導致采空水發生透水的因素很多,只要其中一個環節做得不到位,均可能引發透水事故。因此,按照井下“防、堵、疏、排、截”的防治水思路,主要采取以下措施防治采空水

一、采空水透水事故(發生前)的預防

煤礦井下防治水的六字方針,其中最重要的是“防”,只有提前做好預防工作,才能從源頭上制止透水事故的發生。

1、必須加強水文地質資料收集和分析,作好各掘進工作面的觀測和預報工作。

2、根據采掘工程進展及時、準確填繪采掘工程平面圖和井上下對照圖。

3、嚴抓落實,嚴格管理,制定工作崗位責任制。緊抓安全,完善安全制度,明確安全責任,建立工作崗位責任制,努力做好安全防范工作;強化措施,建立檢查制度,加強對措施落實情況的檢查。

4、定期學習,加強培訓。通過井下典型透水事故案例對作業人員的教育,增強作業人員的安全意識。對探放水人員進行有針對性的培訓,提高作業人員的防治水技能。

5、水文地質資料是防止采空水工作的基礎和依據。收集、分析、研究采空水周圍的水文地質資料,做好預測預報,是防治采空水的關鍵。

6、探放采空水必須結合井下實際情況,做到:1)積極探放。2)先隔離后探放。3)先降壓后探放。

7、先堵后探放。探放水鉆孔的布置應以不漏掉“老窯”、保證安全生產和探水工作量最小為原則。

8、預先做好準備,制定應急預案。最大限度的保證井下作業人員的安全,防止事故擴大,減輕事故造成的損失。需注意的是在制定應急救援預案時,最重要的是要把握好實事求是這個原則,只有這樣才能在事故發生時發揮其作用。

二、治理透水事故(發生后)的對策

在處理采空水時,哪一環節稍有不慎,都有可能引發采空水透水,而一旦發生透水事故,往往造成慘重的生命、財產損失和環境破壞。因此,如何在災害發生的第一時間迅速啟動救援方案,組織救援行動,事關重大。

1、當井下發生透水事故時,現場工作人員立即報告調度室。并迅速在跟班隊長、班組長或老工人的指揮下組織搶險,設法堵住透水點,防止事故擴大。如水勢很猛,情況緊急,應有組織的沿避災路線撤至安全地帶。

2、調度室接到透水報告后,要立即通知有關領導和單位、救護隊進行搶救,同時根據事故地點和可能涉及的地區,通知有關人員撤出危險區。

3、井下人員萬一來不及撤離危險區,被堵到上山獨頭巷道內的遇險人員要保持鎮靜,防止過度的體力消耗,等待救援。有通往巷道的管路應立即改為壓風,向獨頭巷道供風供氧。

4、迅速啟動應急救援預案,成立現場應急救援指揮部。

5、了解突水地點、影響范圍、靜止水位,估計突水量、補給水源。

6、掌握災區范圍、搞清事故前人員分布,分析被困人員可能躲避的地點,根據事故地點和可能波及的地區撤出人員。

7、關閉有關地區的防水閘門,切斷災區電源。

8、根據突水量的大小和礦井排水能力,積極采取排、堵、截水的技術措施。啟動全部排水設備加速排水,防止整個礦井被淹,注意水位的變化。

9、加強通風,防止瓦斯和其他有害氣體的聚集和發生中毒事故。

10、排水后進行偵察、搶救時,要防止冒頂、掉底和二次突水。

11、搶救和運送長期被困井下的人員時,要防止突然改變他們已適應的環境和生存條件,造成不應有的傷亡。

篇2:防治地面洪水地下突水涌水安全措施

第一章?地面防治水

一、地表水防治設計依據

1、防洪標準及防洪壩墻設計要求

(1)為使工業場地生產區不受山洪的威脅,在井口及工業廣場東側高地設計梯形斷面的截洪(水)溝,使山洪水流入工業廣場兩側的自然沖溝中,確保工業廣場的安全。

(2)場地內設計排水明溝、蓋板溝。地面雨水流經水溝就近排入附近小溪溝。礦井工業場地擴建時,將對原有排水溝進行修繕和改造,采用分散的排水方式,可減小水溝的斷面,且使水溝的溝底縱坡保持5‰~10‰,確保雨水快速匯入附近小溪溝。

(3)由于礦區沖溝發育,雨季時沖溝水可能直接進入采空區,使礦井充水,造成淹井事故,應注意地表沖溝采動裂隙的治理。

(4)對地表透水和積水區域采取防堵、防漏措施,定期清理水溝,保持流水暢通。

2、開采塌陷、裂隙對地表水系和降雨滲漏的影響

在采空區影響范圍內將誘發地裂縫、地面塌陷、崩塌、滑坡等災害,大氣降水將滲入井下,形成水患。因此除留保安煤柱外,在礦井后期生產中,對采煤可能引起的裂縫應及時用土石進行填平夯實,應對地質環境變化加以監測和防護工作。設計中要對地表沉陷影響的重建筑設留保安煤柱,對地表沉陷形成的塌陷坑,要盡量整平,回填造地,易產生滑坡的地方應提前修筑擋土墻,打抗滑樁或削坡減載等,另外,平時應經常有巡視人員,發現問題及時處理。

二、地表水防治

1、煤礦必須查清礦區及其附近地面水流系統的匯水、滲漏情況、疏水能力和有關水利工程等情況,熟悉當地水庫、水電站大壩、江河大堤、河道、河道中障礙物等情況。掌握當地歷年降水量和最高洪水位資料,建立疏水、防水和排水系統。

