礦井中長期防治水規(guī)劃

1、鄭州神火生達礦業(yè)有限公司礦井中長期防治水規(guī)劃（2011年2015年） 編 寫： 初 審： 審 核： 編制日期：前 言一、概述鄭州神火生達礦業(yè)有限公司位于新密市白寨鎮(zhèn)劉堂村境內，屬于國有控股企業(yè)。由原新密市國興煤礦、新密市永豐煤炭有限公司劉堂煤礦整合而成，批準開采二1、一1煤層，2011年4月由神火集團整合為鄭州神火生達礦業(yè)有限公司。礦井采用三個立井單水平上下山開拓，主井提負全礦井提煤和進風，副井提負全礦井升降人員、提矸、下料并兼作進風，風井專用回風，工作面采用走向長壁放頂煤采煤法。現(xiàn)開采二1煤層，設計生產能力15萬噸/年，服務年限14年。礦井地質構造簡單、煤層穩(wěn)定、水文地質條件中等、屬低瓦斯礦

2、井。二1煤層為不易自燃煤層，煤塵有爆炸危險性。一1煤層為中灰、高硫、中磷、低熔灰分無煙煤。二、編制設計的依據(jù)1、采礦許可證：證號c41000007304472、新密市長景礦業(yè)發(fā)展有限公司資源儲量核查報告。3、新密市長景礦業(yè)發(fā)展有限公司技術改造初步設計（修改）4、礦井水文地質類型報告5、礦方提供的有關文字資料和圖紙。三、指導思想1、充分利用現(xiàn)有工程和設備；2、改擴建堅持近期與長遠相結合的原則，走滾動發(fā)展之路；3、初期投資少，安全系數(shù)高，出煤早，見效快，技術經濟合理。四、設計的主要特點1、資源特點二1煤層賦存較穩(wěn)定，地質構造、層位穩(wěn)定、水文地質條件中等。屬低瓦斯礦井， 煤塵有爆炸危險性，煤層為不易

3、自燃煤層，地溫正常。2、設計主要特點井型0.15mt/a，主井筒直徑,為3.6m、副井筒直徑為3.2m、風井筒直徑為3.0m。主立井裝備一臺2jtk-1.6雙滾筒提升機，擔負全礦井的提煤進風任務，并安裝有梯子間，作為一個安全出口。副立井提升容器采用一對0.75t非標單繩罐籠，提升機采用2jp-1.6*1.2/24型單繩纏繞式雙滾筒提升機一臺，配備yr3315m-8型，380v，90kw，727r/min電動機一臺，擔負礦井的輔助提升及進風任務。該礦二1煤可采儲量302.52萬噸，服務年限限14.4年。礦井通風方式為抽出式，通風系統(tǒng)為中央并列式。礦井正常涌水量38m3/h，最大涌水量152m3/

4、h，排水高度195m（含吸水高度4m，地面水處理附加水頭6m）中。主井底主排水泵房共安裝有3臺md155-308型離心泵，水泵配yb315l2-4型防隔爆電機，660v，185kw，1480r/min。為了提高排水效率，水泵采用zpb型氣水兩用噴射泵裝置，實現(xiàn)無底閥排水。鋪設兩趟194*6mm焊接鋼管排水管路，連接方式以套管焊接為主，局部采用法蘭連接，沿主井敷設至地面。正常涌水時，一臺泵工作于一趟排水管路，另一趟排水管路備用;最大涌水時，兩臺泵分別工作于兩趟排水管路。 五、礦井主要技術經濟指標1、礦井設計生產能力：0.15mt/年；3、保有可采儲量：302.52萬噸；3、礦井服務年限：14.4

5、年；隨著開采年限的延長，水害對礦井的威脅越來越大。煤礦防治水工程逐漸加大，工作日益艱巨。針對礦井下一步開采所面臨的越來越復雜的水文地質條件，編制生達礦20112015年的防治水規(guī)劃。本項目在實施過程中收集了礦井已有地質、水文地質資料，分析了礦井水文地質條件，確定了礦區(qū)存在的水文地質問題，并針對生達礦的水文地質特點，結合本礦的采掘計劃，提出了生達礦的防治水規(guī)劃總體思路，確定了生達礦的防治水策略，論證了各項探查工程的必要性、合理性和可行性。從礦井水文地質條件補充勘探、工作面水文地質條件探查、防治水工程安排等方面全面規(guī)劃了生達礦今后的防治水工作。規(guī)劃的主要內容包括：1、防治水技術路線;2、礦井各充水

6、含水層富水性規(guī)律及其控制因素探查研究；3、礦井水情監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)完善與建設；4、井田邊界斷層探查與合理留設保護煤柱；5、工作面回采過程中水害危險性適時監(jiān)測與預警；6、礦井深部煤層開采可行性論證與防治水技術研究；7、礦井水害問題專項治理；8、礦井防排水系統(tǒng)計算分析與配套工程完善；9、防治水工程實施進度與費用概算。第一章礦井概況一、概況鄭州神火生達礦業(yè)有限公司位于新密市白寨鎮(zhèn)劉堂村內，行政區(qū)劃屬新密市白寨鎮(zhèn)管轄。該礦西南距新密市城區(qū)20公里，東北距鄭州市約23公里，新密-鄭州公路從本區(qū)東部通過并與礦井以大路相連，西南距新密支線20km，該支線在新鄭市與京廣鐵路接軌，交通運輸比較便利。二、礦區(qū)地形、地

