帶水壓采掘安全技術(shù)措施
一、礦井概況
河南宏福煤業(yè)有限公司徐莊礦位于滎陽市南部,礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為15萬噸/年,核定生產(chǎn)能力為21萬/年。開采石炭系太原組一1煤層,平均厚度1.15m,煤質(zhì)為無煙煤,頂板L1-L2灰?guī)r,底板本溪組鋁土泥巖,下部奧陶系灰?guī)r。不存在火成巖侵入情況。低瓦斯礦井,屬低沼煤層,煤層傾角平均15°,煤層無自然發(fā)火和無煤塵爆炸危險(xiǎn)。礦井采用立井單水平上下山開拓,中央邊界式通風(fēng),通風(fēng)方法為抽出式。目前主要采區(qū)為西翼12采區(qū)和東翼11采區(qū)。回采工作面采用走向長壁式采煤方法,炮采陷落法管理頂板,工作面采用單體液壓支柱支護(hù),刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸。掘進(jìn)巷道均為裸體巷道,采用點(diǎn)柱支護(hù)形式,人力推車運(yùn)輸。皮帶下山采用膠帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸,大巷采用7噸電機(jī)車,一噸標(biāo)準(zhǔn)礦車運(yùn)輸,井筒提升采用一噸標(biāo)準(zhǔn)罐籠提升。
1、主要含水層:
(1)中寒武-奧陶系灰?guī)r巖溶裂隙含水層,奧陶系灰?guī)r巖溶裂隙較發(fā)育,但不均勻,在斷層破碎地段,巖溶裂隙發(fā)育,富水性強(qiáng)。奧陶系灰?guī)r含水層富含巖溶承壓水,上距一1煤層底板10m左右,是威脅煤礦安全開采的主要含水層。礦井正常涌水量444m3/h,最大涌水量為1332m3/h(新修編地質(zhì)報(bào)告提供),充水水源主要以頂?shù)装寤規(guī)r巖溶裂隙水為主,故將其礦床水文地質(zhì)類型劃歸為復(fù)雜型,即以巖溶裂隙水充水為主的水文地質(zhì)條件復(fù)雜的煤礦床類型。(2)石炭系太原組下段灰?guī)r含水層(L1-3)由石炭系太原組L1-3灰?guī)r構(gòu)成,厚度為10.34~14.37m,平均10m左右。巖溶發(fā)育程度一般,除淺部風(fēng)化帶及斷裂帶附近巖溶較發(fā)育和富水性較強(qiáng)外,其余地區(qū)巖溶不太發(fā)育,富水性較差。L1-3灰?guī)r距離奧陶系灰?guī)r較近,與奧灰水水力聯(lián)系密切。是礦井的另一主要含水層。(3)其他:石炭系太原組上段灰?guī)r含水層(L7-9),二1煤頂板砂巖含水層、二疊系砂巖含水層,第四系松散沉積物孔隙水含水層。以上含水層有的因厚度不夠,含水性不強(qiáng);有的距本煤層較遠(yuǎn),故均不做考慮。
2、主要隔水層:
由位于一1煤層底板的本溪組鋁土泥巖組成,層位穩(wěn)定,厚度一般為4.63-19.44m,平均厚度8.97m,局部厚度較大。
該隔水層雖有一定隔水作用,但由于3方面的原因,隔水效果有限。主要原因是:(1)鋁土泥巖厚度較小,抗壓強(qiáng)度較低;(2)在采動影響下,隔水層受到破壞,有效隔水層厚度減小;(3)礦區(qū)構(gòu)造裂隙發(fā)育,大裂隙常能將煤層及頂?shù)装搴畬酉嗷贤ā?/p>
礦區(qū)的奧灰水經(jīng)過多年的疏排,水位呈逐年下降趨勢,自開采之初的+160米下降到現(xiàn)在的-20米左右,采掘工程范圍內(nèi)的水壓為2-2.2Mpa。據(jù)礦井涌水量資料統(tǒng)計(jì),礦井11采區(qū)涌水量正常為273m3/h,12采區(qū)涌水量正常為197m3/h,礦井總涌水量為470m3/h,礦井水文地質(zhì)條件復(fù)雜。
二、安全水頭壓力值計(jì)算
1、根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》和地質(zhì)報(bào)告提供有關(guān)數(shù)據(jù),現(xiàn)對采煤工作面安全水壓計(jì)算如下:
P=TsM=0.1×8.97=0.897Mpa
式中?M-底板隔水層厚度,平均8.97m;
P-安全水壓,Mpa;
Ts-臨界突水系數(shù),Mpa/m。
Ts值應(yīng)當(dāng)根據(jù)本區(qū)資料確定,一般情況下,在具有構(gòu)造破壞的地段按0.06Mpa/m計(jì)算,隔水層完整無斷裂構(gòu)造破壞地段按0.1Mpa/m計(jì)算。本區(qū)隔水層完好,所以按0.1Mpa/m計(jì)算。
2、根據(jù)近兩年鉆孔水文觀測,目前水位在-20左右,開采標(biāo)高在-160--240之間,開采區(qū)域水壓1.4-2.2Mpa,綜上所述,安全水壓為0.897Mpa,開采區(qū)域水壓大于安全水壓,屬帶壓開采,特制訂帶壓開采安全技術(shù)措施如下:
三、礦井防治水安全技術(shù)措施
1、根據(jù)“防、排、疏、堵、截”礦井防治水原則
(1)防水
①調(diào)查清楚礦井所在區(qū)域的水文地質(zhì)情況,包括以下方面的內(nèi)容:含水層與隔水層;巖溶水的補(bǔ)給、徑流和排泄;巖溶發(fā)育特征及規(guī)律;礦井出水因素分析;富水性及分區(qū)。
②建立防水隔離設(shè)施,根據(jù)礦井生產(chǎn)地區(qū)布局,已在東西翼大巷分別各建筑了一道防水閘門,保證兩翼水的隔離。
