山西潞安环能上庄煤业有限公司矿井斜井与下山掘进工作面探放水设计

山西潞安环能上庄煤业有限公司矿井斜井与下山掘进工作面探放水设计内容摘要：

板距 15 号煤层顶板为 ～ ，计算导水裂隙带最大高度为 ，对 3 号煤层采空或 积水区不具影响，但应考虑断层、陷落及钻孔沟通可能影响到 3 号煤层采空积水，而造成的上部采空积水直接突水，因此矿井生产时应有所防范。 （ 3）奥灰系灰岩含水层充水 突水系数计算： 山西潞安环能上庄煤业有限公司矿井斜井与下山掘进工作面 探放水设计 18 由公式：MPT 式中： T——突水系数 (MPa/m) P——底板隔水层承受的水压 (MPa)（取值 ） M——底板隔水层厚度（ m）（取值 15 号煤层底板至奥陶系灰岩顶面之间隔水层厚度 ）。 突水系数 计算， T=，按《煤矿防治水规定》，正常块段该计算值不大于 MPa/m，构造破坏块段不应大于 MPa/m 的临界值。 因此在无构造作用和人为钻孔作用时，发生奥灰水对 15 号煤层底板突水事故的可能性小。 六、 采（古）空区积水 井田内有 7 处采空区积水，均为 3 号煤层开采后遗留的采空区，井田内总积水面积为 352489m2，总积水量 240252m3。 矿井周边分布有 4 个煤矿，据本次调查，总积水面积为 116451m2，总积水量 79371m3。 东南部的水碾沟煤矿开采 15 号煤层，其采空积水对本矿井 3号煤层开采无影响，井田外西部的上良联营煤矿、东部的老窑港煤矿、井田外西南部的白杨岭煤矿调查采空区内有部分积水，但由于其采空积水范围与本矿井不相连，且留有足够的边界保安煤柱，无越界开采，现状条件下对本矿井 3 号煤层开采无影响。 七、 周边矿井充水条件 据本次矿井调查，井田内外现条件下不存在小窑开采现象，兼并重组前，井田周边分布 4 个相邻矿井。 山西襄矿上良煤业有限公司 位于井田外西部，批准开采 3号煤层，现采 3号煤层，井田面积 ，生产能力 60 万 t/a，矿井正常涌水量 480m3/d，据调查其井田东 部采空区内有山西潞安环能上庄煤业有限公司矿井斜井与下山掘进工作面 探放水设计 19 积水，积水量为 33001m3（详见表 2），采空积水区距矿界 50m，无越界开采。 山西襄矿新庄煤业有限公司 位于井田外东南部，井田面积 ，前期批准开采 3 号煤层，经多年开采，资源已经枯竭。 现开采 15 号煤层，生产能力 60 万 t/a，矿井正常涌水量 2760m3/d。 该矿开采 15 号煤层， 对本矿井越界开采。 白杨岭煤矿 位于井田西南部，批准开采 3 号煤层，生产能力 3 万 t/a，矿井涌水量240m3/d，该矿于 2020 年关闭。 据调查，其井田北部采空区内有积水，积水量为 15532m3，本井田南部现 状条件下已基本开采结束，该矿与本矿井相邻处留有足够的矿界保安煤柱，现状条件下，其采空积水区距矿界 20m，无越界开采。 老窑港煤矿 位于井田东北部，批准开采 3 号煤层，井田面积 ，生产能力 3万 t/a，矿井涌水量 48m3/d，该矿井于 2020 年已关闭。 据调查，其井田西部采空区范围内有部分积水，积水量为 30838m3，但其矿界与本矿井不相连，距本矿间距为 155m，无越界开采。 八、 矿井水文地质类型 根据《煤矿防治水规定》，矿井水文地质类型划分 如 下： 受采掘破坏或影响的含水层及水体 本矿井开采 3 号煤层，受采掘破坏影响的含水层为其煤层上部的山西组碎屑岩含水岩层，疏干排水使该地层水位下降，该含水层补给条件差，钻孔单位涌水量为 ，为弱富水性，渗透系数为。 依据《煤矿防治水规定》分类依据，矿井水文地质条件为简单。 山西潞安环能上庄煤业有限公司矿井斜井与下山掘进工作面 探放水设计 20 矿井及周边老空水分布状况 井田内有 7 处采空区积水，均为 3 号煤层开采后遗留的采空区，井田内总积水面积为 352489m2，总积水量 240252m3。 