紅旗三礦礦井中長期防治水規劃

　　紅旗三礦礦井中長期防治水規劃

　　紅旗三礦

　　2010年12月

　　河南紅旗煤業股份有限公司三礦

　　礦井中長期防治水計劃

　　第一章 礦井概況

　　河南紅旗煤業股份有限公司三礦位于鞏義市大峪溝鎮玉皇廟村，西距鞏義市15公里，東距大峪溝礦務局2公里，310國道從礦區南部經過，有簡易公路與310國道相連 。該礦屬地方國有煤礦企業，該礦井采用一對立井單水平上山開采，主井供上下人員、下卸物料、提升原煤。主井選用2JK—2.0*1.0礦用提升絞車;風井為總回風井，井筒裝備梯子間，兼作安全出口。礦井開采二1煤層，埋藏于二1煤系山西組。技改后礦井年產量為15萬噸。

　　該礦井田位于滎鞏煤田西端，四周高中間低，為一向西北方向開口的山澗溝谷地帶，是區域地下水匯徑流區。王河是排泄區內地表水和地下水的主要河流，在站街鎮附近匯入伊洛河，屬季節性河流。

　　該礦井田位于滎鞏煤田西端，四周高中間低，為一向西北方向開口的山澗溝谷地帶，是區域地下水匯徑流區。王河是排泄區內地表水和地下水的主要河流，在站街鎮附近匯入伊洛河，屬季節性河流。

　　礦井開采的煤層屬于二迭系山西組的二1煤層，直接頂板多為泥巖或砂質泥巖，直接底板多為泥巖、灰質泥巖或砂質泥巖，主要含水層為頂板砂巖。裂隙、孔隙不發育，富水性弱，底板為太原群上部灰巖，屬于二類一型或三類一型。井田范圍內無大的斷層和褶曲，地質條件比較簡單，但煤層賦存極不穩定，且無規律可循，短距離內煤層有突然增厚、變薄的現象，且有不可采帶及無煤帶出現。煤層的平均厚度約2.1m，煤層的傾角為 7°～14°。二1煤多呈粉末狀，煤質松軟，強度低，煤層無自燃發火傾向，煤塵無爆炸危險性。

　　第二章 危險源的確定及分布情況

　　1、我礦井地表溝谷縱橫，采厚較淺，且地表又有季節性河流，當開采接受這些影響范圍時，若與開采塌陷的裂縫相聯通，易有可能地面水進入井下造成事故。

　　2、由于大峪溝礦區開采歷較長，老窯較多，且資料不詳，開采過程中，一旦與老窯通透即易出現水害。而且紅旗礦工業廣場就位于老窯采空區之上，若對塌陷資料掌握不夠確切，尤其夏季遇到暴雨、洪水，會危及地面建筑安全。

　　3、礦井地質工作中鉆孔封內資料不詳，開采亦應引起重視，否則，一旦遇到有水鉆孔即會產生透水事故。

　　4、排水設備及其排水管路的排水能力與運行狀態如出現問題，皆會影響礦井的安全生產，輕者礦井涌水無法正常排出，造成停產;重者有可能導致淹井。

　　5、二1煤頂板砂巖含水量，厚0～2.49m，一般10～20m，單位涌水量：Q=0.0000532～0.0079L/s.m，滲透系數：N=0.00053～0.0352m/d。二1煤底板太原群上端灰巖，富水性極不均勻，受斷裂構造和開采后水壓失衡的影響，可能和深部含水層發生水力聯系，導致礦井突水。

　　6、部分鉆孔封孔質量差，且資料丟失，當掘進回采工作面接近這些鉆孔時，有出現突水的可能。

　　第二章 防治水組織機構

　　為預防水患事故的發生，進一步查明采掘工作面的水情，及時掌握井下涌水情況，能夠更充分的對井下水災水患提前做出明確判斷，及時治理井下水災水患，預防井下水災事故發生。經公司領導研究決定建立專業防治水隊伍。