③根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》的要求,結(jié)合本礦井田地質(zhì)、水文地質(zhì)條件留設(shè)出足夠的防水隔離煤柱。
④建立礦井地下水動態(tài)觀測系統(tǒng),在礦區(qū)井下設(shè)計(jì)奧灰水文觀測孔3個,目前已施工完畢2個,及時了解奧灰水位的變化情況。
⑤搞好礦井水文地質(zhì)預(yù)測預(yù)報(bào)工作,對所有采掘頭面必須有月預(yù)報(bào)和臨時預(yù)報(bào),預(yù)報(bào)要求準(zhǔn)確,能夠指導(dǎo)生產(chǎn)。
⑥搞好超前探查工作,堅(jiān)持“有掘必探、先探后掘、先治后采”的原則,各項(xiàng)采掘工程堅(jiān)持采用兩種以上的探測手段對于富水區(qū)作出準(zhǔn)確的預(yù)報(bào),提前采取措施,保證采掘工作面不發(fā)生突水事故。
⑦在本井田范圍內(nèi),留設(shè)足夠的邊界防水煤柱40m和斷層防水煤柱50m,對可疑地點(diǎn)預(yù)先建筑防水閘門或堵水墻,以便及時的隔絕水源。
(2)排水
礦井正常涌水量為444m3/h,最大涌水量為1332m3/h,最大排水能為為3000m3/h,采用中央立井集中排水,中央水倉總?cè)萘繛?680m3,中央泵房安裝有7臺MD600-55×4型水泵,綜合井筒內(nèi)布置有4趟排水管路直徑為325mm,預(yù)留水泵位置一臺。西翼12采區(qū)-120m水平水倉容量1500m3,泵房安裝2臺MD600-55×4型和1臺MD450-60×4型水泵;-240m水平水倉容量3600m3,泵房安裝4臺水泵,型號均為MD450-60×4型水泵。東翼11采區(qū)-120m水平水倉容量3000m3,泵房安裝有4臺MD450-60×4型水泵;-240m水平水倉容量3800m3,安裝有4臺MD450-60×4型水泵。所有泵房的水泵均實(shí)現(xiàn)有用有備,礦井排水能力能滿足安全生產(chǎn)之需。
(3)疏水
①對于L1-3含水層在采掘活動前,進(jìn)行排水疏降,保證其水位降至開采標(biāo)高之下。
②對于奧灰含水層,由于其含水量豐富,補(bǔ)給來源充足,目前疏降至開采標(biāo)高之下難度很大,只能采取加強(qiáng)探測,預(yù)防為主的辦法。
(4)堵水
①井田內(nèi)有部分鉆孔缺乏原始資料,封孔情況不詳,同時因二1煤層頂板滑動構(gòu)造帶的存在,封孔好壞直接關(guān)系到今后生產(chǎn),如發(fā)現(xiàn)漏水及時封閉。
②要及時查清采掘工作面前方的地質(zhì)及水文地質(zhì)情況,掘進(jìn)巷道要保持20m的超前距,鉆探先行,掘進(jìn)過程中實(shí)行長探短掘,如遇異常水量大于30m3/h立即進(jìn)行封堵。
(5)截水
根據(jù)滎鞏煤田的地質(zhì)及水文地質(zhì)情況,不具備截水條件。
2、按照公司文件有關(guān)規(guī)定嚴(yán)格執(zhí)行“預(yù)測預(yù)報(bào)、有掘必探、先探后掘、先治后采”十六字方針。礦井對采掘工作面實(shí)施物探先行,鉆探驗(yàn)證,、長探短掘、長探短采跟蹤預(yù)防。
3、掌握沖積層的厚度和組成,各分層的透水性和含水性。
4、馬泉溝斷層為東、西向展布北升南降正斷層,落差0-25m,在礦井北部邊界以外,根據(jù)11采區(qū)開拓揭露,未發(fā)現(xiàn)有構(gòu)造,對11采區(qū)影響不大,將來開采南側(cè)一1煤時,將會受到北側(cè)太原組上段灰?guī)r和奧灰?guī)r的威脅,應(yīng)引起足夠的重視,所以必須查清斷層、裂隙的位置,錯動距離,延伸長度,破碎帶范圍和含水、導(dǎo)水性能。
5、利用地質(zhì)資料分析含水層和隔水層的數(shù)量、位置、厚度,各含水層的涌水量,滲透性及其到開采煤層的距離。
6、調(diào)查老窯和現(xiàn)采小窯的老空和廢棄井巷的出水點(diǎn)、積水區(qū)位置、范圍、標(biāo)高、積水時間和積水量。定期對礦井周邊小窯的采掘工程進(jìn)行監(jiān)督檢查并標(biāo)注在有關(guān)圖件上,要在礦井充水性圖上用藍(lán)線圈出積水范圍,并外推60m用紅線圈出探水警戒線。
7、開采過程中圍巖破壞及地表塌陷情況,觀測塌陷帶、裂隙帶、沉降帶的高度,以及對涌水量的影響,判斷是否透水等情況。
8、加強(qiáng)地質(zhì)、水文地質(zhì)預(yù)報(bào)、臨時水情水害預(yù)報(bào)工作,堅(jiān)決杜絕漏報(bào)現(xiàn)象。
9、超前探測要采用物探、鉆探、巷探等不少于兩種以上探測方法。
10、各采掘工作面編制有專項(xiàng)防治水措施、地質(zhì)及水文地質(zhì)說明書。
11、井下所有泵房每天必須把水倉存水排完,保證最低水位,24小時有人值班,不能空崗。機(jī)電隊(duì)要不斷對井下所有泵房水泵進(jìn)行檢修,做到水泵完好率100%。如泵房水泵臨時出現(xiàn)故障(特別是中央泵房和東翼泵房),應(yīng)及時向調(diào)度室匯報(bào)。
12、地面變電所必須24小時有人值班,確保井下正常供電。
13、編制礦井中長期防治水規(guī)劃,并組織實(shí)施。
14、完善隔水層等厚線圖、主要含水層水位線圖。
15、各采掘區(qū)隊(duì)要設(shè)專職水情監(jiān)視員,水情監(jiān)視員應(yīng)具備很強(qiáng)的責(zé)任心和一定的防水經(jīng)驗(yàn)。采掘面還應(yīng)建立水情記錄,設(shè)置專門電話和警報(bào)器;一旦發(fā)現(xiàn)惡性突水征兆,能及時發(fā)出信號,組織撤離;報(bào)警制度和細(xì)則應(yīng)使全體人員熟知。
