煤矿工作面防治水工程设计
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煤矿工作面防治水安全技术措施随着我国煤炭行业的快速发展,煤矿工作面防水安全技术措施也变得越来越重要。
由于煤炭开采过程中会涉及到水文地质条件,因此需要采取一系列有效的技术手段来预防和控制工作面的涌水、渗水等水害事故,保障煤矿生产的安全和稳定。
本文将介绍煤矿工作面防治水安全技术措施的具体内容。
一、地质勘探及水文地质估测在煤矿工作面建设前需对施工地点进行地质勘探,了解基本的地质结构、水文地质条件等,评估开采区域涌水量、涌水情况、水源位置等,制定相应的防涌水措施。
这一步操作至关重要,其结果直接影响后续的煤矿安全生产。
二、煤矿井下渗水预测通常情况下,地质勘探已经预示了煤炭开采过程中存在重大的渗水隐患。
为保障井下矿工的安全和煤炭的生产,必须通过技术手段对井下的渗水量、渗透性等进行预测,以确定渗水的来源和分布规律。
通过对数据的分析和处理,可以使矿工预先掌握井下煤层渗流情况,以方便随时采取对应的对策。
三、工作面防涌水技术1. 适量封孔防水针对井下涌水的情况,煤矿可以通过封孔防水来改善局面。
具体说,煤炭开采工作面集中封闭可能渗漏存在的孔洞、裂缝和裂隙等,防止地表和井下水源渗透进入工作面。
这种方法在保证煤炭生产的同时,也能改善井下水文地质环境,减轻煤矿灾害风险。
2. 压地宝注浆技术在煤炭开采过程中,由于石层内部的差异性,通常存在不同程度的裂隙,伴随着井下涌水情况。
为此,可以通过采用压地宝注浆技术,将地面上的预混泥浆注入裂隙,让水凝结在其中,从而达到防渗透目的。
这种方法不仅减轻了井下涌水的压力,同时还提高了地质力学的机械强度,有利于矿井的安全稳定。
四、总结煤矿工作面防治水安全技术是保障煤炭生产安全的关键性环节,在矿井建设和生产过程中必须予以重视。
通过地质勘探和水文地质估测等手段,可以提前预测井下的渗水情况。
此外,适量封孔防水、压地宝注浆技术等方法也是解决井下涌水问题的有效手段。
只有在加强技术创新,采取严谨的操作流程,才能减轻煤矿生产过程中的安全风险,保障煤炭生产的安全和稳定。
新源煤矿中长期防治水规划煤矿开采过程中,不可避免地要接近、揭露或波及破坏某些含水层,同时可能受雨季大气降水影响,给矿区及矿井生产安全造成威胁。
水害是煤矿五大自然灾害之一,为此,特制定防治水管理规定:中长期防治水规划一、防治水领导组组长:矿长(负责全面工作)副组长:矿总工程师(负责措施的审批、贯彻、落实)安全副矿长(负责防治水期间的安全工作)成员:安全生产调度室主任安全科科长机电科科长技术科科长通风科科长企管科科长办公室主任采掘技术员地质技术员测绘技术员机电技术员通风技术员综采队队长高档普采队长综掘队队长掘进二队队长运输队队长机电一队队长机电二队队长瓦检队队长皮带队队长维修队队长二、职责分工1、领导组负责中长期防治水的全面工作,领导组办公室设在矿调度室。
2、调度室主任负责统一指挥安排,任何单位及个人不得擅自行动。
3、技术科地测技术员负责编制防治水措施及水文地质资料的收集工作。
4、机电科负责排水设备、设施的正常运行。
5、生产各队组队长负责防治水工作的具体操作和落实。
6、相关队组要协助好生产队组的工作。
7、安全科科长、企管科科长负责监督各单位防水工作的执行情况。
三、具体规划(一)、矿区水文地质概况本区位于华北陆台沁水盆地的西部边缘的零山背斜东翼,为隐伏岩溶区,水文地质单元划分为广胜寺泉域,位于泉域的东侧补给径流区。
零山背斜轴部走向近南北,西翼受大断层影响仅零星出露碳酸岩盐,广泛出露的碳酸岩盐地层成为地下水的良好补给区,地下水向南运移。
按含水介质不同,可将区域内分为四大主要含水层组和三大主要隔水层。
(二)、矿井主要水害分析矿井现采2#煤层,其充水来源主要为①上覆砂岩裂隙含水层水。
②开采产生的塌陷导通上覆含水层。
③2#煤层的直接充水含水层为K8砂岩。
富水性弱,一般无水害威胁,但应注意雨季的大气降水,总体而言,2#煤层水文地质条件属简单类型,矿井涌水量正常为11-20m3/h。
(三)防治水规划由上所示,本矿井2#煤层的水害为裂隙水和大气降水,因此,本矿井的防治水规划主要从这两主面着手。
采煤工作面防治水工程优化设计摘要:本项目隶属于采煤工作面防治水工程优化设计,技术人员结合大量的工作实践经验、在井下的现场演示试验的基础上,根据采煤工作面及两巷道防治水特点分析,通过合理的计算优化设计防治水工程,经过实践证明,工作面的防治水安全状况大大改善,有效的杜绝了局部较小淋水、涌水对工作面两巷的长期冲刷,促进了采煤工作面质量标准化达标,安全效果较好。
关键词:采煤;工作面;防治水1 概况淮北岱河矿业1965年12月25日建成投产。
