水城縣誌宏煤礦中長期防治水規劃
水城縣XX煤礦中長期防治水規劃
水城縣XX煤礦生產科
二0一0年五月
煤礦開采過程中,不可避免地要接近、揭露或波及破壞某些含水層,同時可能受雨季大氣降水影響,給礦區及礦井安全生產造成威脅。水害是煤礦五大自然災害之一,為保證礦井安全生產,特製定防治水中長期規劃:
一、 編製依據:
1、 《煤礦防治水規定》
3、 《礦井水文地質01manbetx 》
4、 《水城縣XX煤礦儲量核實報告》
5、 《水城縣XX煤礦水文地質圖》
6、 《XX煤礦水害防治水總體規劃》
7、 《XX煤礦五年采掘安排》
二、 組織領導
為加強領導,礦成立防治水領導小組。
組 長:礦長
副組長:其他礦領導
成員:各科科長
領導組下設辦公室,辦公室設在地測科,地測科長任辦公室主任,辦公室成員:地測科地質人員與相關科室人員。
三、 責任劃分
1、 地測科是礦井防治水工作的主管業務科室,負責防治水監督、管理方麵的全麵工作,地測科設專職水文地質人員,負責防治水的日常工作,定期03manbetx 研究、預測預報,解決防治水工作中出現的問題。地測防治水辦公室負責編製防治水計劃及工程設計,組織落實各項工作內容,並負責監督、檢查工程施工和驗收工程質量工作;觀測井上下各地點和工作麵水量、水壓、水位變化情況,搜集整理各種資料,防治水管理人員要經常03manbetx 、研究防治水工作中出現的新情況、新問題,有針對性的采取防治水措施。每月月末對當月防治水工作進行總結,並形成文字報告彙報礦有關領導。
2、 機電科負責礦井各排水點、水平排水係統排水設備的選型、安裝、維護及主要排水係統的排水能力測試等工作。負責對各水平變配電、泵房的監督管理工作,保證水泵正常運轉。
3、 生產科負責防治水工程如水倉、水溝及泄水通道的設計。在進行工程設計時必須根據煤礦設計01manbetx 要求綜合考慮防治水工程及地測科提供的各采掘工作麵的湧水量對水溝的斷麵積及流水坡度進行優化設計,並根據湧水量大小在采掘巷道設計一定數量的沉澱池,工作麵回采前必須預留防治水工程施工時間及有突水危險采麵防突水預案的製定。
4、 調度室負責協調井下生產運輸,保證防治水設備、材料運輸暢通,負責全礦公共區域內的水溝、沉澱池責任區的劃分,製定清倉計劃,並按時安排清倉隊伍,保證水倉的空倉容量經常保持在有效容量的50%以上,督促水溝的清理工作。
5、 企管科負責防治水排水設備的購置,並配合機電科做好購置排水設備的選型工作。
防治水辦公室要定期召開防治水工作專題會議,及時向領導小組彙報防治水工作進展,研究解決工作中存在的問題,安排和落實各項工作任務,領導小組成員要按照各自業務分工,認真做好協調和處理防治水工作中遇到的各類問題。
四、 礦井主要水害03manbetx
1、 地下水類型及其特征
礦區位於北盤江北岸彙水型水文地質單元的逕流~排泄區。地下水類型有碳酸鹽岩岩溶水、基岩裂隙水及第四係孔隙水三大類型。
岩溶水主要分布於礦區北部的永寧鎮組碳酸鹽地層中,其補給主要為大氣降水,在雨季,大氣降水通過落水洞、岩溶漏鬥、溶蝕裂隙等迅速滲入地下,沿岩溶裂隙或管道逕流,向地勢低窪的北盤江運移,最終以岩溶泉的形式注入北盤江。
基岩裂隙水亦主要靠大氣降水補給,通過地表風化裂隙和構造裂隙等滲透補給,在自身重力的作用下,沿基岩中的各種裂隙和斷裂帶向地勢較低處逕流,在遇到隔水層後即滲出地表,形成季節性泉水。泉水多為近源補給,近源排泄,一般流量較小,並以地表明流的形式向北盤江彙流。
第四係孔隙水水量微小,受季節性控製明顯,枯季多幹涸。
各地層水文地質特征見表1。
1、 地層的富、隔水性特征
