阜康市廣源煤礦探放水設計
2011年
目 錄
第一章 礦井概況 4
第一節 井田概況 4
第二節 礦區區域地質特征 5
第三節 水文地質 8
第四節 煤層 12
第五節 煤 質 14
第六節 煤種與工業用途 18
第七節 開采條件 18
第二章 礦井老窯及采空區情況 20
第一節 礦井老窯情況 20
第二節 采空區情況 21
第三節 積水可疑區03manbetx 及劃定 21
第三章 礦井現有工作麵情況 23
第一節 礦井開拓 23
第二節 巷道布置 24
第三節 現有工作麵情況 24
第四節 工作麵與積水可疑區相對位置及其影響 25
第四章 礦井各工作麵探放水布置 25
第一節 探水線的確定 25
第二節 探放水巷道的布置 25
第三節 探水眼超前距的確定 26
第四節 探水眼布置 26
第五章 探放水設備的配備 26
第六章 探放水專設管理機構 27
第七章 探水前的準備及注意事項 27
第九章、附則 33
第十章 附件 33
前 言
根據《煤礦安全01manbetx 》井下水防治有關規定，針對我礦實際情況，我礦技術科組織編製了這篇“阜康市廣源煤礦探放水設計”。本設計主要強化一個“探”字，以探水貫穿全篇。在本設計編製中仍然按照原《煤礦安全01manbetx 》執行說明第259條要求進行，由於基礎資料缺失的原因，使一些必要的計算失去了依據，造成本設計在一些方麵存在一定的缺憾。盡管如此，本設計的編製為阜康市廣源煤礦今後的探放水工作提供了指導依據，為今後該礦探放水設計提供了基礎。該設計雖然粗糙，缺失部分內容東西很多，但仍能滿足該礦探放水工作的要求，可以組織實施。
2011年3月
第一章 礦井概況
第一節 井田概況
一、地形地貌
礦區位於博格達山北麓低山丘陵地帶，地勢總體南高北低，西高東低。海拔900～1080米，相對高差約180米。大氣降水、融雪(冰)水形成的地表水流順地勢由西向東彙入礦區東側的三工河，地形有利於自然排水。因此，礦區地形地貌條件不利於地下水的形成與彙集二、氣象與地震
本區為大陸性幹旱—半幹旱氣候，冬季寒冷，夏季炎熱，晝夜溫差大。曆年月平均氣溫為23.1℃，極端氣溫分別為41.5℃與-37℃。4-5月為雨季，以陣雨為主，最大年降水量337mm，年蒸發量為1659.4mm。10月初降雪，3月中旬冰雪消融，最大凍土深度為2.02m。區內多為西南風，風力一般為3-5級，最大風速為29m/s。
礦區所在區域劃為七度地震烈度預測區。
三、水係
井田內無常年流水，阜康市最大的河流三工河在井田東界外700m處自南向北流過，水位標高+821.05m，為當地侵蝕基準麵。該河主要接受南部山區融雪水與大氣降水補給，年徑流量4272.82萬m3。6-10月為洪水期，月均流量1.255-4.009m3/s，最大可達8.6m3/s。
四、供水與供電
供水
礦區東界外700m處即為常年流水的三工河，其補給源主要為南部博格達雪山融雪水，暴雨洪水及徑流途中的裂隙泉水，河流流向大致垂直山體走向，呈南北向延伸，據阜康市水電局1989年資料，徑流量為0.4億m3/年,三工河河水及其河床第四係潛水一直成為沿途居民的生活用水與灌溉用水的水源,礦區各礦井的生活用水也一直源於該河床第四係潛水。
電源
礦井供電電源引自三工變電所，采用10KV架空線引至礦井，三工變電所還有10KV備用出線位置，可滿足該礦井改擴建的供電要求。
礦井改擴建後需增加一趟10KV電源線路，形成雙回路供電。
第二節 礦區區域地質特征
一、區域地層
礦區所在區域屬東準噶爾地層分區的吉木薩爾小區。區域地質圖範圍內出露的最老地層為二疊係上統蘆草溝組(P2l)，其與上覆侏羅係含煤地層呈斷層接觸。侏羅係含煤地層自下而上劃分如表3-1。
1、侏羅係下統八道灣組(J1b)：主要出露在區域東部阜康南背斜與阜康向斜軸部一帶。岩性組合具有明顯的河湖沼澤相含煤沉積特征，是區域內最重要的含煤地層，共含煤5-17層(稱A煤組)，由西向東煤層變薄，煤質變差。
阜康市廣源煤礦區域地層岩性特征及接觸關係表
2、侏羅係下統三工河組(J1s)：分布在區域中部，構成阜康向斜與南阜康背斜兩翼地層，主體屬河流-湖泊相沉積。不含可采煤層。
3、侏羅係中統西山窯組(J2x)：主要分布在區域西部阜康向斜軸部一帶，並在阜康南背斜兩翼出露。屬河流沼澤相含煤沉積。是區域內另一重要含煤地層，含煤8～15層(稱B煤組)，煤層多且單層厚度大，但煤層沿走向和傾向常有較劇烈的變化。本礦區就處在該含煤地層內。
4、侏羅係中統頭屯河組(J2t)：局限在區域西部，覆蓋於侏羅係其它層位之上，屬幹旱環境下的河流-湖泊相沉積。不含煤。
上述侏羅係地層之間均呈整合過渡接觸關係。
另有第四係全新統(Q4)與上更新統(Q3)鬆散堆積物在區域以北大麵積分布。
二、區域構造
礦區所在區域位於烏魯木齊山前拗陷的南部中段，總體構造線方向為北東東向。受區域構造活動影響，斷裂與褶皺均較發育。
1、斷裂
具有重要意義的區域性斷裂構造分別為F1、F2、F3斷裂。
F1斷裂分布在區域東南部，呈北東-南西向展布，斷層麵傾向南東，屬逆斷層。受其影響，上二疊係蘆草溝組地層逆衝於侏羅係地層之上。
F2斷層位於區域北部，呈近東西向延伸，在區域內呈向北凸出的弧形。該斷層屬區域性逆掩斷層，斷層麵南傾，致使侏羅係地層逆掩於第四係地層之上。
F3斷層位於區域中部，沿阜康南背斜軸部一帶延伸，斷層麵亦南傾，亦具有逆斷層性質。礦區位於F3斷裂之北，受其影響較小。