2、井口和工業場地內建筑物的標高必須高于當地歷年最高洪水位;在山區還必須避開可能發生泥石流、滑坡的地段。井口及工業場地內建筑物的標高低于當地歷年最高洪水位時,必須修筑堤壩、溝渠或采取其它防排水措施。

3、煤礦井口附近或塌陷區內外的地表水體可能潰入井下時,必須采取措施,并遵守下列規定:

(1)嚴禁開采煤層露頭的防隔水煤(巖)柱。

(2)地表容易積水的地點應修筑溝渠,排泄積水。修筑溝渠時,應避開露頭、裂隙和導水巖層。特別低洼地點不能修筑溝渠排水時,應填平壓實;如果低洼地帶范圍太大無法填平時,應用水泵或建排洪站排水,防止低洼地帶積水滲入井下。

(3)煤礦受到河流、山洪威脅時,必須修筑堤壩和匯洪渠,防止洪水侵入。

(4)排到地面的礦井水,必須妥善處理,避免再滲入井下。

(5)對漏水的溝渠(包括農田水利的灌溉溝渠)和河床,應及時堵漏或改道。地面裂縫和塌陷地點必須填塞,填塞工作必須有安全措施,防止人員陷入塌陷坑內。

(6)在有滑坡危險的地段,可能威脅煤礦安全時,必須采取防止滑坡措施。

4、嚴禁將矸石、爐灰、垃圾等雜物堆放在山洪、河流可能沖刷到的地段,以免沖到工業場地和建筑物附近或淤塞河道、溝渠。

5、使用中的鉆孔,必須安裝孔口蓋。報廢的鉆孔必須及時封孔,防止地表水或含水層的水流入井下。觀測孔、注漿孔、電纜孔與井下或含水層相通的鉆孔,其孔口管必須高出當地最高洪水位。

6、報廢的立井應填實充死,或在井口澆注1個大于井筒斷面的堅實的鋼筋混凝土蓋板,并應設置柵欄和標志。

報廢的斜井應填實充死或在井口以下斜長20m處砌筑1座磚、石或混凝土墻,再用泥土填至井口,并加砌封墻。

報廢的平硐,必須從硐口向里用泥土填實至少20m,再砌封墻。報廢井口的周圍有地面水影響時,必須設置排水溝。

封填報廢的立井、斜井和平硐時,必須做好隱蔽工程記錄,并填圖歸檔。

7、煤礦要主動與氣象、水利、防汛等部門聯系,建立災害性天氣預警和預防機制。掌握可能危及煤礦安全生產的暴雨洪水災害信息,密切關注災害性天氣的預報預警信息;及時掌握汛情水情,主動采取措施。并與周邊相鄰礦井溝通信息,當礦井出現異常情況時,立即向周邊相鄰礦井進行預警。

8、煤礦要安排專人負責對本井田范圍內及可能波及的周邊廢棄老窯、地面塌陷坑、采動裂隙及可能影響礦井安全生產的水庫、湖泊、河流、涵閘、堤防工程等重點部位進行巡視檢查,特別是接到暴雨災害預警信息和警報后,要實施24h不間斷巡查。礦區每次降大到暴雨前后,必須派專業人員及時觀測礦井涌水量變化情況。

9、煤礦要建立暴雨洪水可能引發淹井等事故災害緊急情況下及時撤出井下人員的制度,明確啟動標準、撤人的指揮部門和人員及撤人程序等;發現暴雨洪水災害嚴重、可能引發淹井時,必須立即撤人,只有在確認隱患已徹底消除后方可恢復生產。

10、煤礦在雨季前要全面檢查防范暴雨洪水引發事故災難措施的落實情況,對排查出的隱患,要落實責任,限定在汛期前完成整改。防治水工程要有專門設計,竣工后組織驗收。

第二章?防隔水煤(巖)柱的留設

相鄰礦井的分界處,必須留防隔水煤(巖)柱。礦井以斷層分界時,必須在斷層兩側留有防隔水煤(巖)柱。

受水害威脅的煤礦,屬下列情況之一的,必須留設防隔水煤(巖)柱。

1、煤層露頭風化帶。

2、在地表水體、含水沖積層下和水淹區臨近地帶。

3、與強含水層間存在水力聯系的斷層、裂隙帶或強導水斷層接觸的煤層。

4、有大量積水的老窯和采空區。

5、導水、充水的陷落柱與巖溶洞穴。

6、分區隔離開采邊界。

7、受保護的觀測孔、注漿孔和電纜孔等。

煤礦各類防隔水煤(巖)柱的尺寸,應根據礦井的地質構造、水文地質條件、煤層賦存條件、圍巖物理力學性質、開采方法及巖層移動規律等因素,參照附錄六留設,具體由地測部門編制專門設計,煤礦總工程師組織有關部門審查批準。

各類防隔水煤(巖)柱一經確定,不得隨意變動,嚴禁在各類防隔水煤(巖)柱中進行采掘活動。開采水淹區下的廢棄防隔水煤(巖)柱時,必須徹底疏放上部積水,嚴禁頂水作業。有突水歷史或帶水壓開采的煤礦,應分水平或分采區實行隔離開采。在分區之前,要留設防隔水煤(巖)柱并建立防水閘門,以便在發生突水時,能夠控制水勢、減少災情、保障礦井安全。

第三章?建立健全排水系統

煤礦必須配備與礦井涌水量相匹配的水泵、排水管路、配電設備和水倉等,確保礦井能夠正常排水。井下主要排水設備,應符合下列要求:

1、水泵:必須有工作、備用和檢修的水泵。工作水泵的能力,應能在20h內排出礦井24h的正常涌水量(包括充填水及其它用水)。備用水泵的能力應不小于工作水泵能力的70%。工作和備用水泵的總能力,應能在20h內排出礦井24h的最大涌水量。檢修水泵的能力應不小于工作水泵能力的25%。

水文地質條件復雜和極復雜礦井,可在主泵房內預留安裝一定數量水泵的位置,或另外增加排水能力。

2、水管:必須有工作和備用水管。工作水管的能力應能配合工作水泵在20h內排出礦井24h的正常涌水量。工作和備用水管的總能力,應能配合工作和備用水泵在20h內排出礦井24h的最大涌水量。

3、配電設備:應同工作、備用和檢修水泵相匹配,并能保證全部水泵同時運轉。有突水淹井危險礦井,可另行增建抗災強排水能力泵房。

主要泵房至少有2個出口,一個出口用斜巷通到井筒,并應高出泵房底板7m以上;另一個出口通到井底車場,在此出口通路內,應設置易于關閉的既能防水又能防火的密閉門。泵房和水倉的連接通道,應設置可靠的控制閘門。主要水倉必須有主倉和副倉,當一個水倉清理時,另一個水倉能正常使用。

新建、改擴建礦井或生產礦井的新水平,正常涌水量在1000m3/h以下時,主要水倉的有效容量應能容納8h的正常涌水量。正常涌水量大于1000m3/h的礦井,主要水倉有效容量可按下式計算:

v=2(q+3000)

式中:v--主要水倉的有效容量,m3

q--礦井每小時正常涌水量,m3/h

但主要水倉的總有效容量不得小于4h的礦井正常涌水量。采區水倉的有效容量應能容納4h的采區正常涌水量。

礦井最大涌水量與正常涌水量相差大的礦井,排水能力和水倉容量應由有資質的設計部門編制專門設計,由企業總工程師組織審查批準。

水倉進口處應設置箅子。對水砂充填、水力采煤和其它涌水中帶有大量雜質的礦井,還應設置沉淀池。水倉的空倉容量必須經常保持在總容量的50%以上。

水泵、水管、閘閥、排水用的配電設備和輸電線路,必須經常檢查和維護。在每年雨季以前,必須全面檢修一次,并對全部工作水泵和備用水泵進行一次聯合排水試驗,發現問題,及時處理。水倉、沉淀池和水溝中的淤泥,應及時清理,每年雨季前必須清理1次。

在建礦井在永久排水系統形成之前,各施工區必須設置臨時排水系統,并保證有足夠的排水能力。水文地質條件復雜、極復雜的礦井,當開拓到設計水平,只有在建成防、排水系統后,方可開始向有突水危險地區開拓掘進。

第四章?井下探放水措施

凡采掘工作面受水害影響的礦井,應開展充水條件分析,堅持預測預報、有疑必探、先探后掘、先治后采。其基本要求是:

1、每年初,根據年采掘接續計劃,結合水文地質資料,全面分析水害隱患,提出水害分析預測表及水害預測圖。

2、在采掘過程中,對預測圖、表要逐月進行檢查,不斷補充和修訂。發現水患險情,應及時發出水害通知單,并報告礦調度室,通知可能受水害威脅地點的人員撤到安全地點。

3、采掘工作面年度和月度水害預測資料應及時報送礦總工程師及生產安全部門。

由于水文地質條件復雜和極復雜的礦井,在地面無法查明礦井水文地質構造和充水因素時,必須堅持有掘必探。

煤礦在受水害威脅的地區,巷道掘進之前,必須采用鉆探、物探、化探等方法查清水文地質條件。地測部門要提出水文地質情況分析報告,并提出水害防范措施,經煤礦總工程師組織生產、安監、地測等有關部門審查后,方可進行施工。

礦井工作面回采前,必須采用物探、鉆探、巷探、化探等方法查清工作面內斷層、陷落柱和含水層(體)富水性等情況。地測部門要提出專門水文地質情況報告,經煤礦總工程師組織生產、安監、地測等有關部門審查后,方可進行回采。發現斷層、裂隙、陷落柱等構造充水時,必須采取注漿加固或留設防隔水煤(巖)柱等安全措施,否則,不得開采。

一、探放水原則

必須做好水害分析報告,堅持“預測預報、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原則,還必須做到“有疑必停”。必須經探放水確認無突水危險后才能向前掘進,必須引起高度重視,視實際情況確定防水設施。在采面回風巷掘進和接近積水地區掘進前或排放被淹井巷和積水前,必須編制探放水設計,并采取防止瓦斯和其它有害氣體危害等安全措施。

探水眼的布置和超前距離,應根據水頭高低、煤(巖)層厚度和硬度以及安全措施等在探放水設計中具體規定。

探放水設計包含以下方面:

探水起點的確定:為了確保采掘工作和人生安全,將水淹區的積水范圍、水位標高、積水量等資料填繪在采掘工程圖上,經過分析劃出三條界線。

①積水線:積水邊界線(小窯采空區范圍),其深部界線應根據小窯或老空的最深下山劃定。

②探水線:根據積水區的位置、范圍、地質及水文地質條件及其資料可靠程度、采空區和巷道受礦山壓力破壞情況等因素確定,具體規定如下:

對采掘工作造成的老空、老巷、硐室等積水區,如邊界準確,水壓不超過1mpa時(本礦小窯開采深度小)探水線至積水區的最小距離:煤層中不得小于30m,巖層中小于20m。對雖有圖紙資料,但不能確定積水區邊界位置的積水區,探水線至推斷積水區邊界的最小距離不得小于60m。對沒有圖紙資料可查的小窯,必須堅持“預測預報、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原則,同時堅持“有疑必停”,防止發生透水事故。掘進巷道附近有斷層或陷落柱時,探水線至最大擺動范圍預計煤柱線時的最小距離不得小于60m。石門揭開含水層前,探水線至含水層的最小距離不得小于20m。

③警戒線:

沿探水線外推50-150m(在上山掘進時指傾斜距離)即為警戒線。

二、采掘工作面遇下列情況之一時,必須確定探水線進行探水

1、接近水淹或可能積水的井巷、老空或相鄰煤礦時,井巷出水點的位置及其水量、有積水的的井巷及采空區積水范圍、標高和積水量,必須繪制在采掘工程平面圖上。在水淹區域應標出探水線位置。采掘到探水線位置時,必須探水前進。

2、有與溶洞、含水層及與之有水力聯系的導水層、裂隙(帶)、陷落柱時必須查出其位置,并按規定留設防水煤柱。巷道必須穿過上述構造時,必須探水前進。如果前方有水,應超前預注漿封堵加固,也可采取其它防治措施。

3、打開隔離煤柱前必須探放水。

4、接近有水的采煤工作面時必須探放水。

5、接近未封閉又可能突水的鉆孔時必須探放水。

6、煤層頂板的含水層和水體存在時,應當觀測“三帶”發育高度。當導水裂隙帶范圍內的含水層或老空積水影響安全開采時,必須超前探放水并建立疏排水系統。

7、采、掘工程接近其它可能突水段時必須探放水。

區內有采煤歷史。長期以來,一些地方小煤窯分布于可采煤層露頭附近,形成的采空區較多。但其開采深度較淺。由于地質資料沒有準確提供小煤窯及老空區開采深度和范圍,因此無法確定小煤窯積水探水線的位置。所以在工作中一定要收集有關資料,確定小煤窯積水位置,以防開采淺部煤層時和小窯、老窯穿透而產生透水事故。

三、探放水注意事項

1、進行探放水施工作業前,礦技術負責人必須結合探水巷道的實際,另行編制安全技術措施,明確探放水作業人員一旦面臨突水威脅時的避災路線。

2、進行探放水施工作業前,必須提前撤出可能受探水作業地點突水威脅的其它采掘工作面和其它工作地點的所有人員。

3、安裝鉆機探水前,要遵守下列規定:

①加強鉆場附近的支護,并在工作面迎頭打好堅固的立柱和攔板。

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適應的排水設備。

③在打鉆孔地點或附近安設專用電話。

④測量和防探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。

4、預計水壓較大的地區,探水鉆進之前,必須安好孔口管和控制閘閥,進行耐壓試驗,達到設計承受的水壓后,方可繼續鉆進。特別危險的地區,應有躲避場所,并規定避災路線。

5、鉆孔水壓過大時,采用反壓和有防噴裝置的方法鉆進,并有防止孔口管和煤(巖)避突然鼓出的措施。

6、鉆進時,發現煤巖松軟、片幫、來壓或鉆孔中的水壓、水量突然增大,以及有頂鉆等異常狀況時,必須停止鉆進,但不得拔出鉆桿,現場負責人應立即向調度室報告,并派人監測水情。如果發現情況危急時,必須立即撤出所有受水威脅的人員,然后采取措施,進行處理。

7、探放老空水或采空區積水前,首先要分析查明老空水體的空間位置、積水量和水壓。老空積水高于探放水點位置時,只準用鉆機探放水。探放水孔必須打中老空水體,并要監視放水全過程,核對放水量,直到老空水放完為止。鉆孔接近老空,預計可能有瓦斯或其它有害氣體涌出時,必須有瓦斯檢查員或礦山救護隊員在現場值班,檢查空氣成分。如果瓦斯或其它有害氣體濃度超過規程規定時,必須立即停止鉆進,切斷電源,撤出人員,并報告礦調度室,及時處理。

8、鉆孔放水前,必須估計積水量,根據礦井排水能力和水倉容量,控制放水流量;放水時,必須設專人監測鉆孔出水情況,測定水量、水壓,做好記錄。若水量突然變化,必須及時處理,并立即報告礦調度室。

9、排除上山的積水以及恢復被淹井巷前,必須有礦山救護隊檢查水面上的空氣成分,發現有害氣體,必須及時處理。排水過程中,有害氣體有突然涌出的可能,必須制定安全措施。

第五章?采掘工程所采取的防治水措施

1、定期收集、調查和核對相鄰煤礦和廢棄的老窯情況,并在井上、下對照圖上標出其位置、開采范圍、開采年限、積水情況等。

2、針對主要含水層(段)建立地下水動態觀測系統,進行地下水動態觀測、水害預報,并制定相應的“探、防、堵、截、排”綜合防治措施。

3、井巷在掘進過程中必須邊探邊掘,掌握前方及上方采空區的水文情況,若發現有水患時,應及時采取措施,待確定安全后再向前掘進,并將出水點位置標于井上下對照圖或采掘工程圖上。井巷揭露的主要出水點或地段,必須進行水溫、水量、水質等地下水動態和松散含水層涌水含砂量綜合觀測和分析,防止滯后突水。

4、在采掘工作面或其他地點發現有掛紅、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、有臭味等突水預兆時,必須停止作業,采取措施,立即報告礦調度室,發出警報,撤出所有受水威脅地點的人員。