(1) 區內的第四係(Q):多為坡殘積物,在溪溝中有少量衝洪積物。岩性多為含碎石粘土,其厚度變化較大。坡積物含水性較弱,局部弱含少量季節性孔隙水,雨季常有少量小泉水出露,流量多在0.05-0.28l/s之間;衝、洪積物透水性較強,在溪溝中離地表溪水較近,多較快地滲入溪水中而少有泉水出露。
(2)永寧鎮組岩性多為薄至中厚層灰岩及白雲岩,多含岩溶裂隙管道水,泉水流量一般為0.14-4.54l/s,富水性中等,是區內的主要含水層。但該含水層與含煤地層之間相隔有百餘米厚的飛仙關組泥質粉砂岩夾泥岩地層,這是良好的隔水層,因此,永寧鎮組灰岩地層中的岩溶管道水很難滲入含煤地層中,對礦井生產難以構成大的威脅。
(3)三疊係下統飛仙關組和二迭係上統宣威組地層岩性多為粉砂岩、泥岩夾細砂岩和煤層,其富水性弱,是區內的相對隔水層。但是在張性斷裂帶岩性鬆散,斷裂帶附近的部分風化裂隙水會逐漸富集於張性斷層破碎帶中緩慢逕流,是礦區井巷充水的主要來源之一。因此,在張性斷裂帶附近必須設立足夠的安全防護帶。
(4)峨嵋山玄武岩(P2β)分布於礦區南部的溪溝下部,因其出露範圍較小,露頭不好,受風化作用不是很強烈,因而風化裂隙不是很發育,隻是含有少量的構造裂隙水,是區內的弱含水層,因其處於含煤地層之下,距可采煤層較遠,與最低可采煤層之間隔有多層泥岩的煤層,這些泥岩和煤層是良好的隔水層,因而峨嵋山玄武岩(P2β)中的裂隙水雖有少量的承壓性質,但對礦井的充水影響不大。
2、 斷層富、隔水性
礦區內已發現的張性斷層主要有F11、F133和F108三條,都屬張性正斷層,其斷層破碎帶是地下水良好的運移通道。雖然在含煤泥質碎屑岩地層中的斷層富水性不會很高,但隨著開采標高的降低,水頭壓力逐漸增大,斷層破碎帶的透水性會逐漸增強,對礦井充水有重要影響。例如在鄰區的F110斷層,有4個鑽孔揭穿時均發生湧水現象,在7023孔的17.51m-102.73m試驗段,湧水量達6.279l/s。
3、 古滑坡體的富水性
在礦區東側,發育有小坪地古滑坡,共長約2.0Km,寬約0.8Km,麵積約1.6Km2,主要由永寧鎮組灰岩及泥岩組成。鑽孔揭露深度最大達166.72m。斜坡下部為滑坡水的排泄區,該滑坡前緣地帶出露泉水不多,且流量較小,前人共調查泉點13個,總流量0.65l/s,到,其中最大流量為0.37l/s。本次野外調查的3個泉點,流量均小於0.1l/s。343號鑽探施工抽水孔的湧水量為1.604l/s,單位湧水量0.065l/s m,說明該滑坡體的富水性弱。
4、 地表水的影響03manbetx
誌鴻煤礦的最低開采高程為800m,而礦區南部的雞場水庫高程為1250m,水庫下遊的溪溝是區內的主要地表水源,溪溝溝底在礦區附近的最低高程為1000m左右,均比礦井的最低開采高程低很多,但這些地表水都是處在含煤地層的底板,與最低可采煤層(15-2煤層)之間有百餘米厚的泥質粉砂岩夾多層薄層煤相隔,對礦井充水的影響也不是很大。但是,因受地形的影響,在礦區內發育了幾條近於由北向流向的小溪溝,溪水流量一般為0.5-12.5l/s,這些溪水很有可能通過裂隙密集發育地帶、斷層破碎帶和廢棄小窯巷道導向礦井,形成礦井充水的重要來源。尤其是在礦區西部的溪溝穿過了F108斷層,溪水易於通過F108斷層導向礦井,因此在F108斷層兩側必須設立足夠的安全防護帶。在其它的構造斷裂密集發育地帶廢棄小窯附近,都必須留足安全防護帶。
5、 地表水及地下水的動態特征
區內地下水的動態受季節性變化的影響較大,流量表現為枯季變小,雨季增大的特點,屬極不穩定型。淺部地下水和地表水受降雨量的影響顯著,動態變化基本上與降雨相一致。
