目 錄
1. 前言 1
1.1 任務和目的 1
1.2 檢查依據 1
1.3 礦井生產概況 1
2. 礦井水文地質情況 1
2.1 井田地層 1
2. 2 構造 2
2.3 礦井水文地質概況 2
2.3.1 含水層(組) 2
2.3.2 隔水層 5
2.4 礦井充水因素 6
2.4.1 地表水與大氣降水 6
2.4.2 斷層破碎帶富水性、導水性 7
2.4.3 鑽孔水 8
2.4.4 承壓水 8
2.4.5 岩溶陷落柱導水 8
2.4.6 老空水 8
2.5 礦井的水文地質類型劃分 8
2.6 礦井的水文地質類型劃分 9
3. 礦井防治水管理體係 10
3.1 防治水工作組織機構 10
3.2 專業人員及探放水隊伍配備情況 10
3.3 防治水管理規定規章製度製定 10
3.4 礦井防治水工作中長期防治水規劃和年度計劃 11
3.5 應急救援係統及預警係統情況等 11
4. 礦井防治水係統 11
4.1 主要防治水的基礎資料 11
4.2 井下排水係統、地麵防洪係統、防治水工程等; 12
4.3 地麵和井下水文地質觀測情況; 13
4.4 探放水設備的配備 13
5. 2013年礦井防治水工作重點 13
5.1 2013年每季度主要防治水工作計劃及完成情況 14
5.2 防治水設備計劃 14
5.3 防治水專項資金計劃 15
6. 礦井水患分析和水害防治措施 15
6.1 雨季期間的大氣降水及地表水 15
6.2 含水層水 16
6.3 斷裂構造和陷落柱導水 16
6.4 太灰、奧灰岩溶承壓水害防治措施 17
7. 檢查中存在的問題及采取的措施 18
7.1 礦井水文地質資料存在的問題 18
7.2 礦井防治水管理體係方麵 18
7.3 礦井主、副井臨時排水係統問題 18
附表1:安裏煤礦2013年防治水專項資金計劃明細表 20
附圖1:安裏煤礦2013年度開拓區域-475水平切麵圖 21
1. 前言
1.1 任務和目的
根據煤業(集團)下發的關於嚴格落實《國家煤礦安全監察局關於2013年煤礦水害防治工作指導意見》(煤安監調查〔2013〕6號)的要求,為了加強礦井防治水工作管理,嚴格落實井下探放水規定,做好礦井地麵防排水與井下防治水工作,確保礦井建設安全,河南天中煤業安裏煤礦組織相關科室對文件進行了學習,並聯合監理單位和施工單位對本礦水文地質情況及礦井防治水工作進行了一次全麵檢查。
通過本次檢查,進一步摸清了安裏煤礦礦井水文地質情況和防治水工作中存在的問題,製定整改措施,並編製了安裏煤礦防治水工作安全檢查報告。
1.2 檢查依據
本次檢查的主要依據有《煤礦安全規程》、《煤礦防治水規定》、《煤礦建設安全規範》等及各級管理機關相關文件要求。
1.3 礦井生產概況
安裏礦井田走向長約8.0km,傾向寬約3.8km,麵積25.28km²;主可采煤層(組)有4層:二、三、三、三,煤層本井田資源量5985.6萬噸,設計可采儲量2290.7萬噸,設計生能力為0.45Mt/a,全礦服務年限為36.4年。煤質以焦煤、貧煤、貧瘦煤、無煙煤、煤焦混合體、天然焦等組成。
礦井采用立井開拓方式,設一個主立井,一個副立井。主井井深550.3m(包括8.5m水窩),副井井深566.8m(包括25m水窩)。井底車場設計在-475m水平,並布置一條機軌合一大巷和一條總回風巷。截止2013年3月26日,主、副井已完成井筒掘砌工程,副井正在施工馬門及短路貫通北段,主井正在進行井壁壁後注漿及馬門段及短路貫通段探水注漿工作。
預計2013年5月底完成主、副井短路貫通,轉入二期車底車場及相關硐室施工和大巷施工。
2. 礦井水文地質情況
2.1 井田地層
根據鑽探揭露,井田內地層由下而上為奧陶係馬家溝組、石炭係上統本溪組和太原組、二疊係下統山西組和下石盒子組、古近係、新近係、第四係。地層沉積順序如下:
(一)奧陶係馬家溝組(O2m):區內鑽孔揭露最大厚度115.28m。
(二)本溪組(C2b):厚度3.51~8.95m,平均7.26m。
(三)太原組(C2t):厚度45.15~62.56m。平均54.13m。
(四)山西組(P1s):厚度47.06~75.26m。平均63.95m。
(五)下石盒子組(P1x):井田內鑽孔揭露了本組地層的中下部,揭露最大厚度291.17m。
(六)古近係(E):揭露最大厚度394.50m。
(七)第四係及新近係(Q+N):厚度329.80~434.80m,平均391.57m。
2. 2 構造