　　一、治水隊伍設置

　　由永安煤礦成立一支專業防治水隊伍

　　二、防治水人員配備

　　由永安煤礦設立專職防治水小組，設組長一人，專職技術員一人，地質人員一人，井下作業人員20人。

　　組 長：焦戰彪

　　技術員：許雪寶 地質勘查員:趙學文

　　水患檢查員：張元奇 劉陽輝

　　三、專職防治水隊伍職責

　　專職防治水隊伍在有關領導負責下，依照國家煤礦水準地規定履行以下職責：

　　1、專職防治水小組全面負責我礦的水害防治事宜。

　　2、專業防治水小組負責查明礦區及礦井的水文地質條件，且每年汛期前負責收集調查和核對相鄰煤礦和老窯的情況，并在井上下對照圖上標注其開采范圍，開采年限及積水情況。

　　3、防治水小組負責編制我礦的長期防治水計劃和年度防治水計劃及各種探放水措施并組織實施。

　　4、防治水小組領導負責我礦各種防治水工程的設計、檢查和驗收工作。

　　5、井下探放水各工程的施工必須有記錄、日報表，掌握井下的水情，對水災水患做出正確的預測，并報有關領導進行簽閱和研究。

　　第四章 井下探放水

　　一、井下探放水原則

　　為預防水患事故的發生，進一步查明采掘工作面的水情，并將水有控制的放出，生產中進行探放水。

　　井下探放水根據《煤礦安全規程》第285條規定：“礦井必須做好水害分析預報，堅持有疑必探，先探后掘，物探先行，鉆探驗證的探放水原則。”

　　對采掘工作面有下列情況之一的必須進行探放水：

　　(1)接近水淹的井巷、老窯或小窯時。

　　(2)接近含水層、導水斷層、含水裂隙密集帶、溶洞或陷落柱時。

　　(3)打開隔離煤柱放水前。

　　(4)接近可能與河流、湖泊、水庫、蓄水池、水井等相通的 斷層破碎帶或裂隙發育帶時。

　　(5)接近可能涌水的鉆孔時。

　　(6)接近有水或稀泥的灌漿區時。

　　(7)采動影響范圍內有承壓含水層或含水構造，或煤層與含水層間的隔水巖柱厚度不清，可能突水時。

　　(8)接近礦井水文地質條件復雜的地段，采掘工作面有涌(突)水預兆或情況不明時。

　　(9)接近其它可能涌(突)水地段時。

　　二、探水作業前的準備工作

　　《煤礦安全規程》第288條規定，在安裝鉆機探水前，必 須遵守下列規定：

　　(1)“加強鉆場附近的巷道支護，并在工作面迎頭打好堅固的立柱和攔板。”其目的是為保持探放水地點巷道的穩定性。水壓大時，避免發生冒頂和片幫事故，還可以在立柱上固定套管，防止被水沖擊，擴大水情。

　　(2)“清理巷道，挖好排水溝。探水鉆孔位于巷道低洼處時，必須配備與探放水量相應的排水設備。”

　　鉆眼透水后，使水沿水溝流走或排走，防止水流沖動浮煤和材料發生堵塞，改變水流路線而引起其他災害。

　　(3)“在打鉆地點或附近安設專用電話。”遇到水情緊急，便于及時報告礦調度室，盡快采取相應的措施。

　　(4)“測量和探放水人員必須親臨現場，依據設計確定主要探水孔的位置、方位、角度、深度以及鉆孔數目。”主要探水孔在探放時，測量人員根據設計要求，測定探水地點的坐標與標高，確定鉆孔的方位、角度、深度;負責探放水員，根據測量人員提供的要求施工，這樣易于達到設計要求，順利地將水放出。

　　第一節 老窯水探放

　　一、老窯水探放原則及程序

　　(一)老窯水探放原則

　　依老窯積水數量的多少，礦井現有排水能力、老窯水的動力補給量、水質和疏放后可能解放煤炭的資源量等因素，綜合考慮，以安全、經濟、合理為原則。對老窯水探放，視具體情況還可細分為：

　　1.積極探放

　　老窯區不位于河流或重要的建筑物之下，排放老窯水不會過分加重礦井排水負擔，且積水區下尚有大量礦產資源急待開采時，應積極探放，以徹底解除隱伏水患。

　　2.先堵后探放

　　老窯區為強含水層或因其他水源所淹沒且出水點動力補給 量大，應先堵住水點后再進行探放水。

　　3.先降壓后探放

　　對以靜儲存量為主，水量大、水壓高的老窯積水區，應先從頂、底板巖層打穿層放水孔，待水壓下降后，再沿煤層打探水鉆孔。

　　4.先隔離后探放

　　老窯積水量較大，水質差(酸性大)，或為避免長期負擔排水費用，則應留設煤(巖)柱與生產區隔離，待到礦井生產后期再作處理。

　　(二)探放水程序

　　老窯水探放一般是在正式探水前，對小窯或老窯積水區進行調查，圈定采空區范圍，確定積水邊界，隨后劃定探水線，編制探、放水設計，確定掘進超前距離。完成上述內容后進行探水和整理探水資料，隨后確定掘進距離，通知開拓單位掘進，然后再探水，依此類推，循環進行，直至揭露老窯區，放盡積水為止。