6、 水文地質類型
礦井的直接充水含水層為含煤地層本身的裂隙水,且富水性弱。礦區內斷層的富水性較弱,水文地質條件複雜程度中等。
7、 地下水的補給、徑流、排泄條件
礦區地下水的補給主要來自彙水麵積內的大氣降水,區內地下水總體上順含水層由西往東逕流,在含水層出露的衝溝以井、泉、溪溝等排泄形式流入附近的溪溝中排泄。本礦開采標高為+800~1300m,當地侵蝕基準麵為礦區南東側的北盤江河水麵,平均高程為+880m,礦區大部分礦床位於當地侵蝕基準麵以上,區內地表切割強烈,地形有利於自然排泄。
8、 礦井充水因素分析
該礦是以大氣降水補給為主的裂隙充水礦床,主要為頂板中所含裂隙水向巷道內滲漏,其次為老窯積水及采空區積水等。
大氣降水是區內地表水和地下水的主要補給來源,大氣降水多沿節理、裂隙直接滲入礦井中,礦井湧水量雨季有所增加,礦山的開采導致上覆岩體鬆動變形,以至節理裂隙增多、增大,會加大礦坑湧水量。同時地下水還可以通過老窯采空區蓄集,給礦井開采帶來隱患。在煤係地層頂板之上的溪溝中的地表水有可能通過裂隙密集發育帶、斷層破碎帶或老窯滲(灌)入礦井,對礦井充水構成影響。位於可采煤層底板的雞場水庫和其下遊溪水對礦井的影響不大。井田內主要含水層永寧鎮組中的地下水與含煤地層之間有厚約150m的飛仙關下段隔水層相隔,故對今後礦井開采的影響不大。含煤地層下伏的峨嵋山玄武岩組富水性弱,又有近百米厚的含煤泥質粉砂岩相隔,對今後的開采影響也不大。小坪地滑坡富水性不強,但在礦區東部開采時需注意冒落帶的影響高度,以免溝通滑坡水,對礦井生產構成隱患。礦區西部的三條斷層兩盤由含煤地層的泥質岩組成,其導水性一般不強,富水性弱,但是若冒落帶或沉降裂隙與地表溝通,其透水性會會大增強。礦區內采煤曆史悠久,眾多的老窯甚多,一般巷道長度在百米之內,個別可達300餘米,開拓方式多為斜井或平硐,一般均有積水,一旦與生產礦井溝通,易產生突發性淹井02manbetx.com ,需加強預防。
含水層補給對礦坑充水也有很大作用,(P3l)弱含水岩組為礦坑直接充水岩層,(T1f)弱含水岩組為礦坑間接充水岩層,由於所夾泥岩、粘土岩的相對隔水作用,水力聯係差,對礦坑充水影響小,但由於煤層的開采,破壞上覆岩層的完整性,裂隙加大,增強各含水層之間的水力聯係。因此,礦坑湧水量會隨著礦山擴建,采空區加大而增大。另外當坑道揭露存在於岩石裂隙中水的靜儲量時會增大礦坑湧水量,分兩種形式,一種是緩慢充水,時間長,對礦坑湧水量影響小,另一種是突水,時間短,水突然湧入坑道,來勢猛,應引起高度重視。
在礦山開采過程中實際測量,煤層開采時有滴水、淋水現象,對礦床開采影響較明顯,在今後開采生產中應加強對采空區積水的監測,確保生產安全。
老窯積水對礦坑的充水影響,根據實地調查:區內老窯大都集中在煤層露頭線附近,均已垮塌,無法調查其深度及采空區範圍,難以了解是否積水,但從目前已產生地麵塌陷來看有少數老窯開采時間長,年代久,積水時間長,開采過程中應注意老窯積水對礦坑的影響。
另外,煤礦主井巷道通過斷層時,其破碎帶內的下滲水補給礦井,會增大礦坑湧水量。區內曆史上小泉水點較多,隨著近些年煤礦的開采,在13#煤層以上地帶的泉水逐漸幹枯,現礦區內的部分村民飲水主要靠塑料管從區外引進。
隨著礦井開采規模的逐漸增大,其采空區逐漸增大,其導水裂隙會逐漸延伸到地表,增強了大氣降水向井巷滲漏的強度,礦井的充水量將會逐漸增大。
9、 礦井湧水量現狀
目前老係統(原誌鴻煤礦)礦井湧水量不大,平水期一般在5L/s左右,在雨季有所增加,最大在10 L/s左右。
