炭窯峪煤業有限公司礦井防治水方案

炭窯峪煤業有限公司礦井防治水方案

根據國家安全生產監督管理總局發布的《煤礦防治水規定》和《煤礦安全規程》規定，煤礦企業、礦井應當編制本單位的防治水方案，并組織實施。我煤業公司組織編制了本礦防治水規劃方案。
礦井概況：
山西煤炭運銷集團炭窯峪煤業有限公司井田位于大同市市區N45°E，直距28 km，行政區劃屬大同市南郊區口泉鄉管轄，其地理坐標:
東經 113°01′39″－ 113°02′46″,
北緯 39°56′01″－39°56′31″。
該公司井田范圍二00九年十二月九日，由山西省國土資源廳頒發采礦許可證，證號C1400002009121220047236，批準開采18-25號煤層，礦區面積1.6421km2,礦井生產規模60萬t/a。井田為一不規則的多邊形，東西長約1400m，南北寬1200m。批復劃定礦區范圍由9個拐點坐標（1980西安坐標系）圈定：
井田地處晉北高原，屬于黃土高原丘陵地帶，基巖出露面積較大，溝谷較發育。地形最高點位于井田西南部的山頂標高為1656.70m，最低點在井田的東北角標高為1375.00m，最大相對高差為281.70m。地形總的走向為西南高東北低，井田內覆蓋的黃土，由于長期受水流的沖蝕切割，區內溝谷較發育，多呈樹枝狀展布。
二、水文
本區屬于海河流域永定河水系,桑干河支系，井田內無大的地表水體，只有一條黃土沖溝與口泉河相通，但常年無水，只有在雨季才有短暫洪水排泄。
口泉河為本區域的主要河流，全長54km。流域面積216 km2，河寬
100-300m，平日干涸無水，為滲漏層河床，雨季時最大洪水量可達600m3/s。
三、氣象
本區域屬于北溫帶半干旱季風氣候，以冬季較長，寒冷干燥，夏無酷暑，春秋多風，氣溫干燥，風沙大，風期長，四季分明，溫差顯著為本地區氣候特點。
現將大同氣象臺2000～2006年氣象資料分述如下：
1、氣溫：一般較低，以年溫差大為特點， 年平均氣溫為6．8～8．8°C，年極端最高氣溫35．4°C，年極端最低氣溫-26．5℃，季溫和晝夜溫差顯著。
2、降水量：歷年降水量280．8～43 1．5mm，降雨多集中在7、8、9三個月，約占全年降水的75～80％。
3、蒸發量：歷年年蒸發量l 885．1～2386．3mm，其中5～7月蒸發量最多，約占全年蒸發量的50～60％。
4、風：大同地區一向以風沙多而著稱，西北風幾乎貫穿全年，每年有風時間占全年總時間的70％，多集中于冬春季節，年平均風速為3．2m／s，最大可達17m／s。
5、濕度：歷年平均相對濕度為53％，最大相對濕度l00％，最小相對濕度為0。
6、凍土：歷年凍土月份為ll月至第二年4月。最大凍土深度l610mm。
7、霜凍期：歷年年霜凍期為177-2 1 8天，一般為每年的9月至翌年的4月。
8、年結冰期：歷年年結冰期為177-209天，一般為每年的10月至翌年的4月。
9、降雪量：2009年降雪量超過9cm,最大降雪量為26cm。
四、礦井地質
本井田位于大同煤田中東部邊緣地區，井田內西部部分被第四系黃土覆蓋，南部和東部地層出露明顯，南部靠近地層出露地區地層傾角較大，根據以往勘探資料，本井田內發育的地層由老到新為：古生界的寒武系、奧陶系、石炭系和二迭系地層，中生界的侏羅系地層及新生界的第四系地層。現自下而上敘述如下：
構造：
本井田內基本為一單斜構造，地層走向為N11°E，傾向NW，傾角在西部一般為7-10°，在東部露頭線附近可以達到55°以上。總的來說在靠近煤層露頭部分地層的傾角變大。井田內未發現有斷裂構造，無陷落柱，也沒有發現巖漿巖侵入煤系地層。