根據二維、三維地震成果資料及鑽探揭露資料,確定本區總體構造形態為一走向北西、傾向北東的單斜構造,其上具有寬緩的褶曲,地層傾角5~20°。區內斷裂構造和次級小褶曲均較發育,並發現有9個視陷落柱(見安裏井田構造示意圖2-2)。
根據本區褶曲、斷層、視陷落柱發育情況及岩漿岩侵入對煤層的破壞程度,確定本區構造複雜程度中等。
2.3 礦井水文地質概況
含水層(體)、隔水層、地表水、斷層水、鑽孔水、承壓水和老空水的賦存情況
2.3.1 含水層(組)
井田內含水層主要可分為三種類型四種形態即:鬆散層(Q+N)孔隙類潛水含水層;鬆散層(Q+N)孔隙類承壓水含水層;二迭係砂岩裂隙類承壓水含水層;石炭、奧陶係碳酸鹽岩類承壓水含水層。分述如下:
2.3.1.1 鬆散層(Q+N)孔隙水含水層
鬆散層厚329.80~434.80m,平均厚391.57m,由西南向東北順地層傾向逐漸增厚。含水層主要由粉砂、細砂、砂礫及含粘土礫石層組成。大體可分為四個含水層(組),淺部地層含孔隙潛水, 下部地層含孔隙承壓水。
圖2-2 安裏井田構造示意圖
第一含水層
第四係地表以下20m左右為棕褐色粘土質粉砂及細砂層,地表透水性好,為孔隙潛水含水層。水位埋深1~2m,單位湧水量q=0.5~1.9 L/s.m,滲透係數K=1.6~8.5m/d。
第二含水層(組)
含2~3層中厚層淺黃~褐黃色細~中砂層,局部為砂礫層。其中夾2~3層薄層粘土。埋深75m~150m左右,富水性較好。
水位埋深1.98~2.30M, 單位湧水量q=1.32~3.04 l/s.m,滲透係數K=5.877~9.41m/d,水質為HCO3-Ca.型。
第三含水層(組)
含3~4層中厚層淺黃~褐黃色含粘土砂礫、礫石層,夾薄層粘土層。埋深239m~326m左右,礫石層泥質含量較高。
水位高出地麵0.66~+2.10m, 單位湧水量q=0.011~0.338 L/s.m,滲透係數K=0.030~0.886m/d,水質為HCO3-Ca.Mg型, 富水性較弱~中等。
第四含水層(組)
含2~4層薄~中厚層淺灰~灰褐色細砂、礫石層。埋深345m~434.8m,一般厚35m左右。礫石成分以石英為主,多為次棱角狀,分選性差,礫徑一般為20~60mm,個別礫徑大於91mm。
底含水接受山前側向補給條件較好,大氣降水對底含的補給稍有延遲。
本區18-2、20-2號孔抽水資料:水位高出地麵1.37~2.60m, 單位湧水量q=0.177~0.277 L/s.m,滲透係數K=0.820~0.944m/d,水質為HCO3-Ca.Mg型,富水性中等並具差異性。
第四含水層(組)一般直接覆蓋在礦床隱伏露頭區,對礦床直接充水,開采時必須留好一定的防水煤柱。
2.3.1.2 古近係礫岩、二迭係砂岩裂隙承壓含水層
1)古近係礫岩裂隙承壓含水層
厚度4.85~394.50m,平均90.53m。礫岩及砂岩占揭露地層70%,富水性較弱,透水性好,具差異性。
2)下石盒子組(P1x)砂岩裂隙承壓含水層
該層段主要含三、四煤層組,厚度10.27~291.17m,平均224.75m。主要可采煤層位於該組地層上部。該層以底部一層中細砂岩(俗稱砂鍋窯砂岩)發育較好,平均厚9.53m。單位湧水量q=0.00157L/s.m,滲透係數K=0.0569m/d,水質類型為HCO3—Ca·Na型水。富水性較弱~中等,差異性較大。遇構造時導水性極好。
3)山西組(P1s)砂岩裂隙承壓含水層
厚度47.06~75.26m,平均63.95m。砂岩不發育,單層厚度一般不超過3m,累厚0~50.6m,平均9.55m。砂岩含水層約占山西組厚度的13%,單位湧水量q=0.00235~0.00255L/s.m,滲透係數K=0.0215~0.0264m/d,水質類型為HCO3—Ca·Mg型水,富水性較弱,具差異性,為弱含水層。
二煤組中的二煤是井田內主采煤層,位於山西組的中下部,煤層厚度較穩定,上距砂鍋窯砂岩段平均40.36m,開采二煤時導裂帶高度可達砂鍋窯砂岩底部。
2.3.1.3 石炭、奧陶係岩溶裂隙承壓含水層
1)石炭係岩溶裂隙含水層
厚度45.15~62.56m,平均54.13m,其中石灰岩共計六層,平均總厚度40.23m,占組段厚度的62%。井田內太原組一般含6層灰岩,頂部為六灰,單層厚度最大最穩定,厚7.9~16.74m,平均11.98m。對開采二煤影響較大。岩溶裂隙、溶隙較發育,單位湧水量q=0.212L/s.m,滲透係數K=1.634m/d,水質為HCO3-Ca.Mg水。太原組各含水層水力聯係密切,在淺部露頭區與第四係底部含水層、奧陶係含水層均有水力聯係。
