金河煤礦礦井防治水設計

1、慶源煤業(yè)有限公司金河煤礦礦井防治水設 計設 計：審 核：項目負責人： 編制：生產技術科2014年4月37礦井防治水第一節(jié) 礦井水文地質 礦井水文地質資料主要來源于2011年5月湖南省煤田地質局第六勘探隊編制的盤縣柏果鎮(zhèn)金河煤礦水文地質調查報告、2011年8月貴州省煤礦設計研究院編制的貴州省盤縣柏果鎮(zhèn)金河煤礦資源/儲量核實報告金河煤礦45萬噸安全專篇及其它礦方提供的資料。 一、 水文地質情況 1、地形、地貌 礦井位于盤縣煤田盤西礦區(qū)，礦區(qū)內地貌屬高原低中山地貌，區(qū)內地勢總體上中部高，四周低。最高海拔點為礦區(qū)中部的大坡山頂，標高+1816.20m；最低海拔點為礦區(qū)東北角的拖長江河谷出口地帶，標高約

2、+1510m；最大高差306m左右。區(qū)內地層受向斜構造影響，總體傾向南西、南及東，傾角變化大，為1365°，整體呈單面山地貌，礦區(qū)侵蝕基準面標高+1510m。礦區(qū)內，煤系地層的上覆飛仙關地層于西北、東、西南三面出露較廣，其巖性由細碎屑巖組成，抗風化能力差異較大，在長期外營力作用下，形成了中山槽谷及溶蝕盆地，溝壑發(fā)育。 2、地表水 井田地表水系屬珠江流域北盤江水系拖長江支流。井田地表水系不發(fā)育，礦區(qū)東部為拖長江，距離礦區(qū)最近距離110m，一般280m，河水流量隨季節(jié)變化極明顯，雨季增大，旱時減小，流量為0.147-3.189m3/s，洪水位標高為+1516m。除拖長江外，區(qū)內還有其它的

3、雨源性溪溝，雨季暴漲，雨源性溪溝水源從各段匯入拖長江內?？刹擅簩哟蟛糠治挥诋?shù)刈畹颓治g基準面之下，地下水對煤層開采影較大。區(qū)內地表水排泄條件尚好。 3、主要含（隔）水層 1）第四系（Q）：松散巖類孔隙水含水巖組，主要為坡殘積、沖洪積物等，巖性為含碎塊石、粘土，主要分布于緩坡、河床、溝谷及低洼地帶，厚度為0-15m不等。含孔隙水，富水性弱，受季節(jié)影響明顯，動態(tài)變化較大，井、泉水點較少，流量?。ㄒ话?.5升/秒以下）。 2）飛仙關組（T1f）：基巖裂隙水含水巖組，出露極廣，巖性主要為綠灰色、暗綠色、紫色粉砂巖和灰綠色細砂巖及紫色泥巖為主，夾粉砂質泥巖等。含基巖裂隙水，富水性弱中等。 3）龍?zhí)督M（P

4、3l）：基巖裂隙水含水巖組，出露于礦區(qū)西部邊緣及北東邊緣外，為礦區(qū)內含煤地層，巖性主要為灰深灰色粉砂巖、細砂巖、粉砂質泥巖、泥巖，夾泥巖、煤層（線）及菱鐵礦、黃鐵礦層（結核），底部有一層1-2m的淺灰色鋁土巖。一般表層透水而不含水，深部含裂隙潛水或裂隙層間水，富水性較弱，為煤層直接充水含水層。 4）峨眉山玄武巖組（P3）：基巖裂隙水含水巖組，巖性為灰綠色、紫色凝灰?guī)r和暗灰色、灰褐色玄武巖。含碎屑巖裂隙水，富水性弱，為相對隔水層。越往深部含水性越差，富水性越弱，是較好的隔水層。 4、鄰近礦井、?。ɡ希└G和廢棄礦井涌水及積水情況 根據(jù)金河煤礦水文地質調查報告，礦井內共發(fā)現(xiàn)民間開采遺留下兩個老硐，分

5、別為LD1、LD2，分布于礦區(qū)西部的12、6號煤層露頭線附近，主要為“獨頭”巷道，長度為150至350m左右，開采時間均為2000年以前。由于老窯開采年限較長，采空區(qū)較亂，老窯積水較多，積水量約210540m3。礦山開采時，對老窯了解不夠，探水困難，易引發(fā)井下充水事故，因此老窯積水對礦區(qū)威脅大。根據(jù)金河煤礦水文地質調查報告，鄰近礦井大丫口煤礦、小屋基煤礦部分采空區(qū)垮塌且無泄水通道，貯有大量積水，積水量約20000m3，距離礦井較近，采空區(qū)積水直接或間接地增大礦井涌水量。根據(jù)金河煤礦資源儲量核實報告，目前礦井井下揭穿了2、6上 、7上 、8、10、12號煤層，但僅進行了主要的井巷開拓，未形成采煤

6、工作面，也未形成采空區(qū)。建議礦井進一步調查與核實老窯積水情況，由于老窯長期廢棄且積水，因此，在采掘過程中，必須嚴格遵循“預測預報、有掘必探、先探后掘、先治后采”的探放水原則，同時堅持“有疑必停”的原則，防止老窯積水對影響礦井開采。 5、地質構造的導水性 礦山內有多條斷層，一般容易造成強含水層與煤層拉近或直接造成礦井突水，以塑性巖石為主的含煤地層中的小斷層也具有微弱的含水、導水性能，對礦井充水具有一定影響。當井巷穿越斷層時，由于周圍巖層的風化節(jié)理裂隙較發(fā)育，有利于地表水、泉水、大氣降水的滲入，井巷容易發(fā)生滲水、淋水和涌水現(xiàn)象。 6、封閉不良鉆孔情況 礦井未提供礦區(qū)內封閉不嚴的鉆孔資料，礦井開采前

