**礦井礦井中長期防治水規劃（2012——2017年）
**礦井礦井中長期防治水規劃(2012——2017年)
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總工：
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二○一二年四月十日
目 錄
1 概 況 1
1.1 以往地質、水文地質工作簡述 1
1.2 礦井四鄰關係 2
1.3 地質概況 4
1.4 水文地質概況 6
2.2 帶壓開采條件初步評價8
2.3 主排水係統能力評價9
2.4 礦井水文地質類型劃分 10
3 礦井防治水規劃總體思路 11
4礦井防治水規劃目標 12
4.1安全指標 12
4.2業務指標 12
5 礦井防治水總體規劃 13
5.1 水文地質補充勘探 13
5.2底板奧灰承壓水探查和防治 14
5.3構造水的探查與防治 14
5.4 采空區水的探查與防治 15
5.5 頂板砂岩水的探查與防治 15
5.6地表水防治 15
6 礦井生產銜接規劃 17
7 礦井日常防治水工作 19
7.1 掘進工作麵防治水工程 19
7.2 回采工作麵防治水工程 19
8 礦井防治水重點工程項目 24
8.1防治水係統建設 24
8.2 防治水工程項目 26
8.3 防治水科研項目 27
8.4 地測防治水報告修編 29
9 礦井防治水配套措施32
9.1建立應急救援體係 32
9.2成立防治水指揮部 32
9.3明確避災路線 32
9.4 組織搶險隊伍 33
9.5 配備搶險材料 33
9.6突水應急處理 33
9.7 建立獎懲機製 35
10 結論 36
*****煤礦
礦井中長期防治水規劃
(2012——2017年)
*****煤礦地質條件相對複雜，礦井水文地質條件為中等類型。2009年，*****煤礦特委托煤炭科學研究總院西安研究院進行《*****煤礦帶壓開采防治水技術研究》項目研究，該項目研究成果中，提交了《*****煤礦中長期防治水規劃》(以下簡稱西安院規劃)。該《規劃》主要完成了以下任務：
1、03manbetx 、研究*****煤礦已有區域地質、水文地質資料(包括15#煤);
2、進行礦井主要水害因素03manbetx 及受水威脅程度評價;
3、提出礦井水害防治總體思路和技術路線;
4、提出礦井防治水技術方案和相應的防治水研究項目及工程項目;
5、結合礦井中長期采掘計劃，提出礦井防治水工程和研究項目進度安排，並提出防治水工程費用概算。
2009-2011年，礦井依據該規劃完成了三維地震勘探、補充地質勘探、水文監測孔等地質勘探工程，進一步查明了水文地質條件，收集了一些水文地質資料，根據2011年省安全監察檢查時相關水文專家的建議，特結合最新的實際情況對該規劃進行修編。
本次修編的期限為2012年—2016年，共五年。因礦井概況、地質概況、水文地質概況變化較小，相關內容從略，隻對變動部分進行補充。其它部分特別是中長期防治水工程計劃進行了詳細說明和規劃。
1 概 況
1.1 以往地質、水文地質工作簡述
一、地質工作
1、2004年10月至2005年6月，****煤田地質勘探114隊共施工鑽孔20個，進尺9967.53m。其中水文孔3個，進尺1697.86m，抽水6層次。
2、2011年11月至今，***********有限責任公司勘探隊正在施工西盤區補充地質勘探工程，設計4個鑽孔(即補1、補2、補3和補4鑽孔)，計劃進尺2462m。未完工。
二、水文地質工作
1、2004年10月至2005年6月，****煤田地質勘探114隊共施工水文孔3個，做了6次抽水試驗，其中5次抽水試驗質量評定為合格，一次為抽幹。
2、2010年10月—2011年8月，***********公司施工******(G1#水文孔)，進尺終孔深度889.82m，終孔層位為奧陶係中統上馬家溝組(O2s)。
3、2011年10月至今，***********公司正在施工郭家莊、西田良水文孔，設計孔深分別為1018m和600m。未完工。
4、2012年2月，***********有限責任公司勘探隊正在施工興旺莊水文孔，設計孔深為805m。未完工。
三、物探工作
1、***********省煤田地質局物探測量隊2004年9月、2005年4月分別對*****煤礦田東翼大巷和首采盤區1.367km2、西翼西一盤區2.023km2的範圍進行了三維地震勘探，在三維地震勘探範圍內發現了落差3～18m的斷層20個，陷落柱9個。
2、2010年11月—2011年1月，****地寶能源公司實施了東盤區三維地震勘探項目，勘探麵積1.3km2。
3、2010年11月—2011年1月，******水文物測隊實施了西盤區三維地震勘探項目，勘探麵積2.6km2。至此，全區完成三維地震勘探工程。
4、2011年4月—2011年12月，****省地球物理化學勘探院實施了東盤區瞬變電磁勘探工程，勘探麵積2.6km2。
5、2011年11月至今，***********省煤田地質局物探測量隊正在實施西盤區瞬變電磁勘探工程，勘探麵積5.51 km2。
1.2 礦井四鄰關係
2009年前調查，*****煤礦周圍礦井主要有趙莊煤礦、慈林山煤礦、色頭煤礦、望雲煤礦、長平煤礦等。據到******縣國土資源部門最新的調查資料，*****煤礦除上述礦井外，還有******煤礦、******煤業、******煤礦等，均批準15#煤層。已經掌握的具體資料見下表1和附圖：
圖1 *****煤礦與相鄰礦井位置關係圖
1.3 地質概況
2.1.1 井田構造
本井田位於晉(城)—獲(鹿)褶斷帶南段的韓店至******間褶斷帶西側，武(鄉)—陽(城)凹褶帶東側。區內構造主要受新華夏構造體係的控製，全井田總的為一走向北北東，傾向北西，傾角5°左右的單斜構造，在此基礎上伴有次級寬緩褶曲和小型斷裂，斷層附近地層傾角達15°以上。區內主要斷層和褶曲的走向多為北北東向;西北部褶曲因受後期構造運動的影響向西偏轉成北東東向，如郭家莊向斜。本井田大部為黃土覆蓋，局部有基岩出露。
1、斷層
目前*****煤礦經三維地震勘探，共發現72條大中型斷層。斷層大都為正斷層，延伸長度不大，從幾十米到數百米不等，落差3～290米，一般隻有幾米。其中對安全影響較大的斷距大於30m的斷層共五條，即東南部的莊頭正斷層、DF31、DF32和DF55等正斷層，西部的興旺莊南正斷層。上述斷層均屬於張性斷層，可能形成導水通道，將會溝通岩溶水主要含水層，因煤層都在奧灰水位之下，岩溶水就會沿斷層侵入含煤地層和礦井，造成水害02manbetx.com 。
(1)莊頭正斷層：位於團山、東田良、莊頭、黃耳溝、北王莊、柏枝莊一帶，北與長治斷層斜交。呈“S”型展布，傾向北西，傾角大約為70-75°。落差290m，區外有鑽孔控製。根據《****省沁水煤田******礦區趙莊勘探區詳查地質報告》報告，施工1601鑽孔孔深接近斷層時，岩芯強烈破碎，鑽進中衝洗液消耗量為11.808m3/h，說明該斷層破碎帶不僅導水而且可能富水。該斷層使太原組各可采煤層與中奧陶統灰岩強含水帶直接接觸，對煤層開采具有一定的威脅。慈林山煤礦在斷層附近開采時，發現頂板淋水現象嚴重，排水量增加，說明該斷層具有一定導水性。
(2)興旺莊南正斷層：由西南至東北穿過整個井田，是本井田內最大的一條斷層。走向NE，傾向SE，傾角70～80°。區內最大落差30m，控製長度1310m。落差兩端小，中間大。該斷層使太原組各可采煤層與中奧陶統灰岩含水層與鬆散岩類含水層發生水力聯係，增加了煤層的充水性。
(3)DF31正斷層：位於井田東部，由南到北，貫穿全區，走向N49°E，傾向NW，傾角70°左右，區內控製長度700m，並向南、北邊界延伸出區外。該斷層錯斷3號、15號煤層，控製最大落差40m。