　　二、探水鉆孔的布置

　　(一)探放水的主要參數

　　1.超前距

　　探水鉆孔終孔位置應始終超前掘進工作面一段距離，該距離稱超前距。

　　2.允許掘進距離

　　經探水證實無水害威脅，可以安全掘進的長度稱允許掘進距離。

　　3.幫距

　　幫距是指使巷道兩幫與可能存在的老窯積水之間保持一定的安全距離，即呈扇行布置的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，超前距一般采用20m，在薄煤層中可縮短，但不得小于8m。

　　4.鉆孔密度(孔間距)

　　它指允許掘進距離終點橫剖面上探水鉆孔之間的間距，不超過3m,以免漏掉老窯巷道。

　　如下圖探水主要參數示意圖3-1

　　

 

　　(二)探放水的布置方式

　　探放水的布置方式和巷道的類型、煤層厚度與產狀有關 ，探水鉆孔的布置從平面上看，主要有扇形和半扇形兩種。

　　1.扇形布置

　　巷道處于三面受水威脅的地區，進行搜索性探放老窯水，其探水鉆孔多按扇形布置(見圖)，探水鉆孔之間的平面夾角，一般在7°-15°，使巷道前進的方向及左右兩側需要保護的煤層空間有鉆孔控制。

　　

 

　　2.半扇形布置

　　對于積水肯定在巷道一側的探水區，探水鉆孔可呈扇形布置(見圖)

　　

 

　　第二節 斷層帶探放水

　　一、 斷層探放水原則與探查內容

　　(一)斷層探放水原則

　　凡遇下列情況都必須探水：

　　(1)采掘工作面前方或附近有導水斷層存在，但具體位置不 清或控制不嚴時;

　　(2)采掘工作面前方或附近，預測有斷層存在，但具體位置和含水性不清，有可能突水時;

　　(3)采掘工作面底板隔水層厚度與承受水壓都處于臨界狀態，采掘工作面影響范圍內斷層賦存情況不清，一旦遇到就可能突水;

　　(4)巷道揭露或穿越斷層無突水征兆，但隔水層厚度及實際水壓接近臨界狀態，工作面回采時可能突水;

　　(5)井巷工程在淺部穿越斷層時已證實不含水，但深部有可能突水時;

　　(6)根據井巷工程和斷層防水煤柱留設的特殊要求，必須查明斷層時;

　　(7)采掘工作面接近推斷導水斷層100m時，或距已知含水斷層60m時;

　　(8)采區內小斷層使煤層與強含水層的距離縮短時，或采區內構造不清、含水層水壓大于2Mpa-3Mpa時。

　　(二)斷層探查的主要內容

　　(1)查明斷層位置、落差、走向、傾向、傾角，斷裂帶寬 度、充填物和充填程度，斷層的導水性與富水性。

　　(2)查明斷層兩盤斷裂外帶裂隙、巖溶發育情況、兩盤對接的巖層及其富水性。

　　(3)查明煤層與強含水層的實際距離。

　　(4)查明斷層探水孔不同深度處的水壓、水量、沖洗液消耗量，確定或判斷底板水在水層的導升高度;

　　(5)通過放水試驗和連通試驗查明斷層導水性、富水性以及通過斷層的側向補給水量，為安全采掘、礦井防治水措施提供實際資料與理論依據。

　　二、斷層探放水方法

　　(一)探查工作面前方已知或預測含水斷層

　　先布置巷道掘進前方1號孔，盡可能一鉆打透斷層，然后再打2號、3號孔，以確定斷層走向、傾向、傾角和斷層的落差及兩盤的對接關系。其中至少有一個孔打在斷層與含水層交面線附近。

　　(二)隔水巖柱處于臨界狀態對采掘工作面前方的探查

　　沿巷道掘進方向打3個孔，盡量打深，爭取一次打透斷層，否則就必須留足超前距，邊探邊掘直至探明斷層的確切情況，再決定具體的防治水措施。

　　(三)巷道實見斷層，在采動影響后有無突水危險性的探查

　　向下盤預計采動影響帶內打1號孔，探明斷層帶的含水和水壓、水量的情況。若有水，采后就很有可能突水;若無水，則還應向預計采動帶以下打2號孔，然后根據具體條件，分析突水的可能性和采取相應的防水措施。