六灰到山西組二煤平均間距僅15.38m,是開采二煤的直接充水含水層,在隱伏露頭區其與新生界底含、奧灰水力聯係密切,其補給來源充沛,是開采二煤層的主要充水水源。
2)奧陶係岩溶含水層(O2)
厚度11.70~115.28m,岩性主要為石灰岩和白雲質灰岩。岩溶溶洞、溶隙發衣育,單位湧水量q=0.000203 ~0.928L/s.m,滲透係數K=0.00252~3.185m/d,水質為HCO3-Ca.Mg型。
2.3.2 隔水層
2.3.2.1 鬆散層(Q+N)隔水層
根據區內鬆散層含水層分布及埋藏條件,鬆散層隔水層可分為三層,分別位於一含、二含、三含之下:
一隔:以棕黃、棕褐色粘土及砂質粘土為主,埋深20~75m左右,平均厚52m,分布穩定,局部夾薄層粉砂透鏡體。由於該隔水層分布穩定且較厚,使一含與二含不發生水力聯係。
二隔:以灰黃、灰綠粘土及含礫粘土為主,埋深150~239m,平均厚90m左右。該層中下部有一層較穩定的薄層砂礫層。該隔水層較厚,隔水性較好。
三隔:以1~2層較穩定的中厚層淺黃、灰綠色鈣質粘土及含礫粘土為主,分部較穩定,隨著古地形向井田抬高,鬆散層漸薄,該層亦變薄,使隔水性變差。
2.3.2.2 基岩隔水層
古近係隔水層:古近係泥岩、粉砂岩隔水層僅占該組段地層30%左右,單層厚度一般5 ~7米。局部達20餘米,隔水性能良好。
下石盒子組隔水層:該組地層隔水層較為發育,中下部以三煤組、四煤組、泥岩、粉砂岩隔水層為主,全區僅21~22勘探線發育三、四煤層組。其中三煤層直接頂板為一層穩定地厚達10~15米粉砂岩隔水層,其上部至三煤層亦為泥岩、粉砂岩隔水層。三煤層直接底板為薄層炭質泥岩~中厚層泥岩,厚5~6米,其下部50~60米均為泥岩~粉砂岩隔水層。
山西組隔水層:上部一般僅有2~3層中厚層細砂岩。二煤直接頂板為一層厚約4~6米深灰色泥岩,局部相變為粉砂岩。底板至六灰為10~20米厚的雜色泥岩、粉砂岩隔水層,隔水性能良好。正常情況下各含水層間不直接發生水力聯係。
太原組隔水層:全區有六孔全揭露太原組地層,六層灰岩間一般均有泥岩、粉砂岩隔水層。其中以五灰至四灰粉砂岩隔水層間距較大,一般超過9米。隔水性能較好。
2.4 礦井充水因素
2.4.1 地表水與大氣降水
安裏井田地處平原,地形平坦,地勢西高東低,地麵標高+59~+98m,地表水係有臻頭河從煤田東南通過,最大洪峰流量1550m3/s。臻頭河在汝南縣東南沙口注入汝河(圖2-2-3)。
圖2-2-3 安裏井田地表水係圖
本區屬駐馬店市,從氣候區域劃分,屬北暖溫帶的南沿,氣候特點是雨熱同期,四季分明:春季降雨少、易幹旱;夏季天熱,雨多易澇;秋季涼爽;冬季寒冷雨雪少。駐馬店市近五十年氣象資料:曆年降雨量為530.2~1562.4mm,平均957.4mm;最大一日降水量420.4mm(1982年8月13日)。
2.4.2 斷層破碎帶富水性、導水性
井田總體為一傾向NE的單斜地層,受淮陽山字型構造影響,區內斷層發育,且多為正斷層,資料表明:井田內四條NE向傾向正斷層將整個井田劃分四塊,同時受NE向擠壓應力作用,駐馬店正陽逆斷層走向切割使整個井田呈長條狀,且井田內伴生走向小斷層也十分發育。傾向斷層落差較大一般為60m以上,走向斷層落差較小,一般不超過25m。由於斷層的發育使井田水文地質條件變得較複雜。
全區二疊係砂岩主要為下石盒子組四底砂岩、砂鍋窯砂岩,山西組砂岩分布較穩定。二疊係砂岩裂隙貯水易疏幹,但在構造交彙處裂隙發育,可具有良好的貯水場所,且與其它含水層溝通可發生突水。區內瞬變電磁資料:斷距大的斷層,其低阻異常帶寬,表明斷層大、破碎帶寬、裂隙發育,與含水層溝通時成為良好富水場所及導水通道。在DF7斷層發現破碎寬度較大,一般為195~300m,在斷層交會處最大達450m。在DF31、F48、F46、F47等斷層交會及共同作用下,破碎異常帶寬度在六灰可達到500m,至奧灰則加寬至600m,在上述地區開拓巷道時務必注意。
井田已發現斷層59條,鑽孔揭露斷層12條,未發現漏水。從鑽孔揭露情況,天然狀態下斷層一般不導水,但在含水層對口相接或采動後斷層破碎帶岩層活動,在水壓差作用下,使含水層間發生水力聯係。
斷層導水性取決於諸多因素,首要是斷層的性質、落差、斷距大小、斷層帶的物質組成、破碎程度及膠結狀態,其次是斷層兩盤的岩性,主要含水層的富水性,水頭值大小,另外,采掘活動也能改變斷層的導水性。