(4)DF32：位於井田東部，由南到北，貫穿全區，走向N52°E，傾向NW，傾角70°左右，區內控製長度1190m，並向南、北邊界延伸出區外。該斷層錯斷3號、15號煤層，控製最大落差36m。
(5)DF55：位於井田東部，走向N56°E轉S82°E，傾向SE，傾角78°左右，區內控製長度1076m，斷層兩端均延伸至莊頭正斷層，該斷層錯斷3號、15號煤層，控製最大落差51m。
2、陷落柱
根據目前三維地震勘探資料，在三維地震勘探範圍內發現陷落柱34個。
據最新的東翼瞬變電磁探測結論，東盤區勘探區內共有陷落柱4個，推斷解釋了富水導水陷落柱1個，為DX24;推斷解釋了中富水弱導水陷落柱2個，分別為DX17和DX25;推斷解釋了弱富水弱導水陷落柱1個，為DX16。
西盤區瞬變電磁工程正在進行中。
1.4 水文地質概況
3.1.1 主要含水層
2010年10月—2011年8月，***********公司施工******(G1#水文孔)，進尺終孔深度889.82m，地麵標高1005.763m，3#煤煤層底板標高為575.063m。終孔層位為奧陶係中統上馬家溝組(O2s)。根據該孔的水文地質資料，僅對奧陶係中統的水文地質資料進行補充：
1. 中奧陶統峰峰組石灰岩岩溶裂隙含水層
區內穩伏於煤係地層之下，未見出露。由石灰岩、泥質灰岩及白雲岩等組成，為區內主要含水層組。該含水層組富水性中～強。據鄰近收集的抽水資料單位湧水量40L/s.m左右，水位標高在+640～+680m左右，水質類型為HCO3-·SO42--Ca2+·Mg2+型。
井田內4602號鑽孔O2含水層抽水試驗資料為：q=0.0460L/s.m，水位標高+724.8m，水質類型為HCO3--K++Na+型。
******(G1#水文孔)施工情況，3號煤層長度采取率90%，重量采取率90%，煤層結構清楚，無汙染;鑽探確定煤層埋深425.87~430.99m，煤層厚5.12m，夾一層泥岩,煤層結構4.55(0.25)0.32，測井解釋煤層埋深425.50~430.70m，厚5.20m，煤層結構4.60(0.20)0.40，厚度誤差0.07m，深度誤差：頂麵0.37m，底麵0.29m。取測井資料計算煤層底板標高。
該孔共進行了五個試段的抽水試驗。第四抽水試段是對峰峰組及上馬家溝組頂部含水試段進行抽水試驗，抽水試驗日期開始於2011年4月6日，結束於4月10日，抽水試驗進行了3個降深，降深分別為10.28m、6.85m、3.96m, 對應的穩定湧水量為3.522L/s、2.884L/s、2.030L/s, 單位湧水量為0.343L/s.m、0.421L/s.m、0.513L/s.m，靜止水位為371.48m，恢複水位為371.90m;第五抽水試段是對峰峰組及上馬家溝組含水試段進行抽水試驗，抽水試驗日期開始於2011年8月7日，結束於8月9日，抽水試驗進行了3個降深，降深分別為25.94m、17.85m、8.28m, 對應的穩定湧水量為8.696L/s、7.278L/s、4.883L/s, 單位湧水量為0.335L/s.m、0.408L/s.m、0.590L/s.m。靜止水位為374.89m，恢複水位為374.91m。計算采用水位為374.89m，水位標高630.873 m。
2 礦井防治水係統安全評價
2.1主要水害因素03manbetx 評價
根據西安院規劃，礦井主要有水害有頂板含水層水、太原組灰岩岩溶裂隙含水層水、奧陶係灰岩含水層水和采空區水四項。
1、頂板含水層水
3#煤層頂板主要含水層為第四係鬆散岩類孔隙含水層、二疊係上統上石盒子組砂岩裂隙含水層和二疊係下統下石盒子組裂隙含水層等。
根據《*****煤礦采掘工作麵防治水技術措施》中對頂板導水裂隙帶發育高度計算結果，*****煤礦頂板導水裂隙帶發育高度約為65.1～73.25m。根據鑽探資料判斷，在這一範圍內主要涉及3#煤頂板二疊係下統****組K砂岩裂隙含水層和二疊係下統下石盒子組K8砂岩裂隙含水層。上述兩含水層都為富水性不均勻的裂隙承壓弱含水層。根據現井下湧水觀測資料，井下湧水主要來自頂板砂岩裂隙含水層。頂板淋水水壓、水量隨時間推移減少，這是礦井頂板湧水的顯著特征之一。
從地層上下關係看，第四係鬆散岩類孔隙含水層、二疊係上統上石盒子組砂岩裂隙含水層是3#煤層間接充水源，可廣泛接受大氣降水，緩慢地由上而下滲透，補給下伏各砂岩含水層以及下部灰岩含水層隱伏露頭區。二疊係下統****組K砂岩裂隙含水層和二疊係下統下石盒子組K8砂岩裂隙含水層是3#煤層直接充水水源，是礦井水害的主要影響因素之一。
2、太原組灰岩岩溶裂隙含水層水
太原組灰岩岩溶裂隙含水層含K2、K3、K4等薄層石灰岩岩溶含水層，據鑽孔抽水資料，單位湧水量為0.004L/m.s，屬弱含水層，底板不突水或突水可能性小主要是對較完整的底板而言，如果隔水層存在陷落柱或斷層等導水構造，不僅使岩層承受水壓能力降低，而且各層灰岩水會發生水力聯係，甚至與奧灰水溝通，所以要重視井田內各層灰岩發生突水的可能性，其中K2灰岩厚度較大，富水性較好對礦井充水影響較大，是構成礦井水害的主要影響因素之一。
3、奧陶係灰岩含水層水
奧陶係灰岩岩溶裂隙含水層厚度大，富水性好，與3#煤層間距平均123.86m左右，一般不可能直接發生突水。奧灰水有可能通過隱伏導水陷落柱、斷層和裂隙密集帶等地質異常體突入礦井，成為煤層底板發生突水的最重要的水源，是構成礦井水害的主要影響因素之一。
4、采空區水
采空區中大量裂隙的存在，為地下水的徑流創造了良好條件，溝通或加強了與上覆含水層的水力聯係，並成為這些含水層水進入礦井采空區的通道，裂隙以及頂板冒落岩塊間的空隙，成為儲存地下水的巨大空間。
根據最新調研資料，在井田東南部有******煤礦、******煤礦和******煤礦等。雖然受莊頭正斷層的阻隔，對本礦井的安全采掘影響較少，但也應引起高度重視。同時隨著*****煤礦未來采空區麵積的不斷增加，應特別重視對采空區水的探查與防範，在將來采空區水也是構成礦井水害的主要因素之一。
2.2 帶壓開采條件初步評價
煤層底板受承壓水威脅，在不疏降承壓水頭，或經濟、技術條件許可情況下，有限疏降承壓水頭條件下，充分利用煤層底板至承壓含水層間隔水層的阻水性能，實施安全開采的技術稱為帶水壓開采技術，或簡稱為帶壓開采技術。與華北型煤田類似，*****煤礦3#煤開采主要應采用帶壓開采技術。
1 、突水係數公式
評價帶壓開采安全的標準是突水係數。六十年代由煤炭工業部組織的焦作會戰提出的突水係數是：
式中：
P-水壓值(Mpa)
M-隔水層厚度(m)
2 、突水危險性評價標準
3#煤層底板含水層包括K2、K3、K4、K5等岩溶裂隙含水層及奧灰含水層，其中K3、K4、K5含水層富水性弱，雖然水壓較高，對3#煤層威脅很小。奧灰含水層是本井田威脅3#煤層開采主要含水層，本次帶壓開采條件評價主要針對奧灰含水層進行。
根據峰峰、焦作、淄博、井陘等四大礦區突水係數的統計成果確定臨界突水係數為0.06MPa/m。其突水的判別模式為：
T>Ts 則突水;
T=Ts 臨界狀態;
T
式中Ts為臨界突水係數，上述判別模式成為判斷承壓水能否突水的標準，並成為帶(水)壓開采技術的依托，對推廣和應用帶壓開采技術起著推動和促進作用。根據實踐經驗，突水係數理論比較適用於完整地段帶壓開采安全性評價。
3、3﹟煤層帶壓開采條件初步評價
西安院規劃隻利用4602號一個奧灰水文孔資料。4602號水文孔奧灰水位平均標高+724m，3#煤層底板標高+438.41m，屬帶壓開采，3#煤層底板至奧灰頂麵厚度約109.01m，計算得3#煤層底板奧灰含水層水的突水係數為：0.0362Mpa/m，小於臨界突水係數0.06 Mpa/m。