綜上所述，本井田為一單斜構造，斷裂構造不發育，構造類型屬簡單類型。
五、礦井水文地質
㈠、地表水
該礦井田位于大同煤田的中東部邊緣地帶，大同向斜的東南翼，口泉山脈西部高坡，半高坡地段，北部大部分地區為黃土覆蓋，東南部基巖出露明顯，沖溝較為發育而無地表水體。地表逕流主要來源于雨季山洪瀑發，且時間短暫，雨后排泄很快，入滲量小。據調查主井口附近最高洪水位標高為 1290.00 m，主井口標高為1360.00 m，風井口附近最高洪水位標高為 1300.00 m，風井口標高為1399.00 m，現在設計的副井口（平垌）附近最高洪水位標高為 1186.00 m，副井井口標高為1243.00m，主、副、風井井口位置均位于最高洪水位線之上，洪水對井口一般情況下沒有影響。
㈡、含水層
（1）.奧陶系灰巖含水層
該礦南部有大部分石灰巖出露，是奧灰水的補給區。奧灰巖地層厚50.00-130.00 m,巖性主要為石灰巖，巖溶裂隙不太發育，可溶巖性很少，富水性弱。單位涌水量小于0.10L/s.m，水質類型為HSO4—Ca.Mg型。
（2）．太原組砂巖裂隙含水巖組
該組巖性由灰、灰白色石英砂礫巖、粗砂巖、細砂巖及黑色砂質泥巖、煤組成。巖石埋藏深，膠結致密，裂隙發育甚微，單位涌水量0.0047L/s.m，滲透系數0.004m/d，含水性弱。
（3）山西組，上下石盒子組砂巖裂隙含水巖組：
巖性由灰色、深灰色砂質泥巖、中、細砂巖組成，巖石埋藏深，膠結致密，滲透性不良，裂隙不發育，補給條件差，含水性極弱-弱，地下水不會補給井下。
（4）永定莊組砂巖裂隙含水巖層
巖性為灰、灰黃色砂巖、砂質泥巖、中粗砂巖及薄層灰色鋁土泥巖，裂隙少，埋藏較深，含水性極弱。
（5）大同組砂巖裂隙含水巖層
本組地層巖性主要由灰白色、灰色、深灰色，砂質泥巖、中細砂巖及煤組成。據鄰區云崗礦對該層做的抽水試驗，單位涌水量在0.00138-0.022 L/s.m之間，水質類型一般為SO4.HCO3-Ca.Mg，SO4-Ca.Mg，礦化度0.312-1.992g/L，總硬度5.1-79.53德國度，PH值6.8-6.9。
（6）第四系沖積層
巖性主要由砂礫石、砂土組成，過去有些民井取用該層地下水，由于煤層大面積開采，地下水滲入井下，水量已十分微弱。
㈢、隔水層
本溪組：為本區煤系地層主要隔水層，巖性以灰黑色砂質泥巖、泥巖為主，底部有紫紅色山西式鐵礦（不穩定）及1-2層灰色鋁土泥巖，中間夾1-2層泥灰巖，其中K1較穩定。巖石膠結致密，厚17.10-33.63m，平均24.20m。是一良好的隔水層。
㈣、礦井充水因素分析
由于本井田位于口泉山脈西部高坡，半高坡地段，地表溝谷長年基本無水，地下水受東部大同斷陷盆地和西部大同向斜構造體系的影響，也難以匯聚。口泉河由西向東匯入桑干河。
1．井田東部煤系地層露頭帶易于接受大氣降水，經裂隙沿地層傾向進行補給。但補給貧乏對礦井生產影響較小。
3．大氣降水及地表水、沖積層水順上覆地層裂隙滲入補給煤系地層。屬于散流地形泄流條件好，入滲量少。
4．奧陶系灰巖由于巖溶發育不均，故其富水性不均一，井田內未進行過有關水文地質試驗，依據西部相鄰同煤大唐塔山煤礦的奧灰水位曲線圖分析，該礦奧灰水位標高在1061.00m-1057.00 m。均低于各煤層的底板標高。
六、礦井的主要水害
1．采空區積水
大同市南郊區口泉郊城村炭窯峪煤礦經過20多年的開采，又整合了原來的羊坊村炭窯峪煤礦（關閉礦井），各礦井生產歷史較長，在加上原始資料短缺，資料收集不全，未來礦井主要水害應來自于原來各生產礦井采空區積水。據調查在原來郊城村炭窯峪煤礦井田中部18號煤層采空區內發現有采空區積水，采空積水面積約為0.013km2，采空區煤層平均厚度2.44m。