綜上所述:天然狀態下斷層帶富水性較弱,具差異性。天然狀態下斷層導水性較差,但在含水層對口相接或采動後斷層導水可能性較大,開采時務必注意。因此,構造裂隙導水是未來礦床開采的主要充水因素。
2.4.3 鑽孔水
安裏井田內鑽孔,除18-2、24-1保留作長觀孔外,其餘鑽孔均全孔封閉,有完整的封閉記錄,封閉材料用量充足,配比符合設計要求,封孔質量可靠,但要指出的未收集到井田內ZK3101鑽孔封閉的原始記錄;七十年代吳桂橋井田勘查時,有部分鑽孔落在本井田或井田邊界附近。如24-2′/342.00m(O)、24-3′/401.00m(E)、24-5′/711.00m(E)、26-5′/376.00m(P)、26-3′/613.00m(E)、28-1′/387.00m(P)、28-4′/501.00m(E)未見封孔紀錄,封閉質量不清。封閉不良鑽孔可溝通上下含水層的水力聯係,鄰近舊鑽孔應留有煤柱,並施工超前探鑽。
2.4.4 承壓水
開采二煤層的間距一般不足20m,在-500水平,其水壓可達5.68MPa以上,因此開采二煤層不疏幹降壓極易發生突水。瞬變電磁資料:全區圈定六灰岩溶發育段18個,其中最大岩溶位於F46斷層附近,最大麵積43033m2。最小麵積645m 2,發現奧灰岩溶14個,最大的也在F46附近。值得注意的是,六灰與奧陶係灰岩岩溶上下具有繼承性且有向下增大趨勢,溶10、溶11、即為此例,表明太灰水與奧灰水局部已經溝通。
2.4.5 岩溶陷落柱導水
陷落柱作為垂直導水構造,可將含水層水導通至開采空間,對煤礦生產威脅很大,國內因陷落柱突水造成淹井的事故屢見不鮮。
根據江蘇煤炭地質物探隊《河南省確山煤田安裏井田三維地震勘探報告》和《華潤電力燃料(中國)有限公司河南省確山煤田安裏煤礦工業廣場三維地震勘探報告》,發現區內有9處視陷落柱。
雖然鑽探施工中尚未揭露到陷落柱,但其對對礦井生產危害之大,不容小視,在今後的水文地質工作及礦井生產建設中應進一步加強對陷落柱的關注和探查。
2.4.6 老空水
本井田為新建礦井,目前不存在老空水的威脅問題。但隨著今後采掘活動的進行,也應做好采空區的處置與老空水的治理工作。
2.5 礦井的水文地質類型劃分
區域內礦井不多,僅吳桂橋礦井正在建設中。因此估算礦井湧水量采用地下水動力學法、比擬法兩種(見下表2-5 礦井湧水量計算成果一覽表)。
礦井湧水量計算成果一覽表 表2-5
計算公式 計算煤層 正常湧水量(m3/h) 斷層或底鼓導水湧水(m3/h)
地下水動力學法(-530水平) 三煤層 103 540
二煤層 75 528
比擬法
(-530水平) 三煤層 299
吳桂橋礦二煤層尚未開采
選用值 正常湧水量 開采三煤層(以上)為299 m3/h;-530水平全礦井為374 m3/h。
最大湧水量 開采三煤層(以上)為839 m3/h;-530水平全礦井為1442 m3/h。
2.6 礦井的水文地質類型劃分
井田內各煤組直接充水含水層主要為煤層頂底板砂岩裂隙水,其次為煤層隱伏露頭區底礫層水、二煤層底板太灰水。考慮開采淺部煤層鬆散層底含水容易潰入井下,因此建議必須留設足夠保安煤柱,以避免因開采上限過高而造成淹井。井田內二迭係煤係地層富水性較弱,但由於構造複雜,構造裂隙導水可能性較大。井田內二煤層距太原組六灰間距9.5~22.98m,平均15.38m。按-500m開采水平,水柱壓力將達到5.68MPa,根據突水係數計算公式:Ts=P/(M-CP),假設CP=0,M=10.69~22.98,計算得安裏井田二煤底板突水係數0.2472~0.5313,平均0.3693MPa/m。因此開采二時直接受太原組六灰岩溶裂隙承壓水的威脅,屆時務必做好防範工作。同時由於井田構造複雜,在斷層密集或斷層交會處構造導水亦可發生,使礦井水文地質條件更加複雜。
綜上所述:僅開采三煤層組時礦井水文地質條件為第二類第二型即裂隙類中等型;全礦井(含開采二煤時)水文地質條件為第三類第二亞類第三型,即以底板岩溶裂隙類充水礦床複雜型。
3. 礦井防治水管理體係
3.1 防治水工作組織機構
根據《煤礦防治水規定》及各級主管部門要求,結合安裏煤礦本階段安全生產需要,成立了河南天中煤業有限公司安裏煤礦防治水工作組織機構,人員分工及職責如下:
防治水工作領導小組:
組 長:(礦 長)宋海生
副組長:(技術礦長)白利文 (安全礦長)劉文明
(生產礦長)張 平 (機電礦長)任中琦