7、貌、氣象鄭州神火生達礦業(yè)有限公司所在區(qū)域地表屬丘陵地形，地勢高低不平，總的地勢為西南高、東北低。地表被第四系沉積物覆蓋。本區(qū)地表多被季節(jié)性農作物所覆蓋，雨季地表降水匯入賈魯河，再入沙穎河，后入淮河，本區(qū)屬淮河水系。本區(qū)屬半干旱大陸性氣候，四季分明，夏季氣候炎熱多雨，冬季寒冷干旱。最高氣溫41.3，最低氣溫-17.8，年平均氣溫14.3。12月到翌年3月氣溫較低，為霜凍期，最大凍結深度18cm左右，積雪厚20cm左右。年降雨量397.7-973mm，平均降雨量為624.35mm。降水多集中在79月份，占年降水量的50%以上。春、夏、秋季以東北風、東風為主，冬季以西風為主，風速一般為3-4m/s，

8、最大風速22m/s。三、礦井生產概況由新密市劉堂、國興兩個生產煤礦整合而成的井田，批準開采二1煤層一1煤層,2011年由神火集團兼并重組為鄭州神火生達礦業(yè)有限公司?，F(xiàn)將整合前各礦情況介紹如下：1、劉堂煤礦 原劉堂煤礦于1995年5月建井，開采二1煤層，礦井設計生產能力為3萬噸/a，經過技術改造后生產能力已達6萬噸/a：采用立井開拓，區(qū)內布置三個立井，主立井井深236m，凈直徑3.2m，混凝土砌碹支護，安裝jt-1.2型提升絞車、一對0.75t罐籠提升，承擔提煤和進風。副井筒直徑2.2m，混凝土砌碹支護，安裝jt-1.2絞車一臺，承擔人員升降、輔助提升及回風。風井深184m，凈直徑3.6m，混凝

9、土砌碹支護，承擔回風。2、 國興煤礦 原白寨鎮(zhèn)國興煤礦于1998年2月建井，1999年6月建成投產，開采二1煤層，礦井設計生產能力3萬噸/a，經過技術改造后生產能力已達6萬噸/a：采用立井開拓，區(qū)內布置兩個立井，采用立井單水平上下山開采，主立井井深279m，凈直徑3.3m，混凝土砌碹支護，安裝jt-1.2型提升絞車、0.75t雙罐籠，承擔提煤和進風。副井筒直徑2.2m，混凝土砌碹支護，安裝jt-1.2絞車一臺，承擔人員升降、輔助提升及回風。 第二章 礦區(qū)地質及水文地質一、礦區(qū)地層井田范圍內全部被第四系覆蓋，根據(jù)地質勘探成果和地層實際揭露本區(qū)可采煤層賦存于山西組下部和太原組底部，可采煤層比較集中

10、。區(qū)內地層標志層較多，地層中富含動植物化石，也為地層對比提供了可靠的依據(jù)，地層分界對比可靠。2、 水文地質 本區(qū)區(qū)域處于榮鞏煤田和新米煤田交界處，是滎密背斜北翼東段傾伏端向豫東平原過渡的丘陵區(qū)，該區(qū)位于三李勘探區(qū)西南部，地層走向近東西，向北傾斜，南部為寒武-奧陶紀灰?guī)r組成的低山地區(qū)，區(qū)內為石炭、二疊紀碎屑組成的丘陵區(qū)，北、東部為第四季沖擊谷地。 根據(jù)地層巖性、厚度、含水空間特征及埋藏條件，區(qū)域上將含水層主要劃分為：寒武-奧陶系和石炭紀灰?guī)r巖溶裂隙含水巖組、二疊系及三疊紀砂巖孔隙裂隙含水組、第三紀灰?guī)r巖溶裂隙含水組、第四紀/卵礫石孔隙含水組。 地下水補給水源有大氣降水、地表水和含水層之間及其側向

11、補給，另外還有工農業(yè)生產廢水的滲入補給，其中降水補給是本區(qū)地下水的主要補給水源。地下水在運移過程中，一部分在地質構造及地形適宜地段溢出地表，構成天然排泄點，一部分則繼續(xù)向深處排泄，而區(qū)內各礦井則為主要的人工排泄點。由于近年來礦井大量疏排地下水，而造成區(qū)域內地下水位呈逐年下降趨勢。三、主要含水層（1）奧陶系灰?guī)r含水層主要由灰色質純的灰?guī)r組成，全區(qū)分布且厚度較大，據(jù)調查附近水井資料，奧灰水位標高+177.41m左右，區(qū)域上本含水層富水性較強且水源豐富。但其距二1煤層較遠，與二1煤層間有隔水層存在，只能通過間接方式補給礦井，開采時只要沒有補給通道，不會對礦井構成威脅。（2）上石炭統(tǒng)太原組灰?guī)r含水層下

12、段灰?guī)r含水層由1-3層灰?guī)r組成（l1l4），并常合成一層。平均厚度14.50m，裂隙溶洞發(fā)育，富水性強，與下部奧陶系灰?guī)r含水層有密切的水力聯(lián)系，水位標高+130.0m，距二1煤層底106m，對本礦井無太大的影響，為潛在威脅。上段灰?guī)r含水層層位穩(wěn)定的l78灰?guī)r，為二1煤層底板含水層，距二1煤層28.43m，l78灰?guī)r常合為一層，巖溶裂隙沼洞較為發(fā)育，富水性弱，礦井生產時對l78灰?guī)r水以疏放為主，對二1煤層開采影響不大。 （3）二1煤層頂板砂巖含水層在二1煤層以上70-80m范圍內，由多層中至粗粒砂巖組成，其富水性及含水性較弱。二1煤層頂板大占砂巖含水層，一般含水性較弱，徑流條件差，水源不豐富，不

13、足以對礦井構成威脅，但往往造成工作面淋水，影響礦井正常生產，另外，香炭砂巖、砂鍋窯巖均有一定的弱水性，但均不會對礦井生產造成影響，往往以工作面頂板淋水的方式對礦井充水。（4）一1煤層頂板灰?guī)r巖溶裂隙含水層該含水層由太原組下段1-3層灰?guī)r組成，層位穩(wěn)定，一般厚度10.35-17.51m，據(jù)三李勘探資料，三李東部及西部鉆孔單位涌水量為0.01062-0.0238l/s.m，滲透系數(shù)為0.0819-0.1972t/d，水位標高為+178.25-180.20m，含水性較弱，而中部的18-2鉆孔則大量涌水，單位涌水量3.019l/s.m，橡透系數(shù)為136m/d，水位標高+177.41m，含水性強。說明該