 QC——老窯積水量（m3）
 K——采空區或巷道的充水系數（取0.25）。
 M——采空區平均采高，m。
 F——采空積水區的水平投影面積m2。
 經估算該采空區大約有7873立方米左右的積水。本礦在采掘18號煤層的過程中必須要注意留足防水煤柱，以免造成透水事故。
 2．由于18號煤層采空區有積水，所以在開采下部煤層（19-22）時采空區的水向下滲透直接影響下部煤層的開采。現根據《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程》有關的垮落帶、導水斷裂帶的最大高度經驗公式 HL=來求的各煤層的導水裂隙最大高度：
 其中：HL——導水裂隙最大高度（m），
 ΣM——累計采厚（m），
 經計算19-22號煤層的導水裂隙帶最大高度為86.38m（其中：
ΣM=22 .13），19-22號煤層距18號煤層最大高度為5.08 m；25號煤層的導水裂隙帶最大高度為69.20m（其中：ΣM=4 .36），25號煤層與19-22號煤層的最大層間距為57.64m；所以上部煤層采空區的積水一定會影響到下部煤層的開采。因此在開采下部煤層時要把上部18號煤層采空區的積水進行疏干排放，保證安全生產。
 3．由于該井田內東部有露頭煤，據調查走訪老礦工，在上世紀九十年代當地人已經開始開采露頭煤，到現在沿露頭煤上仍能看到挖的小山洞，小采場。后期原炭窯峪礦按設計沿露頭煤開掘井筒，向下延深，按設計水平開采傾斜煤層，開采煤層大部分是18#、19#—22#煤層，因此我們現在觀察到的露頭煤，到處都是私挖亂采遺留的山洞、采場。這些洞穴、凹槽，雨季洪水無法排出，沿凹槽從露頭煤層滲入井下，給井下帶來了一定的安全隱患，為此公司一定要先治理后開采。
 4．根據調查礦方老工人，目前19-22號煤層采空區內沒有發現有積水，積氣等現象。
 三、水文地質類型
 該礦位于大同煤田中東部邊緣地區，屬于低山丘陵區，大部分被黃土覆蓋，地表植被稀少，降雨量少且集中，不利于大氣降水的滲透補給。地下水補給貧乏，基巖富水性弱。受采掘破壞的裂隙含水層補給條件一般，且存在少量的老空積水區。就目前情況分析該礦水文地質條件屬于中等類型。
七、礦井涌水量預算
 ㈠、礦井實際涌水量
 根據以往生產情況觀測，原南郊區郊城村炭窯峪煤礦涌水量較小，礦井正常涌水量10m3/d，最大涌水量為30m3/d。礦井最大含水系數為0.03m3/t，一般含水系數0.01 m3/t。
 ㈡、礦井涌水量預算
 本礦范圍以往未做過專門水文地質工作和抽水試驗，根據原南郊區郊城村炭窯峪礦井涌水量資料，本次采用比擬法預算礦井涌水量。
 本礦重組后開采石炭系煤層（18、19-22、25號煤層），年產量增至60萬噸/a，日產量為1818噸，采用比擬法計算如下：
 計算公式為Kp= Q/P
 式中Kp——含水系數，指同一時期（一天）礦井的排水量Q（t）與開采量P（t）之比。
 Q最大=0.03×1818=54m3/d
 Q正常=0.01×1818=18m3/d
 該礦井重組后預計最大涌水量54m3/d，正常涌水量18m3/d。
八、防治水主要工作
 ㈠地面防治水
 1.成立防洪工作領導組，全面負責礦井雨季防洪工作。儲備一定的防洪物資，配備專人管理，并不得挪作他用。
 2.每年雨季前由防洪工作領導組負責組織相關部門對井口、工業廣場附近的防洪設施（包括攔水壩、橋涵、護坡、導水渠等）、生產、輔助、生活建筑物和設施進行全面檢查，發現問題及時維修、清理。