本次施工完畢******(G1)水文孔，該孔處水位標高630.873 m。3#煤煤層底板標高為575.063m。屬帶壓開采。隔水層厚度方麵，經過分析，本區奧灰頂麵至3#煤層底麵地層總厚度平均123.86m左右，3#煤層底板采動破壞帶深度16.92m，據本井田地質勘探資料鑽孔鑽進至K5薄層灰岩含水層上覆岩層時消耗量及水位均無明顯變化，所以3#煤層底板隔水層原始導高帶可以暫時忽略。經計算，3#煤層底板的有效保護層厚度為106.94 m。其中薄層灰岩、砂岩類岩層和煤層屬抗變形好的岩層，平均占56.79%左右，而隔水性好的岩層，即泥岩類岩層占43.21%，這些岩層在垂向上成平行複合結構，說明該底板具有較好的帶壓開采條件。
因此重新計算全區突水係數，奧灰水水壓值為0.56—2.85Mpa，3#煤層底板奧灰含水層水的突水係數為：0.0052—0.0267Mpa/m，小於臨界突水係數0.06 Mpa/m。
在無導水斷層、導水陷落柱等異常地質構造溝通的情況下一般不會發生突水，應在加強礦井防治水工作的情況下進行帶壓開采。但是奧灰突水的發生受多種因素的影響，導水斷層、裂隙密集帶或導水陷落柱是主導因素，采礦活動為誘發條件，采礦一旦擾動和激活這些導水構造，有可能發生透水02manbetx.com 。
2.3 主排水係統能力評價
1、礦井湧水量預計
據西安院規劃，礦井正常湧水量主要由礦井掘進工作麵及大巷湧水量和回采工作麵湧水量等組成。礦井正常湧水量預計為125.25m3/h。礦井最大湧水量預計為214.71 m3/h。隨著礦井開采，采空區麵積增加時，礦井湧水量也會隨之增大。
截止目前，礦井正常湧水量為61.4m3/h，最大湧水量為162.3 m3/h。
2、礦井排水能力評價
*****煤礦采用單水平開采。副立井井底附近設有井底水倉和水泵房，排水管路沿副立井敷設，礦井湧水排至地麵經處理後排放，排水高度482.5m。排水選用5台MD155-67×9礦用耐磨泵，兩台工作，兩台備用，一台檢修。正常湧水時兩台工作，最大湧水時四台工作。MD155-67×9水泵額定流量為155m3/h，額定揚程為603m，配套電動機功率為450kW，電壓為10kV。
排水管路鋼管選取Ф273無縫鋼管。井筒的管路分為Ф273×12和Ф273×9兩種規格，共兩趟，一趟工作，一趟備用。排水管路在泵房內采用法蘭連接，在井筒中采用快速管接頭連接。為防止水錘衝擊，有效保護排水管路和水泵設備，選用微阻緩閉止回閥。
井底水倉開口設在井底車場北端繞道、最低點處，分主水倉和副水倉。設計水倉有效長度270m，淨斷麵9.1m2，有效容量2457 m3。
經計算，礦井主要水倉有效容量滿足《煤礦安全01manbetx 》規定要求。水泵、水管數量滿足《煤礦安全01manbetx 》要求。
2.4 礦井水文地質類型劃分
根據西安院規劃和《*****煤礦水文地質條件類型劃分報告》，*****煤礦田3#煤開采礦井水文地質類型均為中等類型。
3 礦井防治水規劃總體思路
依據《煤礦安全01manbetx 》、《煤礦防治水規定》，結合目前礦井采掘現狀和防治水研究現狀，防治水規劃的總體思路如下：
堅持“生命高於一切，一切服從安全”的理念，牢固樹立“有掘(采)不探就是02manbetx.com ”, “水害隱患不查明就是02manbetx.com ”的理念，著力構建“探測超前、預報準確、防治科學、管理到位”的煤礦防治水工作體係，堅持“預測預報、有掘必探、先探後掘、先治後采”規定，落實“防、堵、疏、排、截”五項綜合措施。深入推進“31·32·33·35”承壓水開采安全管控體係，持續完善分類分級分色的水害預警機製，紮實開展好礦井防治水各項工作。
3個“一”：即建立一個機製，執行一個標準，落實一個方法。建立一個機製，就是結合礦井實際，建立分類分色分級水害預警機製，預警機製根據《煤礦防治水規定》，將礦井水害分為地表水、孔隙水等十項，預警信號按照災害的嚴重性和緊急程度，分為藍色、黃色、橙色和紅色四種顏色，分別代表一般、較重、嚴重和特別嚴重四種級別，並根據不同類型水害的特點，建立了地質水文勘探、預警信息、應急反應、處置措施等四步識別標準。執行一個標準，就是加強地測防治水安全質量標準化工作，高標準嚴要求，認真搞好本專業標準化資料建檔，歸檔工作，認真建立健全各種水文基礎圖紙，努力實現水文地質信息計算機管理。落實一個方法，就是在地測防治水工作中，形成了一套“地麵和井下相結合，物探、化探和鑽探相驗證”的綜合探測方法。
3個“二”：即堅持兩個原則，執行兩項措施，做好兩個預報。堅持兩個原則就是堅持“預測預報，有掘必探，先探後掘，先治後采”的防治水原則，堅持“有掘必探，先探後掘，有采必探，先探後采”的探放水原則;執行兩項措施就是嚴格執行掘進工作麵承壓水防治措施和回采工作麵承壓水防治措施等兩個措施;做好兩個預報就是堅持做好地質構造預報和水文地質預報兩項預報，通過年報、季報、月報、周報和臨時性預報等不同的方式，對各采掘工作麵進行了詳細的預測預報工作。
3個“三”：即加強三專保障，固化三項流程，建設三不工程。加強三專保障，就是為防治水工作提供“專業技術人員”、“專用探放水設備”、“專門探放水隊伍”三項保障;固化三項流程，就是根據管理層、技術層和操作層等層次的不同，形成了業務管理流程、專業技術流程和工序操作流程三套流程;建設三不工程，就是強化“不超掘、不淹巷、不透水”的地測防治水專業的三不工程建設。其中不超掘是指：確定四項探放水指標(探測距離、準掘距離、已掘距離、剩餘距離)，循環探測，班班交接，保證巷道不發生超掘現象;不淹巷是指：掘進前安裝滿足最大湧水量排水要求的熱備排水係統，係統終端距掘進麵迎頭不超過30m，回采前安裝滿足2倍最大湧水量排水要求的熱備排水係統，係統終端距切眼不超過50m;不透水是指：通過勘探、物探、鑽探、化探和巷探等綜合探測手段，徹底查清水文地質資料，確保采掘工作麵不發生透水事故。
3個“五”：即執行“五步”管理，加強五層監查，防範五類水害。執行“五步”管理，就是地質測量部牽頭加強水害隱患排查，嚴格執行“五步”閉合管理法。加強五層監查，就是加強探放隊現場檢查、技術員技術監督、地測部業務監管、安監部安全監察、集團公司督導督查等五層管理監督檢查工作。防範五類水害，就是根據我礦水文地質類型和特征，重點防範底板奧灰承壓水、構造水防治、頂板砂岩水防治、地表水防治、采空區積水防治，確保防治水各項措施落實到位。
4礦井防治水規劃目標
4.1 安全指標
1、杜絕水害傷亡事故及重大非傷亡事故;
2、做到不突水、不淹麵、不超掘;
3、礦井地測防治水安全質量標準化工作保持企業一級水平。
4.2業務指標
1、物探總進尺≥8000m/年;
2、鑽探總進尺≥60000m/年;
3、地質構造鑽探進尺≥5000m/年;
4、疏放水進尺≥3000m/年;
5、疏放水量≥80000m3/年。
5 礦井防治水總體規劃
5.1 水文地質補充勘探
1、水文地質鑽探
根據西安院規劃，井田內共需要布設水文地質鑽孔4個，全部都為地麵孔，其中2個奧灰孔，1個K2灰岩孔，1個K8砂岩孔。 根據井田開拓和掘進實際，以及中南鐵路影響，經過討論研究，對鑽探位置進行了調整，調整後的鑽孔相關信息見附圖。
同時根據西安院規劃，利用本次設計的4個水文地質鑽孔，初步建立地下水動態觀測網。
2、水文地質物探
西安院規劃共選取了五種水文物探方法，具體見下圖2。三維地震勘探和瞬變電磁技術在地麵應用，井下坑道無線透視探測技術和音頻電穿透法用於采煤工作麵回采前探測，井下直流電法用於工作麵或堵頭巷道探查。
圖2 物探方法選擇及作用圖解
除上述五種方法外，2010年開始，通過與華北科技學院合作，增加了井下瞬變電磁探測、高密度電法探測等兩種物探方法。通過試驗，兩種方法效果較好，可以做為井下直流電法、井下音頻電透法的有效補充和替代手段。
3、水文地質化探