2、褶皺
區域內自北向南依次發育有阜康背斜、阜康向斜、阜康南背斜、阜康南向斜。上述背向斜此起彼伏，共軛相連，總體軸向近東西，兩翼傾角均在40°以上，局部地段可達75°以上，屬緊閉褶皺。礦區位於阜康向斜與阜康南背斜的共用翼。
礦區地質特征
一、地層
礦區預劃範圍內出露的地層主要為侏羅係下統三工河組上段(J1s2)、侏羅係中統西山窯組下段(J2x1)與上段(J2x2)。另有第四係全新統衝洪積層(Q4apl)零星分布。
1、下侏羅統三工河組上段(J1s2)
出露於礦區南部，為一套河湖相沉積，岩性主要為灰綠色泥質粉砂岩、泥岩夾中-細砂岩及砂礫岩薄層。未見底，厚度大於101.37米。
2、中侏羅統西山窯組下段(J2x1)
出露於礦區中部，為河流-泥炭沼澤相沉積。岩性主要為粉砂岩、泥質粉砂岩、中-細粒砂岩夾煤層、煤線。43、45號煤層賦存在該岩性段內，是礦區內的主要含煤地層。底部為不穩定的砂礫岩層。厚度176.44米。
3、中侏羅統西山窯組上段(J2x2)
出露於礦區北部，屬河流三角洲相沉積。主要岩性組合為細砂岩、粉砂岩夾泥岩、炭質泥岩及煤線，厚度大於78.50米，底部以43號煤層頂板即火燒區北界為界。
4、第四係全新統衝洪積層(Q4apl)
分布於礦區南部衝溝中，由礫石、砂組成。厚度0-5米。
二、構造
礦區位於阜康向斜南翼或阜康南背斜北翼，呈北傾的單斜構造，地層傾向305°～335°之間，傾角60°～80°。
東部邊界見有小型平移斷層f1，該斷層地表跡象十分明顯，走向近南北，傾向偏西南，傾角71°，西盤北移，東盤南移，水平斷距約30米。礦區東部六運湖生產礦井開采過程中，曾見45號煤層被該斷層組錯斷現象。
此外，西部邊界外背斜軸部轉折端處f2小型平移斷層分布，對礦區煤層沒有影響。
煤礦構造複雜程度可劃為中等類。
第三節 水文地質
1、影響地下水形成自然因素
(1)地形地貌
礦區位於博格達山北麓低山丘陵地帶，地勢總體南高北低，西高東低，海拔+900-+1080m，相對高差約180m。大氣降水、融雪(冰)水形成的地表水流順地勢由西向東彙入礦區東側的三工河，地形陡竣有利於自然排水，因此，礦區地形地貌條件不利於地下水的形成與彙集。
(2)地表水體
礦區東界之外700m處流經的三工河為常年性流水，水位標高+821.05m，為當地侵蝕基準麵。該河主要接受南部山區融雪水與大氣降水補給，年徑流量4272.82萬m3。6-10月為洪水期，月均流量1.255-4.009m3/s，三工河河水由南向北運移過程中，通過煤係地層的孔隙裂隙順向滲透補給，為礦區地下水的主要補給源。
(3)地層構造
礦區含煤地層為侏羅係中統西山窯組，主要由砂岩、粉砂岩、泥岩與煤層互層組成，這種多韻律結構使得地下水在接受大氣降水的補給時起到了一定的阻隔作用。侏羅係下統三工河組位於礦區南部，其岩性主要為粉砂岩、細砂岩、泥岩及炭質泥岩，也在一定程度上阻擋了地下水對含煤地層的滲透補給。
礦區位於阜康向斜南翼，地層傾角較陡，呈單斜構造，沒有發現走向斷裂，礦區東界f1斷層屬垂直地層走向平移斷層，斷層麵禁閉，水平斷距30m左右，使煤層產生錯動位移。該斷層破碎帶可能成為大氣降水入滲的通道之一，但受規模與性質影響，蓄積的地下水有限。
(4)火燒區
礦區內43號煤層火燒後形成一條貫穿東西的燒變岩帶，燒變岩內孔隙發育，可接受大氣降水及地表水的補給，並蓄積一定量的孔隙潛水，對礦井開采威脅較大。
2、含(隔)水層(段)劃分
礦區含(隔)水層(段)依據岩性特征和富水性劃分。侏羅係含煤地層屬河流-沼澤相沉積，垂直向上，由多個由粗到細的岩性組合疊合而成;走向上，岩性漸變過渡現象較明顯，尤其砂岩類組成的砂體變化極大，因此，隻能根據各段的砂礫岩與砂岩所占比例，劃分為含(隔)水段，礦區內共劃分為5個含(隔)水層(段)，分述如下：
(1)第四係全新統透水不含水層(I)
由全新統的衝洪積物組成，主要分布在礦區的南部溝穀及山坡與坡腳處，衝洪積物主要由鬆散的砂礫、碎石等組成，厚度0-5m。透水性好，自身不具備儲水條件。
(2)侏羅係中統西山窯組上段孔隙裂隙弱含水段(Ⅱ)
主要分布在礦區北部，燒變岩孔隙潛水含水層之上，屬含煤地層西山窯組上段地層。岩性主要由細砂岩、粉砂岩、泥質粉砂岩、泥岩與薄煤層組成，局部夾有粗砂岩。厚度78.50m。該含水段主要接受大氣降水及融雪水的補給。據東鄰城關煤礦79-3鑽孔抽水試驗資料，該含水段單位湧水量為0.0011升/秒.米，滲透係數0.00208m/日，屬弱含水段。
(3)侏羅係中統西山窯組下段燒變岩孔隙潛水含水層(III)
燒變岩含水層位於侏羅係中統下段的頂部，由43號煤層燃燒烘烤而成，形成貫穿礦區東西的燒變岩帶，該帶地表寬度15-30m，距離45號煤層之上30-70m，燒變岩中孔隙發育，易接受大氣降水與地表水的補給，較易儲存孔隙潛水。礦區西部廣源立井與中部股分合作立井穿越該燒變岩帶時，均出現水量增大現象，目前上述部位無明顯湧水。除此外，尚無生產礦井在其深部加以揭穿，深部含水情況不明。
(4)侏羅係中統西山窯組下段孔隙裂隙含水段(IV)