10、 礦井湧水量估算預測
根據本礦的水文地質條件及充水因素分析,礦區內含煤地層本身層間裂隙水為今後礦井的直接充水含水層。故估算礦井湧水量參數采用煤組含水層參數,計算方法用“大井法”,依據穩定流承壓水井計算式:
Q=2πKMS/ln(R/r)
式中:Q — 預計礦井水量(m3/d);
S — 水位降低值(m);
M — 含水層厚度(m);
K — 含水層滲透係數(m/d);
R — 引用影響半徑(m);
r — 引用半徑(m)
滲透係數選用P2x的抽水試驗資料加權平均值,水位標高選用抽水孔及鑽孔分層穩定水位的算術平均值;含水層厚度選用水文地質鑒定厚度並並綜合計算範圍內的鑽孔含水層厚度。
在1勘探線西北150m至3勘探線,走向長1.7km,寬0.6km,麵積1.02km2範圍內。
K=0.00581m/d, H=1241.91m, S=141.91m,
M=103.80m, R=840.67m, r=732.50m。
Q=2πKMS/ln(R/r)=3894(m3)
此處估算礦井湧水量為下沉值,采掘後水文地質條件可能會發生變化,應在生產過程中積累水文地質資料,修正其水量,合理選擇排水設備。
一、 礦井中長期防治水規劃
綜上所述,礦區的水文地質條件屬中等類型。礦井充水的主要來源為大氣降雨,由於地含水性較弱,補給條件差,隨著采空麵積的增大,地表產生塌陷後,地表水直接潰入礦井,湧水量明顯增大,礦井在開采過程中,應對地表溪溝進行必要的疏引,以防塌陷後地表水的潰入,減少對礦井的危害。
1、 地表水防治
1)進一步查清新增井田的水文地質條件。
2)對井田範圍內及相鄰礦區回采塌陷所造成的地麵裂隙檢查、充填、疏通。
3)具體措施:在近山區,以蓄為主,蓄防結合,在礦區外圍,以防為主,排放結合;在礦區內部,以導流為主,導排結合。
2、 井下裂隙防治
本礦區的裂隙水防治以疏放為主,根據各期的開采情況及時建立排水係統,設立水倉、排水管路。
1) 成立探放水組織機構
2) 探放水時的工作職責
⑴隻要有探水時技術科科長每班安排技術員負責確定探水地點範圍,探水方位、角度,探水範圍內地質的構造情況,並有專人現場跟班指導。
⑵調度室主任負責探水期間的全麵具體指揮工作,安排各級管理人員跟班監督作業。
⑶機電科科長負責安排機電一隊把探水、排水設備安裝好,並調試正常運轉。
⑷相關隊組隊長具體負責探水的實際操作,並安排好每班負責此項工作的責任人。
⑸安全科科長負責監督探放水措施的執行情況,並對涉及安全設施進行檢查,無異常時方可操作探水。
3) 探放水時的技術措施
⑴慎重確定探水地點,避免在危險區內安設鑽機,更不可“有疑”不探,盲目前進。
⑵安設前先將探機附近的支護進行加固,防止冒頂和片幫傷人。
⑶技術科合理布置鑽孔密度,確定超前距、幫距。
⑷安全科負責檢查排水係統中的水倉、水溝及管路、排水水泵及電動機,使之正常運轉,達到設計的最大排水能力。
⑸排水設備安裝必須采用供電線路,專用排水管路,確保排水時,排水設備的正常運轉。
⑹安全科負責檢查通風係統、通訊聯絡係統是否正常,在探水地點附近15m內安設專用電話,以便情況緊急時,及時報告調度室。
⑺瓦檢員必須現場跟班隨時檢查作業地點的瓦斯濃度,以防止鑽孔內瓦斯突出,如有異常,及時彙報處理。
⑻探水時調度室必須及時掌握探水情況,確保探水各項工作的安全實施。
⑼當探透老空時,湧水量較小時,采取堵水,在距探水點10m的地點使用雙牆閉貫進行堵截。
⑽檢查流水路線和人員撤退、避災路線,避災路線內不許有煤、矸、物料、礦車等阻塞,時刻保證暢通無阻。
⑾加強探水地點頂幫支護管理,有鬆動或破損的支架及時修整或更換。