7、，必須仔細調查鉆孔情況，了解其封閉情況及其導水性，以便有針對性采取防治措施。 7、礦井充水因素分析及水文地質類型 1）充水水源 （1）老窯采空區(qū)積水：在煤層露頭線淺部，歷史上造成的亂采爛挖留下的老窯均有不同程度的積水，巷道如果揭穿老硐，老硐中的積水可能對礦床開采產生影響。 （2）斷層破碎帶充水：評估區(qū)內次生小斷層較多，導水性強，沿斷層帶有少量泉眼分布，加之走向橫切區(qū)內的溪溝，因而地表水和地下水補給量較大，開采煤層后，地下水水力聯(lián)系增強，礦坑涌水量大，是礦床充水主要因素之一。開采時要予以重視和監(jiān)測。 （3）溪河流域的地表水：主要為拖長江，拖長江經過的區(qū)域多受泉水及地表水補給，其流量大，雨季暴漲。

8、可采煤層大多位于當?shù)刈畹颓治g基準面和拖長江水位之下，對煤層開采影響較大。 （4）地下水：礦區(qū)內煤層屬于井工開采，開采中如果采動裂隙溝通含水層，會使基巖裂隙水沿松動面涌入礦坑，是礦床直接充水因素之一。開采時要予以重視和監(jiān)測。綜上所述，井田內地下水補給主要靠大氣降水及地表水，地下水具有較好的排泄條件。礦井直接充水含水段，主要為碎屑巖，富水性弱中等。 2）充水途徑 由于礦區(qū)內直接充水含水層多為粉砂質泥巖、泥巖、泥質粉砂巖，此類巖石接受大氣降水補給不強，為中等弱含水層，充水途徑主要以巖石原生和采礦節(jié)理、裂隙為主，規(guī)模一般不大，少量為老窯、采空區(qū)巷道、巖溶管道導水。 因此，目前礦井充水途徑主要以滲水、滴

9、水、淋水為主；礦井進一步向深部開采后，有從上部采空區(qū)積水及下部承壓水突水的可能。 3）水文地質類型 根據(jù)金河煤礦水文地質調查報告，礦區(qū)地表水系較發(fā)育，采空區(qū)面積較大，地表水排泄條件良好，煤系地層隨開采深度增加，風化程度減弱，深部含水微弱。礦區(qū)應屬以大氣降水為主要補給來源的裂隙充水礦床，水文地質條件復雜程度為中等類型礦床，水文地質勘探類型屬類型。根據(jù)金河煤礦資源儲量核實報告，礦區(qū)侵蝕基準面為+1510m，設計一采區(qū)煤層開采標高為+1450+1240m，即一采區(qū)煤層均位于侵蝕基準面之下。煤層底板為玄武巖弱含水層，頂板為飛仙關組中等含水層，礦區(qū)內無地表水體。直接充水水源為上覆碎屑巖中的裂隙水、第四系

10、孔隙水、溪溝水、老窯采空區(qū)積水等。區(qū)內斷層較發(fā)育，構造復雜程度中等，故井田水文地類型應為水文地質條件中等，以頂板直接進水為主的巖溶裂隙充水礦床。 因此，礦井水文地質條件按中等設計。 8、礦井涌水量 1）礦井涌水量的相關因素及規(guī)律 根據(jù)資源儲量核實報告提供的資料，現(xiàn)場實測及礦井提供實測近3年礦坑水涌水量資料，礦山最小涌水量9.6m3/h，最大涌水量10.6m3/h，平均10m3/h。礦井目前安裝有D46-30×8型主排水泵三臺，6寸、4寸排水管路各一趟，滿足井下排水要求，由于礦山處于建設期間，礦區(qū)未產生裂隙帶，目前礦井涌水量較小，也較穩(wěn)定，涌水量受季節(jié)變化影響不明細。目前井下水主要為巷

11、道滴水、淋水。未發(fā)生過水患事故。 2）礦井涌水量預計的方法、依據(jù)及結果 預計方法的確定 根據(jù)比擬法預測礦井未開采區(qū)域的涌水量，其公式： 式中：Q1：現(xiàn)涌水量（m3/h）;F1：礦井現(xiàn)開采面積（km2）；F：礦井總開采面積（ km2）；S1：礦井現(xiàn)開采深度（m）；S：礦井未來開采深度（m）。 計算參數(shù)的確定A、已知礦井實測涌水量（Q1）：正常涌水量為10m3/h，最大涌水量暫按25m3/h計。B、已知礦井采區(qū)面積（F1）：采用井下巷道控制面積0.14(km2)。C、已采礦井開采垂直深度（S1）：礦井主斜井井口標高+1525.67m，現(xiàn)有井巷最低標高+1300m，故開采礦井垂直深度為225.7m。

12、D、一采區(qū)開采面積（F）：采區(qū)開采限于礦界范圍，從10號煤層底板等高線上讀取，約為0.8km2。E、一采區(qū)開采垂直深度（S）：主斜井井口標高+1525.7m，一采區(qū)最低開采標高為+1240m，開采深度為285.7m； 表7-2-1 比擬法礦井涌水量計算表計算公式取值計算參數(shù)S一采區(qū)開采垂直深度（m）285.7F一采區(qū)開采面積(km2)0.8Q1已知礦井實測涌水量(m3/h)10(正常)25(最大)S1已采礦井垂直深度（m）225.7F1已知礦井采區(qū)面積(km2)0.14計算結果Q正常=64.3(m3/h)，Q最大=160.8(m3/h)經預測，一采區(qū)開采時，取正常涌水量為65m3/h，最大涌水

13、量為161m3/h。礦坑涌水量是一動態(tài)變化的過程，其涌水量除與當?shù)氐匦?、地貌、巖性、構造、降雨、巖石的透水性、富水性、補給徑流排泄條件有直接的關系外，還與井筒巷道布置方式、掘進方法、采煤方法、采空區(qū)面積、頂板管理等有一定的關系。一般在開采初期，涌水量小，隨著開采面積的增大，上覆地層的采礦導水裂隙帶范圍擴大，彎曲下沉帶將形成，水文地質條件將發(fā)生變化，涌水量也隨著增大，尤其在近地表附近、構造破碎帶附近，礦井涌水量增加更大。 由于上述因素的存在，設計提供的數(shù)據(jù)僅供參考，建議在礦井建設生產過程中加強礦井水文地質方面工作及水文資料的收集整理，對預測涌水量數(shù)據(jù)加以修正完善，使其更符合開采區(qū)水文地質條件，從