5、井下和地面排水設施保證完好,井下水溝要及時進行清理,每年雨季前對礦井防治水工作進行一次全面檢查,成立防洪搶險隊伍,并儲備足夠的防洪搶險物資。

6、應加強對地面小窯、老窯的調查并標注在實測的采掘工程圖中,劃定其探放水紅線,在接近探放水線時,必須采取探放水措施。

7、必須先查清礦區及其附近地面水流系統的匯水、滲漏情況,掌握當地歷年降水量和最高洪水水位資料,建立疏水、防水和排水系統。

8、工業場地內建筑物,必須修筑防洪溝渠或采取其它防、排水措施。

9、鑒于井口附近及塌陷區內的地表水體有可能潰入井下,因此,應遵守下列規定:

(1)嚴禁開采煤層露頭線的防水煤柱。

(2)容易積水的地點應修筑溝渠排泄積水。修筑溝渠時,應避開露頭、裂隙和導水巖層,特別是低洼地點不能修筑溝渠排水時,應填平壓實,防止積水進入井下。

(3)排到地面的礦井水,必須妥善處理,避免再次滲入井下。

(4)對漏水的排洪溝,應及時堵漏,地面裂縫和塌陷必須填塞,填塞工作必須有安全措施,防止人員陷入塌陷坑內。

第六章?疏干開采和帶壓開采

煤層(組)頂板導水裂隙帶范圍內分布有富含水層,必須進行疏干開采。冒落帶與導水裂隙帶最大高度可根據《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程》中的有關公式計算和現場實測等方法綜合確定。被松散富含水層所覆蓋、淺埋緩傾斜煤層,需要疏干開采時,應進行專門水文地質勘探或補充勘探,查明水文地質條件,并根據勘探評價成果確定疏干地段、制定疏干方案,由煤礦總工師審批執行。

疏干開采半固結或較松散的含水第三系煤層時,采前應著重解決如下問題:

1、查明流砂層的埋藏分布條件,研究其相變及成因類型。

2、查明流砂層的富水性、水理性,預計涌水量和預測可疏干性,建立動態觀測網,觀測疏干速度和疏干半徑。

3、在疏干開采試驗中,應觀測研究導水裂隙帶發育高度、水砂分離方法、跑砂休止角、巷道開口時潰水潰砂的最小垂直距離、鉆孔超前探放水安全距離等。

4、研究對潰水、潰砂引起地面塌陷的預測及處理方法。

若煤層頂板受開采破壞后,其導水裂隙帶波及范圍內存在強含水層(體)時,掘進、回采前必須對含水層采取超前疏干措施。要進行專門水文地質勘探和試驗,并編制疏干方案,選定疏干方式和方法,綜合評價疏干開采條件和技術經濟合理性。疏干方案由煤礦總工程師審定。

在礦井疏干開采過程中,應進行定性、定量分析,可應用“三圖-雙預測法”進行頂板水害分區評價和預測。有條件的礦井可應用數值模擬技術,進行冒裂帶發育高度、疏干水量和地下水流場變化的模擬和預測。

承壓含水層與開采煤層之間的隔水層能承受的水頭值大于實際水頭值時,開采后隔水層不易被破壞,煤層底板水突然涌出可能性小,可以進行“帶水壓開采”,但必須制定安全措施,由煤礦總工程師審批。

承壓含水層與開采煤層之間的隔水層厚度,能承受的水頭值小于實際水頭值進行開采前,必須遵守下列規定:

1、采取疏水降壓的方法,把承壓含水層的水頭值降到隔水層能允許的安全水頭值以下,并制訂安全措施,由煤礦總工程師批準;總結適合本礦區(井)的安全水頭值,指導安全生產。

2、承壓含水層的集中補給邊界已經基本查清,可預先進行帷幕注漿,截斷水源,然后疏水降壓開采。

3、承壓含水層的補給水源充沛,不具備疏水降壓和帷幕注漿的條件時,可酌情采用局部注漿加固底板隔水層和改造含水層為弱含水層的方法,但必須編制專門的設計,在有充分防范措施的條件下進行試采,并制訂專門的防止淹井措施。專門設計由煤礦總工程師批準。

篇3:礦井防突水措施模版

三下山擴區運輸巷位于礦井二采區西北部,開口位置位于7#皮帶機尾以西40米處,工作面沿主采2#煤層傾向布置,屬采區準備巷道。地面相對位置為黃土覆蓋山梁,黃土覆蓋厚度290?70米。地面無任何建筑物及村莊。開采標高1180?050m;根據地測資料分析開采最低標高為1050米,高于本區域奧灰水位標高755米,但為了防止水害事故發生,防患于未然,確保礦井安全生產,特制定以下防突水專項安全措施。

一、礦井區域水文地質條件

(一)地表水

井田內無大的河流,井田南部的北東-南西向展布的山梁形成了一條天然分水嶺,其南西側沖溝水匯集于鄉寧縣鄂河后向西注入黃河。北東側沖溝水匯入臺頭溝,向東至鄉寧縣光華鎮匯入豁都峪河,然后向南東出境至襄汾縣匯入汾河。

井田西部的馬泉、蒿地溝兩大溝均有泉水溢出,但流量很小,小于0.001l/s,遇暴雨時節溝內可見時有洪水匯流,但數小時后即減弱為小細流。幾于后完全斷流。

由于天然分水嶺近礦區展布,其兩側山坡溝谷徑流距離短,基本上常年無水,均為季節性河流。

本區水系屬黃河流域汾河水系。

(二)主要含水層描述

礦區位于區域龍子祠巖溶泉域的補給區。

礦區主要含水層按成因及巖性可劃分為四類,現分述之:

1、奧陶系巖溶裂隙水含水巖組

奧灰水是影響煤系地層開采的主要含水層,位于本系組底部。據山西省第五地質工程勘察院《鄉寧縣沙坪(吉縣)煤炭有限責任公司礦井水文地質調查報告》,礦區周邊共施工奧灰水供水井3處,現分述之:

⑴該礦于2003年6月在臺頭鎮西北約2.5km處(及井田工業廣場附近)施工一深水井,井深750m,揭露奧灰巖層474m,寒武系白云巖層50m,水位埋深230m,水位標高1010m,出水量288m3/d。據該孔資料,巖溶裂隙較發育,富水性較強。

⑵臺頭鎮政府供水井,位于臺頭鎮東南,距本礦2000m,2004年建井,井深871.3m,井口高程1040m,水位埋深415m,水位標高650m,涌水量600m3/d;

⑶麥積峪老坑口,距本礦500m,20**年建井,井深650.0m,井口高程1295m,水位埋深540m,水位標高755m,涌水量456m3/d;

據區域巖溶水資料,礦區一帶巖溶水水位標高推測750-780m之間,查區域地層資料,對應的地層位置應是奧陶系上馬家溝灰巖地層(距本溪組底部290)。巖溶水標高與麥積峪老坑口水井相近,且麥積峪老坑口水井在三個供水井中,離礦區中心地帶僅有1200m,距離礦區南界僅500m。與其它二個供水井相比,更具代表性,故此次核查計算采用麥積峪老坑口水井資料,此井中巖溶水水位標高755m。

2、碎屑巖夾碳酸鹽巖裂隙溶隙含水巖組

含水層主要包括砂巖(k1)和三層灰巖(k2、k3、k4),為區內主要含水層。

k2灰巖為主要含水層,厚度8.16m左右,是9號煤層頂板直接充水含水層,巖溶裂隙不發育,據井田內606號水文孔抽水試驗,用空壓機抽干,單位涌水量<0.001l/s?qm,水位標高1304.81m,故k2石灰巖為極弱富水性巖層。k3石灰巖厚6.25m,k4石灰巖厚1.45m,巖溶裂隙均不發育,鉆孔沖洗液消耗量0.8-14.5m3/h,均為極弱富水性巖層。底部k1砂巖為細粒砂巖,裂隙不發育,為極弱富水性巖層。

3、碎屑巖類裂隙含水巖組

主要由k7、k8、k9、k10、k12及k13等砂巖組成,k8砂巖相對富水,為2號煤層的直接充水含水層,砂巖層厚3.93m,裂隙較發育,據606號孔抽水試驗,水位標高為1397.73m,單位涌水量<0.001l/s?qm,屬極弱含水層。

4、第四系砂礫石層孔隙含水層

區內黃土層一般為透水層,不含水,分布于山頂及山坡。砂礫石層接受大氣降水和地表水補給,分布于山區現代河谷下部,涌水量一般介于0.001?.05l/s.m之間,僅可充做一般生活用水水源。

(三)井田主要隔水層

主要由本溪組鋁質泥巖、泥巖及k1石英砂巖組成,隔水層全厚約76m左右,隔水性能良好,構成奧灰含水層的直接頂板。切斷了奧灰水與煤系地層含水層之間的水力聯系。

各標志層沉積穩定,其間所夾的泥巖、頁巖層致密,沉積穩定,構造裂隙不發育,構成各含水層間良好的隔水層。受其控制煤系地層間含水層均為層狀產出。

(四)構造對水文地質條件的影響

井田內總體為一單斜構造,局部發育有向、背斜構造,井田北部發育有f1、f2兩條落差較小的斷層,均為地表調查及井巷開拓揭露,據本礦開采2號煤層井下調查,斷層帶無導水現象,故構造對煤層開采影響不大較小。

(五)地下水補、逕、排條件

井田內地下水主要為石炭系上統太原組砂巖裂隙含水巖組、灰巖巖浴水含水巖組及奧陶系灰巖巖溶水含水巖組,井田處于地下水補給區。逕流方式多由巖層傾向方向流動,排泄方式一是于地形低凹處以泉的形式排泄,另一方面由人工開采形式排泄。

綜上所述,井田內2、3號煤層西部區賦存在區域侵蝕基準面之下,但礦區批采標高849.99m,高于奧灰水水位755m,區內以大氣降水為礦井充水的主要來源,坡陡、溝多,大氣降水大部分迅速排出區內,井田總體為傾向北西的單斜構造,不利于地下水的聚積,不排除局部聚水構造存在。本礦現開采2號煤層,礦井充水主要來自井硐及煤層頂板之上含水層,2、3號煤層西北方向底板最低標高低于奧灰水水位,但不在批采范圍,故礦區內開采2、3號煤層現階段礦井水文地質仍屬以裂隙充水為主、水文地質條件簡單類型。總體分析,礦井突水事故對采掘影響不大。

二、目的和要求

1、目的:為了解決奧灰水對三水平下山采區的施工威脅,對該區進行水文地質調查與研究,獲得相關技術參數,為科學的指導該區安全生產提供依據,防止該區域的奧灰水突然涌出造成水患。

2、要求:按照《煤礦安全規程》、《礦井水文地質規程》、《礦井防治水條例》及公司文件要求進行編制。

三、突水因素分析

采掘過程中,造成底板突水的因素是多方面的,是多種因素綜合作用的結果.根據現場實際觀測及有關理論分析,認為影響底板突水的因素主要有以下幾個方面.