礦井已經購置水源快速識別儀，可以有計劃地對不同地點采取水樣，進行分析研究，進一步揭示礦區(井)水化學背景特征，建立不同含水層水質的判別模型，從水質分析成果上判定出水水源，為采取對應的措施提供依據和指導。
4、抽水試驗
水文地質抽水試驗是以地下水井流理論為基礎，在實際井孔中進行抽水和觀測水位變化;研究、評價含水層的水文地質特征與富水性，確定含水層的水文地質參數，為預計礦井湧水量和礦井水害防治提供依據。
根據西安院規劃，擬對水文地質補充勘探中設計的四個奧灰孔進行抽水試驗。抽水試驗方法為兩種。一種是單孔穩定流抽水試驗。第二種是孔組定流量非穩定流抽水試驗。
5、 岩石物理力學性質測試
水文地質補充勘探鑽孔施工過程中，采取3#煤層頂底板隔水層的岩樣，進行岩石物理力學性質測試，測試結果可為頂、底板隔水性能評價，判定煤層底板突水提供參數和計算依據。
5.2底板奧灰承壓水探查和防治
*****煤礦井下采掘工作麵全部為帶壓開采，水源來自於3#煤層下部的奧陶係灰岩含水層。井田內奧灰水水位標高為+630.873——724.08m，3#煤層底板標高約在+438.73m——+578.69m之間，低於奧灰水位約140—290m，承壓值1.4—2.9Mpa之間。礦井采掘工作麵的奧灰承壓水防治是礦井防治水工作的重中之重。因此需要認真做到以下幾點：①完成奧灰承壓水防治科研項目，準確查明礦井水文地質條件;②采用綜合勘探手段，查清水文地質資料;③進行水文補充勘探，施工水文孔，建立完善奧灰水動態觀測網;④進行地麵聯合抽水試驗，查明奧灰含水層的特征，實時監控奧灰水變化情況;⑤利用水文地質資料，科學合理設計和布置采掘工作麵;⑥嚴格執行帶壓采掘安全技術措施，保證探放水工作按措施要求進行。
5.3構造水的探查與防治
岩溶陷落柱是華北地區石炭二疊係煤田中底板岩溶裂隙水的重要充水通道，溝通各含水層造成極複雜的水文地質條件，並能直接將奧灰水導入煤係地層，給礦井安全造成極大的威脅。但是陷落柱的導水性是受多種條件和因素控製和影響的，而各種因素又是彼此促進和相互製約的，並非所有岩溶陷落柱都可構成充水通道，隻有處在現代岩溶水強徑流帶和集中排泄帶並隱伏埋藏在地下水頭麵以下者，才能構成突水的潛在威脅，造成突水危害。
對導水陷落柱的探查不能僅僅依靠單一的技術手段，要通過水文地質分析、水文地質試驗、綜合物探技術、鑽探技術多層次綜合探查，逐漸逼近的方法確定導水陷落柱的位置與形態。
防治斷層導水的基礎是對斷層的探查。當巷道掘進至斷層附近時，首先采用電法超前探測技術對斷層進行探測，初步確定斷層位置，再采用鑽探進行驗證，精確探查其落差、傾角和水文地質性質。在對斷層探查的基礎上針對斷層留設防水煤(岩)柱以及在對斷層探查的基礎上設計巷道過斷層方案。如采取留設安全煤柱、注漿加固等措施進行處理。
構造水防治尤其要利用綜合探測手段，來查明的導水構造或富水異常區，對地麵物探查出的富水、導水構造(斷層、陷落柱)或異常區進行鑽探驗證，對已經確定的富導水構造，必須采取注漿封堵或留設防水煤柱等措施進行處理，不得盲目采掘。
5.4 采空區水的探查與防治
我礦井田中部和東南部井田邊界以外有******煤礦等小煤窯，在其附近采掘時，易發生采空區透水事故。因此必須堅持“有掘必探，有采必探，先探後掘、先探後采”的探放水原則，嚴格按規定要求編製和執行探放水設計和措施，尤其要進行詳細的單孔設計，做到不漏巷，不漏探，同時地麵要定期收集、調查和核對相鄰煤礦和廢棄的老窯情況，在相關技術圖紙上標出其井田位置、開采範圍、開采年限和積水情況等。
5.5 頂板砂岩水的探查與防治
我礦3#煤層上部為K和K8砂岩，砂岩內裂隙含水較大。特別是回采工作麵初采期間，頂板砂岩水是防範難點。因此在回采前，要深入研究煤係地層含水層的富水性、賦存條件和裂隙富水帶的分布規律，充(突)水點分布與構造的空間關係，補給條件等。根據綜合勘探及礦井充水性調查，結合物探和鑽探資料編製相關圖紙，然後編製放水設計及安全技術措施，最後實施煤層上部砂岩裂隙含水層水的疏放工作。對疏放水效果進行檢驗，並經過安全評價後，方可進行回采。回采期間要加強湧水量觀測，完善防排水係統，保證排水係統能力達標。
5.6地表水防治
我礦黃土層較厚，地表水較為豐富，水位標高較高，附近發育有田良河，因此地表水防治也是一項重要水害防治工作。雨季前必須製定《雨季三防計劃》，雨季期間嚴格按計劃督促落實各項工作。在雨季前必須調查礦區及附近地表水的彙水情況，疏水能力等，掌握當地曆年降雨量和最高洪水位等資料，為完善礦井疏水、防水和排水係統提供詳實的水文地質資料。同時必須組織人員對地麵水溝進行清理，特別是主井、副井和東回風立井井口附近的排水溝必須及時清淤，保證暢通。每次降大到暴雨時和降雨後，必須派專人檢查礦區及其附近地麵有無裂縫、老窯陷落和岩溶塌陷等現象。發現漏水情況，必須及時處理。同時，應做好西風井施工表土段施工的防治水工作。
6 礦井生產銜接規劃
表3 2012-2017年巷道掘進與工作麵回采接替情況表
年份產量
(萬t)進尺
(m)采 掘 工 作 麵 布 置
回采工作麵
(萬t)掘 進 工 作 麵
(m)
201210590001303麵62萬t;
1305麵6萬t;
T301麵10萬西軌大巷1000m，西膠大巷1200m，西回大巷1230m;
1101巷593m，1102巷483m，聯絡橫川100m;
13081巷564m，13082巷464m;
13021巷517m，1302泄水巷450m，13024巷130m，1302切眼165m;
T3011巷606m，T3012巷198m，T301切眼50m，T101巷620m，T102巷630m
201310090001302麵65萬t，
T301麵8萬t西軌大巷1230m，西膠大巷1100m，西回大巷1100m;
T101巷160m，T102巷120m，T3021巷650m，T3022巷727m;
13084巷464m，1308回風橫川240m;
13061巷570m，13062巷477m，1306回風橫川280m;
23021巷472m，23022巷513m，23024巷507m，2302切眼150m，2302回風橫川240m
201410060001308麵45.6萬t，
T302麵25.4萬t，
1306麵11萬t西軌大巷1000m，西膠大巷570m，西回大巷500m，西翼大巷橫川500m;
T3031巷1115m，T3032巷1150m，T303切眼50m;
23011巷615m，23012巷500m
201510060001306麵36.3萬t，
T303麵29.7萬t，
2302工作麵16萬tT3041巷1250m，T3042巷1285m，T304切眼50m;
23011巷800m，23012巷750m，23014巷1205m，2301回風橫川660m
201610058002302麵17.5萬t，
T304麵33.5萬t，
2301麵31.6萬tT3051巷1430m，T3052巷1480m，T305切眼50m;
23031巷1080m，23032巷1160m，2303回風橫川600m
201710075002301麵25.8萬t，
T305麵38.2萬t，
2303麵18萬tT3061巷1575m，T3052巷1610m，T305切眼50m;
23041巷975m，23032巷1330m，23034巷1360m，2301回風橫川600m
7 礦井日常防治水工作
7.1 掘進工作麵防治水工程
掘進工作麵主要采取物探和鑽探結合的方法對頂板含水層水的探測與預疏放。在掘進過程中采用超前物探的方法探測掘進頭前方的地質異常體，目的是發現巷道及掘進工作麵前方的水體、如老窯水、斷層水、溶洞水、陷落柱等。鑽探主要是進行物探驗證和探放水。探放水工程應進行專門設計，並符合《煤礦安全01manbetx 》的規定。
1、井下電法物探超前探工程
