煤矿中长期防治水规划.docx
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煤矿中长期防治水规划
矿井中长期防治水规划
一、概况
1、地理位置及自然环境
矿井位于**镇**村境内,矿井井田面积0.7734km2,开采深度+1950—+1740m标高,工业资源/储量822.5万吨,矿井设计可采资源/储量582.0万吨,可采煤层共10层,设计生产能力为30万吨/年,设计服务年限14年,为民营合伙企业。
矿井采用斜井开拓,布置有主井、副井、风井三条井筒,分别担负运煤、提升、回风之用,矿井共一个采区两个水平。
矿井为突出矿井,煤尘没有爆炸性,煤层不易自燃。
矿井通风系统采用中央并列式,抽出式通风方式,主、副井进风,风井回风,采用走向长壁后退式采煤法,全部垮落法管理顶板,综采工作面,一次性采全高。
主井井口标高1941.9m,风井井口标高为1953.8m,副井井口标高1935.5m,工业广场标高为1925.2-m~1941.9m。
历年最高洪水位低于工业广场及主井、风井、副井井口标高。
矿区内地表水不发育,大部分矿床位于最低侵蚀基准面(+1570m)以上,含煤地层富水性较弱,地下水补给条件差,含煤地层上、下均有隔水层,断层富水性及导水性弱--中等,直接充水水源主要龙潭组裂隙水、小煤矿和老窑采空区积水、地表冲沟水,故本矿山属于以裂隙充水为主,水文地质条件复杂程度为中等类型,只是在断层交错地带、老窑密集地带,水文地质条件复杂程度有可能会增大。
2、水文地质
水城县勺米弘财煤矿为斜井开拓,矿区虽然以细碎屑岩夹煤层为主,但含煤岩系顶、底板均为可溶碳酸盐岩为主,岩石节理裂隙较发育,可采煤层直接顶板、底板均为细碎屑岩,地下水通过岩石节理裂隙、构造裂隙越流对矿井充水,为裂隙水充水矿床。
主要出水形式为地表水通过浅部裂隙及顶板渗入矿井,其次为老空区积水。
3、矿井充水因素分析
矿井充水因素既取决于水文地质条件,又取决于开拓方式。
充水强度受充水水源、通道以及充水方式的影响。
(一)、地层含、隔水性
本矿区出露的地层中第四系、飞仙关组、龙潭组为弱含水层;峨嵋山玄武岩组岩石抗风化能力强,岩石裂隙不发育为隔水层;永宁镇组以灰岩为主,有溶洞和溶蚀沟,裂隙发育,含水性强,为强含水层。
(二)、矿井充水因素分析
(1)、充水水源及其对矿井生产的影响
①地表水:
矿区地表无大的地表水体,对矿井产生直接充水的可能性小。
其他冲沟地表水为山间雨源型,主要受大气降水及地形控制,动态变化极大,季节性变化十分显著,雨季暴涨,枯季流量较小或干枯,均汇入北盘江。
由于井田可采煤层露头位于陡坡下方,地表水体自然流向北盘江,对矿井开采无较大的影响。
但这些冲沟多位于含煤地层露头地带,冲沟附近的网状、脉状裂隙密集,它们与煤层风化、氧化带直接接触,沿风化裂隙或采矿裂隙渗入或突入矿井,为矿井开采的直接充水水源,对矿井开采有一定的影响。
②地下水:
地下水是矿井充水的最主要因素,根据含水层位与煤层的关系,对矿区及其相邻含水层中地下水对矿床充水条件分析如下:
赋存于可采煤层上覆龙潭组碎屑岩基岩裂隙水,岩石厚度较大,上覆龙潭组碎屑岩富水性较弱,但节理裂隙发育,特别是在丰水期,含水层中地下水可能通过岩体节理裂隙直接对矿井产生充水,成为矿井充水水源,对矿井开采有一定的影响。
③大气降水:
是矿床主要的充水水源,矿区基岩节理裂隙较发育,大气降水通过地表岩体中的孔隙、裂隙渗入地下含水层对矿井产生间接充水。
在降雨期间,地表水汇集成坡面流直接通过采矿井口对矿井充水,其充水强度与降雨的强度、持续时间有关。
因此,要做好井口附近的地表排水工作。
④老窑、采空区积水
原浅部开采的1-6#老窑的积水在开采过程中均已探清放干,原勺米矿、庆微矿、桃树湾矿开采M20煤至+1800m水平,在+1835m水平采空积水已探清放干,+1835m水平以下采空区预计积水2.8万m3,若矿井开拓延深时,老窑或采空区积水不仅会对矿井产生充水,而且还会造成老窑、采空区积水对矿井发生突水或涌水事故,引发矿井水害,必须引起高度重视。