(水文副總)李邵衛
成 員:煤礦各副總及相關職能科室負責人
領導小組下設防治水辦公室,辦公室設在生產技術科,李邵衛兼任辦公室主任。
要求河南煤炭建設集團有限責任公司礦建第八項目部(一期施工單位)、浙江天城建設有限公司安裏煤礦項目部(二期施工單位)成立相應防治水專項組織機構,組建專業探水隊伍,配備滿足礦井生產必須的專用探水和注漿設備,受安裏煤礦和監理部監管。
3.2 專業人員及探放水隊伍配備情況
目前防治水專業人員及探放水隊伍配備情況如下:安裏礦已設置水文地質副總一名,地質副科長一名,測量專工2名。
一期施工期間由河南煤建組建探放水隊伍一支,配備隊長一名,技術員一員,探水隊員4名。
二期施工隊伍計劃與2013年5月進場,配備專業防治水技術人員,配備相應滿足礦井建設的專職探水、注漿隊伍。
3.3 防治水管理規定規章製度製定
目前已製定以下防治水工作管理製度並加以貫徹落實:
製定防治水崗位責任製,做到分工明確,責任到人,確定礦長是礦井防治水工作第一責任人,總工程師(技術礦長)是礦井防治水工作的技術負責人。以及防治水害技術管理製度,水害預警預測預報製度,害隱患排查治理製度,暴雨天氣期間巡視及停產撤人製度,重大水患停產撤人製度,防治水管理運行製度,防治水日常巡檢製度,防治水作業優先製度,探掘分離製度等,並隨著礦井建設的進程將逐步完善。
3.4 礦井防治水工作中長期防治水規劃和年度計劃
針對本礦實際情況,已建立礦井年度防治水計劃和中長期防治水規劃及2013年礦井防治水工作計劃。
3.5 應急救援係統及預警係統情況等
已建立礦井水害應急救援係統並於相關單位簽署2013年度救護礦井搶險救護協議。
4. 礦井防治水係統
4.1 主要防治水的基礎資料
本礦水文地質圖件與防治水台賬情況如下表:
序號 一、防治水台賬明細
1 礦井湧水量觀測成果台賬 已建立
2 氣象資料台賬 已建立
3 地表水文觀測成果台賬 已建立
4 鑽孔水位、井泉動態觀測成果及河流滲漏台賬 已建立
5 抽(放)水試驗成果台賬 已建立
6 礦井突水點台賬 已建立
7 井田地質鑽孔綜合成果台賬 已建立
8 井下水文地質鑽孔成果台賬 已建立
9 水質分析成果台賬 已建立
10 水源水質受汙染觀測資料台賬 已建立
11 水源井(孔)資料台賬 已建立
12 封孔不良鑽孔資料台賬 已建立
13 礦井和周邊煤礦采空區相關資料台賬 已建立
14 水閘門(牆)觀測資料台賬 已建立
15 其他專門項目的資料台賬 已建立
二、5種防治水必備圖件明細
1 礦井充水性圖 正在編製
2 礦井湧水量與各種相關因素動態曲線圖 正在編製
3 礦井綜合水文地質圖 有
4 礦井綜合水文地質柱狀圖 有
5 礦井水文地質剖麵圖等有關圖件 有
4.2 井下排水係統、地麵防洪係統、防治水工程等;
4.2.1 井下排水係統現狀
目前本礦仍處於一期主、副井井筒掘砌施工階段,主、副排水以臨時排水係統配備如下:
礦井排水泵列表: 表4-2-1
名稱 設備型號 台數 功率 流量 揚程
離心泵 MD46-50×11 主、副井各一台,備用一台 132KW 46m³/h 550m
風泵 主、副井各共10台 38 m³/h 20m
水泵放置:離心泵固定吊盤上並連通水箱,風泵放在井底工作麵臨時水窩中。
排水管路:主副井各一條Φ175mm無縫鋼管到地麵,排水軟管若幹。
輔助提升吊桶:滿足提矸及臨時提水用3T、4T、5T吊桶各2個。
水箱:在主副井工作麵吊盤上各一個,容積:1.5×1.5×1.5(m³)。
排水路線: 1)工作麵→水箱→離心泵→水管→地麵
2)工作麵→風泵→吊桶→地麵
4.2.2 二期井下排水係統計劃
排水設備計劃表: 表4-2-2
名稱 設備型號 台數 功率 流量 揚程
離心泵 MD280-65×10 3台 850KW 280m³/h 650m
排水管路:Φ210mm無縫鋼管,兩路。
排水路線:副井臨時水倉→離心泵→主副井聯巷→主井→地麵
4.2.3 地麵防洪係統與雨季“三防”工作
根據本地雨季特點,將製定相應雨季“三防”工作領導機構,負責雨季“三防”工作;完善雨季“三防”各項工作製度及管理製度,並加以貫徹落實;儲備“三防”專用應急物資,並建立“三防”物資的管理及使用製度等,確保平安度汛
4.3 地麵和井下水文地質觀測情況;
(1)對地麵水文觀測孔進行定期觀測,並建立觀測台賬。
(2)正在建立地表水、河流水位觀測站點。
(3)由於距駐馬店市與確山縣距離在30KM內,計劃與市、縣氣象站建立聯係,由他們提供天氣預報信息。