14、而保障礦井安全生產。 9、礦井水文地質特點、水患類型及威脅程度分析、可能發(fā)生突水的地點和突水量預計 1）、礦井水文地質特點、水患類型井田水文地質條件為中等，以頂板直接進水為主的巖溶裂隙充水礦床。 2）、水患威脅程度分析通過礦井充水因素、充水途徑及礦井涌水量等綜合分析，礦區(qū)范圍內存在的水患類型主要為： （1）大氣降水充水。在雨季由于地表積水較多，沿風化裂隙滲入井下的水量較大，在枯雨季節(jié)由于地表積水較少，沿風化裂隙滲入井下的水量較小，因此，雨季時水患對礦井的威脅程度較大，枯季時水患對礦井的威脅程度較小。 （2）地表水通過構造、裂隙通道對礦井進行充水。 （3）老窯、采空區(qū)透水造成的礦井充水。老窯及采

15、空區(qū)積水是礦山主要水害。 （4）頂板裂隙水造成的頂板充水。 3）、可能發(fā)生的突水地點和突水量預測 根據(jù)金河煤礦水文地質調查報告，礦井內共發(fā)現(xiàn)民間開采遺留下兩個老硐，分別為LD1、LD2，分布于礦區(qū)西部的12、6號煤層露頭線附近，主要為“獨頭”巷道，長度為150至350m左右，積水量約210540m3；鄰近礦井積水量約20000m3。根據(jù)礦井開拓布局，今后開采過程中，礦區(qū)內可能發(fā)生突水主要為采空區(qū)積水、過斷層遇導水裂隙帶，礦井應制定具體的疏排水措施。在開采時應加強探放水工作，必須堅持“預測預報，有掘必探、先探后掘，先治后采”的原則，同時堅持“有疑必?！钡脑瓌t，加強防治水工作。第二節(jié) 礦井防治水措

16、施的確定一、礦井開拓開采所采取的安全保證措施一）礦井開拓工程位置及層位選擇1、礦井開拓工程位置及層位選擇主斜井、進風行人斜井均從2號煤層頂板穿過煤層落平在30上煤層底板中；副斜井穿過10、12號煤層，一采區(qū)+1450+1240m運輸上山、軌道上山、回風上山大部分布置在181上和182號煤層之間，且都已完成了200m。井筒特征表表7-2-1井筒井口坐標(m)井口標高井筒長斷面(m2)傾角方位角名稱XYm度(m)掘凈(°)(°)主斜井2872791354502511525.6773112.011.123147副斜井2873896354492971603.53826.76.025

17、298進風行人斜井2872776354502511526.467336.76.623146回風斜井2873933354492841606.537016.115.125283二）采掘工程所采取的防治水措施1、礦井應編制礦區(qū)水害防治規(guī)劃、年度水害防治計劃和水害應急預案，建立水害預測預報制度。2、礦井雨季前必須進行水泵排水聯(lián)合試運轉，并編制聯(lián)合試運轉報告。3、當開拓達到設計水平，只有在建成防、排水系統(tǒng)后，方可開始向有突水危險的區(qū)域開拓掘進。4、應當觀測“三帶”發(fā)育高度。當導水裂隙帶范圍內的含水層或老空積水影響安全開采時，必須超前探放水并建立疏排水系統(tǒng)。5、嚴禁在各類防隔水煤（巖）柱內進行采掘活動。6

18、、煤系底部有強巖溶承壓含水層時，主要巷道和硐室必須布置在不受水威脅的的層位中，并以石門分區(qū)隔離開采。該礦主要巷道及硐室均布置在煤系地層弱含水層中。不受強巖溶承壓含水層威脅。7、當煤層頂板、底板賦存高承壓含水層（組）時，應制定預防突水的技術措施。具備疏水降壓條件的，應采取疏水降壓措施，不具備疏水降壓條件的，必須采取建筑防水閘門、注漿加固底板、留設防水煤柱、增強排水能力等技術措施，確保安全。出露于井田北部和西部外圍，為礦區(qū)內含煤地層，為一套海陸交互相沉積，厚度200230m。由灰一深灰色粉砂巖、細砂巖、粉砂質泥巖、泥巖及煤層組成，夾菱鐵質薄層和靦狀、瘤狀菱鐵礦，下部有黃鐵礦線理和透鏡體，底部為15

19、m厚的薄層鋁土質泥巖與峨嵋山玄武巖分界。含豐富的大羽羊齒、細羊齒等植物化石，上部和中部含動物化石。含煤層45層左右，煤層總厚度5.3844.09m，平均總厚度36.21m，含煤系數(shù)16.84%?？刹杉熬植靠刹擅簩佑?6層(2、6上、7上、8、10、12、14下、16上、181上、182、19、23上、23下、24、25、30上號煤層），總厚度5.1536.23m，平均總厚度19.27m。由西向東煤系砂巖增多，含煤性變差，煤層發(fā)生合并、尖滅明顯，但有的煤層（如10號煤）卻變厚。與飛仙關組呈整合接觸，為了確保安全生產，需采取以下安全措施：（1）留設井筒、區(qū)段及井田邊界隔離防水煤柱。（2）對可疑斷層

20、及因采動影響而可能導水的斷層留設斷層防水煤柱。（3）對巷道開拓及回采所可能遇到的斷層提前進行探放水，查明斷層的水文地質要素，據(jù)此經技術經濟比較采取留設防水煤柱、注漿堵水或疏放水等措施。（4）對于影響采掘的老窯水采取探放或避讓的措施。（5）主要巷道盡量布置在隔水層或弱含水層中。區(qū)內含煤系為二迭系上統(tǒng)龍?zhí)督M（P2l），其厚度280347m，由一套粘土巖、粉砂質粘土巖、泥質粉砂巖、粉砂巖、灰?guī)r、碳質粘土巖、煤層組成（6）對礦井采掘工程所影響到的各含水層、斷層，必須作出水文地質評價，進行提前預報，以便采取相應的防治水措施。（7）進行鉆孔抽水試驗，掌握各含水層之間、斷層與含水層之間的水力聯(lián)系。（8）在采