該含水段由燒變岩含水層底板至西山窯組下段底界，含45號煤層在內，厚度176.44m，45號煤層頂板至燒變岩含水層底板以粉砂岩、泥質粉砂岩夾炭質泥岩或煤線為主;45號煤層底板至西山窯組下段底界主要岩性為粉砂岩與泥岩等，但底部有不甚穩定的砂礫石層存在，砂礫石層厚度在3-10m之間。該含水段水位埋深為+880m標高，生產礦井自西向東揭露深度標高由+772.91m遞減為+637m，礦井湧水量也由120m3/d遞增為440m3/d。此外，礦區東部的六運湖農場礦井開拓穿越該含水段底部砂礫岩層時水量明顯增大。
(5)侏羅係下統三工河組上段隔水段(V)
該隔水段分布於礦區南部邊緣一帶，伏於西山窯組下段孔隙裂隙含水段之下。岩性主要為泥質粉砂岩、泥岩夾細砂岩夾及砂礫岩薄層，厚度101.37m，礦區內各生產礦井均未揭穿該段，依據區域性岩石組分特點劃分為隔水段。
3、礦床充水因素03manbetx
(1)生產礦井充水情況
A、廣源礦井
該礦現開拓水平為+772.9m標高，較東鄰股份合作井的最低開拓水平高出43m。主立井位於45號煤層頂板，在垂深75-110m(+888-+853m標高)區段穿越燒變岩孔隙潛水含水層，水量明顯增大。此外，礦井附近45號煤層露頭有較顯著的塌陷坑，尚見有少量雪融水蓄積。目前該礦井主要是煤層頂板滲水，排水量可達250m3/d。
B、股份合作礦井
該礦井現開拓水平為+730m標高，低於西鄰廣源礦井而高於東鄰六運湖農場礦井。主立井位於45號煤層頂板，在118-178m(+828-+768m標高)區段穿越燒變岩孔隙潛水含水層時，水量加大，目前該礦井以頂板滲水為主，排水量較小，約120m3/d。
C、六運湖農場礦井
該礦井現開采標高為+693m，低於西部兩個礦井。井下調查可知，地下水主要從煤層底板砂礫岩中滲出，采用55kW水泵抽水，每天抽水約5小時，排水量184m3/d。
D、三工平安煤礦
東鄰三工平安礦井現開采水平為+637m，低於本礦區各生產井，井下實測得知，由底板向煤層開拓的斜井中的砂礫岩層有地下水滲出，局部可見股狀，形成的水流彙入水倉。采用75kW水泵(80m3/h)，每天抽水5-6h，排水量400-480m3/d。
(2)礦床充水因素03manbetx
通過生產礦井調查訪問，現已基本查明礦床充水的主要因素與充水途徑如下：
A、三工河河水及河床第四係孔隙潛水通過含煤地層與河床直接接觸的部位，順層補給地下水，並自東向西使各礦床依次充水。
同時，礦界以西600m處甘溝中的地表徑流對礦區也會產生自西向東的側向補給。
B、大氣降水和雪融水通過第四係鬆散物或地表風化裂隙與構造裂隙下滲到侏羅係中統西山窯組下段孔隙裂隙含水段(IV)，通過煤層頂底板進水對礦床充水。
C、位於第IV含水段之上的燒變岩孔隙潛水含水層(III)通過裂隙孔隙對礦床間接充水。
D、45號煤層地表塌陷坑與塌陷溝蓄積有少量的大氣降水與雪融水，亦可沿采空區裂隙等對礦床充水。
E、區域上沿阜康南背斜軸部延伸的F3斷裂溝通了三工河等地表徑流，其西部距離礦區較近，也可能成為礦區充水因素之一。
4、地下水化學特征
經取樣測試，廣源煤礦地下水為HCO3.Cl.SO4-Ca.Na型，礦化度1.254克/升，屬微鹹水。六運湖農場礦井地下水為HCO3.SO4.Cl-Na型，礦化度3.286克/升，屬鹹水。東鄰三工平安煤礦地下水為Cl.HCO3-Na型，礦化度2.045克/升，屬微鹹水。以上化學特征說明，煤係地層中岩石透水性較差，補給徑流條件欠佳，從而導致礦化度偏高，地下屬微鹹水-鹹水。
5、礦井湧水量
礦區內外自西向東依次排列的四個礦井目前排水量分別為250、120、184、440m3/d，據調查，此排水量受季節性影響不大，具有一定的代表性。可作為未來礦井擴大生產能力時的比擬參數。目前生產礦井排水量取四個礦井的平均值，即250m3/d，未來設計礦井年產量為9萬t，采用水文地質比擬法對擬建9萬t/a礦井進行湧水量的概算。則預計礦井湧水量為750m3/d。預測公式如下：
Kcp=Q1/P1
Q=Kcp·P
式中
Q—擬改擴建礦井湧水量(m3/d);
Q1—目前生產礦井平均排水量(m3/d );
KCp——富水係數
P—未來礦井年開采量
將以上數據代入上式，主算結果，未來設計礦井年產量為9萬噸，則預計礦坑湧水量為750m3/d。
為了防患於未然，建議對礦區範圍內易造成突水的地段，如火燒區、塌陷區等采取一定的防範措施，以防突水02manbetx.com 的發生，留足防水煤柱，做好超前探放水工作。
第四節 煤層
一、區域含煤性
礦區所在的阜康向斜南翼含煤地層為侏羅係中統西山窯組(J2x)，據東鄰城關煤礦(位於三工河東岸，距礦區東界約1千米)生產地質報告所述，該組地層平均厚度719.59米，含煤18～40層，其中可采煤層僅5層，集中分布在含煤地層的下部與底部。煤層平均總厚40.08米，含煤係數14.98%，可采率5.57%。各岩性段含煤情況如下：
1、下段(J2x1)
地層平均厚度220.79米，含煤4～8層，為主要含煤段。煤層平均總厚33.08米，含煤係數14.98%。其中可采煤層3層(45-2、45-1、43)，可采總厚32.52米，占全煤組的81%。
2、上段(J2x2)
以43號煤層頂板為界，平均厚度498.80米，含煤14～32層，其中2層可采(41-1、41-2)，平均可采總厚7.00米，含煤係數1.40%。
二、礦區煤層賦存情況
按照東鄰煤礦含煤層位對比，礦區範圍內的西山窯組地層相當於5層可采煤層(即45-2、45-1、43、41-1、41-2煤層)的賦存部位。但經過地表地質測量及井巷工程施工，除45-2煤層外，其餘4層可采煤層在礦區範圍內變化均較大，以下逐層敘述之：