14、含水層富水性極不均勻，井與當?shù)爻雎兜娜芮邢噙B，臨近泉口地段，含水層巖溶裂隙發(fā)育，含富水性也強，遠離時富水性較弱（5） 新近泥灰?guī)r含水層 新近泥灰?guī)r平均厚度61.00m，據(jù)三李勘探區(qū)鉆探揭露，新近系漏水鉆孔約占60，裂隙、溶洞發(fā)育，但含水性差，主要靠大氣降水補給。（6） 新近泥沖積層含水層 平均厚度34.00m，屬潛水含水層，主要靠大氣降雨補給，水量豐富，礦井開采時主要造成井筒淋水，對生產影響不大。四、礦區(qū)主要隔水層（1）二1煤以上煤系地層隔水層自二1煤層頂60m起上至基巖面，其主要為二疊系組地層，巖性主要為砂巖、砂紙泥巖、粉砂巖及砂巖等，裂隙不發(fā)育，透水性不強，為二1煤層頂板的良好隔水層。

15、（2）二1煤層頂板隔水層為泥巖、砂質泥巖組成的再生頂板，厚度較小，一般隨采隨落，實際上起不到隔水作用。（3）二1煤層底板隔水層為泥巖、砂質泥巖，全區(qū)發(fā)育，厚度約7m左右，位于l7-8灰?guī)r之上，一般不能起到隔水作用。（4） 太原組中段碎屑巖段隔水層 自一4煤底上至l7灰?guī)r底之間，主要由泥巖、砂質泥巖等碎屑巖組成，間夾數(shù)層薄層灰?guī)r和煤層，其中l(wèi)4及l(fā)6灰?guī)r厚度較薄，l5灰?guī)r較厚，但發(fā)育不穩(wěn)定，局部有時可相變?yōu)楣栀|泥巖。該段巖性致密，裂隙不發(fā)育，透水性差，是阻隔太原組上、下段灰?guī)r含水層間水力聯(lián)系的良好隔水層。 （5）本溪組鋁土質泥巖隔水層主要由泥巖、鋁土質巖、鋁土巖組成，厚度2.19m-13.26m

16、，一般厚7m，局部夾3-5m中細粒砂巖和砂紙泥巖。該段巖性致密，裂隙不發(fā)育，透水性差，所夾砂巖裂隙不發(fā)育，含富水性弱，但其力學強度較強，增加了該層段的阻隔水能力，故該層段是阻隔上部太原組和下部奧陶系灰?guī)r含水層間水力聯(lián)系的良好隔水層，正常情況下能起到良好的隔水作用，但其沉積薄弱地段或遭受構造破壞時則會弱化或失去隔水作用。五、地下水補給、徑流與排泄條件1、地下水的補給大氣降水、地表水：本區(qū)大氣降水多集中在7-9月份，其降雨量占全年的50%以上，大氣降水是本區(qū)地表水、地下水的主要補給水源，也是礦井充水的主要水源。大氣降水首先補給礦床直接充水含水層，然后進入礦井。據(jù)生產井調查，雨季排水量顯著大于旱季排

17、水量，一般增大1-2倍。地表水：本區(qū)內無常年性地表水體，只有在汛期，地表沖溝才有間隙性流水，但一般不會對礦區(qū)煤層開采產生不利影響。2、斷層導水性申河斷層為一高角度斷層，斷層附近開采要留足煤柱。第三章 礦井充水條件一、礦井水害情況統(tǒng)計分析一1煤層一1煤層頂板灰?guī)r鉆孔單位涌水量達3.019l/s.m，又因受斷裂構造影響，煤層底板灰?guī)r含水層與邊界外奧陶紀灰?guī)r含水層相對接，故一1煤層水文地質條件復雜。二1煤層二1煤層主要充水層為其頂、底板含水層，在淺部接受大氣降水補給。礦井生產過程中，生產排水是其主要排泄方式之一。由于本區(qū)內無表水體，含水層間有隔水層相阻隔，含水層間無水力聯(lián)系。生產礦井中，礦井充水以頂

18、板淋水為主，正常涌水量一般小于200m/d。二1煤層底板灰?guī)r巖溶裂隙含水層，鉆孔單位涌水量達0.972l/s.m，因此二1煤層水文地質條件中等，主要以底板灰?guī)r巖溶裂隙水為主。二、煤層頂板裂隙導水通道造成礦井二1煤開采突水的主要導水通道有發(fā)育于頂?shù)装鍘r層中的天然構造裂隙和由于工作面回采產生的頂板巖層冒落形成的導水裂隙通道。這兩種裂隙通道會導通砂巖含水層水進入礦井，特別是當煤層開采形成的導水裂隙帶高度較大時，還有可能導通第四系孔隙水和地表水，造成礦井突水。采煤工作面回采后頂板冒落所形成的垮塌，裂隙屬典型的采礦擾動類導水通道。礦床開發(fā)開采以后，由于在地下形成采空空間，如果沒有專門頂板管理技術，則必然

19、造成采空區(qū)上方巖層的變形、移動、破壞，甚至形成開裂、離層或碎塊狀垮塌。采空區(qū)頂板巖層的破壞變形形態(tài)與規(guī)律會受到采空空間幾何結構，頂板巖性及其組合，礦床產狀及采礦方法，巖石應力環(huán)境及其受力狀態(tài)等多種因素的控制，不同條件的組合會產生完全不同的頂板巖石變形破壞特征，但就一般規(guī)律而言，采空區(qū)上方可劃分出三個不同性質的破壞和變形影響帶。(1) 冒落帶：指采煤工作面放頂后引起的直接頂板垮落破壞范圍，根據(jù)冒落塊的破壞程度和堆積狀況，可分為規(guī)則冒落帶和不規(guī)則雜亂冒落帶，如果冒落帶高度達到上覆含水層，則往往引起頂板水的突發(fā)性突入，當上覆含水層為第四紀松散沉積含水層時，不但會形成突水，還會引起潰砂和地面塌陷等災害