21、掘工作面或其他地點發(fā)現(xiàn)有掛紅、掛汗、空氣變冷、出現(xiàn)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(xiàn)滲水、水色發(fā)渾、有臭味等突水預兆時，必須停止作業(yè)，采取措施，立即報告礦調度室，發(fā)出警報，撤出所有受水威脅地點的人員。（9）井下排水設施保證完好，井下主、副水倉、沉淀池、水溝要及時進行清理，每年雨季前對礦井防治水工作進行一次全面檢查，成立防洪搶險隊伍，并儲備足夠的防洪搶險物資。（10）井下所有巷道均設置排水溝，其排水溝斷面必須保證該巷道最大涌水量通過要求。（11）采掘工作面發(fā)生水災事故時，工作人員撤退原則：向著井下地勢高的地方撤退。（12）水災避災線路采掘工作面發(fā)生水災事故時，工作人員撤退

22、原則：向著井下地勢高的地方撤退。掘進工作面避水災線路為：回風上山掘進工作面1240運輸石門1240集中運輸巷一采區(qū)中央變電所回風行人斜井地面運輸上山掘進工作面1240運輸石門1240集中運輸巷一采區(qū)中央變電所回風行人斜井地面軌道上山掘進工作面1240運輸石門1240集中運輸巷一采區(qū)中央變電所回風行人斜井地面三）設立專門防治水機構由于采空區(qū)面積、位置不清，積水位置、規(guī)模不確定，礦井屬于水害隱患嚴重的礦井，煤礦要建立健全水害防治工作各級崗位責任制、水害防治技術管理制度、水害預測預報制度和水害隱患排查治理制度等。煤礦法定代表人或煤礦主要負責人是防治水工作的第一責任人，總工程師（技術負責人）負責煤礦防

23、治水技術管理工作，配備地、水文地質專業(yè)技術人員，建立專門的探放水隊伍。煤礦法定代表人1人總工程師1人地測副總工程師1人探水隊（8人）技術科水文負責人3人防治水機構二、防水安全煤（巖）柱的留設一）防水安全煤（巖）柱的種類由于井田各含水層之間的垂直水力聯(lián)系通道目前尚未掌握清楚，含水層的裂隙發(fā)育情況以及含水層的水力補給情況有待查明，含水層橫向富水性及塊段間的差異也不明，因此防水煤（巖）柱的留設尤為重要，該礦設計防水煤（巖）柱主要有以下幾種：1、地表水體防水煤（巖）柱； 2、井田邊界留設防水煤（巖）柱； 3、相鄰水平或采區(qū)邊界防水煤（巖）柱的留設；4、煤層露頭防隔水煤（巖）柱；5、采空區(qū)防隔水煤（巖）

24、柱；6、斷層兩側留設防水煤（巖）柱；7、其它類型防水煤柱。二）防水安全煤（巖）柱留設與計算結果1地表水體保安煤柱地表無大的地表水體，無需留設地表水體煤柱。但在地表溪溝附近采掘時，應盡量避開雨季開采。2井田邊界留設防水煤（巖）柱水文地質條件中等類型的礦井，可采用垂直法留設，但總寬度不得小于40m。由于業(yè)主未提供表土層移動角，巖層移動角等數(shù)據(jù)，按經驗暫取井田防水煤（巖）柱寬度為45m。設計要求業(yè)主在系統(tǒng)回采前取得上述參數(shù)以復核井田邊界保護煤柱的寬度。3、相鄰水平或采區(qū)邊界防水煤（巖）柱的留設礦井水文地質條件為中等，可用下述公式計算煤柱寬度：式中：L順層防水煤柱寬度（m）；M煤厚（m），KP煤的抗張

25、強度（kgf/cm2），KP取10kgf/cm2；P水頭壓力（kgf/cm2），P40kgf/cm2；K安全系數(shù)，一般取25，本設計取5。經計算各層煤每側井田邊界防水煤柱寬度見表7-2-2。表7-2-2 各煤層每側邊界防水煤柱寬度計算表煤層編號KMPKpL251.49401012.9 6上51.21401010.5 7上50.7140106.1 850.6740105.8 1051.32401011.4 1252.2401019.1 14下50.7340106.3 16上51.32401011.4 181上51.32401011.4 18250.6540105.6 1951.32401011.

26、4 23上50.8940107.7 23下50.7840106.8 2451.22401010.6 2550.7940106.8 經計算并結合實際情況，礦區(qū)邊界防水煤柱留20m，鄰近礦井也應留設20m煤柱，確保井田邊界煤柱不小于40m；采區(qū)邊界防水煤柱按20m留設。4、煤層露頭風氧化帶防隔水煤（巖）柱1）煤層露頭煤礦的留設礦井開采標高為+1650+1100m，而實際開采標高為+1450+1100m，即井下開采不受煤層露頭水體威脅，因此，設計不考慮煤層露頭防隔水煤（巖）柱的留設。5采空區(qū)防隔水煤（巖）柱水文地質條件為中等類型的礦井，可用下述公式計算煤柱寬度：L0.5KM式中：L順層防水煤柱寬度（

27、m）；M煤厚或采高，m；KP煤層的抗張強度（kgf/cm2），煤塊60kgf/cm2，考慮裂隙、層理、弱面等影響，KP按按煤塊的10%，取6kgf/cm2。P水頭壓力（kgf/cm2），P40kgf/cm2；K安全系數(shù)，一般取25，本設計取5。則：LC30.5×5×1.516.8（m）L C50.5×5×1.56×17.4（m）L C100.5×5×1.57×17.6（m）L C120.5×5×2.59×28.9（m）L C150.5×5×1.87×20.

