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1、1永红煤矿 3 号煤层主要充水因素及其防治措施沁和能源集团有限公司永红煤矿在沁水煤田东南部。矿井位于晋城市沁水县东南部嘉峰镇南，沁河西侧，其行政区划受沁水县嘉峰 镇管辖，属沁水 县县营股份制企业。沁和能源集团有限公司永红煤矿始建于 1971 年，1981 年移交生产。资源整合后矿井井田面积 9.3422km2，批准开采 3、9、15 号煤层，现保有煤炭资源 86852 kt，其中 3 号煤层 53716kt，9 号煤 层 3294kt，15 号煤层 29842kt。现开采 3 号煤层，矿井设计生产能力 120 万吨/年。一、水文地质条件概述1）井田内主要含水层（1）奥陶系中统石灰岩岩溶含水层组
2、井田内奥陶系中统灰岩一般埋藏较深，埋深最大为 371.10m，最小为 361.73m，区内仅有两个孔揭露至峰峰组顶部，最大揭露厚度为 4.47m。据邻区资料含水性“上弱下强”的垂直分 带规律，可分为上马家沟组、峰峰 组两个层段,上马家沟组中、下部局部地段岩溶较发育并富水，峰峰组岩溶裂隙不太发育，含水性较差, 单位涌水量为 0.00359.01L/sm。（2）上石炭统太原组灰岩、砂岩岩溶裂隙含水层组为碎屑岩夹碳酸盐岩裂隙岩溶含水层组，在井田内未出露，一般埋藏较深,由数层砂岩裂隙含水层与 K2、K3、K4、K5 石灰岩岩溶含水 层组成，是太原组 15 和 9 号煤层的主要充水来源。由于其 间夹有数
3、层泥岩、砂 质 泥岩，将各个含水 层分隔呈层状分布的近似独立的含水层故相互间水力联系微弱。（3）下二叠统山西组砂岩孔隙裂隙含水层组为碎屑岩裂隙含水层组，在井田内未出露，由中、细粒砂岩构成裂隙含水层组。为 3 号煤层主要充水来源。（4）上、下石盒子组砂岩裂隙含水层组为碎屑岩裂隙含水层组，在井田内主要出露于黄土沟谷中，可接受大气降水和基岩风化带地下水的补给， K10 砂岩含水层泉水出露普遍，多在沟谷低洼地段呈下降泉排泄，流量一般较小，为 0.0081.00L/s，埋藏较深处，由于各含水层间由泥岩，砂质泥岩等塑性岩类相隔，使各个含水层独立呈层状，相互间水力联系较弱。不能接受大气降水的供给，故富水性差
4、。随着开采面积的扩 大， 产生的塌陷裂隙有可能沟通各个含水层组而成为煤层开采的间接充水水源。（5）基岩风化带含水层风化带发育深度因岩性、地形、地貌的差异而不同，最大深度可达 100 m 以下。主要接受大气降水的补给，雨季沟谷中有小泉出露，其富水性受风化裂隙发育程度及地形地貌影响。（6）第四系松散砂砾岩孔隙含水层主要分布在沁河河谷，厚 3.8450.55m。以大气降水及侧向基岩裂隙潜水为补给来源，向地表水系河谷中排泄。2）井田内主要隔水层2（1）太原组底部及本溪组泥岩、铝土泥岩隔水层：为 15 号煤层底板至峰峰组顶界，厚度 1519m 左右，由泥岩、铝土泥岩等塑性岩层夹砂岩组成，可起隔水作用。（
5、2）二叠系砂岩含水层层间隔水层：位于下石盒子组顶部及上石盒子组中下部，由塑性铝土泥岩、砂质泥岩 夹粉砂岩等组成。 单层厚度二至数十米以上，若无采煤 时产生导水裂隙带沟通情况下，可视为 3 号煤层上的相对隔水层。（3）石炭系太原组中上部泥岩隔水层主要岩性为泥岩和砂质泥岩，呈层状分布于各灰岩、砂岩含水层之间，阻断了其间的水力联系，是 15 号煤 层顶板以上的主要隔水层。二、井田水文地质条件划分综上所述，并根据矿井水文地质规程中关于水文地质类型划分的标准，山西省地质水文勘察院 2011 年 4 月份编制并评审备案的永红煤矿水文地质报告把该矿 3 号煤层的水文地质类型划分为中等类型。多年以来的采掘活动