20、。(2) 導水裂隙帶：指冒落帶以上大量出現(xiàn)的切層、離層和裂隙發(fā)育帶。該帶一般由下而上，其裂隙和離層程度由強變弱。但當頂板巖性及其組合變化比較復雜時，也會出現(xiàn)不均勻發(fā)育的特點，總之，該層不一定具備透砂能力，但一般具有較強的導水能力。(3) 整體移動帶：指導水裂隙帶以上至地表的整個范圍內，巖體發(fā)生的整體變形和沉降移動區(qū)。該帶主要特點是巖層的整體變形和移動，而其裂隙化程度較弱，所以一般不具備導水能力。從礦床水文地質角度來看，可以把工作面頂板簡單地劃為兩帶，即垮落裂隙帶（冒落帶和導水裂隙帶之和）和整體移動帶，對礦井突水有意義的主要是垮落裂隙帶。當頂板裂隙溝通工作面或巷道上覆含水層時，礦坑突水則不可避免

21、。二1煤層直接頂為泥巖，基本頂為中等硬度的砂巖，回采工藝為炮采放頂煤一次采全高，利用此方法采煤，回采使得在直接頂跨落，頂板的完整性遭到破壞，同時導致頂板裂隙增多，增大形成導水通道。而當導水裂隙與上覆含水組（段）溝通時，就會造成頂板突水災害發(fā)生。煤層頂?shù)装迳皫r水危害評價標準是冒落帶以及采動裂隙的發(fā)育高度。煤田水文地質規(guī)程中采動冒落帶與導水裂隙帶的最大高度的經驗公式當煤層傾角為054，當頂板巖性為砂質頁巖、泥質砂巖、頁巖等時，頂板冒落帶最大高度計算公式為：導水裂隙帶（包括冒落帶）最大高度計算公式為：式中：最大冒落帶高度 單位：m：最大導水裂隙帶高度（包括冒落帶最大高度） 單位：m：累計采厚 單位：

22、m：煤分層層數(shù) 取m ， ，得 mm依據(jù)計算結果，在二1煤埋藏深度大于煤層回采冒落厚度，大氣降水對礦井充水影響不大。 三、煤層開采底板破壞式導水通道當煤層底板隔水層之下賦存有高承壓水時，在煤層未開采前，水巖處于一定的力學平衡狀態(tài)之下，一旦礦體被開發(fā)在隔水層之上形成臨空邊界并產生應力釋放后，在礦壓和水壓的作用下，隔水底板巖層必然受到不同程度的破壞，形成新的破裂面或使原有的閉合裂隙活化。一旦這種破裂面或裂隙溝通底板承壓含水層水時，必然導致底板之下承壓含水層水涌入礦井。這種因巷道掘進或礦床開發(fā)擾動其底板隔水層使其形成的導水通導稱之為底板破壞式導水通道。我國是世界上煤礦水害最嚴重的國家之一，而采煤工作

23、面或巷道底板隔水層之下巖溶承壓水突水事故占我國煤礦總突水事故的30%以上，這主要是因為我國大面積分布的華北石炭二疊系煤層底板之下普遍發(fā)育有山西組、太原組薄層灰?guī)r承壓含水層和深部的奧陶系巨厚層灰?guī)r富水含水層。含水層的富水性是發(fā)生底板突水的內在因素，它決定著突水水量的大小及突水量的動態(tài)變化特征，水壓力的存在是驅動含水層水流入礦坑的動力，而底板破壞所形成的破裂則是地下水得以流動的通路和咽喉，只有當三者同時存在并達到某種特殊組合時，才能發(fā)生底板突水。 四、斷層導水通道由構造斷裂形成的斷層破碎帶，往往具有較好的透水性，會形成礦坑充水的良好通道。對于一些巨大的斷裂，由于斷層兩盤的牽引裂隙廣泛發(fā)育，該類斷層

24、（斷層帶）除了具有導水性質外，其斷裂帶本身就是一個含水體，因而還具有充水水源的性質。由于斷層面或斷層牽引的裂隙帶導水而引發(fā)的礦井突水災害在礦井突水事故中占有絕對主導的位置。但并不是所有斷層都可形成導水通道，構造斷裂的水文地質性質與其斷裂的力學性質及其兩盤巖性有著密切的關系，一般認為張性斷裂的透水性較強，壓性斷裂的透水性較弱，扭性斷裂的透水性則介與二者之間。實際上，斷層的導、貯性要遠比上述規(guī)律復雜的多，它不僅要受斷層力學性質和巖性的影響，而且會受到斷層面所受的應力狀態(tài)、斷層活動次數(shù)和序次、斷層帶膠結物性質與膠結程度等多種因素的影響。根據(jù)大量資料和斷層導突水事例統(tǒng)計分析認為，斷層的導水性受到兩盤巖

25、性的直接影響。一般來說，斷層帶的透水性與其兩盤巖石的透水性具有一致性。當斷層兩盤為脆性可溶巖石時（如石灰?guī)r、白云巖），斷裂及其影響帶裂隙、巖溶發(fā)育，具有良好的透水性；當斷裂兩盤為脆性但不可溶巖石時（如石英巖、石炭砂巖），斷層兩側往往發(fā)育有張開性較好的牽引裂隙，具有較好的透水性；當斷層兩盤為柔性巖石（如泥巖、頁巖）時，斷層破碎帶多被低滲透性的泥質成份充填，孔隙、裂隙率低，斷層面閉合，一般不導水或導水性極弱。本區(qū)僅在礦井南部有一落差20-35m的斷層，該斷層附近無控制點，本礦在開采時未遇到其他斷層，但并不表明無小斷層構造，在礦井開采中應多加注意。五、封閉不良的鉆孔封閉不良鉆孔是典型的由于人類活動所