東鄰城關煤礦45-1煤層距45-2煤層62.53米，煤層不穩定，厚度變化大，平均厚度1.05米，結構複雜，夾0-2層夾矸。該煤層向西至東鄰三工平安煤礦後未見出露。至本礦區後，相應層位上也未見出露。
東鄰煤礦43煤層地表火燒形成穩定而醒目的燒變岩帶，並且延伸進入本礦區，燒變岩地表寬度15～30米，距離45號煤層之上30～70米。礦區西部的廣源礦井與股份合作礦井分別在垂深110米(標高853米)與178米(標高768米)處揭穿燒變岩帶，未見燃燒殘留煤層。東鄰城關鎮煤礦經77-19孔揭露，43號煤層厚度9.95米，火燒區底界為 450米標高。由此推斷，礦區內該煤層可能燃燒殆盡。
東鄰三工平安煤礦41-2煤層厚度0.20～0.30米，至本礦區已經消失。
此外，東鄰三工平安煤礦在石門中發現45-2煤層之上7.82米處有一厚度為1.93米的煤層，由於無法與區域對比，稱之為無編號煤層。但礦區內廣源礦井與股份合作礦井穿過相應層位的石門均未發現該煤層。
三、45號煤層
礦區井巷工程控製的可采煤層僅45-2煤層，由於區內沒有發現45-1煤層，為簡便起見，統一稱作45號煤層。該煤層自西向東井下揭露點厚度依次為22.10米、21.94米、19.97米、19.60米、19.15米，平均厚度20.55米。該煤層自東向西厚度逐步增大，可能與向西逐步接近背斜轉折端構造加厚作用有關。東鄰三工平安煤礦該煤層厚20.60米。45號煤層結構簡單，僅局部地段有不甚穩定的1-2層薄層炭質泥岩夾矸。該煤層全區穩定。頂板岩性多為粉砂岩與泥岩，底板岩性多為粉砂岩與泥質粉砂岩。
阜康市廣源煤礦45號煤層特征簡表 表4-1
四、煤層對比
礦區內45號煤層屬巨厚煤層，經多年開采，淺部已基本采空，在地表沿走向形成斷續分布的塌陷坑或塌陷溝，地表特征明顯，極易對比。
43號煤層雖然未經工程控製，但其地表火燒形成一個磚紅色燒變岩帶，宏觀上易辨認。有了這兩層明顯的對比標誌，可以準確判定45-1、41-1、41-2煤層賦存的層位，並由此判斷這些煤層是否存在與其可采性。
總之，區內煤層對比可靠。
第五節 煤 質
一、煤的物理性質及煤岩特征
45號煤層肉眼觀察為黑灰色，呈暗淡無光狀,斷口與節理不明顯，煤的宏觀煤岩組成以暗煤為主。容重平均值為1.35噸/立方米。
煤的顯微煤岩組份主要為有機質及少量無機質組成。有機質組份中以無結構鏡質體中的基質鏡質體和碎屑鏡質體為主，絲質體和半絲質體等惰性組份次之，基質半鏡質體最少。無機質組份中主要是粘土類礦物，方解石脈類碳酸鹽類礦物次之，黃鐵礦類晶體微量(表4-2)。
煤的顯微煤岩類型為暗亮型。鏡質體反射率0.52～0.74，變質階段為：0-Ⅱ階段。
阜康市廣源煤礦45號煤層煤岩鑒定成果表 表4-2
二、煤的化學組成與工藝性能
1、煤的工業03manbetx
45號煤層原煤水分(Mad)0.72～2.09%，平均1.33%;灰分(Ad)4.06～8.09%，平均5.73%，屬特低灰煤;揮發分(Vdaf)27.27～37.77%，平均33.39%。
精煤水分(Mad)1.04～3.20%，平均2.06%;灰分(Ad)1.98～2.13%，平均2.37%;揮發分(Vdaf)27.67～36.97%，平均32.49%(表4-3)。
45號煤層沿走向自西向東水分、灰分、揮發分的平均值遞減。由頂板向底板灰分降低而揮發分增高。
2、有害有毒元素
45號煤層原煤全硫含量(St.d)0.29～0.81%，平均0.47%，屬特低硫煤;磷(Pd)0.002～0.020%，平均0.010%，屬低磷煤(表4-3)。
45號煤層中氯元素含量0.051-0.066%，平均0.060%;砷元素含量3～5微克/克(表4-6)。
45號煤層沿走向自西向東全硫、磷、氯、砷等的平均值小幅度遞減，由頂板向底板變化規律不明顯。
阜康市廣源煤礦45煤層工業分析及有害元素測試成果表 表4-3
3、發熱量
45號煤層的幹基彈筒發熱量(Qb.d)29.35～32.68 MJ/Kg，平均31.31 MJ/Kg;分析基彈筒發熱量32.04～34.06MJ/Kg ，平均33.16 MJ/Kg。沿走向由西向東發熱量平均值遞增(表4-4)。
4、元素分析
45號煤層煤中碳(Cdaf)含量81.68～86.57%，平均84.02%;氫(Hdaf) 3.55～5.20%，平均4.44%;氮(Ndaf)0.86～0.97%，平均0.92%，氧
加硫{(O+S)daf ｝7.90～12.28%，平均10.11%(表4-4)。
三、煤的風氧化帶
礦區內45號煤層陡立，地表露頭多有塌陷，生產礦井開采深度較大，無法係統采集風氧化帶樣品。東鄰城關煤礦77-11鑽孔孔深20.63米處煤芯樣已經穿過風化帶(該樣品水分含量2.81%，灰分5.21%，揮發分34.69%，發熱量31.43 MJ/Kg，煤中碳83.34%，氫5.31%，氮10.18%)。考慮到深部開采引起煤層露頭裂隙增加或塌陷等因素，初步確定45號煤層風化帶底界為沿煤層露頭垂深30米。
第六節 煤種與工業用途
前已敘及，45號煤層各采樣點的精煤可燃基揮發分(Vdaf)平均值介於27.67～36.97%之間，平均32.49%;粘結指數0～5。按中國煤炭分類(GB5751—86)標準，應屬不粘煤(31BN)。
45號煤層具有特低灰、特低硫、低磷、高發熱量、高熔灰分、富油等特點。是優質動力用煤與煉油用煤。