16、加強(qiáng)礦井水文動態(tài)監(jiān)測工作,及時掌握奧灰動態(tài)水位變化情況,并根據(jù)水文變化及時采取相應(yīng)措施。
17、堅(jiān)持周、月水情水害分析制度。
18、定期對兩翼防水閘門試驗(yàn),保持關(guān)閉靈活。
19、對采區(qū)一線職工進(jìn)行防治水專業(yè)知識培訓(xùn),使他們掌握防治水基本常識,井巷突水征兆及避災(zāi)路線,以便應(yīng)對突發(fā)事件發(fā)生。
20、承壓含水層與開采煤層之間的隔水層能承受水頭值大于實(shí)際水頭值時,可帶壓開采,在采掘時,加強(qiáng)對頂、底板涌水情況觀測,發(fā)現(xiàn)問題及時撤出井下工作地點(diǎn)人員,并向礦調(diào)度室匯報(bào),對可疑地點(diǎn)采取封閉、堵墻或使用水閘門進(jìn)行隔離措施。
21、承壓含水層與開采層之間的隔水層能承受的水頭值小于實(shí)際水頭值時,采取疏水降壓的方法,把承壓含水層的水頭值降到隔水層承受的安全水頭值以下,以防突水事故的發(fā)生。
采取疏水降壓方法是在具有底板或頂板承壓含水層的條件下,如果隔水巖柱的厚度不足要求的安全厚度,為了充分利用“巖柱”強(qiáng)度的前提下以達(dá)到安全開采,必須采用疏水降壓開采方案,把承壓水頭降到安全壓力以下。
(1)要查明承壓含水層的水文地質(zhì)邊界條件
(2)要查明承壓含水區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造和含水層,隔水層的情況,通過各含水層、隔水層情況、含水層動態(tài)觀測、各含水層間接觸關(guān)系和地質(zhì)構(gòu)造等因素的綜合分析,查明要疏放水層的主要補(bǔ)給水源和補(bǔ)給途徑。
(3)要根據(jù)所掌握的資料編制各種專用圖紙,對水文地質(zhì)資料進(jìn)行分析,確定合理的降壓值和安全水壓,預(yù)計(jì)疏降到設(shè)計(jì)安全水位時的正常水量和最大水量。
(4)在查清水文地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上編制疏干方案,疏水工程應(yīng)與采掘工程密切結(jié)合,疏水工程按其進(jìn)行階段可分為預(yù)先疏和并行疏干。預(yù)先疏干方式有地表式、地下式和聯(lián)合式。
22、承壓含水量不具備疏水降壓條件時,必須采取建筑防水閘門,注漿加固底板,留設(shè)足夠的防水煤柱,增加抗災(zāi)強(qiáng)排能力等防水措施。對防水措施的選擇要在查明水文地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上,根據(jù)具體情況,按照既保證安全又經(jīng)濟(jì)合理的原則選擇。
23、在開拓巷道時,當(dāng)開拓到設(shè)計(jì)水平時,只有在建成防、排水系統(tǒng)后,方可開始向有突水危險(xiǎn)地區(qū)開拓掘進(jìn)。
24、礦井必須堅(jiān)持每月一次逐頭逐面的水害分析評價(jià)、預(yù)測預(yù)報(bào),經(jīng)礦總工程師審批,報(bào)公司業(yè)務(wù)主管部門,同時制定相應(yīng)的防治措施。
25、礦井進(jìn)行采掘編制設(shè)計(jì)時,應(yīng)根據(jù)工作面底板的破壞深度所波及到的深度,編制水害防治工程方案。
26、采取綜合措施預(yù)防高壓水,以保證礦井安全生產(chǎn)。
篇2:帶水壓采掘安全技術(shù)措施
一、礦井概況
河南宏福煤業(yè)有限公司徐莊礦位于滎陽市南部,礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為15萬噸/年,核定生產(chǎn)能力為21萬/年。開采石炭系太原組一1煤層,平均厚度1.15m,煤質(zhì)為無煙煤,頂板L1-L2灰?guī)r,底板本溪組鋁土泥巖,下部奧陶系灰?guī)r。不存在火成巖侵入情況。低瓦斯礦井,屬低沼煤層,煤層傾角平均15°,煤層無自然發(fā)火和無煤塵爆炸危險(xiǎn)。礦井采用立井單水平上下山開拓,中央邊界式通風(fēng),通風(fēng)方法為抽出式。目前主要采區(qū)為西翼12采區(qū)和東翼11采區(qū)。回采工作面采用走向長壁式采煤方法,炮采陷落法管理頂板,工作面采用單體液壓支柱支護(hù),刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸。掘進(jìn)巷道均為裸體巷道,采用點(diǎn)柱支護(hù)形式,人力推車運(yùn)輸。皮帶下山采用膠帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸,大巷采用7噸電機(jī)車,一噸標(biāo)準(zhǔn)礦車運(yùn)輸,井筒提升采用一噸標(biāo)準(zhǔn)罐籠提升。
1、主要含水層:
(1)中寒武-奧陶系灰?guī)r巖溶裂隙含水層,奧陶系灰?guī)r巖溶裂隙較發(fā)育,但不均勻,在斷層破碎地段,巖溶裂隙發(fā)育,富水性強(qiáng)。奧陶系灰?guī)r含水層富含巖溶承壓水,上距一1煤層底板10m左右,是威脅煤礦安全開采的主要含水層。礦井正常涌水量444m3/h,最大涌水量為1332m3/h(新修編地質(zhì)報(bào)告提供),充水水源主要以頂?shù)装寤規(guī)r巖溶裂隙水為主,故將其礦床水文地質(zhì)類型劃歸為復(fù)雜型,即以巖溶裂隙水充水為主的水文地質(zhì)條件復(fù)雜的煤礦床類型。(2)石炭系太原組下段灰?guī)r含水層(L1-3)由石炭系太原組L1-3灰?guī)r構(gòu)成,厚度為10.34~14.37m,平均10m左右。巖溶發(fā)育程度一般,除淺部風(fēng)化帶及斷裂帶附近巖溶較發(fā)育和富水性較強(qiáng)外,其余地區(qū)巖溶不太發(fā)育,富水性較差。L1-3灰?guī)r距離奧陶系灰?guī)r較近,與奧灰水水力聯(lián)系密切。是礦井的另一主要含水層。(3)其他:石炭系太原組上段灰?guī)r含水層(L7-9),二1煤頂板砂巖含水層、二疊系砂巖含水層,第四系松散沉積物孔隙水含水層。以上含水層有的因厚度不夠,含水性不強(qiáng);有的距本煤層較遠(yuǎn),故均不做考慮。
2、主要隔水層:
由位于一1煤層底板的本溪組鋁土泥巖組成,層位穩(wěn)定,厚度一般為4.63-19.44m,平均厚度8.97m,局部厚度較大。
該隔水層雖有一定隔水作用,但由于3方面的原因,隔水效果有限。主要原因是:(1)鋁土泥巖厚度較小,抗壓強(qiáng)度較低;(2)在采動影響下,隔水層受到破壞,有效隔水層厚度減小;(3)礦區(qū)構(gòu)造裂隙發(fā)育,大裂隙常能將煤層及頂?shù)装搴畬酉嗷贤ā?/p>
礦區(qū)的奧灰水經(jīng)過多年的疏排,水位呈逐年下降趨勢,自開采之初的+160米下降到現(xiàn)在的-20米左右,采掘工程范圍內(nèi)的水壓為2-2.2Mpa。據(jù)礦井涌水量資料統(tǒng)計(jì),礦井11采區(qū)涌水量正常為273m3/h,12采區(qū)涌水量正常為197m3/h,礦井總涌水量為470m3/h,礦井水文地質(zhì)條件復(fù)雜。
二、安全水頭壓力值計(jì)算
1、根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》和地質(zhì)報(bào)告提供有關(guān)數(shù)據(jù),現(xiàn)對采煤工作面安全水壓計(jì)算如下:
P=TsM=0.1×8.97=0.897Mpa
式中?M-底板隔水層厚度,平均8.97m;
P-安全水壓,Mpa;
Ts-臨界突水系數(shù),Mpa/m。
Ts值應(yīng)當(dāng)根據(jù)本區(qū)資料確定,一般情況下,在具有構(gòu)造破壞的地段按0.06Mpa/m計(jì)算,隔水層完整無斷裂構(gòu)造破壞地段按0.1Mpa/m計(jì)算。本區(qū)隔水層完好,所以按0.1Mpa/m計(jì)算。
2、根據(jù)近兩年鉆孔水文觀測,目前水位在-20左右,開采標(biāo)高在-160--240之間,開采區(qū)域水壓1.4-2.2Mpa,綜上所述,安全水壓為0.897Mpa,開采區(qū)域水壓大于安全水壓,屬帶壓開采,特制訂帶壓開采安全技術(shù)措施如下:
三、礦井防治水安全技術(shù)措施
1、根據(jù)“防、排、疏、堵、截”礦井防治水原則
(1)防水
①調(diào)查清楚礦井所在區(qū)域的水文地質(zhì)情況,包括以下方面的內(nèi)容:含水層與隔水層;巖溶水的補(bǔ)給、徑流和排泄;巖溶發(fā)育特征及規(guī)律;礦井出水因素分析;富水性及分區(qū)。
②建立防水隔離設(shè)施,根據(jù)礦井生產(chǎn)地區(qū)布局,已在東西翼大巷分別各建筑了一道防水閘門,保證兩翼水的隔離。
③根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》的要求,結(jié)合本礦井田地質(zhì)、水文地質(zhì)條件留設(shè)出足夠的防水隔離煤柱。
④建立礦井地下水動態(tài)觀測系統(tǒng),在礦區(qū)井下設(shè)計(jì)奧灰水文觀測孔3個,目前已施工完畢2個,及時了解奧灰水位的變化情況。
⑤搞好礦井水文地質(zhì)預(yù)測預(yù)報(bào)工作,對所有采掘頭面必須有月預(yù)報(bào)和臨時預(yù)報(bào),預(yù)報(bào)要求準(zhǔn)確,能夠指導(dǎo)生產(chǎn)。
⑥搞好超前探查工作,堅(jiān)持“有掘必探、先探后掘、先治后采”的原則,各項(xiàng)采掘工程堅(jiān)持采用兩種以上的探測手段對于富水區(qū)作出準(zhǔn)確的預(yù)報(bào),提前采取措施,保證采掘工作面不發(fā)生突水事故。
⑦在本井田范圍內(nèi),留設(shè)足夠的邊界防水煤柱40m和斷層防水煤柱50m,對可疑地點(diǎn)預(yù)先建筑防水閘門或堵水墻,以便及時的隔絕水源。
(2)排水
礦井正常涌水量為444m3/h,最大涌水量為1332m3/h,最大排水能為為3000m3/h,采用中央立井集中排水,中央水倉總?cè)萘繛?680m3,中央泵房安裝有7臺MD600-55×4型水泵,綜合井筒內(nèi)布置有4趟排水管路直徑為325mm,預(yù)留水泵位置一臺。西翼12采區(qū)-120m水平水倉容量1500m3,泵房安裝2臺MD600-55×4型和1臺MD450-60×4型水泵;-240m水平水倉容量3600m3,泵房安裝4臺水泵,型號均為MD450-60×4型水泵。東翼11采區(qū)-120m水平水倉容量3000m3,泵房安裝有4臺MD450-60×4型水泵;-240m水平水倉容量3800m3,安裝有4臺MD450-60×4型水泵。所有泵房的水泵均實(shí)現(xiàn)有用有備,礦井排水能力能滿足安全生產(chǎn)之需。