(2)、充水通道及充水方式
矿区内矿床充水的通道主要为溶蚀裂隙、岩体中的节理、层间裂隙,以及采空区产生的地裂缝、地面塌陷与其形成的裂隙等。
充水方式主要有:
①地表水:
沟溪水通过岩石节理裂隙侧向补给地下含水层对矿井充水,也可能通过断层破碎带中裂隙、采空引发溪沟、裂缝、地面塌陷及引起的裂隙对矿井充水。
②地下水:
地下水通过岩石节理裂隙、层间裂隙渗流、断层带越流或突水、底板透水方式对矿井充水。
③老窑采空区积水:
通过岩石节理裂隙、层间裂隙渗流对矿井充水或地下开采破坏隔防水煤柱使老窑采空区积水对矿井产生大流量突水或涌水,引发矿井水害。
4、矿井涌水量
矿井现有150D型水泵三台,DM280-43×4水泵一台,二趟排水管路(Φ200mm钢管),正常涌水量时:
一台工作,二台泵备用,一台检修;最大涌水量时:
二台泵二趟管路同时工作,一台泵检修,采用无底阀排水,150D单台水泵排水能力为165m3/h,DM280-43×4水泵排水能力为288m3/h。
矿井正常涌水量为65m3/h,一台水泵工作,最大涌水量为150m3/h,二台水泵工作。
5、矿井水文地质条件分类
矿内沟谷切割较深,地表水有良好的排泄条件,同时煤系地层含水性弱并夹有相对隔水层,地下水补给主要是大气降水,矿区以裂隙充水岩层为主,水文类型属“二类二型”,即以顶板充水为主的裂隙充水矿床,水文地质条件中等。
6、矿井是否受水威胁
根据水源分类,矿井水害分为:
地表水水害、老空水水害、孔隙水水害、裂隙水水害和岩溶水水害等。
根据本矿井的具体实际,对其可能形成的水害类型分析如下:
(1)大气降水:
是主要的充水水源。
含煤地层裸露,直接接受大气降水补给,其直接充水强度和降水的强度及持续时间有着密切联系,大气降水对矿井威胁程度较大。
(2)老窑水:
区内老窑和小煤矿分布广泛,且开采历史悠久,老窑采空冒落造成地表开裂、塌陷,导致地表水由裂隙渗入蓄积。
老窑大多有积水,老窑水对矿井威胁程度严重,矿井应重点防范。
(3)滑坡水:
滑坡体岩石较破碎,具有良好的透水性,特别是雨季泉水流量猛增。
因此,开采滑坡体下伏煤层或布置大巷时,应注意采取措施,防止滑坡水浸入。
通过分析,本矿滑坡水对矿井威胁程度不大。
(4)矿井直接充水层:
含煤地层含、隔水层呈间互状,含水性弱,开采时,如不做好排水准备将直接影响矿井生产和安全,矿井直接充水层对矿井影响不大。
(5)断层带水:
矿权范内内断层带多为压扭性断裂,挤压紧密,不含水、不导水。
故断层带水对矿井的水害威胁较小。
加强对断层的探查,当井巷掘进至断层附近时,首先采用超前探测技术对断层进行探测,初步确定断层位置,再采用钻探进行验证,精确探查其落差、倾角和水文地质性质。
在对断层探查的基础上针对断层留设防水煤(岩)柱,以及设计巷道过断层的技术方案。
二、防治水规划
1、规划依据
《煤矿防治水规定》(2009第28号令)、《煤矿安全规程》、《弘
财煤矿初步设计和安全专编》、《弘财煤矿防治水专项设计》、弘财煤矿水文地质情况。
2、成立防治水领导小组
矿成立以矿长为组长、各分管副矿长和技术负责人为副组长,成员由地测、通风、机电、矿办公室、调度室负责人组成的防治水领导小组,指导日常矿井防治水工作,领导小组下设防治水办公室,由生产技术科科长兼办公室主任,负责日常工作。
各岗位负责人必须签订防治水工作责任状。
领导小组全面监督防治水工作的落实情况,对防治水工作每月、季进行检查。
3、地面防治水规划
(1)、矿井南翼小山沟已修建了引排水涵洞,把小山沟水引出矿区,定期对地表进行巡查,雨季每星期至少三次对地表进行巡查,雨季来临前对排水涵洞、地表水沟进行清理,保证水流畅通。
同时为了减少大气降水进入井下,每年对地表裂缝进行巡查,发现有裂缝,及时安排填充。