26、留下的點狀垂向導水通道，該類導水通道的隱蔽性強，垂向導水暢通，不僅會使垂向上不同層位的含水層之間發(fā)生水力聯(lián)系，而且當井下采礦活動揭露或接近時，會產生突發(fā)性的突水事故。由于封閉不良鉆孔在垂向上串通了多個含水層，所以一旦發(fā)生該類導水通道的突水事故，不僅突水初期水量大，而且還會有比較穩(wěn)定的補給量。所以在進行礦井設計和生產時，必須查清井巷揭露區(qū)或其附近地區(qū)各種鉆孔的技術參數(shù)及其封孔技術資料，以確保不會因封閉不良鉆孔而引起突水事故。礦井在煤田勘探及礦井生產過程中所施工的各類鉆孔，在施工后，多數(shù)鉆孔得到了封閉，但仍有少數(shù)鉆孔由于技術設備，材料質量、施工條件、技術和生產需求及歷史背景等原因，未封孔或封孔質量

27、較差。在礦井生產的采動條件下，這些鉆孔將有可能成為礦井充水的通道，危害礦井安全生產。這些鉆孔所在區(qū)域大多已經回采，或者在保安煤柱內或井田區(qū)域以外，對礦井威脅不大。六、礦井水量及其受水害威脅程度井田內鉆孔可能導致各含水層之間發(fā)生水力聯(lián)系，并成礦床充水的通道，對煤層開采造成涌水威脅，應制定防治鉆孔涌水措施。第四章 礦井水害特征及需要查明的主要水文地質問題一般情況下，礦井水文地質工作需要查清的重點任務有：1. 查明和控制礦區(qū)區(qū)域水文地質條件，確定礦區(qū)所處的水文地質單元的位置，詳細查明礦區(qū)發(fā)育的主要含水層及其各個含水層地下水的補給、徑流、排泄條件，區(qū)域地下水對礦區(qū)充水含水層的補給關系，礦區(qū)地表水系及氣

28、象因素與地下水的相互關系及其相互影響。2. 詳細查明礦區(qū)含（隔）水層的巖性、厚度、產狀，分布范圍、邊界條件、埋藏條件，含水層的富水性，礦床與頂?shù)装搴畬又g隔水層的厚度及穩(wěn)定性。著重查明礦區(qū)主要充水含水層的富水性、滲透性、水位 、水質、水溫、動態(tài)變化以及地下水逕流場的基本特征，特別是主采煤層頂?shù)装甯羲畬铀惺艿撵o水頭壓力，確定礦區(qū)水文地質邊界位置及其水文地質性質。3. 詳細查明礦區(qū)或附近對礦坑充水有較大影響的構造破碎帶的位置、規(guī)模、性質、產狀、充填與膠結程度、風化及溶蝕特征、富水性和導水性及其變化、溝通各含水層以及地表水之間相互補給關系的程度，分析構造破碎帶及其可能誘發(fā)的引起突水的地段，提出開

29、采中對構造水的防治方案原則性建議。4. 詳細查明對煤層開采有影響的地表水的匯水面積、分布范圍、水位、流量、流速及其季節(jié)性動態(tài)變化規(guī)律、歷史上出現(xiàn)的最高洪水位、洪峰流量及淹沒范圍。詳細查明地表水對井巷可能的充水方式、地段和強度，并分析論證其對煤層開采的影響，提出開采過程中對地表水的防治方案原則性建議。5. 對于煤層與含（隔）水層多層相間的礦床，應詳細查明開采煤層頂、底板主要充水含水層的水文地質特征和隔水層的巖性、厚度、穩(wěn)定性和隔水性，不同含水層之間的水力聯(lián)系情況，斷裂與裂隙發(fā)育程度、位置、導水性以及溝通各含水層的情況，分析不同的采礦方式對隔水層的可能造成的破壞情況。當深部有強含水層或采區(qū)地表有水

30、體時，應查明主要充水的中間含水層從底部或地表獲得補給的途徑和部位。6. 對已有多年開采歷史的老礦區(qū)，應重點調查廢棄礦井、周邊地區(qū)小煤窯、已經采掘的老空區(qū)的分布位置、范圍、埋藏深度、積水和塌陷情況，與地表及其它富含水的含水層之間的水力聯(lián)系情況，大致圈定采空區(qū)，估算積水量，提出開采中對老空水的防治措施建議。7. 在水文地質條件勘探的基礎上，應根據(jù)礦井采掘條件和礦井采掘規(guī)劃，建立礦井涌水量預測預報模型，選擇適合礦井水文地質條件的涌水量預測和計算方法，對全礦井涌水量、分水平涌水量、分采區(qū)涌水量進行計算預測。在條件許可的條件下還應對礦井可能形成的突水水量進行分析評估，為礦井防排水系統(tǒng)和能力設計提供基礎資

31、料。8. 對于深部開采的礦井，應詳細查明主要充水含水層的富水性及導水斷裂破碎帶向深部的變化規(guī)律。對礦井采掘過程中可能出現(xiàn)的高地應力、有毒氣體等進行勘探和分析，初步查明地應力的成因、分布及其對礦床開采可能帶來的的危害。一、礦井已經完成和基本查清的水文地質問題生達礦在多年的勘探和生產過程中，進行了大量水文地質勘探試驗工作并積累了大量的礦井水文地質資料，對本礦的水文地質條件有了較深刻的認識，基本查清了以下水文地質問題：1、井田內的大型構造的發(fā)育情況及導水，富水情況已基本查清；2、井田所處的水文地質單元及其補給、徑流、排泄條件基本清楚；3、主要充水含水層的分布、結構、厚度及其埋藏條件已基本查清；4、主