(3)疏水
①對于L1-3含水層在采掘活動前,進(jìn)行排水疏降,保證其水位降至開采標(biāo)高之下。
②對于奧灰含水層,由于其含水量豐富,補(bǔ)給來源充足,目前疏降至開采標(biāo)高之下難度很大,只能采取加強(qiáng)探測,預(yù)防為主的辦法。
(4)堵水
①井田內(nèi)有部分鉆孔缺乏原始資料,封孔情況不詳,同時因二1煤層頂板滑動構(gòu)造帶的存在,封孔好壞直接關(guān)系到今后生產(chǎn),如發(fā)現(xiàn)漏水及時封閉。
②要及時查清采掘工作面前方的地質(zhì)及水文地質(zhì)情況,掘進(jìn)巷道要保持20m的超前距,鉆探先行,掘進(jìn)過程中實(shí)行長探短掘,如遇異常水量大于30m3/h立即進(jìn)行封堵。
(5)截水
根據(jù)滎鞏煤田的地質(zhì)及水文地質(zhì)情況,不具備截水條件。
2、按照公司文件有關(guān)規(guī)定嚴(yán)格執(zhí)行“預(yù)測預(yù)報(bào)、有掘必探、先探后掘、先治后采”十六字方針。礦井對采掘工作面實(shí)施物探先行,鉆探驗(yàn)證,、長探短掘、長探短采跟蹤預(yù)防。
3、掌握沖積層的厚度和組成,各分層的透水性和含水性。
4、馬泉溝斷層為東、西向展布北升南降正斷層,落差0-25m,在礦井北部邊界以外,根據(jù)11采區(qū)開拓揭露,未發(fā)現(xiàn)有構(gòu)造,對11采區(qū)影響不大,將來開采南側(cè)一1煤時,將會受到北側(cè)太原組上段灰?guī)r和奧灰?guī)r的威脅,應(yīng)引起足夠的重視,所以必須查清斷層、裂隙的位置,錯動距離,延伸長度,破碎帶范圍和含水、導(dǎo)水性能。
5、利用地質(zhì)資料分析含水層和隔水層的數(shù)量、位置、厚度,各含水層的涌水量,滲透性及其到開采煤層的距離。
6、調(diào)查老窯和現(xiàn)采小窯的老空和廢棄井巷的出水點(diǎn)、積水區(qū)位置、范圍、標(biāo)高、積水時間和積水量。定期對礦井周邊小窯的采掘工程進(jìn)行監(jiān)督檢查并標(biāo)注在有關(guān)圖件上,要在礦井充水性圖上用藍(lán)線圈出積水范圍,并外推60m用紅線圈出探水警戒線。
7、開采過程中圍巖破壞及地表塌陷情況,觀測塌陷帶、裂隙帶、沉降帶的高度,以及對涌水量的影響,判斷是否透水等情況。
8、加強(qiáng)地質(zhì)、水文地質(zhì)預(yù)報(bào)、臨時水情水害預(yù)報(bào)工作,堅(jiān)決杜絕漏報(bào)現(xiàn)象。
9、超前探測要采用物探、鉆探、巷探等不少于兩種以上探測方法。
10、各采掘工作面編制有專項(xiàng)防治水措施、地質(zhì)及水文地質(zhì)說明書。
11、井下所有泵房每天必須把水倉存水排完,保證最低水位,24小時有人值班,不能空崗。機(jī)電隊(duì)要不斷對井下所有泵房水泵進(jìn)行檢修,做到水泵完好率100%。如泵房水泵臨時出現(xiàn)故障(特別是中央泵房和東翼泵房),應(yīng)及時向調(diào)度室匯報(bào)。
12、地面變電所必須24小時有人值班,確保井下正常供電。
13、編制礦井中長期防治水規(guī)劃,并組織實(shí)施。
14、完善隔水層等厚線圖、主要含水層水位線圖。
15、各采掘區(qū)隊(duì)要設(shè)專職水情監(jiān)視員,水情監(jiān)視員應(yīng)具備很強(qiáng)的責(zé)任心和一定的防水經(jīng)驗(yàn)。采掘面還應(yīng)建立水情記錄,設(shè)置專門電話和警報(bào)器;一旦發(fā)現(xiàn)惡性突水征兆,能及時發(fā)出信號,組織撤離;報(bào)警制度和細(xì)則應(yīng)使全體人員熟知。
16、加強(qiáng)礦井水文動態(tài)監(jiān)測工作,及時掌握奧灰動態(tài)水位變化情況,并根據(jù)水文變化及時采取相應(yīng)措施。
17、堅(jiān)持周、月水情水害分析制度。
18、定期對兩翼防水閘門試驗(yàn),保持關(guān)閉靈活。
19、對采區(qū)一線職工進(jìn)行防治水專業(yè)知識培訓(xùn),使他們掌握防治水基本常識,井巷突水征兆及避災(zāi)路線,以便應(yīng)對突發(fā)事件發(fā)生。
20、承壓含水層與開采煤層之間的隔水層能承受水頭值大于實(shí)際水頭值時,可帶壓開采,在采掘時,加強(qiáng)對頂、底板涌水情況觀測,發(fā)現(xiàn)問題及時撤出井下工作地點(diǎn)人員,并向礦調(diào)度室匯報(bào),對可疑地點(diǎn)采取封閉、堵墻或使用水閘門進(jìn)行隔離措施。
21、承壓含水層與開采層之間的隔水層能承受的水頭值小于實(shí)際水頭值時,采取疏水降壓的方法,把承壓含水層的水頭值降到隔水層承受的安全水頭值以下,以防突水事故的發(fā)生。
采取疏水降壓方法是在具有底板或頂板承壓含水層的條件下,如果隔水巖柱的厚度不足要求的安全厚度,為了充分利用“巖柱”強(qiáng)度的前提下以達(dá)到安全開采,必須采用疏水降壓開采方案,把承壓水頭降到安全壓力以下。
(1)要查明承壓含水層的水文地質(zhì)邊界條件
(2)要查明承壓含水區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造和含水層,隔水層的情況,通過各含水層、隔水層情況、含水層動態(tài)觀測、各含水層間接觸關(guān)系和地質(zhì)構(gòu)造等因素的綜合分析,查明要疏放水層的主要補(bǔ)給水源和補(bǔ)給途徑。