掘進工作麵掘進期間，對於構造地質條件和水文地質條件相對複雜的重點掘進工作麵或掘進工作麵的重點區段，需要利用井下瞬變電磁法和高密度電法相結合的綜合電法物探進行超前探查。每次探查距離80m左右。具體工程量安排如下表4所示。
2、井下鑽探工程
根據“有掘必探，先探後掘”的原則，所有掘進工作麵，必須進行超前鑽探工程。按超前探測鑽孔設計，設計3—4個鑽孔，每孔探40(45)m留20m(或30m)的安全保安煤柱。具體工程量安排如下表所示。
7.2 回采工作麵防治水工程
回采工作麵的防治方法主要為物探和鑽探結合，采用超前物探探測、超前鑽探驗證;根據探測到的異常體，提出合適的防治措施。回采工作麵的防治水工作根據其時間可分為回采前、回采中兩個階段;不同的階段將采取不同的防治方法。
1、工作麵回采前
該階段防治水工作的重點：
① 進行底板水文地質條件探查與試驗;
② 完成工作麵內部和底板構造及其富水性的探測，以及原始導升高度的探查和評價;
③ 對工作麵回采過程中發生突水可能性進行分析，圈定突水危險區;
④ 進行工作麵上下老空區分布的探測;
⑤ 針對危險區提出防治措施，安排防治工程。
表4 2012-2017年掘進工作麵井下電法物探、鑽探超前探、構造探測工程量表
年份計劃
進尺
(m)井下超前電法物探井下超前鑽探構造探測
工作麵名稱探測長度
(m)總次數
(次)探測長度
(m)進尺
(m)個數進尺
20129000西膠、西回：16次;
1101、1102巷：20次;
13081、13082巷：8次;
13021、1302泄水巷：24次;
T101巷、T102巷：16次672084900056000122400
20139000西膠大巷，西回大巷;28次;
T101巷，T102巷，T3022巷;13次
13084巷，1308回風橫川;3次
13061巷，13062巷，回風橫川;5次
23021巷，23024巷，2302切眼：5次;432054900056000122400
20146000西膠大巷，西回大巷;20次
T3032巷，T303切眼;15次
23011巷，23012巷：4次312039600037000122400
20156000T3042巷，T304切眼;16次
23011巷，23012巷：28次352044600037000122400
20165800T3052巷，T305切眼;19次
23031巷，23032巷：24次344043580036000122400
20177500T3052巷，T305切眼;21次
23041巷，23034巷：30次408051750047000122400
合計25200315433002690007214400
為完成以上重點防治水工作任務，需要利用物探、鑽探及水文地質試驗等多種手段，開展如下基礎工作：
在地麵三維地震勘探和巷道掘進中直流電法超前探測的基礎上，利用坑透儀對工作麵內部進行探測，確定工作麵內部構造。利用音頻電透視對工作麵頂底板進行探測，確定頂底板隔水層的構造及其富水性，提出對工作麵底板構造及其富水性的評價，並圈定出可能發生的突水危險區。
凡探測和分析認為存在的頂底板富水區與工作麵內部斷層，必須打鑽驗證，確認為是富水區(包括斷層、裂隙帶)，應進行注漿封堵，對頂底板隔水層薄弱帶或隔水層厚度明顯變薄地段可進行注漿加固改造。對水量大的鑽孔，為防止采動過程中破壞加劇，應盡快進行注漿加固和堵水處理。
(1)井下坑道工作
礦井在開采的過程中，對於工作麵內的一些構造在掘進的過程中一般難以發現，所以需要在開采之前采用坑道透視技術對煤層內和煤層頂底板的富水異常區進行探測，在將規劃開采的工作麵範圍進行透視。工程布置建議見下表5。
(2)井下瞬變電磁勘探、高密度電法等電法物探
頂底板突水的可能性和頂底板的隔水型有著直接的關係，通過對於頂底板的富水性的探測，從而確定頂底板的隔水性能。所以對回采工作麵的頂底板布置瞬變電磁和高密度電法探測，探測工作麵底板隱伏含水斷層，破壞帶和陷落柱空間位置及其賦水性變化。對於回采工作麵側方若存在大中型地質構造或其它富水異常區時，需要加密探測。具體工程布置建議見下表5。
(3)井下構造異常區鑽探工程
通過坑透，可以查明工作麵內部的構造異常區，帶需要對構造異常區進行鑽探查明。根據規劃，每年需要布置或回采兩個工作麵，按正規綜采工作麵4個異常區、條帶開采工作麵2個異常區計算，共計6個異常區，每個構造異常區鑽探工程量約為400m計算，每年構造異常區探測進尺約2400m左右，具體工程量布置建議見下表5。
(4)井下富水異常區疏放水工程
按照工作麵防治水步驟，除通過本次所采用的相關物探手段對工作麵範圍內的物探探測到的富水異常區域，對異常區進行鑽探驗證，最後對驗證後的異常區進行相應的治理。根據規劃，每年需要布置或回采兩個工作麵，按正規綜采工作麵4個異常區、條帶開采工作麵2個異常區計算，共計6個異常區，每個異常區疏放水鑽探工程量約為500m計算，每年疏放水進尺約3000m左右，具體工程量布置建議見下表5。
2、工作麵回采過程中
進行頂底板含水層的水位監測;一旦相關含水層水位發生異常波動，應停止回采，分析原因，確定安全後再進行回采;對回采工作麵中的突水點收集水樣，進行水化學分析，並判別其突水水源，如不影響工作麵回采，可隻采取排水措施;如影響工作麵回采，需針對突水點分析其原因和通道，進行注漿封堵;減少突水，保障安全回采。同時還將對物探所探測的異常區和點進行監測，特別是回采工作麵經過這些異常區時，應特別小心謹慎。回采過程中遭遇斷層時，如果水大，需進行緊急避險;如不大，則通過疏放保證回采。
(1)水質分析和水源快速識別
水質監測方法：當回采工作麵水色變化，水量增大時應該監測水質的變化，定時化驗水質，或者由離子傳感器監測水質的變化，並及時繪製曲線，判別水源。按每月每個工作麵2次計算，每年約需要24次。工程布置建議見下表5。
表5 2012~2017年度回采工作麵井下物探、鑽探和化探工程量表
年份產量
(萬t)工作麵
名 稱
(m)井下
坑透井下
電法物探井下
鑽探構造區井下
鑽探疏放水井下
化探
探測
長度
(m)次數
(次)探測
長度
(m)次數
(次探測長度
(m)構造區
個數
(個)探測長度
(m)異常區
個數
(個)次數
(次)
20121051303麵
1305麵
T301麵1303麵：1200m
T301麵：1220m21303麵：1350m
T301麵：1270m8240063000624
20131001302麵
T301麵1302麵：1440m
1308麵：900m21302麵：1590m
1308麵：1200m8240063000624
20141001308麵
T302麵
1306麵T302麵：1380m
1306麵：920m2T302麵：1430m
1306麵：1220m8240063000624
20151001306麵
T303麵
2302麵T303麵：2220m
2302麵：940m2T303麵：2270m
2302麵：1090m8240063000624
20161002302麵
T304麵
2301麵T304麵：2500m
2301麵：2480m2T304麵：2550m
2301麵：2630m8240063000624
20171002301麵
T305麵
2303麵T305麵：2840m
2303麵：1820m2T305麵：2890m
2303麵：1970m8240063000624
合計124814400361800036144
8 礦井防治水重點工程項目
8.1防治水係統建設
煤礦防治水是一項經常性、綜合性的係統工程，需要對多種信息進行及時準確的分析、計算，繪製所需圖、表，僅靠人力通過傳統的數據管理方法，不能滿足礦井防治水快速、及時、準確的要求。應盡快建立和完善礦井防突水信息保障係統，包括煤礦突水預警係統、地測信息係統、水化學快速判別係統。