4.4 探放水設備的配備
1)目前本礦的探放水工作由施工單位具體負責,已按在關規定要求施工單位配備必要的探放水鑽機等(見下表4-4)。
探水注漿設備情況表 表4-4
設備名稱 型號 數量
潛孔鑽機 AZJ-100B 4
注漿泵 2TGZ-60/28 3
2)在二期礦建階段的防治水工作,仍以施工單位具體施工,為滿足礦井水害治理的需要,已對二期施工單位關於探放水設備與防治水工作已做了相關技術要求。
5. 2013年礦井防治水工作重點
目前本礦的防治水架構已基本形成。為更好地進行防治水現場管理及各種製度的貫徹落實,確保礦井生產安全,根據安裏煤礦地質構造條件和水文地質條件的複雜性,根據《煤礦防治水規定》和《煤礦安全規程》(2011版)的有關規定,按照《河南天中煤業有限公司安裏煤礦2013年礦井防治水工作計劃及措施》(2013.1)和《安裏煤礦中長期防治水規劃》(2012.3)要求,為了查明安裏煤礦礦井水害情況,排除礦井水害隱患,確保我礦建設安全,在礦井開拓掘進期間的防治水工作,必須堅持“有掘必探,先探後掘”的原則,必須堅持“物探、鑽探、化探”相結合的綜合探測手段,著力構建“探測超前、預報準確、防治達效、管理到位”的防治水工作體係,力爭實現我礦防治水管理工作的安全、高效運行。
5.1 2013年每季度主要防治水工作計劃及完成情況
第一季度:
主井:工作麵探水注漿,主井非凍結基岩段井筒壁後注漿,凍結段壁間注漿。已完成
副井:非凍結基岩段井筒壁後注漿,凍結段壁間注漿。已完成。
副井馬頭門開口段及短路貫通段探水注漿。已完成。
第二季度:
主井馬頭門開口段及短路貫通段探水注漿。
對二期施工隊伍的防治水專業技術人員、專職探放水作業人員配備情況,探放水設備情況進行檢查和進場驗收,確保滿足二期礦井防治水工作的需要。由安監科負責對二期入井全體人員進行入井前的安全培訓,包括水害知識的學習,增強入井人員風險辨識、抗災自救的能力。
對掘進巷道進行超前探水,並施工副井臨時水倉,及時進行礦井臨時排水係統的裝備工作,確保礦井安全排水。
安裝臨時排水係統。
第二季度的5、6月份開展2013年雨季“三防”工作,製定雨季“三防”專項措施,備齊防汛器材和“三防”專用物資,並加以貫徹實施。
第三季度:
加強井底車場及相關硐室的施工段的超前探水或注漿治水工作,並對(可能)揭露的導水構造進行及時治理。
七、八月份繼續開展雨季“三防”工作,並開展一次水災應急救援演練。
第四季度:
強加對-475水平機軌合一大巷和回風大巷過視陷落柱X7、斷層DF3和F36 的探測與治理工作(見圖1.3)。
加強井底水倉施工中可能揭露斷層FD35的探測與治理工作,對外倉外可能受基岩風化帶及衝積層的影響情況(見圖1.3)進行超前探測和水害安全評價,確保水倉安全施工。
5.2 防治水設備計劃
為確保2013年防治水工作任務的完成,根據2013年井巷施工計劃,製定如下礦井探放水設備、注漿設備及排水設備計劃(見表5-2)。
2013年防治水設備計劃表 表5-2
設備名稱 型 號 數 量 用途 備 注
礦用探水鑽機 4台/套 探水
瞬變電磁儀 1台/套
注漿泵 4台/套 注漿
離心泵 MD280-60×10 3台 排水
風泵 待定
潛水泵 待定
無縫鋼管 Φ210mm 1400m
無縫鋼管 Φ108mm 700m
塑膠水管 3寸、4寸 適量
5.3 防治水專項資金計劃
見附表1:裏煤礦2013年防治水專項資金計劃明細表。
6. 礦井水患分析和水害防治措施
根據本礦地質與水文地質條件,分析2013年度礦井地麵和井下施工區域主要水害隱患及防治措施如下。
6.1 雨季期間的大氣降水及地表水
大氣降水對地麵建築、機電設備及供電係統的影響;以大氣降水形式使地表水過高造成井口進水, 為本年度雨季“三防”工作重點。
防治措施:
及時查清礦區及其附近地麵水流係統的彙水、滲漏情況,疏水能力和有關水利工程等情況;了解當地水庫、水電站大壩、江河大堤、河道、河道中障礙物等情況;掌握當地曆年降水量和最高洪水位資料,建立疏水、防水和排水係統。
礦井井口和工業場地內建築物的標高,應當高於當地曆年最高洪水位。
當礦井井口附近或者塌陷區內外的地表水體可能潰入井下時,應當采取安全防範措施。
在地表容易積水的地點,應當修築溝渠,排泄積水。特別低窪地點不能修築溝渠排水的,應當填平壓實。如果低窪地帶範圍太大無法填平時,應當采取水泵或者建排洪站專門排水,防止低窪地帶積水滲入井下。