第七節 開采條件
1、瓦斯
礦井瓦斯主要來源於煤層的開采，礦區內外各生產礦井均於2002—2003年由新疆煤炭研究所或昌吉州礦山救護隊進行過瓦斯等級鑒定，鑒定結果見表2-2-5，礦區各生產礦井在鑒定期間的相對瓦斯湧出量0.56-4.28m3/t，二氧化碳相對湧出量0.42-4.85m3/t，均係低瓦斯礦井。
4、煤層頂底板
45號煤層的頂板岩石主要為粉砂岩，其間夾有薄層-微層細砂岩，自西向東各礦井變化均不大。煤層底板岩石主要為泥質粉砂岩與粉砂岩，夾有薄層泥岩或炭質泥岩。直接頂底板岩層厚度均大於5m以上。
頂底板的粉砂岩與泥質粉砂岩類特征相似，均呈灰色一灰黑色，粉砂狀結構，薄-中厚層構造，鈣泥質膠結，幹燥狀態較堅硬，但遇水後較鬆軟。
煤層頂底板粉砂岩類天然狀態下單向抗壓強度為41.9-66.2MPa。軟化係數為0.07-0.44。煤層頂底板岩石應屬遇水易軟化的中硬岩石。綜合考慮各項因素，可以確定45號煤層頂底板岩石穩固性較差。
詳見45號煤層頂底板岩石物理力學性質測試成果表
表2-2-8。
5、地溫
根據地質報告，本井田無地溫異常現象，屬地溫正常區。
6、火燒區
礦區內43號煤層燃燒後，對應其原來露頭位置形成一條穩定而醒目的燒變岩帶，該帶地表特征明顯，且分別向東西界外延伸，為區域性火燒帶，該帶成因明確，係由43號煤層燃燒所致，這在區域上已得到證實認可。
礦區內燒變岩帶近東西向貫穿，長度大於2km，一般寬度15-30m，局部膨大，廣源主立井與股分合作主立井穿過該燒變岩帶，位置分別在+863m標高與+763m標高處，距離地表分別為110m與178m，由此可知，區內該火燒區的深度大於178m，其底界標高位於+763m之下。
第二章 礦井老窯及采空區情況
第一節 礦井老窯情況
井田內共有三個井口均布置在井田西翼主、副井為立井開拓風井為斜立井開拓，現將該礦的開采情況敘述如下：
根據國土資源廳批準的劃定礦區範圍，井田由下列四個拐點坐標圈定。井田東西走向長為2.4km，南北寬為0.60km，麵積為1.3197km2。
拐點號 X坐標 Y坐標
s1 4880707.60 29583566.60
s2 4881149.80 29583122.90
s3 4882269.10 29585193.60
s4 4881680.00 29585365.60
開采深部邊界+600m水平。
該礦井根據《新疆煤炭工業“十五”結構調整規劃》要求在2005年關閉所有年產9萬t以下的小煤礦之後按照該小煤礦的基礎上建成9萬噸的技改工程，該礦井的首采工作麵布置在+822水平東翼處，+822水平西翼和+822水平以上+842水平均以進入技改工程之前回采完畢。
第二節 采空區情況
按照地質大隊提供的資料來看該水平以上探放資料不全等原因該水平以上無法說明空區的情況，另外該水平以上+842水平的采空區範圍也較大所以上水平的采空對下水平的綜采放頂煤工作麵來說影響很大。
第三節 積水可疑區分析及劃定
一、積水可疑區分析
根據地質報告水文地質提供的資料顯示，該井田礦床充水途徑及因素主要有六個方麵，一為井田內無常年流水主要是來與阜康市最大的河流三工河在井田東界外700m處自南向北流過，水位標高+821.05m，為當地侵蝕基準麵。該河主要接受南部山區融雪水與大氣降水補給，年徑流量4272.82萬m3。6-10月為洪水期，月均流量1.255-4.009m3/s，最大可達8.6m3/s。二是礦區含煤地層為侏羅係中統西山窯組，主要由砂岩、粉砂岩、泥岩與煤層互層組成，這種多韻律結構使得地下水在接受大氣降水的補給時起到了一定的阻隔作用。侏羅係下統三工河組位於礦區南部，其岩性主要為粉砂岩、細砂岩、泥岩及炭質泥岩，也在一定程度上阻擋了地下水對含煤地層的滲透補給。三是礦區位於阜康向斜南翼，地層傾角較陡，呈單斜構造，沒有發現走向斷裂，礦區東界f1斷層屬垂直地層走向平移斷層，斷層麵禁閉，水平斷距30m左右，使煤層產生錯動位移。該斷層破碎帶可能成為大氣降水入滲的通道之一，但受規模與性質影響，蓄積的地下水有限。四是礦區內43號煤層火燒後形成一條貫穿東西的燒變岩帶，燒變岩內孔隙發育，可接受大氣降水及地表水的補給，並蓄積一定量的孔隙潛水，對礦井開采威脅較大。五是燒變岩含水層位於侏羅係中統下段的頂部，由43號煤層燃燒烘烤而成，形成貫穿礦區東西的燒變岩帶，該帶地表寬度15-30m，距離45號煤層之上30-70m，燒變岩中孔隙發育，易接受大氣降水與地表水的補給，較易儲存孔隙潛水。六是侏羅係中統西山窯組下段孔隙裂隙含水段(IV)，該含水段由燒變岩含水層底板至西山窯組下段底界，含45號煤層在內，厚度176.44m，45號煤層頂板至燒變岩含水層底板以粉砂岩、泥質粉砂岩夾炭質泥岩或煤線為主;45號煤層底板至西山窯組下段底界主要岩性為粉砂岩與泥岩等，但底部有不甚穩定的砂礫石層存在，砂礫石層厚度在3-10m之間。該含水段水位埋深為+880m標高，生產礦井自西向東揭露深度標高由+772.91m遞減為+700m，礦井湧水量也由120m3/d遞增為440m3/d。此外，礦區東部的六運湖農場礦井開拓穿越該含水段底部砂礫岩層時水量明顯增大。