8.1.1水情、水害監測預警係統
水情、水害監測預警係統運用遙感、通信、計算機技術，可以自動完成對地下水位、水溫和礦井湧水量數據的采集、傳輸，從而實現對水情、水害的實時監測。煤礦突水災害實時監測預警是基於一種多參數、實時監測係統，主要由數據通信網絡、數據通信接口、多道數據采集站、地麵監測中心及係統應用軟件組成。該係統由遙測終端站及遙測中心站組成，終端站設在井上下不同的觀測井點上。該係統的建立可以隨時掌握開采範圍內不同含水層地下水位、水溫及不同水平礦井湧水量的組成及動態變化情況，分析影響水位及礦井湧水量變化的因素，對地下水位和礦井湧水量的變化趨勢做出預測，能夠提供直觀、準確、及時的水情信息，為礦井防治水的正確決策提供科學依據。該係統的建立可以對井田內各含水層水、突水點水、礦井湧水量、采區湧水量等進行全方位的動態監測。
8.1.2 礦區水文地質信息管理係統
為了對全礦區防治水信息有實時的管理和掌握，規劃期建立礦區水文地質管理係統。開發基於地理信息係統(GIS)的礦井水文地質信息管理係統，係統的主要功能是對礦區水文地質技術工作中產生的各種數據、信息進行分類管理，以便於存貯、查詢、分析、統計。按照技術業務工作分為水文地質數據管理、地下水數值模擬計算子係統、突水預測預報神經網絡子係統、文檔管理及係統維護等幾個子係統。統計分析子係統是為更好的發揮存入係統中各種有效數據的效率和作用，提供給各級用戶一套圖形化的工具;係統維護子係統是一個對基礎數據統一進行管理和維護的子係統，是為使係統正常運行，實現子係統內部數據之間、各子係統之間數據約束關係而設立;文檔管理子係統是一個簡單的文件查詢工具，提供各煤礦常用的一些文件、圖形，用戶可以根據本單位的情況添加擴充。
該係統的建立可為*****煤礦礦井防治水資料的整理、係統化和長期保存提供了十分便利的平台。這些資料包括各類水文地質台帳、圖紙、報告等。
8.1.3 水化學快速判別係統
通過對水文孔、不同含水層、井下巷道不同出水點、井下放水孔、水源井及河流和水庫等地表水體采集若幹組水樣，測試水化學成份K+、Na+、Ca2+、Mg2+、CO32-、HCO3-、SO42-、Cl-、PH值，TDS等9個和同位素Dδ、Tδ、O18等3個主要指標。
收集各含水層和地表水體等采樣點的水質資料，分析各含水層的水質特征，從中篩選出不同水源的水質，確定其水質類型，繪製水質圖像。根據篩選出的水質資料和水源層的數量、特征來確定統計方法，再歸納出充水水源水化學判別模型，建立充水水源水化學判別係統。礦井湧水水源快速判別係統為軟件係統，擬包括係統管理、數據編輯、分析計算、數據查詢、報表輸出、水質圖象和幫助等模塊。可完成水化學分析資料的輸入編輯、數據分析處理、係統報表輸出、數據檢索查詢及圖表繪製等功能。本係統擬對水質資料數據進行以下具體處理：輸出水化學分析結果報告表(單個水樣報表和水樣分析成果彙總表);計算水樣的水質類型、硬度、礦化度、酸堿度及離子含量;繪製水質圖像(單個及疊加水質圖像);判別水樣的充水水源類型。
9.6.4水位自動觀測係統
*****煤礦水文長觀孔有4個，如果用傳統的水位觀測方法觀測將給水文地質人員帶來很大的工作量，因此需要建立自動觀測係統。
地麵水位遙測係統應用遙感、通信、計算機及水文等技術，自動完成對鑽孔地下水位的采集、傳輸，並對地下水位進行實時監控。該係統精度高、實時性強、運行可靠、自動化程度高。該係統由遙測終端站及遙測中心站組成，終端站設在觀測孔內。該係統的建立可以隨時掌握礦區範圍內所觀測的含水層地下水位的動態變化情況，分析影響水位變化的因素，對地下水位的變化趨勢做出預測，能夠提供直觀、準確、及時的水位信息，為礦井防治水的正確決策提供科學依據。該觀測係統應該和井下水情、水害監測預警係統一樣並入礦山以太網，在控製中心自動觀測，繪出曲線，寫入數據庫，並可以通過手機通訊。
本次水文地質補勘設計長觀孔4個;需要4台水位傳感器，一台遙測主機係統。來對長觀孔水位進行自動監測。
9.6.5工作麵煤層底板突水監測預警係統
利用傳感器監測預警，或者微震監測係統，以及物探電法監測法，對回采工作麵底板突水進行實時監測，對監測數據分析對比，達到預警的目的。屬於集團公司推廣應用項目。
9.6.6生產礦井湧水點、突水點、放水點監測智能係統
建立該係統主要是通過充分利用數據采集技術、計算機技術、網絡技術和數據庫技術等實現礦井水文數據的采集、處理和發布，建立一體化的礦井水文參數綜合信息管理係統，實時掌握礦井各個采掘工作麵和湧水觀測點的實時湧水變化情況，為礦井防治水決策提供依據。
8.2 防治水工程項目
影響煤礦防治水工作的另一個關鍵問題是理論與技術的研究問題，隻有理論上的所突破，技術上有所創新，才能使礦井防治水工作逐步納入正規化、科學化的軌道。科技攻關是認識水害形成機理，增強水害防範能力，提高治理水害效果的手段。因此，要從認識具體礦井的水文地質條件出發進行防治水專項研究和科技攻關，找出針對性強的探查和防治方案，實現安全與效益的和諧統一。
1、地麵瞬變電磁工程
*****煤礦為帶壓開采礦井，受奧陶係灰岩含水威脅。根據目前資料，奧灰水水位標高724.08m—630.873m，3#、和15#煤層均位於奧灰水頭之下，處於帶水壓開采狀態下，在斷層、陷落柱等地質異常體發育地段，奧灰水有可能通過這些地質異常體湧入礦井，釀成事故。因此為了在開采過程中防止水害事故的發生，實現承壓區內3#、9#、15#煤層的安全開采，必須查清勘探區域的富水區域，並查明導水通道，避免煤層底板奧灰水經導水構造等通道潰入礦井。在工作麵、巷道掘進之前在地麵采用瞬變電磁法探測地下地質異常體中的電性分布規律進而達到探查導含水地質體的分布及其導含水條件的目的。
2、地表河流和水體的綜合治理
礦井地麵發育有田良河，為北丹河的支流。T301、T305等工作麵均為條帶開采試驗工作麵，該工作麵地表有田良河，水量較大且穩定，最大湧水量2200m3/h 左右，穩定湧水量300-600 m3/h，水文地質條件較為複雜。工作麵初采前和初采過程中，必須對田良河進行觀測，有異常時進行填充治理。
3、大中型地質構造的精細探查和治理
*****煤礦地質構造較多，據三維地震勘探結果，*****煤礦井田內解釋陷落柱34個，直徑均大於25m。大中型斷層72條，同時經過近幾年的采掘銜接，井下揭露小中型斷層和陷落柱地質構造70多個。另外采掘工作麵的水文地質條件非常複雜，例如1308切眼將受DX16陷落柱影響，東盤區大巷將穿越DX17陷落柱，上述幾個構造都可能導富水。在常規水文物探探測手段的基礎上，需要對其進一步進行精細探查，若上述構造有導水現象，必須對其進行注漿治理。
8.3 防治水科研項目
影響煤礦防治水工作的另一個關鍵問題是理論與技術的研究問題，隻有理論上的所突破，技術上有所創新，才能使礦井防治水工作逐步納入正規化、科學化的軌道。科技攻關是認識水害形成機理，增強水害防範能力，提高治理水害效果的手段。因此，要從認識具體礦井的水文地質條件出發進行防治水專項研究和科技攻關，找出針對性強的探查和防治方案，實現安全與效益的和諧統一。
為滿足礦井防治水的需要，應加強與科研機構的合作，進行有針對性的課題研究，積極推進防治水技術的發展，提高研究的層次與整體防治水水平。規劃期內建議主要從以下方麵開展防治水科技攻關：
1、三維地震資料精細解釋