1.礦壓

采礦過程中的礦山壓力,對工作面底板具有嚴重的破壞作用,產生新裂隙,并“活化”原有斷裂,導致底板突水.

隨著采煤工作面的推進,底板任一斷面總是經歷超前支撐壓力壓縮破壞、采后懸頂卸壓膨脹破壞、采空區周邊剪切破壞、最后頂板冒落壓實的再受壓過程.其中采空區卸壓膨脹及其周邊剪切對底板破壞最嚴重,產生的裂隙最多.

礦壓對底板的破壞程度是不一樣的.根據現場觀測,工作面初壓及周期來壓時頂板懸頂面積最大,工作面周圍煤體的支撐壓力及煤壁處的剪切力達到最大值,煤層底板最易造成破壞,底板最易突水。礦壓對底板的破壞作用與工作面頂板巖性有關.工作面頂板巖層越不易冒落,礦壓對底板的破壞作用越明顯,工作面越易出水.礦壓的破壞作用不顯著,與底板出水不明顯.所以對頂板不易冒落的工作面要及時采取措施,減少礦壓的破壞作用.

2.斷裂

斷裂構造是突水的主要因素之一,綜合分析其作用主要有:

(1)斷裂構造的存在破壞了底板完整性,降低了底板的強度.

(2)斷層上下兩盤錯動的結果,縮短了煤層與含水層的距離,甚至使煤層與含水層直接對口.

(3)斷裂帶破碎、軟弱,易形成導水通道.

(4)斷層帶充水成為充水帶,更使水文地質條件復雜化.

一般情況下,在斷層交叉復合部位、尖滅端、拐彎處、向斜軸部、轉折端及隱伏裂隙存在的工作面因應力集中,易造成底板破壞突水,是預防的重點.

3.隔水層

隔水層對突水起阻擋作用,其阻水能力是由其厚度、巖性組合及力學強度決定的.厚度越大,越不易出水.其巖性組合及力學強度是控制底板巖層受采動影響的重要因素.當煤層底板巖層軟硬相間時,不易形成裂隙;當底板巖層自近(煤層)而遠,強度由弱到強時,巖層間易形成采動裂隙。煤層到底板含水層之間的距離由采礦破壞深度、有效隔水層厚度及導高三部分組成(導高是承壓水沿煤層底板導水裂隙上升的高度).起阻水作用的主要是有效隔水層厚度.如果礦壓對底板破壞深度大,導高又大,則有效隔水層厚度相對減小,工作面底板就容易出水.因而我們只有采取防治水措施,減少礦壓對底板的破壞深度,減小導高,才能增加有效隔水層厚度,預防出水。

4.含水層

含水層的富水性及水壓對工作面底板突水具有重要作用。含水層的富水性是突水大小的物質基礎,它決定著突水后水害的規模及對礦井的威脅程度.富水性與其巖溶裂隙發育程度、逕流條件、構造發育情況及埋藏深度等因素有關。

含水層的水壓是工作面底板突水的動力,表現為靜水壓力及動水壓力兩種形式.未突水前表現為靜水壓力,靜水壓力對隔水層裂隙具有頂劈擴大作用,水壓愈高,作用愈顯著;出水后承壓水頭降低,含水層的水位能轉化為動能,這是以動水壓力為主.其作用主要表現在出水后,裂隙被沖刷擴大,充填物質不斷被帶走,通道越來越暢通,出水量越來越大。

綜上所述,造成工作面底板突水的因素很多,但概括起來主要有礦壓、斷裂、隔水層、含水層4個方面.針對以上突水因素,因地制宜,采取相應的防治水措施,就能有效地預防出水.

五、工作面底板突水防治

根據以上分析,結合礦區實際,我們認為搞好底板突水防治主要從以下幾個方面入手.

1.采取措施,減少礦壓對底板的破壞作用

縮短工作面斜長.工作面斜長對底板的影響,實際上是礦壓對底板的破壞深度問題.工作面斜長越大,壓力越大,底板采動破壞深度增加,工作面底板越易出水.據有關資料推導,工作面斜長與底板破壞深度可用如下關系式表示

h=0.5l0.7

式中:h采礦破壞深度,m;l工作面斜長,m.

根據我煤礦工作面斜長與突水關系,我們認為在不影響產量、回收率等問題的基礎上,受徐灰、奧灰水威脅的工作面斜長應不超過500m.

2.注漿改造是預防工作面突水的有效措施

該技術通過地面注漿站集中造漿、注漿,井下施工注漿孔向介于煤層和奧灰強含水層之間的薄層灰巖(即徐灰)注漿,是預防突水的綜合防治水技術,注漿改造作用及特點表現在以下幾個方面:

(1)改變了含水層的富水性.在注漿壓力作用下,漿液沿裂隙擴散、沉析、結石,使奧灰巖溶裂隙基本上為粘土水泥漿充填,富水性大大減弱,甚至不含水.

(2)切斷奧灰與徐灰的補給通道.注漿過程中,在注漿壓力作用下,漿液沿徐灰與奧灰的聯系通道向下擴散、沉析、縮小或堵塞通道斷面,減少或切斷了奧灰對徐灰的補給通道.

(3)加固了底板隔水層,提高其強度.