(3)要根據(jù)所掌握的資料編制各種專用圖紙,對水文地質(zhì)資料進(jìn)行分析,確定合理的降壓值和安全水壓,預(yù)計(jì)疏降到設(shè)計(jì)安全水位時的正常水量和最大水量。
(4)在查清水文地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上編制疏干方案,疏水工程應(yīng)與采掘工程密切結(jié)合,疏水工程按其進(jìn)行階段可分為預(yù)先疏和并行疏干。預(yù)先疏干方式有地表式、地下式和聯(lián)合式。
22、承壓含水量不具備疏水降壓條件時,必須采取建筑防水閘門,注漿加固底板,留設(shè)足夠的防水煤柱,增加抗災(zāi)強(qiáng)排能力等防水措施。對防水措施的選擇要在查明水文地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上,根據(jù)具體情況,按照既保證安全又經(jīng)濟(jì)合理的原則選擇。
23、在開拓巷道時,當(dāng)開拓到設(shè)計(jì)水平時,只有在建成防、排水系統(tǒng)后,方可開始向有突水危險(xiǎn)地區(qū)開拓掘進(jìn)。
24、礦井必須堅(jiān)持每月一次逐頭逐面的水害分析評價(jià)、預(yù)測預(yù)報(bào),經(jīng)礦總工程師審批,報(bào)公司業(yè)務(wù)主管部門,同時制定相應(yīng)的防治措施。
25、礦井進(jìn)行采掘編制設(shè)計(jì)時,應(yīng)根據(jù)工作面底板的破壞深度所波及到的深度,編制水害防治工程方案。
26、采取綜合措施預(yù)防高壓水,以保證礦井安全生產(chǎn)。
篇3:帶水壓采掘安全技術(shù)措施
一、礦井概況
河南宏福煤業(yè)有限公司徐莊礦位于滎陽市南部,礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為15萬噸/年,核定生產(chǎn)能力為21萬/年。開采石炭系太原組一1煤層,平均厚度1.15m,煤質(zhì)為無煙煤,頂板l1-l2灰?guī)r,底板本溪組鋁土泥巖,下部奧陶系灰?guī)r。不存在火成巖侵入情況。低瓦斯礦井,屬低沼煤層,煤層傾角平均15°,煤層無自然發(fā)火和無煤塵爆炸危險(xiǎn)。礦井采用立井單水平上下山開拓,中央邊界式通風(fēng),通風(fēng)方法為抽出式。目前主要采區(qū)為西翼12采區(qū)和東翼11采區(qū)。回采工作面采用走向長壁式采煤方法,炮采陷落法管理頂板,工作面采用單體液壓支柱支護(hù),刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸。掘進(jìn)巷道均為裸體巷道,采用點(diǎn)柱支護(hù)形式,人力推車運(yùn)輸。皮帶下山采用膠帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸,大巷采用7噸電機(jī)車,一噸標(biāo)準(zhǔn)礦車運(yùn)輸,井筒提升采用一噸標(biāo)準(zhǔn)罐籠提升。
1、主要含水層:
(1)中寒武-奧陶系灰?guī)r巖溶裂隙含水層,奧陶系灰?guī)r巖溶裂隙較發(fā)育,但不均勻,在斷層破碎地段,巖溶裂隙發(fā)育,富水性強(qiáng)。奧陶系灰?guī)r含水層富含巖溶承壓水,上距一1煤層底板10m左右,是威脅煤礦安全開采的主要含水層。礦井正常涌水量444m3/h,最大涌水量為1332m3/h(新修編地質(zhì)報(bào)告提供),充水水源主要以頂?shù)装寤規(guī)r巖溶裂隙水為主,故將其礦床水文地質(zhì)類型劃歸為復(fù)雜型,即以巖溶裂隙水充水為主的水文地質(zhì)條件復(fù)雜的煤礦床類型。(2)石炭系太原組下段灰?guī)r含水層(l1-3)由石炭系太原組l1-3灰?guī)r構(gòu)成,厚度為10.34~14.37m,平均10m左右。巖溶發(fā)育程度一般,除淺部風(fēng)化帶及斷裂帶附近巖溶較發(fā)育和富水性較強(qiáng)外,其余地區(qū)巖溶不太發(fā)育,富水性較差。l1-3灰?guī)r距離奧陶系灰?guī)r較近,與奧灰水水力聯(lián)系密切。是礦井的另一主要含水層。(3)其他:石炭系太原組上段灰?guī)r含水層(l7-9),二1煤頂板砂巖含水層、二疊系砂巖含水層,第四系松散沉積物孔隙水含水層。以上含水層有的因厚度不夠,含水性不強(qiáng);有的距本煤層較遠(yuǎn),故均不做考慮。
2、主要隔水層:
由位于一1煤層底板的本溪組鋁土泥巖組成,層位穩(wěn)定,厚度一般為4.63-19.44m,平均厚度8.97m,局部厚度較大。
該隔水層雖有一定隔水作用,但由于3方面的原因,隔水效果有限。主要原因是:(1)鋁土泥巖厚度較小,抗壓強(qiáng)度較低;(2)在采動影響下,隔水層受到破壞,有效隔水層厚度減小;(3)礦區(qū)構(gòu)造裂隙發(fā)育,大裂隙常能將煤層及頂?shù)装搴畬酉嗷贤ā?/p>
礦區(qū)的奧灰水經(jīng)過多年的疏排,水位呈逐年下降趨勢,自開采之初的+160米下降到現(xiàn)在的-20米左右,采掘工程范圍內(nèi)的水壓為2-2.2mpa。據(jù)礦井涌水量資料統(tǒng)計(jì),礦井11采區(qū)涌水量正常為273m3/h,12采區(qū)涌水量正常為197m3/h,礦井總涌水量為470m3/h,礦井水文地質(zhì)條件復(fù)雜。
