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1、八八煤矿203b2运输巷探放水设计2012年3月第一章 矿井水文地质第一节 地层概况矿区距小河水系分水岭较近，属于三岔和流域，河面标高+1667-1687m，为区域一级侵蚀基准面，矿区南部及北部沟谷标高+18901840m，为二级相对侵蚀基准面。地表水较发育，其北西部发育两条冲沟，枯水期流量0.30.8L/s，丰水期流量大于3L/s，源头标高19201890m。东部发育一溪沟，枯水期流量35L/s，丰水期流量大于10L/s。其他均为季节性冲沟。区内地表水总体以分水岭为界，分水岭以东向西，汇入西侧溪沟及其下游；分水岭以东排向南东，汇入东部溪沟，至矿区南东角进入地下河，补给地下水。区内无处水点，对
2、煤矿开采无影响。矿区内F24、F28断层之间，断层走向基本沿溪沟展布，因此，断层破碎带相对富水，当煤层开采标高低于断层含水标高时，断层水对煤矿开采影响较大。龙潭组岩性以砂岩、粉岩砂质粘土岩、粘土岩为主，节理、裂隙较发育，属弱含水层，隔水性强。地下水主要为层间水、裂隙水，水量较小；地下水流向与地表水流向基本一致。第二节 水文地质特征龙潭组：含基岩裂隙水，泉流量一般小于1L/t。据对测区33个测点实测，矿坑多干燥或潮湿状态，仅在局部顶板有少量滴水，含水性较弱，但有部分老窑洞口于丰水期有水流现象，最大流量3L/h。第三节 矿井充水水源1、地质因素：矿区属亚热带季风气候区，降雨量较充沛，具有雨热同季的
3、特点。夏季湿润。年平均降雨量1327.9mm，49月为雨季，降水量为全年降水量的80%以上，是矿区的丰水期。大气降水通过第四系渗透给含水地层，再通过节理、裂隙进入矿坑。同时，由于部分地段，煤层出露低于最低侵蚀基准面，是充水因素之一。2、 人工因素：即老窑水。由于历史原因，2005年以前，该区域始终进行老窑及民采方式开采。经过历史上长期的居民生活用煤老窑的采挖，各煤层露头部分均被大面积采动，因此，露头地带，空区较多，最大深度80m左右，老窑沿煤层倾斜倾斜方向分布，利于储水，积水较多，是矿体主要充水因素之一。综上所述：测区煤矿矿区直接充分的含水层为含煤岩系本身，含基岩裂隙水，其富水性及含水性均较弱
4、，对煤层开采影响极小；由于部分地段，煤层出露低于最低侵蚀基准面，地表水体对煤矿开采有一定影响；测区煤矿开采年代较久，老硐较多，容易形成较多积水，成为该地段深部煤矿开采主要影响因素。本矿属于水文地质条件较简单的基岩裂隙充水矿床。矿区水文地质条件复杂程度属简单型。第四节 工程地质条件矿区内出露的地层按岩土体组合类型划分为硬质岩组、软质岩组和松散岩组三类。硬质岩组：主要为龙潭组砂岩，岩质坚硬，结构紧密，抗风化能力强，工程地质性能好。软质岩组：主要为龙潭组粘土岩、粉砂质粘土岩、炭质粘土岩及煤层。岩质较软，属半坚硬碎屑岩工程地质岩组。抗风化能力弱，风化后呈土状、碎片状、细粒状结构，粘结力较强，渗水性弱；
5、因有粉砂岩等较硬夹层，存在软硬岩体力学性质差异，易产生不均匀沉降，随风化程度的增高，力学强度显著降低，每逢雨季，在顺坡向地段易发生崩塌及产生顺层滑坡。特别是其中的粘土岩、粉砂质粘土岩，亲水性较强，极易软化，是煤矿开采过程中主要的工程地质问题。据对矿区内生产矿井实测，各可采煤层在开采过程中受破坏后，荷载力较小，抗压强度低，经风化和地下水软化后容易产生坍塌、冒落。虽然煤层上下围岩含水较弱，采矿富水系数小，但在接近地表等局部地段，小段层及节理较发育，地下水及地表水容易沿小断层、节理渗透到矿井，中汇集而使粘土岩、粉砂质粘土岩软化，因此容易发生坍塌、冒落等现象。煤层底板多为粘土岩、粉砂质粘土岩构成，因粘