6、也充分证明：在永红井田的三、五采区水文地 质条件相对较为简单。 三、影响矿井安全生产的主要水文地质因素现阶段，在永红煤矿井田 3 号煤层范围内主要充水来源为碎屑岩裂隙含水层组，在井田内未出露，由中、细粒砂岩构成裂隙含水层组 。由于煤 层上覆含水层富水性不强，补给 条件较差，顶板和井筒渗水量均不大，一般不会影响 矿井正常生产。多年来的防治水工作实践充分证明：本井田开采 3 号煤层，在井田中部、东南部、北部都已形成有一定范围的采空区，矿井多年开采，未出现采空突水现象， 针对采空积水，目前，矿 方在有可能积水的采空区附近，均 进 行了打钻孔排水，随着采空区范围的扩大， 为确保矿井安全生 产，在 进行
7、井下采掘活 动前， 应编制专门的疏放水措施对现有老窑、采空区积水进 行疏放。四、矿井开拓、开采所采取的安全保 证措施1、矿井开拓工程位置及层位选择1）井下开拓巷道均沿煤层布置，并尽量减少对煤层底板的破坏。2）主水泵房通道内设置了密闭门，万一井下发生突水时能使主排水泵正常工作。3）井下配备了小水泵，用以排除巷道积水,确保良好的劳动环境。2、采掘工程所采取的防治水措施1）在各类巷道低洼处设小型排水泵，排除积水，采区积水最后流入或排至井底水仓。2）采、掘工作面配备的注水钻机，可用做探水 设备使用。3、奥灰水防治措施根据突水系数计算，本矿井 3 号煤层虽无突水危险，但也存在带压开采的问题，因此，也不可
8、掉以轻心，在开采过程中，应密切注意井下 隐伏构造，在构造附近应留足防水煤柱，防止构造导水。4、其它防治水措施：1）在矿井升级改造期间要进一步加强水文勘探工作，建立完善的井下水文观测系统，加 强水文地质研究，进一步摸清水文地质条件，切实掌握水文地质资料及其规律，为防治水提供科学依据，做到有 针对性的防治。2）生产中，矿方应根据实际情况， 对保安煤柱的留设宽度进一步核实，以确保 矿井安全生产。 3）在主、副斜井井底分别设有主副水仓及主水泵房，主副水仓在一个水仓清理3时，另一个水仓可正常使用。在各井筒井底低洼 处设水窝，用小水 泵排至井底水仓，采区设采区水仓，经采区水泵排至井底水仓。4）在井巷施工时
9、，必须坚持“有掘必探，先探后掘” 的原则，采取必要的安全措施，确保安全生产。5、探放水原则矿井必须做好水害分析预报，坚持“有疑必探、先探后掘”的探放水原则。在采掘生产过程中，遇到下面任何一种情况时，都必须探水前进：1）采掘工作面发现出水预兆；2）突然发现断层，对另一采区的水文地质情况又不清楚；3）接近有出水可能的钻孔；4）采掘工作面接近各类防水煤柱线，为确保煤柱尺寸，要提前探明情况；5）探水地区内掘进，一次掘进长度达到了允许掘进的长度，或探水孔的超前距已经达到规定的限度。6）在接近采（古）空区附近开掘前，坚持“有掘必探，先探后掘，长探短掘”的原则，发现有出水预兆时，及时停止作业，并采取措施，探
10、放采空区水体。6、探放水设备根据矿井通风安全装备标准，井下探放水钻机型号 MK54S 型 4 台，单台钻机功率 37kW，探水距离 350m。7、探放水安全措施在进行探放水前，必须做好以下工作和准备好必要的设备、设施：1）在探放水前必须编制探放水设计，并采取防止瓦斯和其它有害气体危害等安全措施：测量和探放水人员要亲临现场，依据探放水时编制的专项设计，确定探水孔的位置、方位、角度、孔深及钻孔数目。2）清理巷道，挖好排水沟，保证流水畅通，探水 钻孔位于巷道低洼 处时，要配备与探放水量相适应的排水设备。3）打钻前要加强钻场附近的巷道支护，并在工作地点迎头打好牢固的立柱和拦板。4）设置好安全躲避硐； 5）制定通风方法和瓦斯检查制度：6）在打钻地点附近安设专用电话。7）在探放水前必须制定探放水避灾路线和避灾措施，选好避灾路线，在探放水过程中，一旦出现突水等紧 急情况时，井下人 员应根据制定的避灾路线积极避灾；8）制定打眼放水措施，包括孔口装置、套管深度和套管固定方法；9）制定钻机安装及钻机操作的安全措施。10）矿井成立有探放水领导组，配备有 6 名专职探放水人员，并填写探放水日报。8、积水范围与探水起点根据对积水区情况掌握的准确度来确定积水线、探水线、警戒线。探水线为积水线向外推移 60m。警戒线为探水线平行向外推 50150m。