28、9（m）L C170.5×5×2.59×14.4（m）L C200.5×5×1.31×14.6（m）開采煤層淺部有采空區(qū)，其可能積水區(qū)的防水煤（巖）柱設計按30m留設。6、斷層兩側留設防水煤（巖）柱；區(qū)內有F218、F2427斷層，F(xiàn)218斷層落差小于30m而大于15m，F(xiàn)2427斷層落差小于15m。防水煤（巖）柱按以下公式計算：L0.5KM式中：L防水煤柱寬度（m）；M煤厚（m）；KP煤的抗張強度（kgf/cm2），KP10kgf/cm2；P水頭壓力（kgf/cm2），P40kgf/cm2；K安全系數(shù)，一般取25，本設計取5。表7-

29、2-1 各煤層斷層防水煤柱寬度計算表及煤柱留設寬度煤層編號KMPKpL251.49401012.9 6上51.21401010.5 7上50.7140106.1 850.6740105.8 1051.32401011.4 1252.2401019.1 14下50.7340106.3 16上51.32401011.4 181上51.32401011.4 18250.6540105.6 1951.32401011.4 23上50.8940107.7 23下50.7840106.8 2451.22401010.6 2550.7940106.8 根據(jù)上述計算，設計在F218斷層的隔水煤柱以斷層兩側外推

30、20m，F(xiàn)218斷層隔水煤柱以斷層兩側外推15m留設。7、導水鉆孔防水煤柱的留設：在實際生產中如果有封閉不良鉆孔存在，它們可能成為溝通地表水、地下水與礦井的通道。按下述公式留設導水鉆孔防水煤柱：L0.5KB式中：L防水煤柱寬度（m）；B巷道的跨度（寬或高取其大者）,3.4m；KP煤的抗張強度（kgf/cm2），KP10kgf/cm2；P水頭壓力（kgf/cm2），P40kgf/cm2；K安全系數(shù)，一般取25，本設計取5。則：L0.5×5×3.429.4（m）用上式計算后，再用下式計算結果進行校正，取其大值為半徑，以鉆孔中心點為圓心，所得圓面積即為導水鉆孔的防水煤柱。LHco

31、s+F式中：L導水鉆孔防水煤柱厚度（m）；H導水裂隙帶高度（m）；巖層塌陷角（°）；F鉆孔偏離系數(shù)。三、井下探放水措施探水是指采礦過程中用超前勘探方法，查明采掘工作面頂?shù)装?、側邦和前方的含水構造（包括陷落柱）、含水層、積水老窯等水體的具體位置、產狀等，其目的是為有效的防治水害作好必要的準備。一）探放水原則如前所述，在礦井開采過程中，由于該礦范圍內開采時間較長，根據(jù)該礦的開拓方式和井下巷道布置，需采取探放水措施。有可能涉及探放水問題，亦有必要有針對性采取探放水措施。1）接近水淹區(qū)或情況不明的井巷、老空時；2）接近含水層、導水斷層和裂隙帶和陷落柱等時；3）打開個體隔離煤柱時等前；4）接近

32、有水的工作面或稀泥的灌漿區(qū)5）接近未封閉又可能突水的鉆孔時；6）采動影響范圍內有承壓水等又存在隔離巖柱厚度不清時；7）接近水文地質條件復雜地段、情況不明時；8）采、掘工程接近其它可能突水地段時。9）進行探放水施工作業(yè)前，礦技術負責人必須結合探水巷道的實際，另行編制安全技術措施，明確探放水作業(yè)人員一旦面臨突水威脅時的避災線路。10）進行探放水施工作業(yè)前，必須提前撤出可能受探水作業(yè)地點突水威脅的其它采掘工作面和其它工作地點的所有人員?？傊?，礦井必須作好水害分析預報，堅持“預測預報、有掘必探，先探后掘、先治后采”的探放水原則。在探水前，煤礦必須編制有針對性的探放水設計和安全措施。二）探放水方法的確定

33、（1）探水線的確定上覆煤層開采后的采空區(qū)探放水的探水線對開采所造成的采空、老巷、水窩等積水區(qū)，其邊界位置準確，水壓不超過1MPa，探積水區(qū)的最小距離：在煤層中不得少于30m，在巖層中不得少于20m。 探放老空水前，首先要分析查明老空水體的空間位置、積水量和水壓。老空積水區(qū)高于探放水點位置時，只準打鉆孔探放水。探放水孔必須打中老空水體，并要監(jiān)視放水全過程，核對放水量，直到老空水放完為止。對沒有圖紙資料可查的老窯，根據(jù)已了解到的小窯開采最低水平，作為預測的可疑區(qū)，探水線至推斷的積水區(qū)邊界的最小距離不得小于100m。鉆孔布置見下意圖：對上覆煤層采空區(qū)探放水鉆孔布置圖井巷通過導水或可能導水斷層前，必須

34、超前探水。探水線（探水起點）至斷層交面線的最小距離不得小于25m，水壓大于2 MPa時應按每增加0.1MPa增加0.51m。（2）警戒線沿探水線外推50150m為警戒線。（3）探放水鉆孔布置根據(jù)煤礦防治水規(guī)定第94條規(guī)定，布置探放水鉆孔應當遵循下列規(guī)定：探放上覆煤層開采后的采空區(qū)水、陷落柱水和鉆孔水時，探水鉆孔成組布設，并在巷道前方的水平面和豎直面內呈扇形。鉆孔終孔位置以滿足平距3m為準，厚煤層內各孔終孔的垂距不得超過1.5m；探放斷裂構造水和巖溶水等時，探水鉆孔沿掘進方向的前方及下方布置。底板方向的鉆孔不得少于2個；煤層內，原則上禁止探放水壓高于1MPa的充水斷層水、含水層水及陷落柱水等。如