綜上所述，該井田礦床充水途徑及因素主要為三工河河水由南向北運移過程中，通過煤係地層的孔隙裂隙順向滲透補給，為礦區地下水的主要補給源。三工河水的補源是主要與大氣降水、雪融水以及泉水。井田地下水的補給主要源於侏羅係中統西山窯組主要是煤岩層互層組成這種規律結構使得地下水在接受大氣降水的補給時起到了一定的阻隔作用。但侏羅係下統三工河組位於礦區南部，其岩性組成的不同也一定程度上阻擋了地下水對含煤地層的滲透補給。另外井田東西的燒變岩帶，燒變岩內孔隙發育，可接受大氣降水及地表水的補給，並蓄積一定量的孔隙潛水，對礦井開采威脅較大。
二、積水可疑區劃定
積水可疑區劃定依據原采空區位置劃定。
根據現有已知資料，該井田內共有一處礦井主要積水區在估計在現有的+822水平首采工作麵東翼處的+842和+885水平處很可能有積水情況，原因822水平東一處450米左右有個地質構造帶，按照煤礦《安全01manbetx 》規定來說有可能有積水情況。
三、積水可疑區位置
1、現有的+822水平東翼首采工作麵以上的以上的+842和+885水平采空區範圍內以及+842和+885水平以上的43號煤層燒變岩火燒層裏。
2、現有的+822水平西翼處采空區裏也有一定的積水情況，目前未發現空區裏滲水情況。
四、積水範圍、積水量、水壓估算
由於缺乏實測資料，積水範圍、積水量、水壓失去估算依據。資料不詳，也失去了估算的意義。本設計對積水可疑區的積水範圍、積水量、水壓不做定量估算。
第三章 礦井現有工作麵情況
第一節 礦井開拓
該礦建成以後有三個井口，即主立井、副立井、風井，主立井仍利用原有的廣源主井，其主立井坐標為：
X=4881084.03，
Y=29583495.34 ,
Z=+962.91m，
提升方位角為69°。
在距主立井西翼40m處掘副立井，副立井的坐標為：
X= 4881090.03，
Y= 29583455.34，
Z=+962.91，
提升方位角為150°。
風井位於井田南翼，其坐標為：
X=4880973.94，Y=29583510.61.Z=+954.52m。
根據本井田的範圍、煤層賦存條件、開采深度、地質構造和擬選擇的采煤方法等因素，礦井共劃分為二個水平開拓，第一水的標高為+772.91m，第二水平標高為+700m。
采區劃分
根據煤層賦存條件、確定的開拓方式和井田開采範圍。每一水平劃分為一個雙翼采區。一水平采區西翼走向長度為180m，采區東翼走向長度為685m。二水平采區西翼走向長度為193m，采區東翼走向長度為1030m。
第二節 巷道布置
由於礦井兩個水平均為中央采區開拓，故不設運輸大巷和回風大巷。在45號煤層底板布置煤層軌道上山，在45號煤層頂板布置采區煤倉和回風上山眼。按開采順序，每個采區水平劃分為6個分段開采，根據設計要求礦井一水平一分段采區工作麵現布置在+822水平東翼內，將一水平的+822水平一分段工作麵推到一定程度之後開始布置二分段的煤層軌道運輸平巷和刮板運輸順槽，掘到一定程度之後中間布置聯絡通風平巷。上下兩順槽掘至采區邊界後，掘進工作麵開切眼，準備一分段采煤工作麵的接替接續采煤工作麵。
第三節 現有工作麵情況
現礦井內+822水平東翼采區布置了一個回采工作麵，+812水平東翼布置了南、北巷掘進工作麵。現敘述如下：
1、+822水平東翼采區南巷、北巷：分別沿著煤層走向方向煤層頂底板處水平布置，南巷：布置在煤層底板處，巷道采用錨網支護，斷麵為S南= 6.12 m2 。用於工作麵的材料運輸巷兼做進風巷。
北巷：布置在煤層頂板處，巷道采用錨網支護，部分地段由於頂板煤層鬆軟采用錨網、工字鋼聯合支護。斷麵為S北=6.77 m2，用於工作麵的主要運輸巷兼做回風巷。
2、+812南巷北巷掘進工作麵：+822水平東翼采區南巷、北巷：分別沿著煤層走向方向煤層頂底板處水平布置，南巷：布置在煤層底板處，巷道采用錨網支護，斷麵為S南= 6.44 m2 。用於工作麵的材料運輸巷兼做進風巷。
北巷：布置在煤層頂板處，巷道采用錨網支護，斷麵為S北=6.44 m2，用於工作麵的主要運輸巷兼做回風巷。
第四節 工作麵與積水可疑區相對位置及其影響
根據地質報告和井下實測圖，初步可以確定井下各工作麵與積水可疑區相對位置，現敘述如下：
1、+822m水平東翼回采工作麵附近積水可疑區的相對位置及其影響
該采區內隻有一處積水可疑區即+822水平以上的+842水平老空區為積水可疑區。
1、+812水平掘進南、北巷掘進工作麵附近積水可疑區的相對位置及其影響
+812水平掘進南、北巷掘進隻有一處積水可疑區即+812水平以上的+822水平老空區為積水可疑區。。
第四章 礦井各工作麵探放水布置
第一節 探水線的確定
由於該礦區水文地質工作沒有做詳細的勘探，缺乏必要的水文地質資料，本設計在探水線的確定上缺乏實際依據，根據規範要求，取其最大值，煤層探水線取100m，岩石探水線取30m。
第二節 探放水巷道的布置
本設計不在另外布置探放水巷道，使用現有巷道，即現有45號煤層+822水平東翼采區北巷(軌道巷)為礦井一采區一分段的探放水巷道，北巷工作麵開切眼開始往西進行。+812水平南、北掘進巷，進行“先探後掘”。
上述巷道作為探放水巷道使用時，必須構築水溝。水溝斷麵尺寸為寬250mm、深300mm。水溝坡度不得小於3‰。
第三節 探水眼超前距的確定
探水眼超前距：煤層中不得小於25~30m，岩石中不得小於
第四節 探水眼布置
1、探水眼煤層和岩石中均按三個方向布置：1、按掘進方向布置即斜角與工作麵布置(探眼不小於50m); 2、沿煤層傾角老空方向按75°布置(探通老空區);3、沿煤層傾角老空方向按45°布置(探通老空區)。
