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西202工作面切眼防隔水煤（岩）柱与F40断层留设 不足50米回采安全技术措施 编 制 赵胜众 审 核 郭新世 生 产 部 郭新世 安 检 室 张应芳 采掘副总 薛建中 地测副总 张汉智 安全副总 徐志军 生产矿长 吴克福 安全矿长 王克君 总 工 王 宁 二0一三年十一月二十二日 西202工作面切眼防隔水煤（岩）柱与F40断层留设 不足50米回采安全技术措施 一、概况 1、地面位置西二采区202工作面地面位于刀楞山以北区域，靠近西北部井田边界。地表之上全部为基岩裸露的荒山沟壑地区，工作面对应地表以北切眼位置及西南部（回风顺槽侧有靖远电厂灰渣库积水区。工作面开切眼北部区域为110千伏输电线路，无其它构筑物，地面标高为15901637m。 2、 井下位置及四邻采掘情况西202工作面是西二采区首采工作面，位于西二采区西翼。东以西二采区运输石门为界，西以DF49号断层及矿井西北部井田边界为界，南以F40断层为界，北以DF26断层为界。西南部为已回采结束的西101工作面，东南部为正在准备的西201工作面。其余方向均为未开采的原始煤层。 3、工作面可采走向长880 m，倾斜宽为150m，面积合计为132000㎡，煤层厚度为6.39.5m，平均为7.9m。煤层结构为单一结构，倾角约59，平均7。煤层可采指数100，变异系数12.12，煤层赋存较稳定。 二、水文地质分析 1、含水层的水害分析。西202工作面水文地质条件属中等类型。一层煤之上有Ⅱ、Ⅲ两个含水层，均为富水性极弱的含水层，且掘进期间对煤层顶板的破坏影响较小，故对工作面的正常回采影响不大。 2、地表积水水害分析。西202工作面对应地表范围有靖远电厂灰渣库积水区，其中切眼正上方有北部灰渣库积水区，积水面积为2.35万m2,水量为2.8万m3;回风顺槽西南部有南1、南2两处灰渣库积水，南1面积为3.5万m2、水量为6.4万m3；南2面积为3.2万m2 、水量为5.85万m3。由于地表靖远电厂灰渣库积水的存在，给西202工作面安全回采带来一定的隐患。回采期间断层构造裂隙易疏通上覆含水层，因此回采期间要加强防治水工作，并严格贯彻执行“预测预报，有疑必探，先探后采，先治后采”的原则，防治灰渣库积水涌入井下是西202面防治水工作的关键。 三、水体下及水体附近回采安全评价 根据以上水害分析，西202工作面回采时防治水的重点是防治靖远电厂灰渣库积水溃入井下。我矿曾委托中国矿业大学研究并提交了靖远集团大水头煤矿灰渣库水体下综放开采可行性研究报告，报告主要结论如下 “基于大水头煤矿灰渣库下煤层赋存条件和开采技术条件，以灰渣库下放顶煤安全开采的可行性为研究背景，重点分析了放顶煤开采的导水裂隙高度和上覆岩层隔水特性，类比了我国煤矿放顶煤开采已有的导水裂隙带高度研究成果，并用数值模拟方法进行了验证，分析了上覆岩层的隔水性、断层对安全开采的影响，并针对性的提出了技术措施，预计了开采对灰渣库水体地表及灰渣库坝体的移动与变形，得出了如下主要结论 （1）大水头煤矿所采煤层及上覆岩层变质程度相对较低，属软弱 软弱型结构岩层，导水裂隙带高度较低，之上有多段隔水层，且泥岩层较厚，有良好的隔水特性。 （2）在灰渣库正下方，煤厚为2.48～10.65m，平均煤厚为5.84m；煤层埋深为390.25～656.2 m，平均煤层埋深为570.7 m。 （3）在灰渣库非正下方，煤厚为1.81～12.53m，平均煤厚为7.45m。煤层埋深为383.66～563.6 m，平均煤层埋深为470.9 m。 （4）在采高7～8m附近，综采放顶煤开采条件下的导水裂隙带高度与采高之比多在11以下或附近。 （5）按最不利条件考虑，灰渣库正下方煤厚取7.55m，导水裂隙带高度最大值取92.1 m，灰渣库正下方导水裂隙带之上保护层厚度为298.15～564.1m，是52.4～211.6倍煤厚，且导水裂隙带之上有多层厚度大的隔水层，对比最不利条件下防水安全煤岩柱保护层厚度为7倍分层采高的要求，大水头煤矿灰渣库正下方开采是安全的。 （6）按最不利条件考虑，灰渣库非正下方煤厚取9.49m，导水裂隙带高度最大值取为116.8 m，灰渣库非正下方导水裂隙带之上保护层厚度为266.9～446.8 m，保护层厚度是29.6～246.9倍煤厚，且导水裂隙带之上有多层厚度大的隔水层。