矿井周边分布有 4 个煤矿，据本次调查，总积水面积为 116451m2，总积水量 79371m3。 东南部的水碾沟煤矿开采 15 号煤层，其采空积水对本矿井 3号煤层开采无影响，井田外西部的上良联营煤矿、东部的老窑港煤矿、井田外西南部的白杨岭煤矿调查采空区内有部分积水，但由于其采空积水范围与本矿井不相连，且留有足够的边界保安煤柱，无越界开采，现状条件下对本矿井 3号煤层开采无影响。 根据《煤矿防治水规定》分类依据， 3 号煤层矿井水文地质条件为中等。 矿井涌水量 根据地质报告，采用原上庄井田生产资料，开采 3 号煤层，同时煤层埋藏较浅。 煤矿的生产能力为 30 万吨 /年，矿井正常涌水量为 11m3/h，最大涌水量为 25m3/h。 采用水文地质比拟法中富 水系数法公式： Q C= ——— P 式中： Q—涌水量 (m3/d) P—年产量 (万吨 ) 经计算：矿井开采 3 号煤层时，生产能力达到 90 万 t/a，矿井正常涌水量正常为 30m3/h，最大涌水量为 50m3/h。 依据《煤矿防治水规定》分类依据，矿井水文地质条件为简单。 突水量 矿井开采 3 号煤层的，井下无突水点，采掘工作面及煤层顶板有淋水渗出，依据《煤矿防治水规定》分类依据，矿井水文地质条件为简单。 开采受水害影响程度 山西潞安环能上庄煤业有限公司矿井斜井与下山掘进工作面 探放水设计 21 井下开采时，老空水、顶板砂岩含水层及构造破碎带含水水害隐患是防治水工作的重点，井田构造简单，煤层顶板含水微弱，在煤炭开采时认真做好防水、探水、疏干与排水工作，将采掘工作不受水害的影响，根据《煤矿防治水规定》分类依据，该项分类依据为简单。 防治水工作难易程度 根据矿井水文地质特征，认真做好井上、井下的防治水工作，对本井田的老空积水和相邻矿的已关闭或生产矿井，认真做好调查工作，由于本井田存在采空积水和对周边相邻矿井防水工作较简单，并易于进行，根据《煤矿防治水规定》分类依据，矿井水文地质条件中等。 综合上述评 述，依据就高不就低的原则，矿井水文地质条件类型确定为中等。 山西潞安环能上庄煤业有限公司矿井斜井与下山掘进工作面 探放水设计 22 第二章 工程概况 第一节 工程概况 根据上庄煤业提供的资料，矿井东部的山西襄矿新庄煤业有限公司1510 15105回采工作面 对本矿井 越界开采。 新庄煤业 15103工作面已回采150m， 15105工作面运输、回风顺槽已经送出，尚未回采。 井巷落低及布置水平位置 主斜井井底煤仓、集中胶带下山布置： 由于受新庄煤业越界开采 15号煤后留下的采空区的影响，将集中胶带下山上仓段和井底煤仓上口布置在距 15号煤底板下部 20m的岩层当中 ，为保证煤仓上口及集中胶带下山的支护及施工安全性，煤仓上口及集中胶带下山顶板与 15号煤采空区底板之间留设不小于 20m厚的纯岩柱。 集中胶带下山采空区段沿采空区下部 20m处从 15号煤采空区下部穿过，待通过采空区后以水平方式找到 15号煤后，再沿 15号煤布置。 副斜井、井底车场、 15号煤轨道下山布置： 副斜井落底在 +774（ 15号煤底板下方岩层当中）。 井底车场也按此水平布置。 井底车场平段终结后， 15号煤轨道下山沿新庄煤业越界开采 15号煤后留下的采空区的下部 20m布置，待穿过采空区之后，以 6度坡向上爬坡，找到15号 煤之后再沿 15号煤布置。 井巷断面 主斜井（新建）：半圆拱断面，净宽 ，净断面 ， 副斜井（新建）：半圆拱断面，净宽 ，净断面积 ， 山西潞安环能上庄煤业有限公司矿井斜井与下山掘进工作面 探放水设计 23 集中胶带下山采用矩形断面锚网喷加锚索支护，净宽 ，净高。 15号煤轨道下山采用矩形断面锚网喷加锚索支护，净宽 ，净高 ，净断面。 第二节 周边矿井及越界开采 井田外周边相邻有 4 座矿井，井田西部为山西襄矿上良煤业有限公司，东部为山西襄矿新庄煤业有限公司、老窑港煤矿，西南部为白杨岭煤矿。 根据上庄煤 业提供的资料，矿井东部的山西襄矿新庄煤业有限公司1510 15105 回采工作面 对本矿井 越界开采。 