壞煤層露頭的防隔水煤（巖）柱；B、在地表容易積水的地點(diǎn)，修筑泄水溝渠，或者建排水站專門排水，杜絕積水滲入井下；C、當(dāng)?shù)V井受到河流、山洪威脅時，修筑堤壩和泄洪渠，有效防止洪水滲入；D、對于排到地面的礦井水，妥善疏導(dǎo)，避免滲入井下；E、對于漏水的溝渠和河流，及時堵漏或者改道，地面裂縫和塌陷地點(diǎn)及時添塞，進(jìn)行添塞工作時，采取相應(yīng)的安全措施，防止人員陷入塌陷抗內(nèi)；F、當(dāng)有滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害威脅煤礦安全時，及時撤出威脅區(qū)域的人員，并采取防止滑坡、泥石流的措施。④根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第257條規(guī)定：嚴(yán)禁將矸石、爐灰、垃圾等雜物堆放在山洪可能沖刷到的地段。第五節(jié)井下防治水安全設(shè)施一、井下排水1）排水設(shè)施（1)排水方式本礦井采用在+1400水平建井下水泵房，將+1400水平以上的井下涌水經(jīng)副斜井排至地面井下水處理站。2）設(shè)計(jì)依據(jù)（1）根據(jù)貴州貴州省煤礦設(shè)計(jì)研究院2011年6月提供的《貴州省水城縣阿戛涼水溝煤礦安全專篇（變更）》，預(yù)測礦井正常涌水量為72m3/h，最大涌水量為160m3/h，涼水溝煤礦在今后生產(chǎn)過程中需及時收集水文地質(zhì)資料，以便修正設(shè)計(jì)。（2）排水垂高：280m(+1400m至+1680m)；另考慮井口至井下水沉淀池垂高：5m；（3）井筒傾角：24°。3）選型計(jì)算（1）井底水倉水泵選型①工作水泵必須的最小排水能力QBQB=24Qr/20=1.2Qr=1.2×72=86.4m3/h式中：Qr—礦井正常涌水量，72m3/h②工作和備用水泵必須的排水能力QBmQBm=24Qrm/20=1.2Qrm=1.2×160=192m3/h式中：Qrm—礦井最大涌水量，160m3/h③水泵揚(yáng)程：水泵總揚(yáng)程H=Ha+Hs+Hf式中：Ha—水泵軸中心至排水管地面出水口之高差，280m；Hs—水泵吸水高度，為15m；Hf—管路揚(yáng)程損失,根據(jù)排水管網(wǎng)，計(jì)算揚(yáng)程損失為：新管12.98m，舊管25.95m；H=280+15+5+(25.95+0.3)×1.7=344.6m；④計(jì)算的排水管徑：D正＝×1000=135.61mm，取DN=150mm，選用Ф159×6無縫鋼管，排水流速V＝2.0m/s，設(shè)置二趟排水管路，排水管路敷設(shè)于副斜井；⑤排水管路壁厚校驗(yàn)δ＝（Pdg/2Rk-P）+a=（0.3×150/2×80-0.3）+0.2＝0.48cm取4.8mm＜6⑥排水設(shè)備：選用MD100-50×7型水泵三臺（正常涌水量時：一臺泵工作，一臺泵備用，一臺泵檢修；最大涌水量時：二臺泵工作，一臺泵檢修），預(yù)留一臺水泵，一趟管路位置。未淤積時工況點(diǎn)：流量Q未淤=112m3/h，揚(yáng)程H未淤＝330m，效率η未淤=0.71，水泵每天工作時間8.64h/d＜20h/d；淤積時工況點(diǎn)：流量Q淤積=104m3/h，揚(yáng)程H淤積＝345m，效率η淤積=0.72，水泵每天工作時間19.2h/d＜20h/d；水泵性能曲線詳見右圖。⑦計(jì)算水泵所需功率未淤積時所需功率：P=1.1×112×330×1000×9.8÷（3600×1000×0.71×0.98）=159.06kW淤積時所需功率：P=1.1×104×345×1000×9.8÷（3600×1000×0.72×0.98）=152.27kW選配YB315L1-2(160kW、660V)型防爆電動機(jī)三臺。4）水泵房布置及水倉容量井底水倉布置在+1400m水平，有主、副水倉。主水倉長度為83m，副水倉長度為60m，有效容量1158.3m3，滿足《煤礦安全規(guī)程》中第280條的規(guī)定。主要水倉包括主倉、副倉，主倉、副倉由兩條獨(dú)立的互不滲漏的巷道組成，當(dāng)一個水倉清理時，另一個水倉應(yīng)能正常使用，按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，水倉的有效容量能容納8h礦井正常涌水量，計(jì)算水倉有效容量為V=8Q正常=8×72=576m3。根據(jù)巷道圍巖情況，水倉采用砼碹支護(hù)，掘進(jìn)斷面積11.52m2，凈斷面積8.12m2。水倉支護(hù)方式為防滲混凝土砌碹，在水倉與吸水井及配水巷連接處采用混凝土支護(hù)，如有滲水，須在支護(hù)材料中加入一定的數(shù)量的防水劑，底板采用強(qiáng)度等級C10的混凝土鋪底。后期建設(shè)的井底水倉根據(jù)《水城縣阿戛涼水溝煤礦開采方案（變更）》設(shè)置在井底+1020m水平，后期建設(shè)時依據(jù)礦井前期采掘過程中收集的礦井水文情況建設(shè)符合礦井實(shí)際的水倉布置。水倉進(jìn)口處應(yīng)設(shè)置蓖子，并對其中的淤泥及時清理，每年雨季前必須清理一次，水倉的空容量必須經(jīng)常保持在總?cè)萘康?0%以上。泵房內(nèi)配水井上方必須安設(shè)蓋板，以防止工作人員跌入井內(nèi)。排水管路系統(tǒng)圖見圖7-5-1。在建設(shè)之前，應(yīng)根據(jù)礦井實(shí)際建設(shè)中，實(shí)測選取涌水量的大小，并根據(jù)實(shí)際涌水量對設(shè)計(jì)作進(jìn)一步的補(bǔ)充修改。采用無底閥排水，減少阻力損失，配二套氣水兩用噴射泵ZPBZ型，PN＝4MPa。井下水泵房10kV變電所二回進(jìn)線分別引自井下10kV主變電所不同的母線段。（6）井下水溝井下巷道水溝采用混凝土砌筑，水溝凈斷面根據(jù)流水量和巷道坡度經(jīng)計(jì)算選取，主斜井、副斜井排水溝為200×200mm、井底車場的排水溝為450×400