(4)注漿改造可消除導高,增加有效隔水層厚度.通過注漿改造,漿液能有效地充填含水層至隔水層的導水裂隙,消除導高,使原來含水、導水的裂隙帶變成純隔水層,增加了有效隔水層厚度,對預防出水極為有利.

3.預防斷裂出水

根據前面分析,斷裂是造成工作面底板突水的主要因素之一.“逢突必斷”已成為人們的共識.預防斷裂出水是礦井防治水工作的主要內容之一.具體內容包括以下幾個方面:

(1)全面分析區域構造特征,研究斷裂展布規律.根據每個面的巷道揭露情況及鉆探資料,查明工作面斷裂分布情況,為預防斷裂出水提供依據.

(2)按規定留設斷層煤柱,特別對于可能導水斷層,則需按規定留足防水煤柱.

(3)分析斷裂性質及力學特點,屬于張性導水斷裂,在巷道穿過前,要按規定提前探查并進行注漿加固,達到預期效果.否則不能直接揭露.

(4)對斷層交叉點、尖滅端、褶曲軸部等構造發育地段要重點加固防治,預防工作面在回采過程中出水.

(5)巷道穿過斷層帶時,要加強支護,以防滯后出水.

(6)認真研究滑動構造特點,滑動構造易形成“層狀”充水帶,對底板威脅面大.要及時分析資料,對滑動構造明顯的地段要重點防治.

4.疏水降壓

水壓是造成工作面出水的重要因素,通過疏水降壓可以降低水頭壓力,減少水壓對底板的“頂劈”作用,預防出水.

四、探放水鉆孔設計

一、探水線、鉆孔深度、孔徑

為了落實好“預測預報,有掘必探,先探后掘、先治后采”的原則,確保安全掘進,確定工作面迎頭為探水線,首先采用高分辨電法儀進行超前探測,探測深度不小于90米,根據每次探測結果分析確定重點防治區域,同時利用鉆探進行驗證,驗證無異常時鉆孔孔深60米,鉆孔超前距30米,幫距為20米,每打一次鉆可向前掘進30米。防治水設備采用高分辨電法儀進行超前探測,推斷重點防治水區域。探水采用zyj-380/210架柱式回轉鉆機,鉆桿φ=79?l,孔徑為79mm。

二、鉆孔數目及布置方案

結合高分辨電法儀超前探測和三下山擴區運輸巷掘進情況分析,掘進中每組探水鉆進3個探眼。呈左1、中1、右1扇形布置,探眼距煤層底板1米處水平鉆進,探眼鉆孔依次為角度依次為為0-20度。根據電法儀電測結果,特殊情況時進行加密布置探眼。

五、安全措施

1、探水工作必須嚴格執行“有掘必探,先探后掘”的原則。技術人員要根據礦圖資料進行水情預測預報和充水條件分析。提出合理有效建議,并且報調度室及有關領導審批。

2、掘進工作面在開工前要備好堵水材料,存放在掘進頭碼放整齊,并且必須配備一臺完好的探水鉆和一臺多級泵,保證排水管路暢通。

3、為了確切掌握探眼的覆蓋面積符合要求,探水工作每班由生產技術科派技術員現場技術指導,班長負責落實,安全員、瓦檢員負責監督。

4、每次探水前瓦斯員必須先檢查瓦斯和通風情況,安全員檢查頂板和煤幫,技術員標定探眼位置,確認一切正常后報當班班長。

5、當班班長接到技術員、安全員和瓦檢員通知后,再認真檢查巷道行人是否暢通、排水設備及系統是否可靠,確認一切正常后電話匯報調度室,經調度室同意后方可開始探水工作。

6、探水人員在探水過程中要嚴格執行探放水操作規程。

7、探水鉆進必須有一名跟班領導監督執行,遇到問題及時處理。

8、每次探水完畢后,當班技術員必須將探水情況及時匯報礦調度室和探水隊隊長,同時將探水鉆孔布置圖交探水隊備案存檔,探眼由驗收員驗收合格后方能進行掘進。

9、巷道掘進到允許掘進位置時必須停止掘進,進行探水,安全員要及時向調度室和安全科匯報探眼深度和當班掘進進尺,并認真填寫探水記錄牌板。調度室和安全科要對匯報清況記錄備案。

10.探水鉆進時發現煤巖松軟、片幫、來壓或者鉆眼中水壓、水量突然增大和頂鉆等透水征兆時,應當立即停止鉆進,嚴禁拔出鉆桿。由跟班領導負責向調度室匯報,調度室召集有關科室及主管領導進行分析并制定方案。

11、安全員、瓦檢員要隨時檢查探眼,隨工作面前掘探眼暴露在巷道煤幫時,無異常情況要及時采用水泥、砂漿進行封堵,以防有毒有害氣體涌出。

12、所有作業人員包括隊長、安全員、瓦檢員都必須現場交接班,并將當班存在問題及處理結果記錄在交班記錄本上。

13、安全員當班隊長在交接班時必須把當班掘進長度、剩余掘進長度交接清楚,以保證安全距離不小于30米。

14、在探水點附近要安設電話和報警裝置,遇到水情及時向調度室匯報。

15、在探水施工中,遇到含水層、斷層、陷落柱和積水區之前,應停止鉆進,安好防水閘門后再繼續鉆進。

16、及時清理好巷道,保證安全撤離路線暢通無阻。

17、根據工作面探水情況,探水鉆孔可兼作放水孔。如探至水量較大或有其他水體時要編制放水措施,進行放水作業。

18、施工地點避災路線:三下山擴區運輸巷→西大巷進風巷→副平硐運輸大巷→地面

2011年3月