35、確實需要的，可以先建筑防水閘墻，并在閘墻外向內探放水；下山探水時，一般進行雙巷掘進，其中一條超前探水和匯水，另一條用來安全撤人。雙巷間每隔30-50m掘1個聯(lián)絡巷，并設擋水墻。根據(jù)煤礦防治水規(guī)定第98條規(guī)定，探水鉆孔超前距離和止水套管長度，應當符合下列規(guī)定：探放采空積水的超前鉆距，根據(jù)水壓、煤（巖）層厚度和強度及安全措施等情況確定，但最小水平鉆距不得小于30 m，止水套管長度不得小于10 m；沿巖層探放含水層、斷層和陷落柱等含水體時，按表7-2-4確定探水鉆孔超前距離和止水套管長度。表7-2-4 巖層中探水鉆孔超前鉆距和止水套管長度水壓（MPa）鉆孔超前鉆距（m）止水套管長（m）1.01051

36、.0-2.015102.0-3.020153.02520 A、超前距、允許掘進距離和密度的確定 超前距：按以下公式計算a0.5AL式中：a超前距（m）；A安全系數(shù)，一般取25，本設計取4；KP煤的抗拉強度MPa，KP10kgf/cm2；P水頭壓力MPa，P40kgf/cm2；L巷道寬度（寬或高取大者），取3.4m。則：L0.5×4×3.4×23.6（m），取30m允許掘進距離每次探放水鉆孔完畢后，以最短的鉆孔長度(水平投影長度)減去超前保護距離之后剩余的距離。幫距最外側探水孔所控制的范圍與巷道幫的距離，其值應與超前距相同。鉆孔密度（鉆孔間距） 豎直扇形面內鉆孔間的

37、終孔垂距不得超過1.5m，水平扇形面內各組鉆孔間的終孔水平距離不得大于3m。根據(jù)計算，本設計探水鉆孔長度75m，超前距30m，幫距30m，允許掘進距離45m，根據(jù)我礦現(xiàn)在實際情況，軌道上山、運輸上山和回風上山坡度相同且間距只有30米，所以軌道上山探水孔數(shù)只設計4個，運輸上山只設計3個探水孔，回風上山設計4個探水孔具體數(shù)據(jù)如下圖。 B、一般平巷探水鉆孔及上山巷道探水鉆孔布置方式一般平巷探水鉆孔呈半扇形布置在巷道上幫；上山和下山巷道探水鉆孔呈扇形布置在巷道前方，一般布置3組鉆孔，每組12孔。鉆孔夾角分大夾角與小夾角兩種，前者鉆孔夾角715°，后者13°，視小窯老空的規(guī)模而定，老

38、空規(guī)模大取大夾角，規(guī)模小取小夾角。見圖7-2-2、圖7-2-3。圖7-2-2 平巷探水孔超前距、幫距、允許掘進距離示意圖圖7-2-3 上山巷道探水孔超前距、幫距、允許掘進距離示意圖C、探放水采取深孔、中孔和淺孔相結合布置，如圖7-2-4。鉆孔終孔孔徑一般不超過60mm。1-深孔；2-中深孔；3-淺孔A1、A2-第一、二次超前距，B1-幫距，C1、C2-第一、二次孔間距，D1、D2-第一、次允許掘進距離圖7-2-4 深孔、中孔和淺孔相結合探放水示意圖3、探放水設備的選擇（1）探放水設備選擇依據(jù)所配備的探放水設備必須能用于井下探水、放水，必須有防爆及獲得煤安標志。其選擇的主要依據(jù)是鉆孔直徑及深度，

39、所需鉆取的圍巖力學性質等。（2）井下探放水設備型號及數(shù)量本設計選擇的井下鉆探設備為ZY-750型鉆機，電壓660V，回采工作面以及每個掘進工作面一臺工作，一臺備用，共有兩個煤巷掘進工作面、一個回采工作面，共配備4臺鉆機。配備金剛石復合片（PDC）鉆頭，其主要技術參數(shù)：鉆孔深度（m）：150；鉆桿直徑（mm）：87；鉆孔傾角（º）：0360；回轉速度（r/min）：112340；功率（kW）：18.5；主機外形尺寸（mm）：長×寬×高=1150×600×1080。三）探放水方措施1、探放頂板水的措施煤層間距大于20m，相鄰煤層又有探放水和排水條件

40、時，可在巷內向頂板上方打探放水孔；將水位高于探放水孔孔口位置的上層煤老空水放出來（必須埋好孔口安全檢查裝置，放水后要注意鉆孔堵塞情況，防止重新積水）。2、探放底板水的措施在井巷掘進過程中必須進行查探底板水工作；經前面計算，超前距離為30m；若發(fā)現(xiàn)有突水危險時，須進行疏水或堵水工作，消除突水危險后才能繼續(xù)向前掘進。3、探放老空水的措施探放老空水前，首先要分析查明老空水體的空間位置、積水量和水壓。老空積水高于探放水點位置時，只準用鉆機探放水。探放水孔必須打到老空水體，并要監(jiān)視放水全過程，核對放水量，直到老空水放完為止。鉆孔接近老空，預計可能有瓦斯或其它有害氣體涌出時，必須有瓦斯檢查員或礦山救護隊員

41、在現(xiàn)場值班，檢查空氣成分。如果瓦斯或其它有害氣體濃度超過規(guī)程規(guī)定時，必須立即停止鉆進，切斷電源，撤出人員，并報告礦調度室，及時處理。4探放水注意事項1）安裝鉆機探水前，要遵守下列規(guī)定：（1）加強鉆孔附近的巷道支護，并在工作面迎頭打好堅固的立柱和攔板；（2）清理巷道，挖好排水溝。探水鉆孔位于巷道低洼處時，配備與探放水量相適應的排水設備；（3）在打鉆地點或其附近安設專用電話；（4）依據(jù)設計，確定主要探水孔位置時，由測量人員進行標定。負責探放水工作的人員親臨現(xiàn)場，共同確定鉆孔的方位、傾角、深度和鉆孔數(shù)量；（5）在預計水壓大于0.1 MPa的地點探水時，預先固結套管。套管口安裝閘閥，套管深度在探放水設