6、土岩、粉砂质粘土岩具较强的可塑性和膨胀性，特别是遇水后，可能会产生底鼓现象，特别深部开采，甚至可能会产生底板隆起。松散岩组：主要为第四系残坡积物。厚072m，颜色浅黄至灰黑色，土层结构松散，工程地质性能差，易产生土体滑坡及不均匀沉降。总体工程地质条件属中等类型。根据本矿井及邻近生产矿井涌水情况，采用水文地质比拟法预计矿坑涌水量，据调查，本矿井正常涌水量为5m3/h,单位面积富水系数为0.000042,最大涌水量15m3/h。第二章 水患类型及威胁程度第一节 矿井水害类型矿井水害类型主要有采空区和老巷积水、顶板裂隙水、地表水。第二节 突水水源与地下水导水通道1突水水源突水水源主要为采空区和老巷积
7、水。2地下水导水通道岩石天然节理裂隙岩石天然节理裂隙，可能沟通上覆含水层的水力联系。人为采矿冒落裂隙采煤活动产生大量的采矿裂隙，可采煤矿的顶板和底板均为软弱岩组，矿井及采空区易坍塌，地压对围岩破坏严重，易诱发突水通道。岩溶管道矿区内各含水层局部地段可能发育岩溶管道，当它们被断层沟通与下伏煤层联系时，也会成为矿井充水通道。老窑采空区矿区内老窑、废弃采面或巷道会成为老窑水、采空区积水、部分地表水进入矿井的通道。当矿山进行生产时，在生产掘进过程中，若沟通老窑积水，会形成老窑突水，当突水量较大时，将产生老窑积水淹没矿井、冲毁矿井的采矿设备、造成人生伤亡及财产损失的安全事故。第三节 矿井水害威胁程度状况
8、1、地下水根据矿区水文地质条件，矿井充水的地下水水源主要来自龙潭组所含的碎屑岩裂隙水及岩溶水、老窖积水，其所含岩溶水可能通过底板鼓胀所产生的裂隙进入矿井之中。地下水属潜水及承压水，其埋藏深度一般随地形变化而变化，地势高，埋藏就深，反之就浅。地下水是矿区矿坑充水主要因素。2、老窑积水在矿井203b2、203b1、203a煤层中已形成采空区对矿井开采下部煤层构成威胁。3、大气降水大气降水是矿区地下水的主要来源，泉水涌水量的变化与大气降雨有着密切的联系，一般情况下，雨季时涌水量增大，枯季时涌水量变小。因此，矿井不同季节涌水量的变化或多或少与大气降水有关。若开采过程中，采空塌陷范围延伸至地表，大气降水
9、会通过导水裂隙带直接进入井下，使矿井涌水量增大。另外，大气降水还通过补给主要含水层（上二叠统长兴组、龙潭组中的灰岩）并转化为地下水，然后渗入坑道。4、地表水井田内无大的地表水系，地表水表现为大气降雨。由于地表多为缓坡，地表水排泄良好，地表水对矿坑充水影响不大。根据以上岩层富水性，正常情况下突水的可能性不大，井下巷道在遇断层、封孔不严的钻孔时易造成突水。第三章 矿井防治水措施第一节 采掘工程所采取的防治水措施1、定期收集、调查和核对相邻煤矿和废弃的老窑情况，并在井上、下对照图上标出其位置、开采范围、开采年限、积水情况等。2、针对主要含水层（段）建立地下水动态观测系统，进行地下水动态观测、水害预报
10、，并制定相应的“探、防、堵、截、排”综合防治措施。3、井巷在掘进过程中必须边探边掘，掌握前方水文情况，若发现有水患时，应及时采取措施，待确定安全后再向前掘进，并将出水点位置标于井上下对照图或采掘工程图上。井巷揭露的主要出水点或地段，必须进行水温、水量、水质等地下水动态和松散含水层涌水含砂量综合观测和分析，防止滞后突水。4、在采掘工作面或其他地点发现有挂红、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板淋水加大、顶板来压、底板鼓起或产生裂隙出现渗水、水色发浑、有臭味等突水预兆时，必须停止作业，采取措施，立即报告矿调度室，发出警报，撤出所有受水威胁地点的人员。5、井下和地面排水设施保证完好，井下主、副水仓、