二、安全水頭壓力值計(jì)算
1、根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》和地質(zhì)報(bào)告提供有關(guān)數(shù)據(jù),現(xiàn)對采煤工作面安全水壓計(jì)算如下:
p=tsm=0.1×8.97=0.897mpa
式中?m-底板隔水層厚度,平均8.97m;
p-安全水壓,mpa;
ts-臨界突水系數(shù),mpa/m。
ts值應(yīng)當(dāng)根據(jù)本區(qū)資料確定,一般情況下,在具有構(gòu)造破壞的地段按0.06mpa/m計(jì)算,隔水層完整無斷裂構(gòu)造破壞地段按0.1mpa/m計(jì)算。本區(qū)隔水層完好,所以按0.1mpa/m計(jì)算。
2、根據(jù)近兩年鉆孔水文觀測,目前水位在-20左右,開采標(biāo)高在-160--240之間,開采區(qū)域水壓1.4-2.2mpa,綜上所述,安全水壓為0.897mpa,開采區(qū)域水壓大于安全水壓,屬帶壓開采,特制訂帶壓開采安全技術(shù)措施如下:
三、礦井防治水安全技術(shù)措施
1、根據(jù)“防、排、疏、堵、截”礦井防治水原則
(1)防水
①調(diào)查清楚礦井所在區(qū)域的水文地質(zhì)情況,包括以下方面的內(nèi)容:含水層與隔水層;巖溶水的補(bǔ)給、徑流和排泄;巖溶發(fā)育特征及規(guī)律;礦井出水因素分析;富水性及分區(qū)。
②建立防水隔離設(shè)施,根據(jù)礦井生產(chǎn)地區(qū)布局,已在東西翼大巷分別各建筑了一道防水閘門,保證兩翼水的隔離。
③根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》的要求,結(jié)合本礦井田地質(zhì)、水文地質(zhì)條件留設(shè)出足夠的防水隔離煤柱。
④建立礦井地下水動態(tài)觀測系統(tǒng),在礦區(qū)井下設(shè)計(jì)奧灰水文觀測孔3個,目前已施工完畢2個,及時了解奧灰水位的變化情況。
⑤搞好礦井水文地質(zhì)預(yù)測預(yù)報(bào)工作,對所有采掘頭面必須有月預(yù)報(bào)和臨時預(yù)報(bào),預(yù)報(bào)要求準(zhǔn)確,能夠指導(dǎo)生產(chǎn)。
⑥搞好超前探查工作,堅(jiān)持“有掘必探、先探后掘、先治后采”的原則,各項(xiàng)采掘工程堅(jiān)持采用兩種以上的探測手段對于富水區(qū)作出準(zhǔn)確的預(yù)報(bào),提前采取措施,保證采掘工作面不發(fā)生突水事故。
⑦在本井田范圍內(nèi),留設(shè)足夠的邊界防水煤柱40m和斷層防水煤柱50m,對可疑地點(diǎn)預(yù)先建筑防水閘門或堵水墻,以便及時的隔絕水源。
(2)排水
礦井正常涌水量為444m3/h,最大涌水量為1332m3/h,最大排水能為為3000m3/h,采用中央立井集中排水,中央水倉總?cè)萘繛?680m3,中央泵房安裝有7臺md600-55×4型水泵,綜合井筒內(nèi)布置有4趟排水管路直徑為325mm,預(yù)留水泵位置一臺。西翼12采區(qū)-120m水平水倉容量1500m3,泵房安裝2臺md600-55×4型和1臺md450-60×4型水泵;-240m水平水倉容量3600m3,泵房安裝4臺水泵,型號均為md450-60×4型水泵。東翼11采區(qū)-120m水平水倉容量3000m3,泵房安裝有4臺md450-60×4型水泵;-240m水平水倉容量3800m3,安裝有4臺md450-60×4型水泵。所有泵房的水泵均實(shí)現(xiàn)有用有備,礦井排水能力能滿足安全生產(chǎn)之需。
(3)疏水
①對于l1-3含水層在采掘活動前,進(jìn)行排水疏降,保證其水位降至開采標(biāo)高之下。
②對于奧灰含水層,由于其含水量豐富,補(bǔ)給來源充足,目前疏降至開采標(biāo)高之下難度很大,只能采取加強(qiáng)探測,預(yù)防為主的辦法。
(4)堵水
①井田內(nèi)有部分鉆孔缺乏原始資料,封孔情況不詳,同時因二1煤層頂板滑動構(gòu)造帶的存在,封孔好壞直接關(guān)系到今后生產(chǎn),如發(fā)現(xiàn)漏水及時封閉。
②要及時查清采掘工作面前方的地質(zhì)及水文地質(zhì)情況,掘進(jìn)巷道要保持20m的超前距,鉆探先行,掘進(jìn)過程中實(shí)行長探短掘,如遇異常水量大于30m3/h立即進(jìn)行封堵。
(5)截水
根據(jù)滎鞏煤田的地質(zhì)及水文地質(zhì)情況,不具備截水條件。
2、按照公司文件有關(guān)規(guī)定嚴(yán)格執(zhí)行“預(yù)測預(yù)報(bào)、有掘必探、先探后掘、先治后采”十六字方針。礦井對采掘工作面實(shí)施物探先行,鉆探驗(yàn)證,、長探短掘、長探短采跟蹤預(yù)防。
3、掌握沖積層的厚度和組成,各分層的透水性和含水性。
4、馬泉溝斷層為東、西向展布北升南降正斷層,落差0-25m,在礦井北部邊界以外,根據(jù)11采區(qū)開拓揭露,未發(fā)現(xiàn)有構(gòu)造,對11采區(qū)影響不大,將來開采南側(cè)一1煤時,將會受到北側(cè)太原組上段灰?guī)r和奧灰?guī)r的威脅,應(yīng)引起足夠的重視,所以必須查清斷層、裂隙的位置,錯動距離,延伸長度,破碎帶范圍和含水、導(dǎo)水性能。