32、要充水含水層之間的結構關系以及與大氣降水和地表水體之間相互聯(lián)系已基本清楚；5、礦井充水的方式、途徑和突水產生的條件基本清楚；6、礦井水害類型及其水害特征基本清楚。二、目前存在并需解決的礦井水文地質問題1、本區(qū)存在小礦采空區(qū)，有許多老空位置不是十分明確，應研究其分布與展布規(guī)律、導水部位及與礦井直接充水含水層和煤層之間的對接關系。2、礦井南部的申河斷層對開采南部煤有較大安全隱患，開采時應多加注意。3、查明各含水層之間水力聯(lián)系情況，尤其是寒武系灰?guī)r含水層與上部各含水層之間在深部的水力聯(lián)系情況、補給關系、補給位置、補給范圍和補給強度及相關的地下水動力學參數(shù)。4、計算分析采掘過程中采區(qū)或工作面的涌水量，

33、涌水特征及其安全疏降水量，為超前預防或治理工作面回采過程中發(fā)生意外突水的技術措施設計提供依據(jù)。三、礦井防治水技術路線與原則（一）礦井防治水工作的基本原則根據(jù)已經掌握的礦井水文地質資料，結合生達礦二1煤和一1開采的實際揭露情況，對即將開采的工作面和規(guī)劃采區(qū)有目的的采取防治水措施，保證安全回采是本礦防治水工作的關鍵。此外完善具有一定抗災能力的泄水巷和防排水系統(tǒng)以及避災路線是礦井實現(xiàn)安全開采的有利保障。 本礦的防治水規(guī)劃的指導方針為：二1煤、一1煤以規(guī)劃采區(qū)水文地質條件探查為中心，防治水工作采用以頂板砂巖水、底板太原組灰?guī)r水以及老空水為防治重點，以井下為主，地面為輔，井上下相結合、分區(qū)探查水文地質條

34、件，在水文地質條件補充勘探、煤層底板導水通道、薄弱帶探查、礦井充水性條件評價等水文地質工作中，以使用成熟的防治水方法為主，適當利用我國90年代中期以來，華北型煤田防治水最新的科研成果，并針對生達礦的水文地質特點研究符合本礦實際的新方法。生達礦防治水工作的基本原則為：（1）基礎水文地質工作為平臺，井上下物探為主，鉆探為輔，監(jiān)測與試驗相結合，在對突水條件進行適時監(jiān)控下實現(xiàn)煤層安全回采；（2）探測和監(jiān)控老空水，合理探放和避讓老空水；（3）水害安全保障體系的整體規(guī)劃，完善礦井防排水系統(tǒng)及避災路線；（4）防治水工程與礦井采掘工程有機結合，相互利用。（二）礦井防治水工作的技術路線根據(jù)中博對礦井水文地質條件

35、的認識，本防治水規(guī)劃建議采用的防治水技術路線是：1. 二1煤、一1煤勘探主要面向規(guī)劃采區(qū)，防治水技術以頂板砂l(fā)1-4灰?guī)r水、第四季潛水及地表水、申河斷層、老空水為防治重點，以井下為主，地面為輔，井上下相結合、分區(qū)探查水文地質條件。在對突水危險區(qū)段運用井上下水情監(jiān)測，頂板兩帶觀測，原位應力監(jiān)測和底板突水監(jiān)測等技術進行適時監(jiān)控，以實現(xiàn)煤層安全回采。2. 在調查的基礎上進行綜合物探以查明老空區(qū)范圍并分析其對礦井開采的影響，在此基礎上通過留設足夠的防水煤柱或探放水以解除老空水對礦井開采的威脅；3. 對地表徑流進行綜合治理，防止地表水通過裂隙通道入滲到礦井，威脅礦井安全；4. 為了確保礦井安全生產，對突

36、水重點防范地段需建立和完善具有一定能力的泄水巷和防排水系統(tǒng)，分區(qū)隔離的水閘墻以及安全出口和避災路線等一系列措施。第五章 防治水技術與工程規(guī)劃根據(jù)生達礦生產采掘計劃，結合礦井基本水文地質條件和礦井開采過程中需要解決的水害安全問題，實現(xiàn)礦井高產高效生產過程的水文地質安全保障，生達礦2011年至2015年防治水工作的主要任務包括：礦井水害條件的基礎技術研究與技術分析；礦井水情監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)完善與建設；工作面回采過程中水害危險性適時監(jiān)測與預警；礦井深部煤層開采可行性論證與帶壓開采研究；礦井各充水含水層富水性規(guī)律及其控制因素探查研究礦井防排水系統(tǒng)計算分析與配套工程完善等。各部分工作的主要內容與要求如下：一

37、、主要水文地質研究工作礦井申河斷層導水性研究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)段是否導水、導水性強弱、是沿破碎帶上下連通還是僅僅水平接觸導水，取決于斷層的力學性質、斷層帶的成分結構、斷層的后期改造、斷層兩側巖層接觸關系、含水層的水壓以及采礦活動引起的圍巖壓力對斷層的重復破壞作用。當煤層位于不導水斷層上盤時，且主要含水層低于煤層時可按下式留設防水煤（巖）柱：式中：煤柱留設的寬度(m)； 安全防水煤柱厚度(m)；含水層至煤層的層間距(m)；斷層與煤層的交角；煤層傾角。的確定方法：(1)根據(jù)礦井的實際觀測資料確定。(2)用突水系數(shù)估算。(3)用單位水壓所需要的等值隔水層

