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1、普茂煤矿水害防治方案及装备人员情况二0一二年一月五日普茂煤矿水害防治方案及装备人员情况一、概 述1、矿区位置普茂煤矿位于普定县城北东部猫洞乡佑奋村，矿区距普定县25km，距安顺市20km，距安顺电厂35km。井口至安（顺）轿（子山）准轨铁路专用线直距65Km，有四级泥质碎石公路直达矿山，该矿煤炭运输及交通十分便利。详见交通位置图。矿区的地理坐标为：东经10552421055315，北纬262155262232。2、隶属关系和企业性质普茂煤矿位于普定县猫洞乡，行政区划属猫洞乡管辖，行业隶属普定县安全生产监督管理局行业管辖。3、矿山简介普茂煤矿设计生产规模15万t/a， 2010年3月11日取得了
2、采矿许可证（证号：C5200002010031120058781），生产规模为15万t/a，有效期为7年零6个月（2010年3月2017年9月），矿区面积1.4868km2，批准开采标高由13271170m。 4、开采情况现状普茂煤矿主采M8煤，采用斜井开拓，布置三条井筒，采用胶带运输，2012年井下计划布置一个采煤工作面，二个掘进工作面。二、矿区水文地质概况区域属乌江水系三岔河流域，三岔河从勘查区南侧外围流过，流向从西向北东。河床标高1075m，亦为侵蚀基准面标高。矿区位于补郎向斜的南东翼汇水构造的补给径流区，地下水由南东向北西径流。 除第四系外，地层岩性主要由可溶岩和非可溶岩两大类组成：二
3、叠系的龙潭组及三叠系大冶组一段属非可溶岩类，富水性弱；二叠系的峨眉山玄武岩组属非可溶岩类，为隔水层；二叠系长兴组、三叠系的大冶组上部、安顺组为可溶岩类，溶蚀裂隙及岩溶发育，富水性中等至强。 矿区内出露地层为二叠系上统龙潭组（P3l），三叠系下统安顺组（T1a）、三叠系下统大冶组（T1d）及第四系（Q）。其主要水文地质特征叙述如下：三、地层富水性1二叠系上统龙潭组（P3l）岩性主要为粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、炭质页岩、煤层、煤线及少量灰岩等。该组含煤地层在矿区中含可采煤层3层，即M0、M8、M9煤层。出露于矿区中部、F1断层南东盘。浅部含风化裂隙水和小煤矿积水。深部富水性减弱仅含微弱
4、基岩风化裂隙水和构造裂隙水，该组为一弱含水层。2三叠系下统安顺组（T1a）其岩性为白云岩及白云质灰岩等组成。出露于矿区北西部，F1断层北西盘，常形成高山、陡崖地貌。浅部含风化裂隙水，深部局部含构造裂隙水，含有岩溶裂隙水。该组为一强含水层。3三叠系下统大冶组（T1d）三叠系下统大冶组一段（T1d1）地层，其岩性为粉砂质泥岩、泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩、砂岩等组成。于矿区中部出露，常形成高山、陡崖地貌。浅部含风化裂隙水，深部局部含构造裂隙水，该段为一弱含水层段。三叠系下统大冶组二段（T1d2）地层以灰岩为主，富含岩溶裂隙及岩溶裂型溶洞水，为一强含水层段。4第四系（Q）以洪积、坡积、冲积层为主，分布在
5、河流、沟谷等低洼处，呈零星状，主要由灰、灰黄色，粘土、砂、碎石、砾石等组成，透水性强，厚度不均，0.005.00m。为一弱含水层。四、构造富水性矿区有断层发育。近NE向（F1）断裂构造。断层会造成地表水及岩溶裂隙水与煤层拉近或对接而造成矿井突水，对矿井充水影响较大。现就断层对矿井充水的影响分述如下：F1 断层：其在矿区北西部错断了上二叠统龙潭组（P3l）的所有煤层，断层通过的地段节理、裂隙发育，赋水性相对较强，有利于大气降水的入渗，对矿井充水影响较大。另外，当井巷穿越地下浅部发育的次生小断层时，由于周围岩层的风化节理裂隙较发育，有利于大气降水的入渗，井巷可能发生渗水、淋水和涌水现象。五、老窑水