42、計中規(guī)定。預先開掘安全躲避硐，制定包括撤人的避災路線等安全措施，并使每個作業(yè)人員了解和掌握；（6）鉆孔內水壓大于1.5 MPa時，采用反壓和有防噴裝置的方法鉆進，并制定防止孔口管和煤（巖）壁突然鼓出的措施2）預計水壓較大的地區(qū)，探水鉆進之前，必須安好孔口管和控制閘閥，進行耐壓試驗，達到設計承受的水壓后，方可繼續(xù)鉆進。特別危險的地區(qū)，應有躲避場所，并規(guī)定避災路線。3）鉆孔水壓過大時，采用反壓和有防噴裝置的方法鉆進，并有防止孔口管和煤（巖）避突然鼓出的措施。4）鉆進時，發(fā)現(xiàn)煤巖松軟、片幫、來壓或鉆孔中的水壓、水量突然增大，以及有頂鉆等異常狀況時，必須停止鉆進，但不得拔出鉆桿，現(xiàn)場負責人應立即向調度

43、室報告，并派人監(jiān)測水情。如果發(fā)現(xiàn)情況危急時，必須立即撤出所有受水威脅的人員，然后采取措施，進行處理。5）探放老空水前，首先要分析查明老空水體的空間位置、積水量和水壓。老空積水高于探放水點位置時，只準用鉆機探放水。探放水孔必須打中老空水體，并要監(jiān)視放水全過程，核對放水量，直到老空水放完為止。鉆孔接近老空，預計可能有瓦斯或其它有害氣體涌出時，必須有瓦斯檢查員或礦山救護隊員在現(xiàn)場值班，檢查空氣成分。如果瓦斯或其它有害氣體濃度超過規(guī)程規(guī)定時，必須立即停止鉆進，切斷電源，撤出人員，并報告礦調度室，及時處理。6）鉆孔放水前，必須估計積水量，根據(jù)礦井排水能力，控制放水流量；放水時，必須設專人監(jiān)測鉆孔出水情況

44、，測定水量、水壓，做好記錄。若水量突然變化，必須及時處理，并立即報告礦調度室。7）進行探放水施工作業(yè)前，礦技術負責人必須結合探水巷道的實際情況，另行編制安全技術措施。8）進行探放水施工作業(yè)前，必須提前撤出可能受探放水作業(yè)地點突水威脅的其他地點的所有人員。9）排出下山的積水以及恢復被淹井巷前，必須有礦山救護隊檢查水面上的空氣成分，發(fā)現(xiàn)有害氣體，必須及時處理。排水過程中，有害氣體有突然涌出的可能，必須制定安全措施。10）探水鉆孔超前距離和止水套管長度，應當符合下列規(guī)定：（1）探放老空積水的超前鉆距，根據(jù)水壓、煤（巖）層厚度和強度及安全措施等情況確定，但最小水平鉆距不得小于30 m，止水套管長度不得

45、小于10 m；（2）沿巖層探放含水層、斷層和陷落柱等含水體時，按723下表確定探水鉆孔超前距離和止水套管長度。表723 巖層中探水鉆孔超前鉆距和止水套管長度水壓（MPa）鉆孔超前鉆距（m）止水套管長（m）1.01.0-2.02.0-3.03.0101520255101520四）探放水設備選擇1探放水設備選擇依據(jù)所配備的探放水設備必須能用于井下探水、放水，必須有防爆及獲得煤安標志。其選擇的主要依據(jù)是鉆孔直徑及深度，所需鉆取的圍巖力學性質等。2井下探放水設備型號及數(shù)量1）探放水設備選擇依據(jù)礦井用一個采煤工作面、兩個煤巷掘進工作面保證礦井年生產能力。礦井所配備的探放水設備必須能用于井下探水、放水，必

46、須有防爆及獲得煤安標志。其選擇的主要依據(jù)是鉆孔直徑及深度，所需鉆機適應的圍巖力學性質等。（2）井下探放水設備型號及數(shù)量本設計選擇的井下鉆探設備為ZY-750型鉆機，電壓660V，回采工作面以及每個掘進工作面一臺工作，一臺備用，共有兩個煤巷掘進工作面、一個回采工作面，共配備4臺鉆機。配備金剛石復合片（PDC）鉆頭，其主要技術參數(shù)：鉆孔深度（m）：150；鉆桿直徑（mm）：87；鉆孔傾角（º）：0360；回轉速度（r/min）：112340；功率（kW）：18.5；主機外形尺寸（mm）：長×寬×高=1150×600×1080。探放水設備及數(shù)量見下表

47、序號設備名稱規(guī)格型號技術參數(shù)單位數(shù)量1探水鉆機ZY-750鉆孔深度：150m，鉆桿直徑87mm，鉆孔傾角0-360°，功率18.5kW，電壓660/380V臺42封孔泵SLB-1臺1五）發(fā)生透水的預兆、透水時應采取的措施、水災時的避災路線1、發(fā)生透水的預兆采掘工作面透水前，一般有下列預兆：1）煤壁發(fā)潮、發(fā)暗；2）煤壁或巷道“掛汗”；3）巷道中氣溫降低；4）頂板來壓，頂板淋水加大或底板鼓起有滲水；5）出現(xiàn)壓力水線，這是離水源很近的現(xiàn)象；6）有水聲，一種是受擠壓發(fā)出的“嘶嘶”聲，另一種是空洞泄水聲，均是離水體很近的預兆；7）有硫化氫或二氧化碳氣體出現(xiàn)。當發(fā)現(xiàn)工作面有透水預兆時，說明已接近

48、水體，此時應停止作業(yè)，并報告礦調度室，采取有效措施，以防止透水事故的發(fā)生。2、透水時的措施1）井下發(fā)生透水時，在現(xiàn)場的工作人員，報告調度室的同時，應就地取材積極封堵透水孔，加固工作面支護，防止事故繼續(xù)擴大。如果情況緊急，來不及進行加固工作，現(xiàn)場工作人員應按避災線路撤退到上一水平進風巷或地面，切勿進入獨頭的下山巷道。如萬一無法或來不及撤至上水平，可暫時找一獨頭上山避難待救。遇難人員要保持鎮(zhèn)靜，避免消耗體力過度。2）礦領導接到透水報告后，應立即報告上級有關部門和礦山救護隊，同時通知受透水事故威脅的人員撤離危險區(qū)，開動井下排水設備，積極組織力量，進行搶險救災。營救遇難人員。3）掘進工作面上山掘進時必