新庄煤业 15103 工作面已回采150m， 15105 工作面运输、回风顺槽已经送出，尚未回采。 主斜井、副斜井和集中胶带下山、 15 号煤轨道下山要从该越界开采后的采空区下方通过，因此须制定专项探放水措施，加强探放水工作 ，确保掘进工作的安全进行。 山西潞安环能上庄煤业有限公司矿井斜井与下山掘进工作面 探放水设计 24 第 三 章 探放水总述 第一节 探放水原则 l、采掘工作面必须坚持 “有掘必探，先探后掘 ”的原则。 尤其 遇到下列情况之一时， 更应重视，加强 探水 工作 ，确认无突 水危险后，方可前进： （ 1）接近水淹的井巷、老空、老窑或小煤矿时； （ 2）接近水文地质复杂的区域，并有出水征兆时： 一般征兆： ① 煤层变潮湿、松软；煤帮出现滴水、淋水现象，且淋水可由小变大；有时煤帮出现铁锈色水迹。 ② 工作面气温降低，或出现雾气及硫化氢气味。 ③ 有时可闻到水的 “嘶嘶 ”声。 ④ 矿压增大，发生片帮冒顶及底鼓。 工作面底板灰岩含水层突水征兆： ① 工作面压力增大，底板鼓起，底鼓量有时可达 500mm 以上。 ② 工作面底板产生裂隙，并逐渐增大。 ③ 沿裂隙或煤帮向外渗水。 随裂隙的增大，水量增加，当底板渗水 量增大到一定程度时，煤帮渗水可能停止，此时水色时清时混，底板活动时水变浑浊、底板稳定时水色变清。 ④ 底板破裂，沿裂缝有高压水喷出，并伴有 “嘶嘶 ”声或刺耳水声。 ⑤ 底板发生 “底爆 ”，伴有巨响，水大量涌出，水色乳白或呈黄色。 经确认无突水危险后，方可前进。 山西潞安环能上庄煤业有限公司矿井斜井与下山掘进工作面 探放水设计 25 预计水压较大的地区，正式探水钻进前，必须先安好孔口管和控制闸阀。 孔口管的长度，应根据水压和围岩性质在探放水设计中明确规定。 孔口管与孔壁之间，必须灌注水泥浆固定，待水泥浆凝固后进行扫孔，扫孔后必须进行耐压试验，达到能承受设计水压后，方准继续钻进。 特别危险的 地区，还应预先采取开掘安全躲避硐，规定撤人的避灾路线等安全措施。 钻进时，发现煤岩松软，片帮、来压或在钻眼中水压、水量突然增大，以及有顶钻等异状时，必须停止钻进，但不得拔出钻杆，立即向矿调度室报告，并派人监测水情。 如果发现情况危急时，必须立即撤出所有受水威胁地区的人员，然后采取措施，进行处理。 钻眼内水压过大时，应采用反压和防喷装置的方法钻进，并有防止孔口管和煤（岩）壁突然鼓出的措施。 措施内容应包括背紧工作面（留出钻眼部分），在拦板外面加设顶柱或木垛，必要时还应在顶、底板坚固地点砌筑防水墙，然后方可打开钻 眼放水。 钻孔放水前，必须估计积水量，根据矿井排水能力和水仓容量，控制放水眼的流量，还必须观测水压。 钻孔放水时，必须设专人监测钻孔出水情况，测定水量，做好记录，遇有水量突然变化时，必须进行处理，并立即报告矿调度室。 在排水过程中，有被水所封住的沼气或其它有害气体突然涌出的可能，必须制订安全措施，报矿总工程师批准。 底板隔水层厚度达不到安全开采要求时，原则上必须进行疏水降压开采，有条件时，也可采取在加强排水能力前提下的分区隔离开采。 在安钻探水前，必须遵守下列规定： （ 1）加强钻孔附近的巷道 支架，背好顶帮，并在工作面迎头打好坚固的立柱和拦板； （ 2）清理巷道浮煤，挖好排水沟； 山西潞安环能上庄煤业有限公司矿井斜井与下山掘进工作面 探放水设计 26 （ 3）在打钻地点或其附近安设专用电话； （ 4）确定主要探水孔的位置时，应由测量和负责防探水人员亲临现场，共同确定钻孔方位、角度、钻孔数目以及钻进深度。 相邻矿井的分界处，必须留防水煤柱。 严禁在各种防隔水煤柱中采掘。 井巷出水点的位置及其水量，有积水的井巷及采空区的积水范围、标高和积水量，必须绘在采掘工程平面图上。 在水淹区域应标出探水线的位置。 采掘到探水线位置时，必须探水前进。 每次降大到暴雨时和降雨后， 应及时观测井下水文变化情况，并向矿调度室报告。 水淹区积水面以下的煤岩层中的采。