38、厚度（相對隔水層厚度）計算。(4)先用水壓與巖柱強度平衡方程計算隔水層底板臨界厚度，在計算安全防水巖柱的厚度。這種斷層防水煤柱的計算是建立在經驗基礎上的，經過長期的工程實踐證明該方法是一種有效的實用設計方法。但這種方法存在著一定的缺陷，即沒有考慮實際存在的種種不確定性的因素。因此在實際設計中有的斷層防水煤柱留的太寬，浪費了大量煤炭資源；有的過窄，造成突水事故，給煤礦安全生產造成重大損失。所以在實際防水煤柱留設時，除按上述公式計算留設外，還應根據(jù)實際探查的斷層的性質和含水特征，并結合井田的實際情況合理地確定其寬度，在安全的基礎上，盡可能減少可采煤層的丟失。二、主要補充勘探工程生產礦井主要水文地質

39、補充勘探需進一步查清的礦井水文地質條件包括：井田地下水補給邊界、井田內斷層的導水性、井田內導水通道。在方法上主要是物探、化探、鉆探相結合，井上下抽水試驗與放水試驗相結合，有針對性進行立體綜合勘探。通過綜合勘探，結合礦井開采的實際水文地質資料，確定導水通道，圈定水害危險區(qū)，比較準確評價礦井涌水量。每個礦井應建立健全地下水觀測系統(tǒng)（包括水量、水位、水質、水溫等），特別應健全各含水層的長觀孔，為礦井突水后判斷水源提供正確決策。二1煤、一1煤水文地質補充勘探(1) 進一步探查規(guī)劃采區(qū)的構造分布范圍及導水性情況，為防水煤柱的留設提供依據(jù)；(2) 探查井田范圍小煤窯的采掘邊界情況、積水范圍、煤柱尺寸及導水

40、通道等，為防治小窯水提供科學依據(jù)；(3) 探查二1煤、一1下伏主要含水層之間的隔水層巖性、厚度、穩(wěn)定性，隔水性能、構造破碎帶對隔水層的破壞程度等； (4) 探查太原組薄層灰?guī)r及奧陶系灰?guī)r的厚度、裂隙、巖溶發(fā)育程度、水頭高度和富水性，以及兩者的水力聯(lián)系程度；(5) 科學預測評價采區(qū)涌水量。三、主要監(jiān)測試驗工作礦井突水事故發(fā)生之前，都有明顯的征兆，因此對礦井生產過程中出現(xiàn)的一切反?，F(xiàn)象都應高度重視，以便查明原因，及時處理。這樣可以有效避免大型突水事故的發(fā)生，削弱突水給礦井生產帶來的不良影響。因此對生達礦井田加強日常水文監(jiān)測，特別是運用經濟科學的技術手段對巷道挖掘和采煤過程中頂、底板突水進行預測預報

41、，是二1煤防治水工作的主要措施。監(jiān)測工作的內容包括井上下水情動態(tài)監(jiān)測、底板應力與采動破壞監(jiān)測、底板突水監(jiān)測等。四、主要水害治理工程老空水是指被廢棄礦坑和淹沒的生產井巷中的積水，是礦區(qū)淺部采礦常見的充水水源。老空水涌水一般突發(fā)性強，來勢兇猛，并可能含有有害氣體及攜帶塊石，破壞性大；同時，老空水涌水還可成為其它水源涌入礦坑的通道，此時危害更大。老空水因年代久遠，分布范圍不清，調查困難。老空水的防治應該在調查的基礎上進行綜合物探以查明積水區(qū)范圍并分析其對礦井開采的影響，在此基礎上通過留設足夠的防水煤柱或探放水以解除老空水對采區(qū)開采的威脅。1、對井田內小煤礦及本礦采空區(qū)進行調查主要通過對礦井周圍小煤礦

42、進行調查，須收集、調查和核對相鄰煤礦和廢棄的老窯情況，并將礦界以外至少100m范圍內鄰礦的井田位置、開采范圍、積水情況標繪在井上、下工程對照圖上。對于本礦可能影響老空水，井巷積水區(qū)，必須認真核實圖紙資料，嚴防漏填、漏繪。弄清積水區(qū)的可能范圍和水量，查明最洼、最高點的位置和標高。2、綜合物探在對小煤礦調查的基礎上還需要利用物探手段，探清井田范圍小煤窯的采掘邊界情況、積水范圍、煤柱尺寸及導水通道等，為防治老空水提供科學依據(jù)。其具體步驟為：用瞬變電磁對采空區(qū)范圍圈定，并按有關法規(guī)程規(guī)定經計算合理留設各類防隔水煤（巖）柱，并標繪在采掘工程平面圖上（相鄰兩礦井屬人為邊界，且水文地質類型均屬簡單或中等型的

43、，其邊界煤柱總寬度也不得小于40m）；需變動時，必須重新編制設計，按規(guī)定的管理權限審批。當井下掘進或采掘受到采空區(qū)影響時，應進行超前探測，并進行探放水。3、探放水對于掘進或采掘可能受到老空水威脅的地段必須事先進行探放，其基本對策是“先探后掘，堅持不探明，不放凈不回采”，在探防水之前需先進行探放水設計。探放水的工程設計的主要內容有：探放水巷道推進的工作面和周圍的水文地質條件。如老峒積水范圍、積水量、確切的水頭高度（水壓）、正常涌水量，老峒與上、下采空區(qū)及斷層構造的關系，以及積水區(qū)與其他充水含水層的水力聯(lián)系程度等；探放水巷道的開拓方向、施工次序、規(guī)格和支護形式；探放水鉆孔組數(shù)、個數(shù)、方向、角度、深

44、度和施工技術要求及采用的超前距與幫距；探放水施工與掘進工作的安全規(guī)定；通訊聯(lián)系和避災路線的確定及災害處理措施；防排水設施，如水倉、水泵、管路和水溝等排水系統(tǒng)及能力的具體安排等；必須在采掘工程平面圖上標出積水范圍、外緣標高和積水量，同時標出探水線位置、探放水孔布置的平面圖和剖面圖等。其中探水線的位置應符合以下要求：a.探水線應根據(jù)積水區(qū)的位置、范圍、水文地質條件及其資料的可靠程度，以及采空區(qū)、巷道受礦山壓力的破壞情況等因素確定。b.對本礦開采所造成的老空、老巷、水窩等積水區(qū)，其邊界位置準確，水壓不超過1mpa，探水線至積水區(qū)的最小距離：在煤層中不得少于30m，在巖層中不得少于20m。c.對本礦井