计划对矿区低洼地段的小山沟进行铺底,减少大气降水通过裂隙进入井下。
主斜井、回风斜井井口上部为斜坡山地,故两井口上均应设防洪挡墙,防止暴雨期间洪流灌入井下。
风井口四周砌有防洪挡墙。
办公楼、职工宿舍、各车间均设排水沟。
(2)、成立雨季“三防”组织机构,制定制度及措施
每年年初,为有效地搞好雨季“三防”工作,防患于未然,确保雨季的煤矿安全,杜绝水害事故的发生,建立雨季“三防”领导机构,制定雨季“三防”制度和措施,做到任务明确,责任到人,不留漏洞,成立防洪应急小分队,储备足够的防洪抢险物资。
每年雨季前对矿区范围内的地表裂缝、塌陷坑进行检查,及时进行填平夯实,雨季期间每周或暴雨前进行巡查,发现隐患及时处理,防止地表水灌入井下形成水灾。
各井口、配电房、炸药库、瓦斯抽放房、办公楼、职工宿舍均安设避雷器,安装质量必须达到要求。
按要求配足防洪物资,并认真保管。
(3)、留设地面建筑物安全煤柱
按照煤矿安全规程、设计规范要求,根据地面建筑物围护带宽度,表土层和岩层厚度,留足保护煤柱。
4、井下防治水规划
随着矿井不断开拓延伸和回采,矿井涌水量越来越大,因此必须根据矿井实际逐年进行矿井水害因素分析和水害预测,每季度收集、调查、核对相邻煤矿和废弃的老窑情况,并及时填会在采掘工程平面图上,每月进行一次防治水重大事故隐患排查,并逐项登记,做到项目、资金、措施、时间、人员“五落实”。
每年进行一次矿井水害应急演练,以保证矿井正常安全生产,杜绝水害事故的发生。
(1)、老窑积水的防治
彻底对老窑进行调查,尽量摸清老窑的位置、开采情况,估计其积水量,以便指导探放水工作,在浅部进行采掘时必须探明老窑积水,采取探放水措施后才能掘进,特别是深部延深期间,必须加强探放水工作,严格执行有掘必探的措施,在未探放老窑积水或探放水措施效果欠佳情况下严禁有任何采掘活动。
延深期间计划安排二台ZY-150型钻机在此区域专门探放老窑积水。
(2)、采掘作业时,对水害的预防
严格执行“预测预报,有掘必探,先探后掘,先治后采”的原则,在制定作业规程时,必须具体规定探放水的方法,做到物探先行,钻探补充,先探后掘,先治后采。
(3)、建立可靠的矿井排水系统
2014年雨季来临前,将3台150D水泵更换成2台DM280-43×4水泵。
矿井开拓延深前,利用三台DM280-43×4水泵和二趟8寸管路进行井下排水,每个采面形成前均在运输巷低洼地段布置一个容量在18m3左右的临时水仓,安装2台潜水泵和铺设一趟4寸管路。
矿井延深后按照《弘财煤矿延深设计》的要求布置排水系统,保证满足矿井排水的需要。
(4)、防水安全煤柱留设
根据弘财煤矿防治水专项设计,本矿安全煤柱尺寸为:
防水煤柱留设表
名称
煤柱尺寸(m)
煤层露头防隔水煤(岩)柱
35
M15、M20煤层的矿区边界防水煤柱
50
其它煤层的矿区边界防水煤柱
40
在积水区下掘进巷道留岩柱
30
落差10~20m的断层
30
落差小于10m的断层
25
积水区同一煤层回采防水煤柱
50
水淹区或老窑积水区下煤层回采防水岩柱
35
井筒煤柱
20
导水钻孔防隔水煤(岩)柱
25
(5)、增加探放水设备,加强探放水力量
购置较先进的探放水设备和物探设备,加强对井下水体的全面探测,现已有3台150型探水钻,计划在2014年4月底再购买1台150钻机,计划在2014年4月底购买1台YDZ(A)电法仪物探设备。
现已有10人的专门探放水队伍,计划再增加5人,同时要加强对队伍的业务培训,每月由钻机队自己组织进行业务知识学习,每年有计划组织一次业务培训,提高探放水队伍的专业知识水平和技能。
(6)、探放水必须有设计和安全技术措施,做好探放水记录,建立探放水台账,每次施钻后要编制钻孔成果图,说明允许掘进距离,在巷道掘进中严格遵守,严禁超掘。
(7)、强化雨季“三防”工作
每年雨季到来之前,必须矿井地面设施、房屋和井口周边环境作全面察看,查清排水设施是否牢固可靠,对地面的塌陷、裂缝情况查清后进行充填,查明山体是否存在滑坡,以便及时做出预警方案。