2、掘進工作麵沿巷道走向水平探50m後允許掘進30m後繼續進行探水。
3、采煤工作麵探眼布置在工作麵開切眼沿煤層走向水平探80m後允許推進50m後後繼續進行探水。
3、其探水眼個數、方向、傾角、深度、孔徑見下表。
探水眼有關參數表
第五章 探放水設備的配備
按照01manbetx 要求采、掘工作麵堅持有疑必探，先探後掘的原則，掘進工作麵和回采工作麵配備有探水鑽一台ATX-75型探水鑽機。鑽杆80m，鑽頭6個。其他配套部件若幹。
第六章 探放水專設管理機構
為了保證探放水工作的順利實施，必須在組織上予以保障。礦井必須設立探放水專職管理機構。煤礦礦長任探放水專職管理機構的主要負責人，負責全礦井的探放水工作;抽調一位副礦長專職負責探放水的具體工作，組建探放水專職管理機構，使全礦井的探放水工作自始始終在有效的控製和管理之下。(附探放水管理機構圖)
第七章 探水前的準備及注意事項
根據本礦井開拓布置，當開采45號煤層時，必須對上部43號煤層的火燒區采取超前探放水措施，堅持“有疑必探，先探(放)後掘，先探(放)後采”的原則，確保礦井安全生產。
突水前的征兆
當井下采掘工作麵(巷道)出現下述情況時，有可能造成突水02manbetx.com ，應引起高度重視。
1、煤層變潮濕、鬆軟;煤幫出現滴水、淋水現象，且淋水由小變大;有時煤幫出現鐵鏽色水跡。
2、工作麵氣溫降低，或出現霧氣及硫化氫氣味。
3、有時可聽到水的“嘶嘶”聲。
4、礦壓增大，發生片幫冒頂及底鼓。
探水前應注意的事項
1、檢查排水係統，準備好水溝，水倉及排水管路;檢查排水泵及電動機，使之正常運轉，達到設計的最大排水能力。
2、準備堵水材料。在探水地點應備用一定數量的坑木、麻袋、木塞、木板、黃泥、棉線、鋸、斧等，以便出水或來壓時及時處理。
3、檢查瓦斯。瓦斯濃度超過安全規定時應停止工作，及時加強通風。
4、檢查支架情況。有鬆動或破損的支架要及時修整或更換。幫頂是否背好，都要一一檢查。
5、檢查煤壁。煤壁有鬆軟或膨脹等現象時，要及時處理，閉緊填實，必要時可打上木垛，防止水流衝垮煤壁，造成02manbetx.com 。
6、檢查水溝。巷道水溝中的浮煤、碎石等雜物，應隨時清理幹淨。若水溝被冒頂或片幫堵塞時，應立即修複。
7、檢查安全退路。即避災路線內不許有煤炭、木料、礦車等阻塞，要時刻保證暢通無阻。
1、 嚴格執行排水設備的維護製度，保持正常排水。
2、 嚴格執行水溝、水倉的清理製度，保證流水暢通。
3、 加強鑽場前後10米範圍內的巷道支護，並打好堅固的立柱和欄板。
4、 清理巷道，挖好排水溝。探水鑽孔位於巷道低窪處時，配備與探放水量相適應的排水設備。
5、 鑽機設備在運輸時必須捆綁結實，不得超長、超寬、超高、超重，並符合井下運輸的有關規定。
6、 鑽機拆下的零件，要用有蓋的箱子裝好。容易丟失的零件，由鑽工自帶。
7、 井下人工搬運設備時要用繩子係牢，並要輕抬輕放，有專人統一指揮，起落行動一致。
8、 安裝鑽機前要檢查鑽場及其周圍支護，防止冒頂片幫。
9、 鑽機立軸對準鑽空位置，擺正鑽機架，機身安放平穩。
10、開鑽前檢查有害氣體含量。當瓦斯濃度達到或超過1%時，不得開鑽。
11、測量和探放水人員必須親臨現場，依據設計，確定主要探放水孔的位置、方位、角度、深度、及鑽孔數目。
12、必須有瓦檢員現場值班檢查空氣成分。
13、施工地點必須安設專用電話
14、套管要下在堅硬的煤岩中，套管下置深度、固結方法及耐壓試驗，必須符合設計要求。
15、套管固定後，必須進行耐壓試驗。揭露高壓水的鑽孔，還要裝好防噴裝置，方可鑽進。
16、鑽探人員穿戴整齊、利落，衣襟、袖口、褲腳必須束緊。
17、開鑽前認真檢查升降機的製動裝置、離合器裝置、以及擰卸工具是否完好，發現問題要及時處理。
18、禁止用手、腳直接製動機械運轉部分
19、禁止將工具和其他物品放在鑽機、水泵、電機保護罩上。
20、扶把時，要站在立軸和手把一側，不得緊靠鑽機。
21、鑽機後麵和前麵的給進手把活動範圍內，不準站人，防止高壓水將鑽具頂出傷人或給進手把位翻起傷人。
22、鑽機在鑽孔過程中給壓要均勻，根據孔內情況及時調整鑽法及壓力。鑽孔內水壓過大時，應采取反壓和有防噴裝置的方法鑽進。
23、鑽進過程中，一旦發現“見軟”、“見空”、“見水”和變層，要立即停鑽，丈量殘尺並紀錄其深度。
24、若發現孔內湧水時，應測定水壓、水量。
25、若發現煤岩鬆動、片幫、來壓、見水或孔內水量、水壓突然增大或頂鑽時，迅速向調度室彙報，並派人監視水情。如果發現情況危急時，必須立即撤出所有受水威脅地區的人員，然後采取措施，進行處理。
26、透采空區後，經瓦檢員檢查有有害氣體溢出，必須立即停止鑽進，用木塞黃泥封閉。
27、清理巷道，挖好排水溝。必須配備與探放水相適應的排水設備。
28、在打鑽地點或附近安設專用電話。
29、疏通鑽孔時操作人員不準直對鑽杆站立操作。
30、探放采空區鑽孔接近采空區，預計有瓦斯或其他有害氣體湧出時，必須有瓦檢員值班檢查空氣成分。如果瓦斯或其他有害氣體濃度超過《煤礦安全規程》規定時，必須立即停止鑽進、切斷電源、撤出人員，並報告調度室及時處理。
31、鑽孔放水時，必須估計放水量，根據礦井排水能力和水倉容量，控製放水量。
32、放水時，必須設專人監測鑽孔出水情況，測定水量、水壓，做好紀錄。
33、若水量突然變化，必須及時處理，並立即報告調度室。