當礦井受到河流、山洪威脅時,應當修築堤壩和泄洪渠,防止洪水侵入。
對於排到地麵的礦井水,應當妥善處理,避免再滲入井下。
對於漏水的溝渠和河床,應當及時堵漏或者改道。地麵裂縫和塌陷地點應當及時填塞,並製定相應的安全措施。
嚴禁將矸石、爐灰、垃圾等雜物堆放在山洪、河流可能衝刷到的地段,以免衝到工業場地和建築物附近或者淤塞河道、溝渠。
對於正在使用的鑽孔,應當按照規定安裝孔口蓋。對於報廢的鑽孔,應當及時封孔,防止地表水或含水層的水流入井下。觀測孔、注漿孔、電纜孔、與井下或者含水層相通的鑽孔,其孔口管應當高出當地最高洪水位。
6.2 含水層水
井底車場及相關硐室和-475機軌合一大巷及總回風巷施工地層主要為下石盒子組(P1x)砂岩、泥質砂岩、基岩風化帶及衝積層(井底外水倉)和山西組(P1s)泥岩砂岩地層為主,施工時可能受到以下主要含水層的影響,為本年度礦井防治水工作重點。
1)鬆散層(Q+N)孔隙水含水層及古近係礫岩含水層水,影響區域以井底主水倉的外水倉。
2)下石盒子組(P1x)砂岩裂隙承壓含水層,影響區域為整個井底車場及硐室,-475機軌合一大巷和總回風巷,為2013年計劃開拓區域主要也是直接充水水源。
3)山西組(P1s)砂岩裂隙承壓含水層水,以構造導水對施工區域產生影響。
4)石炭係灰岩溶裂隙承壓含水層和奧灰岩溶承壓含水層水,以構造導水對施工區域產生影響。
防治措施:
本年度施工的巷道,多麵臨著砂岩含水層水的影響,在巷道掘進時,可能出現滴水、淋水、湧水現象。
處理措施:在巷道掘進前采用物探探測頂、底板砂岩水,並針對性地采取鑽探疏放,大巷的排水溝及時跟進至迎頭,完善掘進工作麵排水係統,保證排水能力滿足要求,並加強日常維護。
對於井底主水倉的外水倉可能受基岩風化帶及鬆散層水的威脅,在該區域施工前,應進行超前探測,采用疏、堵、排等措施,在確保排除水害威脅後方可繼續施工。
6.3 斷裂構造和陷落柱導水
1)斷裂構造的影響(見附圖1)影響區域,還可能受其他伴生走向小斷層及裂隙的發育與其他含水層發生水力聯係而出現湧水、突水,影響井巷的正常施工,為本區施工中主要水害隱患,也是本年度礦井防治水工作的重點。
2)陷落柱的影響(見附圖1)。
斷裂構造及其破碎帶和陷落柱一般是地下水的良好通道,甚至是地下水源的富集區,為礦井水害的主要類型。
主要治理措施:
嚴格按照《煤礦防治水規定》,堅持“有掘必探、先探後掘”原則進行超前探放水,采取物探先行,鑽探驗證的方法進行探測,以查明斷列構造或隱伏岩溶陷落柱的發育情況、空間分布形態,及其富水性、導水性。在接近以上斷層發育區域施工前,製定專門的過斷層超前探放水或注漿堵水等設計與安全措施。加強巷道支護及頂板管理,根據需要采取注漿加固等措施。排水係統及時跟進,並加強日常維護。
當井下巷道穿過與河流、湖泊、溶洞、含水層等存在水力聯係的導水斷層、裂隙(帶)、陷落柱等構造時,應當探水前進。如果前方有水,應當超前預注漿封堵加固,必要時可預先構築防水閘門或者采取其他防治水措施。否則,不準施工。穿過含水層段的井巷,應當按照防水的要求進行壁後注漿處理。
6.4 太灰、奧灰岩溶承壓水害防治措施
當在受承壓水威脅區域進行采掘活動時,必須進行承壓采掘安全評價,製定相應的安全防治措施。
本礦二期施工區域均受底板太灰、奧灰岩溶承壓水的威脅,進行采掘進活動前應當遵守下列規定:
1)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允許的安全水頭值以下,並製定安全措施。總結適合本礦區(井)的安全水頭值,指導安全生產。礦井排水考慮與礦區供水、生態環境保護相結合,推廣應用礦井排水、供水、生態環保三位一體優化結合的管理模式和方法。
2)承壓含水層的集中補給邊界已經基本查清情況下,可以預先進行帷幕注漿,截斷水源,然後疏水降壓采掘。
3)當承壓含水層的補給水源充沛,不具備疏水降壓和帷幕注漿的條件時,可以酌情采用局部注漿加固底板隔水層和改造含水層為弱含水層的方法,但應當編製專門的設計及專門防止淹井的措施。
7. 檢查中存在的問題及采取的措施
7.1 礦井水文地質資料存在的問題
1)沒有《水文地質報告》、《水文地質類型劃分報告》,對礦井水文地質類型的劃分,僅依據《安裏井田地質勘探報告》。對於礦井湧水量的計算依據不夠充分,其結果的可靠性有待今後工作中逐步驗證。
措施:對於上述兩報告的編製工作已完成招標工作,將積極與中標單位聯係,盡快開始報告的編製準備工作。