45、的積水區(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60m。d.對有圖紙資料可查的老窯，探水線至老窯邊界的最小距離不得小于60m；對沒有圖紙資料可查的老窯，可根據(jù)本礦井已了解到的小窯開采最低水平，作為預測的可疑區(qū)，再由物探進一步控制可疑區(qū)，再由可疑區(qū)向外推100m作為探水線。探放水鉆孔的布設，應以不漏掉“老窯”、保證安全生產和探水工作量最小為原則。應以透積水區(qū)的最洼點為主，透兩側為輔，邊探放水邊監(jiān)測水壓、水量的變化，切實掌握積水水位下降的速度及其有效探放水范圍。發(fā)現(xiàn)積水位下降緩慢或只放不降等異常，必須查找原因。對另有水源補給者，必須先封堵水源，而后再進

46、行放水，對可能存在的“孤立區(qū)”或“滯流區(qū)”，應通過分析補打鉆處理。探水前應注意的事項有：檢查排水系統(tǒng)，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；準備堵水材料，在探水地點應備用一定數(shù)量的堵水材料，以應付突發(fā)情況；檢查支架情況，有松動或破損的支架要及時修整或更換，幫頂是否好，都要仔細檢查；檢查煤壁，煤壁有松軟或膨脹等現(xiàn)象時，要及時處理，閉緊填實，防止水流沖垮煤壁，造成事故；檢查安全退路，時刻保證暢通無阻。在以上配套措施的實施的同時，還需嚴密監(jiān)控小煤礦采掘進展現(xiàn)狀，及時分析發(fā)生突水的可能性，采取相應防治水措施，確保礦井安全開采。五、礦井排水能力評價礦井排水

47、系統(tǒng)為一級排水，即主排水系統(tǒng)和采區(qū)排水系統(tǒng)。主排水系統(tǒng)承擔全礦井涌水的排水任務；采區(qū)排水系統(tǒng)負責將采區(qū)的水排至主排水系統(tǒng)的水倉中，由主排水系統(tǒng)集中排至地面。目前礦井采區(qū)最大排水能力140m3/h，水倉容積340m3；主泵房最大排水能力300m3/h，水倉容積1340m3；目前礦井的正常涌水量維持在38m3/h左右。根據(jù)煤礦安全規(guī)程第二百五十一條對主要排水設備的和第二百五十三條對水倉的要求，目前礦井排水能力能夠滿足礦井正常排水需要。第6章 結論與建議生達礦井田為滎密背斜北翼，區(qū)內二1煤層為單斜構造。地表沖溝發(fā)育，有利于降水的徑流排泄。目前礦井的正常涌水量為38m3/h，。據(jù)計算生達礦部分工作面均

48、帶寒灰水壓開采，此外二1煤底板l78灰?guī)r水也對煤層安全開采產生威脅。目前礦井部分采區(qū)處于煤層隱伏露頭區(qū)，還受到老窯積水、地表下滲、申河斷層的威脅。本規(guī)劃在充分收集和分析生達礦建井以來的水文地質資料的基礎上，結合礦井采掘計劃，提出了二1煤開采的防治水技術路線，并對20112015年的防治水工程作了進度安排和資金概算，規(guī)劃的大體思路如下：1. 二1煤勘探主要面向規(guī)劃采區(qū)，對于受構造威脅地段，要堅持物探探查，并對有可能導水的構造進一步進行富水和導水性研究，為合理留設防水煤柱提供依據(jù)；2. 二1煤防治水技術以以頂板砂巖水和太原組薄層灰?guī)r水和老空水為防治重點，以井下為主，地面為輔，井上下相結合、分區(qū)探查

49、水文地質條件。防治水技術上主要運用底板原位應力監(jiān)測和底板突水監(jiān)測等技術對突水危險區(qū)進行適時監(jiān)控，來實現(xiàn)煤層安全回采。3. 在調查的基礎上進行綜合物探以查明采區(qū)附近老空區(qū)范圍并分析其對礦井開采的影響，在此基礎上通過留設足夠的防水煤柱或探放水以解除老空水對礦井開采的威脅；4. 為了確保礦井安全生產，應該對礦井排水系統(tǒng)進行維修和改造，對突水重點防范的區(qū)域還需建立和完善具有一定能力的泄水巷和防排水系統(tǒng)，分區(qū)隔離的水閘墻以及安全出口和避災路線。對于防治水工程的實施計劃，本規(guī)劃根據(jù)具體生產計劃要求主要安排未來五年的工程。在實施各項防治水工程和試驗時，要根據(jù)具體目標和要求及局部水文地質條件，提出詳細的工程或

50、試驗設計及其施工組織設計。礦井防治水是一項復雜的、長期的系統(tǒng)工程，隨著防治水工程的進行，更多水文地質資料的積累，對井田水文地質條件的認識必然進一步加深，在實施過程中可能需要對本規(guī)劃進行必要的修改、補充，使之更加符合實際情況。根據(jù)我礦實際情況和五年采掘計劃我礦特制訂了2011-2015年年度計劃及防治水具體任務。2012年防治水規(guī)劃2012年我礦未形成回采工作面，無采煤工作，只進行巷修和掘進，共四個掘進、擴修工作面，同時工作。2012年工作計劃具體安排：工程名稱巷道類別圍巖性質支護方式掘進方式斷面m2剩余工程量（m）2012年各月進尺(m)123456789101112合計11采區(qū)集中運輸下山擴修準備巷道巖巷9u鋼炮掘9235353511采區(qū)皮帶下山機頭硐室準備巷道巖