11、沉淀池、水沟要及时进行清理，每年雨季前对矿井防治水工作进行一次全面检查，成立防洪抢险队伍，并储备足够的防洪抢险物资。6、应加强对地面小窑、老窑的调查并标注在实测的采掘工程图中，划定其探放水红线，在接近探放水线时，必须采取探放水措施。7、必须先查清矿区及其附近地面水流系统的汇水、渗漏情况，掌握当地历年降水量和最高洪水水位资料，建立疏水、防水和排水系统。8、工业场地内建筑物，必须修筑防洪沟渠或采取其它防、排水措施。9、鉴于井口附近及塌陷区内的地表水体有可能溃入井下，因此，应遵守下列规定：严禁开采煤层露头线的防水煤柱。容易积水的地点应修筑沟渠排泄积水。修筑沟渠时，应避开露头、裂隙和导水岩层，特别是低
12、洼地点不能修筑沟渠排水时，应填平压实，防止积水进入井下。排到地面的矿井水，必须妥善处理，避免再次渗入井下。对漏水的排洪沟，应及时堵漏，地面裂缝和塌陷必须填塞，填塞工作必须有安全措施，防止人员陷入塌陷坑内。煤系底部没有强岩溶承压含水层，煤层顶、底板不存在高承压含水层。第二节防水安全煤柱留设 防水煤（岩）柱的种类根据防水煤（岩）柱所处的位置，可以分成不同的种类。根据该矿井的实际情况，需留设以下防水煤（岩）柱：1、煤层露头防水煤岩柱防止地表水和风化基岩水渗入井下，根据“三下开采规程”的规定留设防水煤柱。2、断层、陷落柱防水煤（岩）柱在导水或含水断层两侧，为防止断层水溃入井下而留设的煤柱；当断层使煤层
13、与强含水层接触或接近时，为防止含水层溃入井下而留设的煤柱。本矿井范围较小，暂时没有发现断层、陷落等构造。3、导水钻孔防水煤柱勘探阶段施工的钻孔，往往能贯穿若干含水层，若封孔质量不好，则人为地沟通了本来没有水力联系的含水层，使煤层开采的充水条件复杂化，为防止上覆含水层中的水溃入井下而留设的煤柱称为钻孔防水煤柱。4、相邻水平或采区边界防水煤（岩）柱。5、水淹区防水煤（岩）柱水淹区防水煤（岩）柱主要是防止老窑、采空区积水进入采、掘工作面而留设的保护煤柱。6、矿井边界煤（岩）柱矿井边界防水煤(岩)柱主要是防止相邻矿井的积水进入本矿井而留设的保护煤柱。7、河流保安煤柱为了不破坏经过矿区内的河流，在河流两
14、侧留设的保安煤柱。设计对经过矿区的下岳河留设了保安煤柱。8、小窑和老空积水区防水煤（岩）柱小窑和老空积水区防水煤（岩）柱主要是防止老窑、采空区积水进入采、掘工作面而留设的保护煤柱。 防水煤（岩）柱的留设1、煤层露头防水煤岩柱的计算方法与计算结果该矿井的M4、M5煤层均出露地表，以及部分冲沟距离煤层较近，应防止地表水和风化基岩水渗入井下，根据“三下开采规程”的规定留设防水煤柱。按“三下开采规程”水体类型的规定，本矿井水体采动等级属I级，设计采用下列公式计算防水煤柱高度：HshHli+Hb+Hbili式中：Hsh防水煤柱高度，m；Hli导水裂隙带高度，m；Hb保护层厚度，m；Hbili地表裂缝深度
15、，m。矿区范围可采煤层煤层顶板为细砂岩和粉砂岩，少部分为灰岩。根据上覆岩层岩性及硬度，按中硬岩计算导水裂隙带高度：式中：采厚，m；开采203b2煤层时： 31.9m开采203b1煤层时： 33.6m保护层厚度，根据地质资料按松散层厚度小于累计采厚考虑，Hb=5开采203b2煤层时：6m开采203b1煤层时：7m地表裂缝深度Hbili，因本区无实测资料，根据“三下开采规程”附表6-7(部分煤矿地表裂缝深度实测资料)，取其中数据平均值的1.1倍(考虑到大部分地段无第四系覆盖层)，即Hbili=4.8(m)。则：煤层露头防水煤岩柱分别为：203b2煤层：31.9+6+4.842.7m230b1煤层：33.6+7+4.845.4m需要指出的是，由于地质条件的不确定性，设计与实际情况难以完全吻合。生产时应加强“三带”观测，积累经验，必要时调整安全煤柱，以使安全煤柱符合安全、经济的原则。2、导水钻孔防水煤柱的留设在该矿区域内无导水钻孔存在。3、相邻水平或采区边界防水煤（岩）柱的留设水文地质条件简单到中等型的矿井，可用下述公式计算煤柱宽度：L0.5KM式中：L顺层防水煤柱宽度（m）；M煤厚或采高（m），203b2