　　第五章 地面防治水

　　我礦井的水文地質條件簡單，主要含水層為頂板砂巖,裂隙、孔隙不發育，富水性弱。井下涌水多為季節性地表裂隙水，礦區內無大的河流經過，礦區地處中原氣候干旱，降雨量不大。我礦高度重視礦井防治水工作，近幾年中，礦井的防治水重點：

　　1、礦區內地表裂隙和地表塌陷區的整定工作，在礦井的主要采區采空區進行地面的整定，恢復地貌，防止地表裂隙滲水進入井下。

　　2、礦井內主要線路的整定，組織有關人員對礦井的供電線路及主要的供電設備進行檢查檢修，保證線路和設備的完好。

　　3、對地面的水溝進行規劃，清理和挖掘河溝，保證汛期河水暢通，防止河水堵塞造成礦井淹井。

　　第六章 礦井防治水管理措施

　　(一)水災發生前的預兆：

　　采掘工作面或其它地點發現有掛紅、掛汗、空氣變冷、出現霧氣、水叫、頂板淋水加大，頂板來壓、底板鼓起或產生裂隙出現滲水、水色發渾、有臭味等是突水前的預兆。

　　(二)防治水措施

　　1、對汛期前地面檢查發現的地裂、沉陷、滲漏等異常情況，防治水小組立即制定治理措施，負責限期完成治理工作，且治理后定期進行觀測。

　　2、防治水小組在汛期加強對歷史采空區域等地段及玉皇廟水庫的觀測，檢查治理防洪情況，防止山洪通過裂隙進入井下。

　　3、汛前各隊要編排防汛搶險勞動組織，切實做好應急值班工作。

　　4、各采區在汛期應準備相當數量的沙包，嚴防裂隙及小窯透水涌入采區工作面。

　　5、井下中央泵房的水泵和管道要經常檢查維修，保證臺臺好，加強主排水管道維修，及時清挖水倉以防意外水量增加。

　　6、做好井下水文地質工作，加強井下水文觀測，及時發現和掌握井下水情變化情況，以便及時發現異情及時采取措施。

　　7、凡設計中留有煤柱的地方，嚴禁隨意開采。

　　8、加強防排水設備的維修、管理，經常保持良好狀態，雨季以前必須全面檢修一次，并對工作水泵和備用水泵進行一次排水試驗，發現問題及時處理。定期對水倉和水溝進行清理，由礦長負責組織人員每年至少清理二次，在雨季前必須清理一次。

　　9、雨季前對供電線路全部檢查一次，并校檢防雷電裝置，對礦井排水系統進行聯合試運轉，對地面水溝要清挖、疏通，使其暢通無阻。

　　10、堅持“有疑必探、先探后掘、物探先行，鉆探驗證”的探放水原則，探防水工作由專人負責。探防水工作，必須編制探放水設計，并根據探測結果采取相應措施。巷道頂底板滲、淋水較大時要進行詳細記錄、分析。

　　12、凡巷道、工作面接近水體時，必須進行探放水工作。探放水工作要有專項設計。

　　13、每年汛期到來時，有調度室記錄天氣預報情況，對可能發生的惡劣天氣，及早做好防洪準備。

　　14、汛期前有機電部門對地面供電線路、供電設施全部檢查一遍，并做好防雷電工作。

　　第七章 長期防治水規劃

　　第一節 礦井長期防治水地質條件

　　1、根據我礦礦井設計規劃，預計在+140水平開拓礦井第二水平，由于井田南部有老窯開采歷史，隨著開采水平進一步向南部上山區域拓展，礦井受到老窯水威脅的程度會逐增大。

　　2、開拓接近老窯警戒線時，水文地質條件更加復雜，礦井水患的重點對象將轉入老窯水和裂隙水以及露頭水，由于大峪溝礦區開采歷較長，老窯較多，且資料不詳，開采過程中，一旦與老窯通透即易出現水害。