⑿建立健全探水時的各項記錄及各責任人簽字記錄。
4、 其它防治水措施
1) 編製《礦井水害應急救援預案》,並按期演練,以提高礦井防災抗災能力。
2) 與市救護隊簽定救護協議。
3) 嚴格執行“預測預報、有掘必探、先探後掘、先治後采”的原則。
4) 根據礦井地質地形條件,必須掌握礦井開采的詳細資料,並標記在礦井采掘平麵圖上,確定礦井湧水的位置及水量、波及範圍。
5) 相鄰礦井的分界處,必須留設60m的防水煤柱;相鄰采區必須留設50m的防水煤柱;相鄰工作麵必須留設20m的隔水煤柱;為防止斷層破碎帶突水,斷層兩端留設煤柱(根據實際情況而定),由采掘技術員負責設計,確保安全。
6) 嚴禁在留設的各種防隔水煤柱中采掘,破壞煤柱。
7) 在有突水危險的區域,要設置防水閘門或防水閘牆,進行封閉隔離,以減少危險和湧水量。
8) 遇地質變化時,及時觀察頂、底板及煤壁變化情況,發現有透水預兆(工作麵有掛紅、掛汗、空氣變冷,出現霧氣、水叫、頂板淋水加大,頂板來壓,底板鼓起或產生裂隙出現滲水、水色發渾,有臭味等),必須停止作業,彙報調度室采取措施進行處理。
9) 井下的頂板水、底板水、老空水造成影響時,必須進行排水,排水應符合下列要求及規定:
⑴水泵:必須有同能力的備用水泵、檢修水泵,水泵工作能力應在20小時內排出礦井24小時的正常湧水量,機電科負責水泵的安裝調試及正常運轉。
⑵管路:必須管徑相同的備用管路且暢通無阻,能配合水泵在20小時內排出礦井24小時的正常湧水量,專用排水管路由機電科負責,無專用排水管路時由通風科負責;
⑶配電設備:應同工作、備用水泵及檢修水泵相適應,能夠同時開動工作、備用水泵,由機電科負責;
⑷礦井主排水係統必須由雙電源雙回路由機電科負責;
⑸主要泵房至少有2個出口,主水倉的有效容納8小時的正常湧水量,采區水倉的有效容量應能容納4小時的采區正常湧水量,由礦總工程師與技術科采掘技術員負責設計;
⑹排水設施(水泵、水管、閘閥、排水用的配電設備和輸電線路)必須經常檢查和維護,由通風科負責,機電科配合。
10) 井下各個水倉、水溝必須定期由維修防塵隊負責清理沉澱池內煤泥,保證不影響排水。
11) 井下各個水倉的排水由機電科負責,各順槽內積水及工作麵老空水由所轄隊組負責排至采區水倉再至主水倉,運輸大巷、無極繩尾輪坑及配重硐室內積水由運輸隊負責排至采區水倉或主水倉。(各隊的排水工作必須由專人負責)
12) 根據礦井水害的危害程度,必須製定相應的防治水管理措施。
5、 發生水害02manbetx.com 時的應急措施
⑴發生水害02manbetx.com 後,隊長負責清點人數,告知工人們不要慌及撤離路線。
⑵發生水害02manbetx.com 後,現場及附近地點的工作人員應首先做好自身安全防護,躲避到硐室內、拐彎巷道或其他安全地點,情況緊急時,可抓牢棚梁、棚腿,防止被湧水衝倒。
⑶撤離前,應設法將撤退的行動路線和目的地告知礦值班領導。
⑷水害事故發生後,現場及附近地點工作的人員,在脫離危險後,應迅速觀察和判斷突水地點、湧水程度、現場被困人員情況等,利用電話或其它聯絡方式報告調度室,調度室向受威脅區域人員發生警報通知。
⑸如是老空水湧出,使所在地點有毒、有害氣體增加時,作
業人員立即佩用好隔離式自救器,決不允許任何人以任何借口在不佩帶防護器具的情況下,進入災區。
⑹調集一切可以利用的排水設備,加快排水速度,降低礦井湧水量水位。
⑺如因突水破壞了巷道中的照明和指示牌,迷失了行進方向時,遇險人員應朝著有風流通過的上山巷道方向撤退。
⑻加強災區的通風,為避難人員創造生存條件。