 3.每年雨季前由安全副礦長負責組織地測、安檢、通風等相關部門對井田范圍內的地表裂縫進行全面調查，重點是上一年度開采的范圍、采空區范圍，并將裂縫的分布情況、規模、范圍填繪在井上下對照圖上。對漏風、溝谷內可能向井下灌水的裂縫要及時組織人員進行充填。
 4.由安全副礦長負責組織地測、安檢、通風等相關部門對井田周邊的礦井進行定期走訪、調查，互通信息，充分掌握周邊礦井的開采現狀，確保井田邊界安全隔離煤柱不受破壞。
 ㈡井下防治水
 1.做好水泵、水管、閘閥、排水用的配電設備和輸電線路的日常檢查和維護工作。每年雨季前，全面檢修1次，并對全部工作水泵和備用水泵進行1次聯合排水試驗，做好記錄，發現問題，及時處理。
 2.及時清理沉淀池和水溝中的淤泥；每年雨季前清理1次水倉。
 3.采取以月報為主，結合臨時預報的方法，做好地質及水害預報工作。
 4.依據“有掘必探、先探后掘、先治后采”的防治水原則做好探放水工作。在我礦的所有掘進工作面堅持超前探放水，杜絕頂水采煤，防止前方采空區和上覆采空區積水威脅礦井安全生產。、
 5.加強測量工作，保證井巷工程按照設計施工，防止與相鄰礦井、與相鄰巷道、采空區誤貫通。一旦發生誤貫通，由礦長負責，立即采取應急措施，防止事故發生，及時密閉貫通口，查清事故原因，總結經驗，吸取教訓，防止類似事故發生。
 6.加強探放水隊伍建設、配備符合規范的探放水設備，保障探放水工作按照設計施工。
 7.認真編制《年度防治水計劃》
 礦技術負責人每年組織編制《年度防治水計劃》，制定有針對性的礦井水害防治工作方案及安全技術措施。
 8.留足礦井保安煤柱
 9.認真做好水害預測預報工作
 水害預測預報按年、季、月對每一采掘點逐一進行，根據劃定的積水線、探水線、警戒線進行探放水，尤其在掘進井田邊界巷道時必須堅持“有掘必探、先探后掘、先治后采”的探放水原則，探放水鉆孔施工必須有現場監督人，探放水報告單上施工負責人及監督人必須簽字，嚴格執行探放水方案。
 ㈢加強探放水設備的檢查維修
 礦井配備了ZY-1250煤礦全液壓鉆機，功率為22kw，配備了相應的配件。設置專人對相關設備進行檢查和維修，易損壞有足夠的備用量。
 ㈣制定礦井水害應急預案
 礦井要制定水害應急預案，技術負責人每年組織修訂一次；預案的內容包括：預案編制的目的、工作原則、編制依據；明確各組織機構的職責、權利和義務，以突發事件應急響應全過程為主線，明確事件發生、報警、響應、結束、善后處理處置等環節的主管部門與協商部門；以應急準備及保障機構為支線，明確各參與部門的職責，建立預警和預防機制等；還應包括：應急響應、后期處置、保障措施等。
 ㈤防治水管理工作
 1.加強領導，落實責任，確保礦井防治水工作的落實，成立礦井防治水領導機構，加強對防治水工作的領導，組織專門的防治水隊伍。
 2.認真開展水文地質調查
 公司技術負責人每年雨季來臨前組織相關人員進行一次水文地質調查，并形成正式的文字報告，作為指導采掘生產依據；每月組織一次水害隱患排查會議，由技術科、探水隊、專業技術人員參加，并做好記錄。
 3.認真做好井下水害隱患排查工作
 公司每季度至少組織一次礦井防治水隱患排查工作。每年雨季來臨前必須對地面排洪溝、井下排水溝進行清理，根據季節不同，分別有重點的進行水害隱患排查，對查出的隱患問題逐條制定整改措施。
 4.加強對職工的防治水安全教育，增強礦井抗擊水害的能力。
 5.建立健全各種防治水圖紙、臺賬、記錄，加強防治水標準化建設工作。