據三維地震勘探結果，*****煤礦井田內解釋陷落柱34個，直徑均大於25m。大中型斷層72條，同時經過近幾年的采掘銜接，井下揭露小中型斷層和陷落柱地質構造70多個。由於奧陶係灰岩是本井田主要含水層, 具有較高的承壓水頭, 若陷落柱充填物壓實、膠結程度較差並受采動等外部因素影響, 則陷落柱很可能成為奧陶係灰岩強含水層和含煤地層之間的聯係通道, 存在嚴重的安全隱患，對煤礦安全生產危害極大。礦區內雖然進行過三維地震勘探，但部分塊段的構造解釋精度不高，存在數據質量參差不齊、成果難以滿足應用精度要求等突出問題。由於缺乏詳實可靠的地質資料，給預先合理布設采區，減少生產和掘進機械的不必要的搬遷以及避免構造引起的突水、煤與瓦斯突出等一係列提高生產效率和保障安全生產的工作造成很大的困難。而近幾年來，地震技術有了迅猛發展，解決問題的能力大大提高;因而在礦區開展麵向小構造精細識別的二次高精度處理、解釋技術研究極為重要。
2、頂底板破壞程度探測
(1)頂板冒裂帶探測
通過施工探測孔，進行壓水試驗，對采前、采後鑽孔漿液漏失量進行對比，利用綜合技術手段，對冒落帶、導水裂隙帶最大發育高度、導水裂隙帶高度和導水性隨時間變化關係、開采條件對導水裂隙帶發育高度的影響作用、岩體工程力學性質對導水裂隙帶發育高度的影響作用等方麵對頂板破壞規律進行研究，為突水提供準確判別依據。
(2)底板采動破壞深度探測
現場采用局部壓水試驗的方式確定底板破壞深度，室內采用數值模擬的方式確定整個工作麵的破壞深度。具體試驗過程為：首先在需要試驗的地段首先進行鑽孔，然後留下測試段封閉鑽孔其餘部分或是采用止水塞隔離出測試段，最後利用水泵進行壓水測試、記錄。室內數值試驗就是利用現有或是采集的岩體力學參數，建立地質模型進行計算分析。
3、原位地應力測試
在本次規劃的水文鑽孔施工過程中，可能選取若幹個鑽孔做原位地應力測試。在各鑽孔內采集到煤層底板不同深度處原始地應力值以及采動情況下的的最大主應力和最小主應力，同時通過測試隔水岩體地應力參數，可以對工作麵底板進行全方位認識，確定采動引起的應力分布及其變化特征，以及造成對煤層底板的破壞強度，可對工作麵在投產前或生產過程中進行突水可能性預測。
4、3#煤層帶壓開采分區研究
結合鑽探、物探、水化學特征、底板采動破壞深度探測、奧灰頂部阻隔水帶厚度及變化規律、陷落柱發育規律等的研究、分析結果，采用合適的方法對3#煤層帶壓開采分區，劃定安全區、過渡區、危險區，並製定不同分區條件下防治水方案和措施。
5、礦區陷落柱發育規律及導水性研究
根據三維地震探測結果，*****煤礦岩溶陷落柱比較發育，采煤區均位於奧灰水水位以下，陷落柱突水的可能性增大;一旦發生陷落柱突水，就有淹井的危險。因此對導水陷落住進行超前預測，可有效地防治礦井突水，保證礦井安全。陷落柱突水災害已經使人們深刻的感受的陷落柱突水的隱蔽性與危害性。對陷落柱發育規律及其導水性的研究就變的非常重要。
6、礦區大中型斷層構造發育規律及導水性研究
根據三維地震探測結果，*****煤礦斷層構造也比較發育。井田內解釋大中型斷層72條，同時經過近幾年的采掘銜接，井下揭露小中型斷層和陷落柱地質構造70多個。主要的大中型斷層有莊頭正斷層、興旺莊正斷層、DF31、DF32、DF55等。全區均位於奧灰水水位以下，在斷層相對發育的地段，斷層構造突水的可能性增大;一旦發生構造突水，就有淹井的危險。因此對導水斷層進行超前預測，可有效地防治礦井突水，保證礦井安全。因此需要對斷層構造進行基礎地質研究，對斷層構造發育規律及其導水性進行詳細研究，以便指導礦井安全采掘。
7、下組煤帶壓開采防治水技術研究
受村莊壓煤、中南鐵路壓煤和地質構造損失等因素影響，*****煤礦3#煤層可采儲量明顯減少，3#煤服務年限將明顯縮短，必須在2016年左右考慮下組煤開拓延伸問題，加上下組煤為承壓水開采，15#煤與奧陶係灰岩隔水層很薄，隻有20—40m左右，水壓值明顯增大，15#煤層是否能承壓開采，怎麼開采，都必須進行基礎地質和水文地質研究和安全技術評價。所以必須通過地麵或井下實施補充地質勘探工程和水文地質補充勘探工程，查明下組煤地質和水文地質條件，開展下組煤承壓水開采技術項目研究，為下組煤開采提供地質保障。
8.4 地測防治水報告修編
1、生產地質報告
*****煤礦建礦於2005年，投產於2010年，補充勘探地質報告完成於2005年，建井地質報告完成於2010年。2011開始，截止2012年底，將完成大量的補充地質勘探、水文地質勘探、地球物理勘探工程，原有的地質報告將不能滿足生產需求，需要在2013年左右考慮修編生產地質報告。
2、專門水文地質報告
*****煤礦水文地質條件類型為中等類型，全區為帶壓開采礦井，受奧陶係灰岩含水威脅。根據目前資料，奧灰水水位標高724.08m—630.873m，3#、和15#煤層均位於奧灰水頭之下，處於帶水壓開采狀態下。因此需要編製專門的水文地質報告，以便有針對性地開展防治水工作。
3、地麵補充地質調查
隨著礦井生產的不斷深入，地麵地形地貌可能發生變化，地麵建築新增，地麵地質災害頻發，鄰近煤礦采掘情況變化，都需要進行地麵地質或水文地質補充調查工作。
4、其它報告
根據礦產資源管理的要求，2012年-2017年還可能需要編製礦產資源開發利用報告、土地複墾規劃、地質災害評估報告、地質環境影響和治理報告等。
表6 2012~2017年度重點防治水工程項目情況表
年份產量
(萬t)進尺
(m)采 掘 工 作 麵 布 置
係統建設工程項目科研項目報告修編
201210590001、水化學快速判別係統1、地麵補充地質勘探
2、地麵瞬變電磁工程
3、莊頭正斷層賦存特征精細探查
4、聯合抽水試驗1、三維地震資料精細解釋
2、礦區陷落柱發育規律及導水性研究
3、莊頭正斷層富水性研究1、礦產資源開發利用報告
2、保安煤柱報批
201310090001、水情、水害監測預警係統
2、水位自動觀測係統
3、1308工作麵煤層底板突水監測預警係統1、興旺莊正斷層精細探查
2、DX16陷落柱精細探查和注漿
3、地麵地質災害維護工程1、頂底板破壞程度探測
2、原位地應力測試
3、礦區大中型斷層構造發育規律及導水性研究1、地麵補充地質調查報告
2、生產地質報告
3、土地複墾規劃
201410060001、礦區水文地質信息管理係統
2、生產礦井湧水點、突水點、放水點監測智能係統
3、1306工作麵煤層底板突水監測預警係統1、水文長觀孔維護和保護工程2、DX17陷落柱精細探查和注漿
3、東西風井陀螺定向工程1、3#煤層帶壓開采分區研究
2、薄煤區的綜合探查技術研究1、專門水文地質報告
2、保安煤柱報批
201510060001、含水層水質特征對比數據庫建立和維護1、地麵地質災害維護工程
2、西盤區工作麵沉降觀測1、特殊地質構造條件下承壓水開采方法研究1、儲量檢測報告
2、工業廣場平麵圖補充測繪
201610058001、地質預測預報係統1、水文長觀孔維護和保護工程
2、下組煤補充地質勘探工程
3、下組煤補充水文地質勘探工程1、地質災害評估報告
2、保安煤柱報批
201710075001、災害性天氣預警機製1、承壓水開采綜合治理工程
2、地麵地質災害維護工程1、下組煤承壓水開采安全技術研究1、地質災害影響和治理報告
2、地麵補充地質調查報告
3、下組煤開拓延伸地質報告
4、中長期防治水規劃
5、修編生產礦井地質報告
9 礦井防治水配套措施
9.1建立應急救援體係
煤礦水害事故的應急救援是煤礦防治水安全工作的重要組成部分，應急救援的總目標是通過預先設計的防治水應急預案，利用一切可以利用的力量，在水害事故發生後迅速控製其發展，並努力使災害損失降至最小。
應急救援預案要求對突水災害的每個過程、階段並針對不同人員提供應對方案。防突水應急預案是指對煤礦突水事件的應急管理、指揮、救援計劃等，應在礦井綜合防治水規劃的基礎上來製定。根據*****煤礦在回采過程中可能發生的水害情況，除采取有關針對性防治水措施外，應對可能發生的突水事故製定應急救援預案。
內容包括：建立完善的應急組織管理和指揮係統、強有力的應急工程救援保障體係、綜合協調和應對自如的相互支持係統、充分備災的物資保障供應體係、體現綜合救援的應急隊伍等。
9.2成立防治水指揮部