　　3、若對塌陷資料掌握不夠確切，尤其夏季遇到暴雨、洪水，會危及地面建筑安全。

　　4、礦井地質工作中鉆孔封內資料不詳，開采亦應引起重視，否則，一旦遇到有水鉆孔即會產生透水事故。

　　所以，礦井防治水工作將是一項長期的、大規模投入的系統工程。

　　第二節 水文地質資料的補充勘探

　　根據礦井技改設計地質報告提供資料，本礦11采區上部有小煤窯存在，資料不詳應采取物探查明老窯、老空及積水情況。

　　第三節 進一步加強地面防治水

　　1、地測科要根據礦井受水害威脅情況和雨季“三防”的工作要求，組織開展水患排查活動。

　　2、地測科加強勞動紀律管理，實行24小時值班。做到接話及時，傳達迅速，工作有布置、有檢查、有落實、有匯報，做到召之即來，來之能戰，以保證我礦的安全生產。

　　3、地側組要定期對塌陷區、地面裂縫、河道、水庫等認真進行檢查、組織充填,疏通河道、排水溝、泄洪道,并設專人晝夜巡查。

　　4、礦區內地表裂隙和地表塌陷區的整定工作，在礦井的主要采區采空區進行地面的整定，恢復地貌，防止地表裂隙滲水進入井下。

　　5、礦井內主要線路的整定，組織有關人員對礦井的供電線路及主要的供電設備進行檢查檢修，保證線路和設備的完好。

　　6、對地面的水溝進行規劃，清理和挖掘河溝，保證汛期河水暢通，防止河水堵塞造成礦井淹井。

　　第四節 加強井下防治水

　　1、堅持“有疑必探、先探后掘、物探先行，鉆探驗證”的探放水原則，探防水工作由專人負責。老窯水及斷層水的探放嚴格按照《探放水作業工程》

　　每月地測組要根據生產作業計劃對采掘工作面水害情況預測預報，勘察采掘工作面附近的積水情況。

　　2、泵應經常保持性能良好狀態，水倉也應保持應有的倉容，以利抵御水患。

　　3、要加強探放水機具的維修與保管，確保正常使用。

　　4、中央泵房由礦組織在汛前進行一次聯合排水試驗，并寫出報告，對發現的問題要限期整改到位。

　　5、若探水中間發現險情及時和救護隊聯系。汛前各隊要編排防汛勞動組織，切實做好應急值班工作。

　　6、各采區在汛期應準備相當數量的沙包，嚴防礦井水小窯透水時涌入采區工作面。

　　7、每年汛期前由礦防治水小組組織一次地面檢查，查清礦區及附近地面水流的匯水、滲漏情況，并根據相關地質災害，制定專門的防治措施，防止地面水流入井下。

　　(1)機電組負責安排專人對礦井供電線路、主排水泵房、各排水點排水設施、進行全面巡回檢查，保證排水系統完好運行。

　　(2)安全科安排對井下各出水點的涌水量及積水量進行全面檢查。

　　(3)調度室安排有關單位在井下各變電所門口，泵房門口，水倉口附近備有足夠的黃土并裝袋，為防止水倉容滿水后涌入變電所、泵房，用備用袋裝黃土在各口打1米寬，1米高的黃土墻。

　　(4)汛期前地面檢查發現的地裂、沉陷、滲漏等異常情況，防治水小組立即制定治理措施，負責限期完成治理工作，且治理后定期進行觀測。

　　8、 礦探防水科要加強各工作面的探放水工作，發現異常立即采取措施，并報告。

　　9、各采區在汛期應準備相當數量的沙包，嚴防礦井水小窯透水時涌入采區工作面。

　　10、中央泵房由礦組織在汛前進行一次聯合排水試驗，并寫出報告，對發現的問題要限期整改到位。

　　當工作地區發生突水事故時，要及時向調度匯報，調度要立即派專人了解水情、測量突水量、分析突水水源，制定下一步處理方案。如水量較大，調度要做好撤人準備。

　　11、當發現水量突然增大時，可能是老窯突水影響，除及時調查突水原因外，要及時增開水泵，當發現井下涌水量大于60m3/h時，由礦調度通知各作業地點人員做好撤人準備，如達到100m3/h時，由礦調度通知各作業地點人員必須按避災線路撤出。

　　12、泵房現有三臺水泵，兩趟排水管路，綜合排水能力為110m3/h，必要時還可加安臨時搶險泵和搶險水管。井下供電系統有2條，能滿足排水搶險要求。但因我礦井筒有淋水，電纜受潮易陳舊老化，容易發生“接地放炮”事故，平時應作好搶修電纜準備。如水量較大或水泵發生故障難以抵擋水患時，可打土堰，阻止向水泵房灌水，以求獲得增安水泵或搶修時間，進一步緩沖水患威脅。

　　13、安全科負責加強水災撤人線路的檢查，必須保證撤退道路暢通無阻。同時，要加強職工的安全教育和培訓，定期組織礦井避災演習，提高職工的自我防范和自救能力。

　　河南紅旗煤業股份有限公司三礦

　　2010年2月1日