底部太原组灰岩承压含水层.doc

一、底板含水层特征 1、底部太原组灰岩承压含水层 545号煤层底部发育L1～L5层灰岩含水层，其中L5石灰岩发育稳定，均厚4.7m，据1996年勘探期间的资料显示水位＋748～＋782m，为弱富水含水层，经过多年的人为疏排，据相邻双柳煤矿资料显示，该含水层水位已下降至590m；545号煤层下距L5石灰岩间距平均为23.38m，5100工作面在试运行生产过程中打钻探查，单孔疏排水量达45m3/h，水量稳定，持续时间较长，可见，太原组灰岩含水层富水性不均一，局部区域含水层的富水性大于地质勘探期间揭露的区段。西坡煤矿一、二采区5（45）号煤层开采标高约为380m～580m，按照相邻井田太灰水水位590m考虑，一、二采区5（45）号煤层开采为带压开采，如果煤层底板存在导水构造或不完整区段，将发生底板出水，影响矿井的安全生产。 2、底部奥陶系灰岩含水层水 本区奥灰水位约为＋801.26～＋805.80m（原勘探资料），目前奥灰水位在698.3m以下，该数据以356钻孔孔口标高，高于开采煤层底板标高（最低约为＋380m），如有导水陷落柱或大的导水断层存在，奥灰水也是本区5（4＋5）号煤层的充水水源之一。 二、底板带压开采突水分析 评价带压开采安全的标准是突水系数,依据煤矿防治水规定要求，计算突水系数公式如下 式中 P－水压值（MPa）； M－隔水层厚度（m）。 “Ts值应根据本区资料确定，一般情况下，在具有构造破坏的地区按0.06MPa/m计算，隔水层完整无断裂构造破坏地区按0.1MPa/m计算”。由于本区没有实际Ts资料，所以选择上述数据作为Ts的临界值，在有构造破坏的地区，Ts大于0.06MPa/m，则存在底板突水的可能性，反之，则一般不发生底板突水；在没有构造破坏的地区，Ts大于0.1MPa/m，则存在底板突水的可能性，反之，则一般不发生突水。 1、奥灰含水层突水分析 由于奥灰含水层顶界面至5（45）号煤层底板距离平均约为115m，以奥灰峰峰组灰岩含水层水位698.3m计算，得出峰峰组突水系数约为0.028MPa/m，小于0.06MPa/m临界突水系数值，且奥灰为间接充水含水层水，所以，在此仅进行太灰水对5（45）号煤层的带压开采评价。 2、太原组含水层突水分析 因西坡煤矿没有进行过水文地质勘探，没有近期太原组灰岩含水层的水位等参数，以山西省河东煤田柳林县邓家庄井田上组煤勘探（精查）地质报告（1996.1，148地质队）中的数据和临近双柳矿井的数据进行对比分析、评价。 选用地质勘探报告中的资料数据，通过公式进行计算，太原组含水层突水系数见表2-1。 太原组含水层突水系数 表2-1 孔号 水位标高 （m） 隔水层底板标高 （m） 隔水层厚度 （m） 静水压力 （MPa） 突水系数 MPa/m 325 770.13 365.89 30 4.04 0.135 356 748.3 378.82 25.98 3.69 0.142 359 782.04 539.84 25.5 2.42 0.095 太原组灰岩水对5（4＋5）煤突水系数计算（地质勘探资料） 计算结果，突水系数值较大，一、二采区突水系数值均超过了0.1MPa/m，煤层底板有发生突水的可能。 参考双柳矿太灰水位，目前已降到520m，计算太灰突水系数，见表2-2。 太原组含水层突水系数见表2-1 孔号 水位标高 （m） 隔水层底板标高 （m） 隔水层厚度 （m） 静水压力 （MPa） 突水系数 MPa/m 325 520 365.85 30 1.54 0.05 356 520 378.82 25.98 1.41 0.05 359 520 539.84 25.5 0.20 0.008 三、防治措施 1、掘进工作面物探、钻探预防措施 （1）掘进工作面预防 掘进工作面设计前实行超前探查，使用瞬变电磁物探仪或直流电法仪超前探查，初步查明掘进工作面前方与底板承压含水层水文地质条件，作为掘进工作面设计安全参考依据资料。掘进工作面施工前实行超前钻探探查，验证物探异常区域，坚持有掘必探，先探后掘的防治水原则，采用探水与掘进循环作业，即探水－掘进－探水，探水距离90m，允许掘进距离60m，超前距离30m，确保工作面安全掘进。 （2）建立健全排水系统 掘进工作面施工前在低洼处开挖水仓，安装直径108mm管路通往中央泵房、安装排水能力不低于80m3/h潜水泵，完善掘进工作面排水系统，防备万一掘进工作面煤层底板出水。 2、回采工作面钻探、物探预防措施 （1）回采工作面预防 工作面掘进期间利用瓦斯预先抽放钻孔，初步查明回采工作面内有无底板承压含水层导水构造，作为回采工作面安全参考依据资料。工作面回采前使用YDZ（A）直流电法物探仪进行探查，查明回采工作面底板承压含水层水文地质条件，对异常区进行钻探验证，确保工作面安全回采。 （2）建立健全排水系统 工作面回采前在低洼处开挖水仓，安装排水能力不低于150m3/h排水泵，安装直径127mm管路通往中央泵房，完善回采工作面排水系统，防备万一回采工作面煤层底板出水。 3、加强预测预报 （1）技术部专业防治水人员首先熟知井田水文地质情况，收集齐全水文地质资料，对周边矿井水文地质情况进行调查摸底。 （2）水害预测预报图表由技术部门专业水文地质人员根据水文地质资料进行编制。 （3）水害预测预报应根据年度、季度、月度施工计划，结合矿井水文地质资料，全面分析、预测各工作面及周围受水害威胁情况，及时提供相关水文地质资料，并下发水文地质预测预报。 （4）在施工过程中，应对预测预报图表逐月进行检查，不断补充和修正。在施工至含水层有可能出水时应提前30米发出水文预测预报单，并报告调度室。 （5）当井下水文地质条件发生变化、出现突（涌）水征兆、接近可疑水区时，必须及时发出临时水文地质预报，提出处理措施，并且必须有文字和图纸。 （6）对水患险情应发出水害通知单，立即报告调度室，通知可能受水害威胁地点的人员撤至安全地点。 （7）预报内容应包括地点、范围、对生产的影响应采取的措施等，预报结果应保证矿井正常安全生产，无因预报错误造成工程事故及透水事故。 （8）若当月生产计划变更，存在水害隐患，要提前3～5天发水害通知单。 （9）水文工程师应做好预测预报资料整理、报送、档存等工作。 （10）预测预报要准确详细，实现“三定”（定时、定点、定量），向领导和有关部门提供可靠资料，确保安全生产。 四、建立矿井应急排水系统 1、目前矿井排水系统 （1）矿井一级排水 矿井中央泵房排水设置为MD450-606型矿用耐磨多级泵3台，配YB2 5003-4 710kW 10kV矿用防爆电动机，正常涌水时1台工作，1台备用，1台检修。设计矿井最大涌水时1台工作，正常排水时间12.8h，最大排水时间18 h。排水管路选用D32510无缝钢管两趟，沿主斜井井筒敷设到地面。水仓容积3043 m3，实际测量单泵排水能力328m3/h。 （2）采区二级排水 ① 5100工作面泄水巷排水设置为MD150-305型矿用耐磨多级离心泵2台，配YB2 3155-4 110kW 10kV矿用防爆电动机，正常涌水时1 台工作，1 台备用，最大涌水时2台工作。排水管路选用D15910无缝钢管两趟，沿泄水巷敷设到中央泵房水仓。实际测量单泵排水能力120 m3/h。另设立一台DQW80-8030/n-s污水泵，H80m，Q 80 m3/h泵，排水管路直径108mm。泄水巷水仓容积1000 m3。 ② 南翼大巷 南翼大巷及皮带巷低洼处安装四台流量17 m3/h的风泵。 ③ 北翼第二进风巷 北翼第二回风巷安装一台流量17 m3/h的风泵，第二进风巷安装一台D85-452 Q85 H90 37KW清水泵。排水管路为D108mm无缝钢管一趟。 2、应急排水系统建立方案 （1）强排水系统一 在一采区5100工作面泄水巷现有吸水小井内安装两台80QJ90-123/5大流量，大功率潜水泵，配套D32510两趟无缝钢管排水管路，通过主斜井至地面，一旦发生不可逆转紧急情况时，由地面变压房直接供电，实现地面启动大功率潜水泵目的。随着采区延伸至最低处建立采区永久泵房（设计5101工作面后部进风巷），强排水系统管路紧随延伸至采区泵房。 （2）强排水系统二 在一采区5100工作面泄水巷现有吸水小井内安装80QJ90-123/5大流量，大功率两台潜水泵，布置两趟D32510无缝钢管排水管路直通中央泵房水仓，一旦发生不可逆转紧急情况时，由中央泵房达到直接控制目的。随着采区延伸至最低处建立采区永久泵房（设计5101工作面后部进风巷），强排水系统管路紧随延伸至采区泵房。 （3）强排水系统三 在一采区永久泵房上方的地面打两个钻孔，钻孔目标为一采区泵房水仓，全程下套管，在套管内安装350QJ300-123/5大流量，大功率潜水泵，建立地面泵房操纵系统，当矿井发生不可逆转紧急情况时，实现地面控制目的。 五、成立西坡煤业防治水机构 为进一步加强煤矿防治水工作，落实带压开采水害防治责任，建立防治水管理体系，防止和减少水害事故。根据安全生产法、矿山安全法、煤矿防治水规定、国务院关于预防煤矿生产安全事故的特别规定等法律行政法规，成立西坡煤业防治水机构。 西坡煤矿防治水领导小组 组长；矿长朱红兴 副组长；总工李明昉、安全矿长韩茂勤 成员；由安监、生产、技术、通风、机运部部长组成。 成立防治水办公室，办公室设在技术部，由技术副总李庆新负责防治水日常工作，防治水专业人员刘跃武、李广林、舒永甫、吴荣胜。 成立防治水专业队伍，由陶中担任探放水队队长，连斌为技术员，负责探放水工作。 探放水队成员 孙久亮（班长）、李华柱（副班长）、彭民（机长）、朱富贵（机长）、张宝山（机长）、李安民、蒋桂全、韩广锋、邱家华、耿玉东、沈振明、王余兵、马伏强、胡成林、苗传文、寇步兵、徐以利、刘昌喜、姜新河等。 6