49、須每間隔一定距離設置避難硐室并安設壓風自救系統(tǒng)和消防灑水管路，同時設置直通礦地面調度室的通訊電話。四、疏水降壓疏水降壓是指煤層頂板或煤層含水層的疏干，以及煤層底板含水層的降壓，使頂?shù)装搴畬铀畨航档椭敛擅喊踩珪r的水壓。礦井水文地質條件為中等，礦區(qū)最低侵蝕基準面標高為+1510m，設計一采區(qū)煤層開采標高為+1450+1240m，即可采煤層均在最低侵蝕基準面以下；煤層底板為玄武巖弱含水層，頂板為飛仙關組中等含水層，礦區(qū)內無地表水體。因此，煤層頂、底板均不受強含水層威脅，設計不考慮疏水降壓措施。五、巖溶水防治該礦水文地質條件中等，礦區(qū)內不存在灰?guī)r強承壓含水層，設計暫不考慮巖溶水防治措施。六、小窯、老

50、窯及老系統(tǒng)采空區(qū)積水防治該礦為整合礦井，當?shù)乩细G開采歷史較長，以斜井或平硐開采，見煤后一般沿煤層走向掘進，由于井口垮塌、排水困難、通風困難等原因而停采，因天長日久坑道內積存有一定的礦坑水，但老窯均分布于該礦煤層淺部，本設計淺部作為村寨保護煤柱考慮，對于老窯采空區(qū)來說，留設了足夠的安全煤柱（巖柱）。后期礦方應加強水文地質工作，按要求留設足夠的隔水安全煤柱，在淺部采掘時，堅持做到“預測預報、有掘必探、先探后掘、先治后采”的探放水原則，防止礦井突水，以確保礦山生產安全生產。七、封閉不良孔防治水措施該礦不存在封閉不良或質量可疑、有突水可能的鉆孔。不需采取封閉不良孔防治水措施。八、防水閘門根據(jù)防治水規(guī)定

51、第六十六條，水文地質條件復雜、極復雜的礦井，應當在井底車場周圍設置防水閘門，或者在正常排水系統(tǒng)基礎上安裝配備排水能力不小于最大涌水量的潛水電泵排水系統(tǒng)。該礦水文地質條件為中等，設計不考慮安設防水閘門。九、地表水防治1）地表水防治設計依據(jù)根據(jù)煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范（GB502152005），礦井井口及工業(yè)場地的防洪設計標準見表7-2-9：表7-2-9 防洪設計標準工程性質防洪標準重現(xiàn)期(年)設計校核礦井井口100300礦井工業(yè)場地100注：當觀測洪水高于上述標準時，應按觀測洪水設計，當觀測洪水低于防洪設計標準時，應按防洪標準設計。該礦井地面防洪標準，滿足煤礦安全規(guī)程關于地表防治水的有關規(guī)定。2）、

52、地表水防治（1）防洪設計標準井田地表水系屬珠江流域北盤江水系拖長江支流。井田地表水系部發(fā)育，礦區(qū)東部為拖長江，距離礦區(qū)最近距離110m，一般280m，河水流量隨季節(jié)變化極明顯，雨季增大，旱時減小，流量為0.147-3.189m3/s，洪水位標高為+1516m。工業(yè)場地最低標高為+1519m，并且在場地周邊建立了擋土墻，防止洪水對工業(yè)場地的侵襲。（2）豎向布置原則和形式鑒于主斜井、副斜井、回風斜井和進風行人斜井井口標高分別為+1525m、+1603m、+1606m和+1526m，工業(yè)場地豎向布置采用臺階式，場地平整為連續(xù)式，行政生活福利設施設在+1521m左右的平臺上，而生產設施設在+1520m

53、，輔助生產設施均設在+1603m左右的平臺上。為確保邊坡穩(wěn)定，設計采用擋土墻與護坡相結合的方式予以保護。工業(yè)場地平場設計標高介于+1520+1603m之間，共需挖方2.42萬m³，填方6.72萬m³；建漿砌塊石擋土墻2620m3，設漿砌片石護坡788m³。（3）場地雨水排放方式工業(yè)場地采用明溝和暗溝排水。地面雨水以不小于5的坡度流向邊坡坡腳和部分道路一側的明溝排至場外。明溝為0.4m×0.6m的漿砌片石排水溝，總長430m。（4）開采塌陷、裂隙對地表水系和降雨滲漏的影響 在采空區(qū)影響范圍內將誘發(fā)地裂縫、地面塌陷、崩塌、滑坡等災害，大氣降水將滲入井下，形成

54、水患。因此除留保安煤柱外，在礦井后期生產中，對采煤可能引起的裂縫應及時用土石進行填平夯實，應對地質環(huán)境變化加以監(jiān)測和防護工作。設計中要對地表沉陷影響的重建筑設留保安煤柱，對地表沉陷形成的塌陷坑，要盡量整平，回填造地，易產生滑坡的地方應提前修筑擋土墻，打抗滑樁或削坡減載等，另外，平時應經常有巡視人員，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。3）、地表水防治工程及裝備（1）工業(yè)場地防洪措施為確保井口的安全，設計考慮在場內、特別是對井口配備部分塊石、沙袋作為超洪峰流量時的防洪應急措施。煤礦在今后的建設、生產中，還應有防止超過百年一遇的洪水淹井應急措施及預案。工業(yè)場地防洪設施物資見下表：防洪設施、物資表序號工 程 名 稱規(guī) 格 型 號單位數(shù)量1地面防洪溝（深2.0m，寬2.5m）m3002探水鉆ZY-750臺33編織袋個12004水泥噸25黃泥噸36主水泵電纜m2007水泵開關臺38鐵鏟個20（2）其它地表水防治措施區(qū)內含煤地層裸露，地表沖溝發(fā)育，切割較深，地表水與含煤