井下的水仓、水沟必须进行清理,排水设施必须进行全面检修,保证都能正常运转,在+1835m水平将1835回风石门作为应急临时水仓,在1835回风石门及运输石门构筑堵水墙,雨季来临前在堵水墙处及1835回风石门各联络巷口堆码好沙袋和黄泥,以便应急用。
成立防洪应急救援队,储备足够的防洪物资,保证在有险情时能投入战斗。
(8)、其它防治水措施
①严格执行“预测预报,有掘必探,先探后掘,先治后采”的防治水原则。
②必须掌握矿井开采的详细资料料,并标记在井上下对照图上,确定矿井涌水的位置、水量和波及的范围。
③严禁在留设的各采掘隔水煤柱采掘,破坏煤柱。
④遇地质变化时,及时观察顶底板及煤壁变化情况,发现有透水预兆及时停止工作,撤出人员进行处理。
5、防治水资金投入的保证
加大防治水专项资金投入,配足配齐水灾应急所需物资和设备,在五年计划和每年年度计划中安排一定的资金用于防治水工作,且保证专款专用。
6、加强职工培训,建立水害事故的应急处理机制
(1)、加强职工培训,特别是防治水及水害的预防和应急措施,使每个从业人员懂得出水前的预兆,避灾路线,被水困的自救和互救措施。
规定每年的复工培训必须有防治水方面的内容。
(2)、为了应对水灾突发事故的发生,使矿井灾害损失减到最小,必须制定水灾应急预案,成立应急救援指挥部,加强监测、监控,随时掌握井下涌水情况,发现异常及时汇报。
每天对排水设备进行检查、维修,保证灾害发生时正常运行,每年进行一次水害应急演练,在井下醒目位置标示避灾路线图,使井下每个职工都能熟悉避灾知识和路线,做到临危不乱,正确有效避灾。
三、规划实施措施
1、留设隔水煤柱,与周边煤矿之间,采空积水区与生产区之间,含水断层两侧,破碎带附近按照煤矿安全规程要求留足防水煤柱。
2、坚持“有掘必探,先探后掘”的原则。
3、当探到水源后,要制定具体措施进行有计划的排水,解除水的威胁。
4、探放水时要加固好探放水地点的支护,背好帮顶,并在工作面打上牢固的立柱和挡板,清理巷道,挖好排水沟,在其附近安设专用电话。
5、雨季来临之前必须对主副水仓、1835运输石门、1875运输石门排水沟进行清理,并对水泵房的全部排水泵和备用水泵进行检修,同时做联合排水试验,发现问题及时处理。
6、雨季期间要随时观察井下用水量的变化,发现洪水涌入井下要及时按避灾路线将人员撤出地面。
7、当井下水源增大时,迅速采取隔水、截水、堵水和增加排水设备的措施。
8、井下水泵必须全部处于完好状态,认真做好排水记录。
9、加强防治水工作的领导,严格落实安全生产责任制。
定期解决工作中出现的具体问题,保证各种防治水工程和措施落实到位。
10、建立健全矿井防治水组织机构,配足地质及水文专业人员。
制定有关防治水的劳动组织、技术管理及岗位责任制等规章制度并贯彻执行。
11、建立稳定的安全投入机制,保证矿井防治水所需资金及时到位。
12、定期进行矿井水害因素分析和预测,通过对矿井周边范围内可能导致水灾事故的各种危险源进行不断勘查和分析,大力推广应用新技术,提高矿井水害预测、预报水平。
13、开展水文动态观测,矿井总用水量、采区、掘进用水量,每月观测两次,异常情况加强观测次数,同时对观测资料进行系统整理分析,掌握其变化规律,保证水文资料的准确性、连续性。
及时提交采掘工作面地质说明书,保证安全指导生产。
14、定期组织全矿干部、职工培训学习。
学习有内容、有课时、有总结,使全矿职工掌握矿井隐患和防治水安全知识。
15、强化安全质量标准化建设,不断改善矿井安全生产条件,确保施工和工程质量,保证防治水安全设施达到要求,形成应有抵御水害的能力。
16、加强全矿监督管理,跟班矿长、安全员现场监督,保证防治水工作正常有效进行。
2014年元月
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