34、鑽孔竣工後，應做好各種善後處理工作。包括鑽機的拆除、搬遷、檢修、存放。
35、鑽孔資料的整理，每個班都必須填寫班報，包括鑽孔角度、進尺、設備運轉、作業時間、交接班紀錄等原始資料。記錄要真實反映生產情況，做到全麵、準確、詳細和整潔。記錄需經當班班長審核並簽字。
36、鑽孔達到勘探目的後，應立即全孔封閉。
37、為了防止水沙分離或粘土稀釋流失，封孔不能用水泥砂漿或粘土，要用高標號純水泥。
38、 嚴重漏水段，應先下木塞止水，然後注漿，防止水泥漿在初凝前流失。
39、 要按照封孔設計，進行分段並分段提取固結的水泥樣品，實際檢查封孔的深度和質量，由上而下邊檢查邊封閉，做好記錄。
40、 需要長期保留觀測孔、供水孔或其他專用工程孔必須下好止水隔離套管。
41、 已下套管的各類鑽孔，不用之前，也應按1、2、3條的要求封孔。
42、 所有鑽孔的空口均應留設標誌，一旦需要時，便於采取措施。
43、及時密閉廢棄巷道，但在積水巷道密閉牆上留設反流水孔，避免采空區及廢棄巷道中積水給安全生產造成隱患。
44、在井田範圍內采空區上部塌陷坑及裂隙帶周圍設截水溝渠將山坡雨(水)引離采空塌陷影響區，防止山坡雨水從塌陷區進入井下采空區。
45、每次降大到暴雨時和降雨後應及時觀測井下水文條件變化情況，並及時向礦主管安全的領導報告。
46、探水巷道掘進的安全措施
(1)探放水的巷道，中間不得有低窪積水段。
(2)探水巷道必須在探水鑽孔有效控製範圍內掘進，探水孔的超前距、幫距及孔間距必須明確並符合規程要求。每次探水後、掘進前，應在起點處設置標誌，並建立掛牌製度。
(3)巷道支護必須牢固，頂、幫背實，無高吊棚腳，使巷道有較強的抗水流衝擊能力。
(4)按設計鑽孔的預計流量修建水溝，並將流水巷道內的沉渣等障礙物清理幹淨，巷道通風必須良好。
(5)巷道與積水區間距小於探水規定的超前距，或有突水征兆時，應將掘進頭正前和兩幫支架加固，刹緊背嚴，必要時另選定安全地點探水。
(6)探水巷道須加強出水征兆的觀察，一旦發現異常應立即停掘處理。情況緊急時必須立即發出警報，撤出受水威脅地點的全部人員。
(7)嚴格執行“三不放(炮)”製度：掘進工作麵或炮眼有突水征兆時;探水孔超前距離不夠時;掘進工作麵支架不牢固或空頂距離超過規定時。
(8)掘進班長必須在現場交接班，交接允許掘進剩餘長度和巷道中線與允許前進方位關係問題。
47、鑽探的安全措施
(1)檢查安鑽場地巷道支護和通風情況，安全情況好，方可安裝鑽機。
(2)注意檢查觀測周圍有無出水征兆，如發現安鑽地點距積水地點很近、探水不安全時，應在采取加固措施後，另找安全地點探水。
(3)鑽機安裝必須平穩牢固;安好鑽機接電時，要嚴格執行停送電製度，電纜吊掛要整齊。
(4)嚴格按設計標定鑽孔方位、傾角，每班開鑽前先檢查立柱、孔口安全裝置、周圍支護和報警信號，如有問題，先處理後開鑽。
(5)鑽進中發現有害或有毒氣體噴出時，應在加強通風的同時，用黃泥、木塞(預先備好)封堵孔口。如無法處理，應立即停止工作，切斷電源，將人員撤到新鮮風流的安全地點。
(6)鑽進中發現孔內顯著變軟或沿鑽杆流水，都是鑽孔接近或進入積水區的象征，此時應立即停鑽檢查，如孔內水壓很大，應將鑽杆固定並記錄其深度。在提出鑽杆前，必須重新檢查和加固有關設備和支護，並打開三通泄水閥，邊鑽進邊推入鑽具，使鑽頭超過原孔深1m以上，先把附近積存的淤泥碎石衝出孔外，而後再提出鑽杆，以利安全放水。
(7)遇高壓水頂鑽杆時，用立軸卡瓦和逆止閥交替控製鑽杆，使其慢慢地頂出孔口。操作時禁止人員直對鑽杆站立。
48、放水及放水後掘進的安全措施
(1)設堰板，派專人監視放水情況，記錄放水量，發現異常及時處理。
(2)加強放水地點的通風，增加有害氣體的檢測次數，或設瓦斯警報器。
(3)需要掘透老空時，兩側須有掩護孔，並應在鑽孔透老空點標高以上掘進，以防由於淤泥、碎石收縮堵孔，造成積水已被“放淨”的假象和防止放水點標高以下殘留積水突出的危險。
49、其它安全措施
(1)預先規定好報警聯絡信號、湧(充)水時的對策及人員避災路線等。
(2)放水工作應盡量避免在雨季進行。
(3)探放水人員必須按照批準的設計施工，末經審批單位允許，不得擅自改變設計。
50、通風路線
主、副井→+772水平井底車場 →+772～+822水平軌道上山→+822水平南巷(軌道巷)→綜采工作麵→+822水平北巷(皮帶運輸巷)→+822水平回風石門→斜風井→地麵。
51、避災路線
水災避災路線
南巷鑽場→+822水平1#煤門→+822水平北巷→+822水平回風石門→回風斜井→地麵
北巷鑽場→+822水平回風石門→回風斜井→地麵
火災、瓦斯爆炸、煤塵爆炸避災路線
南巷鑽場→+772～+822水平軌道上山→+772水平井底車場→副井梯子間→地麵
北巷鑽場→+822水平1#煤門→+822水平南巷(軌道巷)→+772～+822水平軌道上山→+772水平井底車場→副井→地麵。
見附避災路線圖
第九章、附則
1、本設計必須按照《煤礦安全規程》規定進行會審;
2、本設計必須按照《煤礦01manbetx 》規定進行審批;
3、本設計必須按照《煤礦01manbetx 》規定下文後才能實施;
4、本設計必須按照《煤礦01manbetx 》規定對各有關人員進行學習並經過考核合格後才能進行施工。
第十章 附件
1、地形地質及井上下對照圖
2、水文地質
3、探放水眼布置圖
4、避災線路圖
5、探放水管理機構圖