6、文地质特征本矿区内老窑较多，开采历史较长，多为当地村民沿煤层露头私挖乱采，开拓方式主要为斜井、平硐。开采方法以镐采为主。有鼓风机通风，矿灯照明。小煤矿开采斜长一般为40150米，大部分从浅部风化带出水，水量不大，随着矿井的增深，出水量逐渐减弱，甚至无水流出。出水方式多为顶板及边帮渗水，少量淋水，平硐自然排水，未发生过突水、淹井事故。现矿区内的老窑已全部被国家有关部门封闭，多数井口垮塌，由于时间较长内部均积蓄着一定的矿坑水，当矿坑遇上或接近它时，易发生突水事故。六、水文地质类型矿区煤层开采标高为+1237+1170米，最低开采标高为+1170米，矿区最低侵蚀基准面标高为+1306米左右（矿区北西
7、部冲沟溪流标高）。普茂煤矿准许开采的煤大部份位于最低侵蚀基准面以下，矿床主要直接充水含水层为P3l弱含水层，构造富水性相对较弱。调查时地表河流水及冲沟水与地下水无明显联系，矿区地形有利于地表水排泄，矿井涌水量较小。故本矿区属于以基岩裂隙充水为主，水文地质条件复杂程度为简单。七、充水水源我矿范围内地表水和井下水的调查分析及对区域水文地质特征分析，矿井充水水源主要为地表河流水、地表冲沟水、第四系孔隙水、地下水和老采空区积水和区域岩溶及裂隙富水构造区承压水。1地表河流水矿区北西部发育冲沟溪流。冲沟溪流由北东向南西排泄，溪流弯曲，季节性流量变幅较大，雨季河水暴涨，枯季流量较小，一般为30/s，雨季最大
8、可达101/s，枯季流量较小为5/s；大部分时间断流。因此对我矿井下开采影响不大。2、地表冲沟溪流水冲沟溪流水主要由大气降水汇入，水量较大。这些冲沟多位于含煤地层露头地带。冲沟溪流附近的网状、脉状裂隙密集，他们与煤层风化、氧化带直接接触，将来沿沟溪一带开采煤层时，冲沟溪流水可能沿断层破碎带、风化裂隙或采矿裂隙渗入或突入矿井，成为矿井浅部开采的直接充水水源。3第四系孔隙水矿区内覆盖的第四系，含水性弱，加之厚度不大，分布不广，蓄水量有限，对煤矿开采影响小。4三叠系下统安顺组（T1a）于矿区北西部，F1断层北西盘，由F1断层与煤层地层直接接触，且富含有岩溶裂隙水。对煤矿的开采影响较大。应特别注意防水
9、。5三叠系下统大冶组（T1d）由于一段为弱含水层，二段为强含水层，一段在全区发育较均匀，起隔水作用，对煤矿开采影响较小。6上二叠统大隆长兴组（P3c+d）地下水以岩溶裂隙及岩溶裂隙型溶洞水为主，富水性中等至强。该组为煤矿床开采的间接充水水源。由于采空后导水裂隙可能沟通该层，使之变成直接充水含水层。7上二叠统龙潭组（P3l）富水性总体微弱，地下水以风化裂隙水为主，但随着深度的增加含水量会变大。该组为煤矿床开采的直接充水水源。8、相邻老矿采空区积水相邻老矿采空区内均存在一定的积水，是浅部矿井开采的重要充水因素，在开采浅部煤层及接近相邻矿区时，老窑采空区积水易渗入或突入矿井而成为矿井直接充水水源。9
10、、区域岩溶及裂隙富水构造区承压水我矿区北西部发育F1断裂构造，矿区内地层三叠系下统安顺组（T1a）及上二叠统龙潭组（P3l）直接接触，其构造富水性相对较强，矿区煤层最低开采标高为+1170m，大部矿层低于侵蚀基准面（+1306m）。煤层的采掘及断层的影响破坏了原有岩层的稳定性及完整性，可能沟通含水层，从而导致丰富的承压水突入矿井。八、充水通道1岩石天然节理裂隙矿区内的龙潭组含煤地层在接近地表附近，风化裂隙发育，是地下水活动的良好通道，并沟通上覆含水层与含煤地层的水力联系。2人为采矿导水裂隙采煤活动将产生大量的采矿导水裂隙，可能引发矿井及采空区坍塌，这些裂隙也会沟通上覆含水层及地表水与含煤地层的