根據*****煤礦防治水工作的需要，為了確保安全生產，進一步明確責任，應成立*****煤礦防治水工作領導小組，設立*****煤礦防治水應急救援指揮部(以下簡稱指揮部)，負責組織指揮應急救援工作。
總指揮：由礦長擔任;
副總指揮：由書記、生產副礦長、安全副礦長、總工程師擔任;
指揮部成員：由各分管副礦長、安全副總工程師、通瓦副總工程師、采掘副總工程師、機電副總工程師以及調度室、安監科、通瓦科、生產技術科、機電科、工會、救護隊、保衛科、勞資科、總務科、****集團醫院負責人擔任。
*****煤礦防治水應急救援指揮部下設應急救援辦公室，設在礦調度室。在礦應急救援指揮部的統一領導下，負責礦水害應急救援組織協調和日常管理工作。
礦長是處理水害事故的全權指揮者，在書記、總工程師、生產副礦長、安全副礦長的協助下，負責事故應急行動期間各單位的運作協調，部署應急策略。
救災指揮部設在礦調度室。
9.3明確避災路線
由礦生產技術科製定應急撤退路線，所有綜采工作麵人員必須熟悉避災線路，以保證人員的安全撤離，突水時應根據下麵避災路線撤離。
工作麵—→回采工作麵進風順槽、回風順槽—→東回風立井—→地麵。或工作麵—→回采工作麵進風順槽、回風順槽—→東軌大巷—→副立井—→地麵。
避災線路所涉及的巷道壁上必須掛上指示撤離的線路牌，避災線路牌應掛在醒目位置處。礦方應組織相關搶險救災人員、工作麵所有的工作人員進行定期演練，熟練掌握撤退、搶險、救災等工作。一旦出現特大水害，緊急撤退疏散人員。
9.4 組織搶險隊伍
礦井必須建立落實水災水害的專業搶險救災隊伍。搶險隊伍由調度室統一組織。地麵搶險隊伍為30人，由保衛部牽頭組成，保衛部部長擔任搶險隊隊長。井下搶險隊伍為50人，由調度室牽頭組成，調度室主任擔任搶險隊隊長。此項工作由調度室於5月底落實完成。
9.5 配備搶險材料
礦井必須配備落實防範暴雨洪水所需的物資、設備和資金。物資供應部負責備齊水災搶險工具和材料，機電管理部負責搶險設備的儲備，並派專人管理，以備一旦發生水災事故時搶險使用。礦井主副井口、東回風立井井口應配備防洪材料。具體名細由調度室在“雨季三防”計劃裏規定和落實。
9.6突水應急處理
1、突水後的現場技術工作
(1)調查出水點位置，突水形態，定時觀測水量變化。如果出水點的位置控製不準確，應及時進行位置測量。
(2)取水樣l～3個進行水質化驗。
(3)繪製突水區1/500的平麵圖，供分析和指揮搶險使用。
(4)對所有井上、下水文地質觀測點及出水點進行定時觀測，觀測內容包括全礦井分區分水平的湧水量變化情況，井上、下全部水文孔的水位、水壓以及相鄰礦井有關的地下水動態變化情況。以上資料均須填寫記錄，繪製變化曲線。
(5)根據已掌握的資料，進行整理、分析、判斷，提出意見及應急措施。
(6)分析水源，計算當時的突水量，估算預計水量，測定水位上漲速度，計算淹沒時間和淹沒範圍。
2、搶險救災
(1)撤離現場人員。井下發生突水，情況嚴重或水量較大時，應果斷將現場人員沿預定的安全避災路線撤至地麵。
(2)組成搶救隊伍，其成員包括救護、采掘運輸、通風、機電等各類人員。其任務是：
① 搭救井下現場尚未脫險的人員。
② 加固突水點附近的頂底板，盡量使突水點不再擴大，盡量縮小影響範圍。
③ 疏通流水路線，使水向指定的方向流動。
④ 臨時堵截部分巷道，減小水量，或延緩水進入要害部位的時問。
⑤ 保護水倉、泵房供電設施，延長這些設施的使用時間。
⑥ 砌築擋水牆，根據現場需要和可能，選擇適當位置砌築混凝土牆或料石混凝土牆，牆的長度視預計水壓而定。
⑦ 為了下一步注漿堵水的需要，也可在井下適當位置擺設障礙物，降低水流速度。為將來堵水施工防止漿液和骨料流失提供條件。
⑧ 搶修未正常運行的水泵、電氣設備等，緊急安裝臨時水泵、管路和電氣設備。
⑨ 緊急裝卸、運輸搶救事故中所需的一切材料、設備。
⑩ 在礦井淹沒的條件下，按命令搶救貴重設備。
3、災情彙報
(1)發生突水事故後，應立即向上級彙報。彙報時應注意如下事項：
① 由搶救事故的主要領導人向上級彙報，或由主要領導人責成專人向上級彙報，避免多人多線彙報。
② 彙報內容要實事求是，力求準確。
③ 彙報內容要留有存根。
④ 突水湧水量及水位上升速度等技術數據，彙報之前應經技術負責人核準。
(2) 突水後，搶險工作應緊張而有秩序，應做到如下要求：
① 發生突水事故後，所有幹部、工人一律在崗位上待命，不準請假外出，並召回已請假者。
② 對民用或非公事電話進行限製。
③ 交通工具、運輸工具實行統一調度。
④ 供應及服務部門晝夜值班。
⑤ 搶救事故期問，消耗的材料、器具、設備等，須另立財務帳目，應做到既不誤搶救事故，又注意節約。
⑥ 如有傷亡人員，要做好搶救和善後工作，妥善安排傷亡人員家屬。
(3)突水(淹井)事故報告應包括下列幾方麵內容：
① 礦井概況：包括地理位置、礦井隸屬關係、礦井名稱、礦井四鄰、井口位置及個數、地質構造和水文地質情況、礦井生產能力、實際出煤量、職工人數。
② 突水點相關情況：突水地點、層位、工作麵編號，標高;工作麵采掘情況，開采時間，開采量;工作麵長度(掘進工作麵掘進距離、寬度、斷麵、層位等);支架方式、推進速度、采高，工作麵礦壓及變形情況;突水前的征兆;岩層變化、水量變化和水的變化顏色;淹沒過程，最先淹沒的地區，水位變化，水泵運轉、供電等情況;停電、停泵及淹沒時間;全部淹沒時問(或水位、水量達到穩定的時問)，淹沒水位。
③ 搶救工作：發現突水時間，接收彙報時間;工作麵停止生產時間;領導和技術人員深入現場情況及時間。現場組織及領導人分工情況。
④ 主要搶救措施：應包括人員撤離情況;搭救遇難人員情況;現場資料觀測情況;現場堵截、疏導措施;搶安排水設備等的情況;搶拆主要設備及貴重設備措施。
⑤ 突水事故損失人員傷亡情況(須附表);主要直接淹沒財產損失;影響生產的經濟損失;對地麵設施和鄰近礦井的影響。
⑥ 突水水源及出水原因分析按上節所述方法進行分析，將分析結果上報。
⑦ 主要教訓：從技術上、管理上、組織上找出事故原因和教訓。
⑧ 對下一步工作的安排意見： 試排水的安排;堵水方案的設想和建議;放棄礦井或延緩恢複的原因;恢複礦井的設想。
⑨ 附必要的圖表：礦井平麵圖;突水地點平麵圖、剖麵圖;各水文地質觀測點的地下水動態曲線圖;淹井過程水位、水量曲線圖;損失統計總表。
9.7 建立獎懲機製
為保證本計劃的順利執行，必須建立相應的獎懲機製：
一是有下列情況之一者，要追究有關部門領導的責任：①未按期完成當年防治水工程計劃;②由於防排水設備與設施失修或不完善而造成水害事故;③發生水害事故後，不積極組織搶救或事故後不采取有效防範措施，致使同類事故重複發生;④不合理安排或挪用防治水工程資金;⑤隨意決定采動和破壞防水煤柱;⑥其它認為性質特別嚴重的情況。
二是有下列情況之一者，應追究當事人或肇事者的責任：①違章作業或違章指揮造成事故;②發現有突水征兆，不采取措施又不及時報告;③玩忽職守造成事故;④發生事故後，弄虛作假或嫁禍他人;⑤其它認為性質嚴重的情況。
三是有下列情況之一者，對責任單位和責任人進行經濟處罰：①未認真貫徹學習本計劃;②未認真執行防治水或探放水安全技術措施;③不熟悉本工作地點及其周圍的水災隱患和避災路線;④防治水工程未按計劃完成、驗收不合格;⑤采取防治水措施不得力或未按要求實施;⑥其它認為性質較為嚴重的情況。
另外對在礦井防治水工作中做出貢獻的單位和個人將酌情給予獎勵。
10 結論
通過分析井田水文地質條件和主要水害影響因素，從其急需解決的防治水問題出發，在規劃水文地質鑽探、物探、化探等基礎上，以導水陷落柱、導水斷層和采空區水的探查及防治、巷道和工作麵采掘過程中水害預防和治理為重點，采用井上下立體綜合探查手段，規劃和提出了相應的防治水工程、防治水安全保障與管理係統、防治水科研項目、防治水配套措施和防治水工程概算，以最終達到實現3#煤層安全開采為目的。