5、利用地質(zhì)資料分析含水層和隔水層的數(shù)量、位置、厚度,各含水層的涌水量,滲透性及其到開采煤層的距離。
6、調(diào)查老窯和現(xiàn)采小窯的老空和廢棄井巷的出水點(diǎn)、積水區(qū)位置、范圍、標(biāo)高、積水時間和積水量。定期對礦井周邊小窯的采掘工程進(jìn)行監(jiān)督檢查并標(biāo)注在有關(guān)圖件上,要在礦井充水性圖上用藍(lán)線圈出積水范圍,并外推60m用紅線圈出探水警戒線。
7、開采過程中圍巖破壞及地表塌陷情況,觀測塌陷帶、裂隙帶、沉降帶的高度,以及對涌水量的影響,判斷是否透水等情況。
8、加強(qiáng)地質(zhì)、水文地質(zhì)預(yù)報(bào)、臨時水情水害預(yù)報(bào)工作,堅(jiān)決杜絕漏報(bào)現(xiàn)象。
9、超前探測要采用物探、鉆探、巷探等不少于兩種以上探測方法。
10、各采掘工作面編制有專項(xiàng)防治水措施、地質(zhì)及水文地質(zhì)說明書。
11、井下所有泵房每天必須把水倉存水排完,保證最低水位,24小時有人值班,不能空崗。機(jī)電隊(duì)要不斷對井下所有泵房水泵進(jìn)行檢修,做到水泵完好率100%。如泵房水泵臨時出現(xiàn)故障(特別是中央泵房和東翼泵房),應(yīng)及時向調(diào)度室匯報(bào)。
12、地面變電所必須24小時有人值班,確保井下正常供電。
13、編制礦井中長期防治水規(guī)劃,并組織實(shí)施。
14、完善隔水層等厚線圖、主要含水層水位線圖。
15、各采掘區(qū)隊(duì)要設(shè)專職水情監(jiān)視員,水情監(jiān)視員應(yīng)具備很強(qiáng)的責(zé)任心和一定的防水經(jīng)驗(yàn)。采掘面還應(yīng)建立水情記錄,設(shè)置專門電話和警報(bào)器;一旦發(fā)現(xiàn)惡性突水征兆,能及時發(fā)出信號,組織撤離;報(bào)警制度和細(xì)則應(yīng)使全體人員熟知。
16、加強(qiáng)礦井水文動態(tài)監(jiān)測工作,及時掌握奧灰動態(tài)水位變化情況,并根據(jù)水文變化及時采取相應(yīng)措施。
17、堅(jiān)持周、月水情水害分析制度。
18、定期對兩翼防水閘門試驗(yàn),保持關(guān)閉靈活。
19、對采區(qū)一線職工進(jìn)行防治水專業(yè)知識培訓(xùn),使他們掌握防治水基本常識,井巷突水征兆及避災(zāi)路線,以便應(yīng)對突發(fā)事件發(fā)生。
20、承壓含水層與開采煤層之間的隔水層能承受水頭值大于實(shí)際水頭值時,可帶壓開采,在采掘時,加強(qiáng)對頂、底板涌水情況觀測,發(fā)現(xiàn)問題及時撤出井下工作地點(diǎn)人員,并向礦調(diào)度室匯報(bào),對可疑地點(diǎn)采取封閉、堵墻或使用水閘門進(jìn)行隔離措施。
21、承壓含水層與開采層之間的隔水層能承受的水頭值小于實(shí)際水頭值時,采取疏水降壓的方法,把承壓含水層的水頭值降到隔水層承受的安全水頭值以下,以防突水事故的發(fā)生。
采取疏水降壓方法是在具有底板或頂板承壓含水層的條件下,如果隔水巖柱的厚度不足要求的安全厚度,為了充分利用“巖柱”強(qiáng)度的前提下以達(dá)到安全開采,必須采用疏水降壓開采方案,把承壓水頭降到安全壓力以下。
(1)要查明承壓含水層的水文地質(zhì)邊界條件
(2)要查明承壓含水區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造和含水層,隔水層的情況,通過各含水層、隔水層情況、含水層動態(tài)觀測、各含水層間接觸關(guān)系和地質(zhì)構(gòu)造等因素的綜合分析,查明要疏放水層的主要補(bǔ)給水源和補(bǔ)給途徑。
(3)要根據(jù)所掌握的資料編制各種專用圖紙,對水文地質(zhì)資料進(jìn)行分析,確定合理的降壓值和安全水壓,預(yù)計(jì)疏降到設(shè)計(jì)安全水位時的正常水量和最大水量。
(4)在查清水文地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上編制疏干方案,疏水工程應(yīng)與采掘工程密切結(jié)合,疏水工程按其進(jìn)行階段可分為預(yù)先疏和并行疏干。預(yù)先疏干方式有地表式、地下式和聯(lián)合式。
22、承壓含水量不具備疏水降壓條件時,必須采取建筑防水閘門,注漿加固底板,留設(shè)足夠的防水煤柱,增加抗災(zāi)強(qiáng)排能力等防水措施。對防水措施的選擇要在查明水文地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上,根據(jù)具體情況,按照既保證安全又經(jīng)濟(jì)合理的原則選擇。
23、在開拓巷道時,當(dāng)開拓到設(shè)計(jì)水平時,只有在建成防、排水系統(tǒng)后,方可開始向有突水危險(xiǎn)地區(qū)開拓掘進(jìn)。
24、礦井必須堅(jiān)持每月一次逐頭逐面的水害分析評價(jià)、預(yù)測預(yù)報(bào),經(jīng)礦總工程師審批,報(bào)公司業(yè)務(wù)主管部門,同時制定相應(yīng)的防治措施。
25、礦井進(jìn)行采掘編制設(shè)計(jì)時,應(yīng)根據(jù)工作面底板的破壞深度所波及到的深度,編制水害防治工程方案。
26、采取綜合措施預(yù)防高壓水,以保證礦井安全生產(chǎn)。