11、水力联系，诱发突水通道。使其成为地下水活动的良好通道。3断层破碎带矿区北西部发育F 1断层，断层破坏了地层的完整性，连续性，降低了岩石的力学强度。塑性岩石中断层破碎带的含水性和导水性，可能连通含煤地层上部的含水层及地表水，造成地表水及岩溶裂隙水与煤层拉近或对接，加之未来矿床开采中，人工采矿裂隙大量出现，改变了断层附近应力场和地下水的天然流场，地表水、地下水可能沿断裂破碎带进入矿井。4老矿采空区矿区内有相邻大小不一的老矿，其废弃采面或巷道会成为老窑积水空间，采空积水及部分地表水进入矿井的通道。九、充水方式由于矿井直接充水含水层接受大气降水及地表河流水补给不强，为一弱含水层，充水通道主要以断层破碎
12、带，岩石原生和采矿节理、裂隙及老窑巷道为主，规模一般不大。因此，目前及未来矿井充水方式主要以渗水、滴水、淋水为主。十 、矿井水害防治方案1、成立组织机构组 长： 刘 广（矿 长）副组长： 王自亮（总工程师） 韦有彦（安全矿长） 崔唯站（生产矿长） 瞿世军（机电矿长）成 员： 王华穆（安全科长） 孙传庆（生产科长）贵善江（掘进区长） 张庆立（采煤区长） 付西庄（防突区长） 刘长宪（机电区长）2、水害防治领导组织机构职责矿长刘广：负责煤矿水害防治措施的组织实施，保证防止水工作所需要人力、物力和财力的投入；安全矿长韦有彦：负责对煤矿水害防治措施的落实情况实施监督检查；工程师王自亮：负责收集相关水害防
13、治资料，制定水害防治措施，在矿长的领导下组织编制中长期水害防治规划；机电矿长瞿世军：负责协助矿长进行水害防治措施的实施；负责井下防排水系统机电设备的安装、检修及维护工作，保证设备正常运转；生产矿长崔唯站；负责对煤矿水害防治措施的具体落实；掘进队长贵善江：负责组织探放水队伍，按探放水要求组织施工。3、探放水机构防突队长傅西庄：负责领导探放队按照设计进行探放水工作，同时做好记录和汇报工作。4、井下探放水设计1）设计依据（1）煤矿防治水规定、煤矿安全规程及贵州省煤矿掘进“有掘必探”的规定。2）相关参数的确定根据我矿M8煤实际揭露，顶底板围岩结构较好，相关参数如下；（1）超前距 a=0.5AL=0.5
14、42.6 =20m式中：a超前距，m；A安全系数，一般取25m； L巷道跨度，取2.6m；P水头压力，490kPa；KP煤的抗张强度，98kPa；（2）允许掘进距离： 经探水后,证实无水害威胁后，可安全掘进的距离为： L允许=L孔深- a=40-20=20m式中：L允许允许掘进距离，m； L孔深最短的钻孔长度（水平投影长度），设计取40m；a超前距，m；经计算允许掘进距为20m。（3）钻孔密度(孔间距)确定探眼数量5组每组3个钻孔共为15个钻孔，探水孔呈扇形布置在工作面迎头，水平扇形内各组钻孔间的终孔水平距离不得大于3m。（4）帮距为使巷道两帮与可能存在的水体之间保持一定的安全距离，即呈扇形布
15、置的最外侧探水孔所控制的范围与巷道帮的距离，其值一般与超前距相同，有时可略比超前距小12m，本设计取20m。（5）钻孔深度探水钻孔终孔位置始终要超前掘进工作面一段距离，一般采用20m，本设计取20m。为经探水证实无水害威胁，可安全掘进即超前距的长度为20m。因此探水钻孔的距离为40m。（6）探眼方向、角度及深度中眼与巷道中心线平行，深度40米，边眼向巷道两帮外扇形布置，水平距离深度40米。钻孔之间的夹角为715为大夹角，13为小夹角，视小窑老空的规模而定，规模大者取大夹角，规模小者取小夹角。每组钻孔有一孔见顶或见底。5、探放水施工与掘进作业的安全规定1）探放水由专人负责管理，每次的探水情况及探眼深度要做好详细记录；2）由测量负责人，下达允许掘进距离；3）掘进班长每班必须真实准确汇报当班掘进进尺数，测量负责人统计累计掘进距离，严格控制好探水超前距离；4)达到超前距离后，由测量负责人下达下次探水任务，重复上次探水控制过程。6、探水设备及安装