小于40倍煤厚的63、新73和新82钻孔与灰渣库水平距离在500m以上，该区域开采对灰渣库影响相对较小。在新89号钻孔附近采取限制采高不大于9.49m的措施后，其余钻孔的保护层厚度均大于40倍采高。对比最不利条件下防水安全煤岩柱保护层厚度为7倍分层采高的要求，大水头煤矿灰渣库非正下方开采是安全的。” 四、西202工作面回采安全技术 针对甘肃省煤监局11月13日检查出西202综放工作面靠切眼回风侧防隔水煤（岩）柱留设不足50米，已采过的西101工作面在回采过程中局部防隔水煤（岩）柱留设不足50米，不符合矿井蓄水池下综采放顶煤安全开采可行性研究报告中关于F40断层一侧留设防隔水煤（岩）柱不少于50米的要求。为了确保西202工作面回采期间不发生水害事故，根据靖煤集团大水头煤矿灰渣库水体下综放开采可行性研究报告提出的安全技术措施，结合我矿在西101工作面水体附近成功开采经验、以及西202工作面井上下实际，特此编制此安全技术措施，确保安全回采。 1、采高是影响采后导水裂隙带高度最重要的因素，在灰渣库正下方安全开采论证所用的采高是7.55m，在灰渣库非正下方安全开采论证所用的采高是9.49m。因此西202切眼向前推进65米范围积水正下方采高不得超过7.55米，其中割煤高度为2.8米，放煤必须采用循环均匀放煤，总放煤高度不得超过4.75米。由于放煤高度人工不易控制，按每推进1米产量不得超过1530吨控制。 QSh1.41-S断层带h11.41 15017.551.41-1014.751.411530（吨） Q每米产量 S工作面每推进1米的面积 h总回采高度 S断层带断层影响区域不能放煤的面积 h1断层影响区域不能放煤的高度 1.41容重 2、西202工作面放顶煤开采的断层问题 西202工作面揭露的断层对蓄水池下安全开采可能影响的断层是F40断层，落差37m。 大水头煤矿灰渣库水体下综放开采安全开采可行性研究报告已给出对F40断层的处理意见，“对于与F40断层联通的DF9断层，在不能确定其是否含水或导水的情况下，也要按最不利条件和煤矿防治水的有关规定，留设含水或导水断层防隔水煤（岩）柱，一侧的煤柱宽度也要留设到50m。” 考虑落差0～37m的F40断层穿透372.7m的上覆隔水岩层的可能性极小，一侧的煤柱宽度可适当减小。 根据202工作面与F40断层的相对位置，工作面推进至运输顺槽沿倾向120m范围正常开采，回风巷侧与F40断层煤柱不足50m，回采过程中采取措施即只推进不放顶煤。 从工作面开切眼处开始至沿走向260m段，以图中的放顶煤线为界，在放顶煤线以东正常开采，既沿底割煤，也放顶煤；在放顶煤线以西，只割煤不放顶煤，直至工作面推进260m段范围。 2、灰渣库非正下方放煤过程中，必须严格采用见矸就关闭放煤口的措施，不得超放或放出矸石，以防止实际采高超过设计采高。 3、在回采工作面出现淋水或裂隙涌水现象时，必须停止生产，撤出人员，汇报矿调度，经技术人员现场查看和采取相应的措施，确保安全后再恢复生产。 4、完善矿井及采掘工作面排水系统，并定期检查其完好情况，每半年进行一次井底车场水泵房工作水泵和备用水泵的联合排水试验。及时清理水仓，整修水沟，维修管路，检修水泵，发现问题及时督促和整改。 5、在西202工作面回采前回风顺槽已有的一趟3寸排水管路的基础上增设一趟4寸排水管路，配备扬程不小于100m，流量不小于150m/h的水泵。水仓随工作面的推进进行设置。 6、加强对采区和工作面涌水量观测点的观测，并及时分析和汇报。 7、回采期间，每月对灰渣库积水及地面变形情况进行观测，发现积水急剧减少或出现地下渗入现象时，必须立即汇报矿调度，停止工作面生产，撤出人员，采取有效措施，确保安全后恢复生产。 8、编制完善西202矿井水害应急救援预案，并进行演练。 9、西202工作面为我矿第二个水体下采煤工作面，要求回采期间按重点工程管理，编制西202工作面水体下采煤重点工程管理通知 10、加强职工培训，增强现场工作人员突水预兆的观察与判断能力，掌握应急措施。 11、未尽事宜，严格按照煤矿安全规程、地测防治水相关规定执行。 9
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