2)缺少《礦井充水性圖》和《礦井湧水量和各種動態因素變化曲線圖》。
措施:已編製礦井建設二期工程部分《礦井充水性圖》。
礦井一期建設階段,礦井湧水量信息僅是主、副井井筒施工期間的,隨著湧水量信息的收集與豐富,將逐步編製《礦井湧水量和各種動態因素變化曲線圖》,用以指導礦井防治水工作。
7.2 礦井防治水管理體係方麵
1)地測防治水專業技術人員將顯得嚴重不足,必須提前進行人員的培訓或招聘工作。
措施:提出人員招聘計劃,並加強新員工的專業技術培訓。
2)沒有成立本礦自己的專業探放水隊伍,探放水工作仍由施工單位具體負責,為探放水的直接管理帶來不便。
措施:加強與監理的溝通,加大對施工單位防治水工作的監管力度,嚴格落實井下探放水規定,嚴格執行防治水工作安全確認與移交製度,做到有掘必探,探掘分離。
3)缺少物探儀器
措施:購置一台瞬變電磁探測儀的計劃煤業集團已批複,計劃於4月份上報購置申請。
7.3 礦井主、副井臨時排水係統問題
目前,安裏煤礦副井馬頭門短路貫通段開始掘進。主副井貫通段主要位於二疊係下石盒子組(P1X)中(粗)砂岩地層中,砂岩呈淺灰色~灰綠色,層厚12~18m,裂隙成組發育,裂隙走向近南北,與貫通方向交角15~30°,裂隙麵傾角約40~60°,含水性弱-中等,具差異性,為巷道施工的主要水害隱患。
主井工作麵預注漿後,揭穿本地層時礦井湧水量超過40 m³/h;副井北馬頭門注漿後施工5m時揭露一裂隙集中出水點,湧水量約5 m³/h,均反應了注漿結果的不確定性。隨著短路貫通段施工的推進,礦井湧水量將隨之增大,預計注漿後單頭掘進時的礦井正常湧水量50 m³/h,最大100 m³/h。
目前主、副井配備臨時排水係統的主排水泵配備情況如下表所示:
名稱 設備型號 台數 功率 流量 揚程
離心泵 MD46-50×11 主、副井各一台 132KW 46m³/h 550m
無備用主排水泵。
采取的措施:
根據《煤礦防治水規定》、《煤礦建設安全規範》要求,參考主、副井施工情況及礦井湧水量變化情況,為確保下一階段井巷施工安全,於2013年3月26日對一期施工單位下發了《關於完善臨時排水係統的通知》,並提出如下要求:
1)主、副井重新配備滿足礦井正常湧水量2倍的臨時排水係統,包括主排水泵、管路、電源等。
2)必須配備相應排水能力的備用水泵,並確保在正常排水係統發生故障時1小時內啟動。
3)要求河南煤建於2013年4月1日8點前做出整改完善工作,過期一天罰款5000元。
4)本通知內容由安裏煤礦安檢科監督落實,機電科配合實施。
附表1:安裏煤礦2013年防治水專項資金計劃明細表
序號 工程名稱 工程主要內容說明 工程量 單價 工作量(萬元) 備注
合計
1 基礎工作 130.00
1.1 瞬變電磁探測儀 配置瞬變電磁探測儀,包括主機、配件、配套解釋軟件、人員培訓,超前探測煤層頂底板富水性和巷道超前探水。 1 80 80.00
2 防探水工程
2.1 科研(待批) 80.00
2.1.1 河南天中煤業有限公司安裏煤礦礦井充水因素分析及防治技術研究與應用 一、基礎條件研究 1、根據已有鑽探、三維地震資料研究鬆散層、基岩含層岩性、厚度分布規律;2、分析巨厚鬆散層富水性特征及工程地質特征;3、分析礦井充水因素。二、有關探測與計算 1、施工物探、鑽探,及放水試驗; 2、預計礦井湧水量。三、可行性分析與論證 1、分析安裏煤礦礦井突水因素,進行礦井施工安全性評價;2、探討防治水方案設計,製定安裏煤礦二期井巷施工期間防治水技術總路線,並為三期礦井安全生產提供防治水工作指導意見。 1 80.00 80.00 2013年項目,順延
2.2 井下鑽探
2.2.1 井下探放水鑽孔 巷道掘進探放水鑽孔,過斷層、過降落柱、外水倉基岩風化帶探測。 17000
3 主、副井注漿
320.00
3.1 主井非凍結段壁後注漿 從下往上分段對井壁進行鑽孔注漿 60 60.00
3.2 副井非凍結段壁後注漿 從下往上分段對井壁進行鑽孔注漿 60 60.00
3.3 主、副井馬頭門及短路貫通注漿 主、副井馬頭門反向與同向進行鑽孔注漿
200 200.00
4、其他工程 1.00
4.1 水質分析化驗 對不同含水層出水及異常出水進行取樣化驗,建立完善水質分析檔案 1 1.00
合計 531.00
附圖1:安裏煤礦2013年度開拓區域-475水平切麵圖
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