原名为淮北矿业集团有限责任公司岱河煤矿,2011年矿井破产改制重组后更名为淮北岱河矿业有限责任公司,核定生产能力100万吨/年。
企业先后荣获“全国先进基层党组织”、“全国环境优美工厂”、“全国双十佳煤矿”、“安徽省文明单位”等省部级120余项荣誉称号。
全矿井2个采煤工作面生产、6个掘进队生产准备。
目前矿用防治水工程设计仅限于掘进防治水方面,对于采煤工作面回采防治水还没有专项的设计。
在日益注重采煤质量标准化的今天,如何采取有效的措施去做好采煤工作面的防治水工作,对工作面两巷的合理排水以及工作面局部较小淋水,底板或老塘较小渗水的处理,也成为现场需要解决的一个现实问题。
2 成果主要做法以岱河矿业ⅲ432工作面为例,该面主要充水水源为3煤老顶砂岩水和ef1-1断层水:据ⅲ331和ⅲ531两工作面回采资料显示,在回采中均不同程度的出现顶板淋水,还有受采动影响老塘内老顶砂岩水有涌出现象,水量一般为0.5~2.5m3/h,最大可达5m3/h左右。
该面中部机巷距离ef1-1断层较近,受回采影响会有不同程度的断层水涌出,预计水量1.5m3/h左右。
根据相关地质资料,经勘探现场,采取设计见ⅲ432工作面防治水工程设计图。
主要做法如下:(1)根据地质资料提供的最大涌水量5(m3/h)的标准去配置相关抽水风泵,电泵的型号及排水管路的直径。
经调研及技术会审确定为风泵型号:66615x-x-c电泵型号:pqw-20-40-5.5掘进钉木水道:22x15(cm)(需整改为钉木水道30x20(cm)原掘进泵管直径:8cm(需整改为泵管直径:12cm)。
陕西永陇能源开发建设有限责任公司崔木煤矿21307工作面掘进期间防治水专项设计崔木煤矿生产技术部2016年10月会审记录主持人:名称21307工作面掘进期间防治水专项设计单位姓名日期编制单位编制人审核人单位负责人会审单位安全环保部调度指挥中心通防事业部动力保障部地质副总总工程师审批意见:目录一、概况..................................................... - 1 -二、煤层赋存状况............................................. - 1 -1.工作面掘进期间直接和间接充水含水层..................... - 2 -2.充水因素分析........................................... - 3 -2.1顶板裂隙水....................................... - 3 -2.2断层水........................................... - 3 -2.3老空水........................................... - 3 -2.4 过老巷掘进.......................... 错误!未定义书签。
四、涌水量预算............................................... - 4 -五、排水系统建设............................................. - 4 -五、防治水措施............................................... - 6 -六、避水灾路线............................................... - 6 -21307工作面掘进期间防治水专项设计一、概况21307工作面位于井田21盘区南翼,南至矿区边界及21盘区三维地震勘探的无煤区边界,北至中央回风大巷,向东为临近的21308工作面采空区,向西为未开采区域。
12326工作面防治水设计编制单位:编制:审核:科长:地测副总:总工程师:编制日期:二0一三年九月五日12326工作面防治水设计一、工作面充水因素工作面采掘期间主要充水因素为:顶板砂岩裂隙水、上阶段12226工作面采空区积水、钻孔水。
1、顶板砂岩裂隙水6煤层顶板为厚层砂岩,局部含砂岩裂隙水,与其它含水层无直接水力联系,属静储量消耗型。
上阶段12226工作面回风、运输顺槽掘进期间局部有不同程度的滴淋水现象;在回采期间发生过老塘顶板砂岩裂隙出水现象,最大涌水量为32m³/h。
水源均为6煤层顶板砂岩裂隙水。
2、老空水上阶段12226工作面已回采完毕,受顶板砂岩裂隙水和灌浆水等充水因素的影响,采空区内有大量积水。
3、钻孔水工作面内有十2-2孔、九-十1孔、补Ⅶ3孔、补Ⅵ-1孔穿过;其中十2-2孔已经12328W和1222(1)工作面回采时验证不导水,九-十1孔、补Ⅶ3孔、补Ⅵ1孔已经12228和1212(1)工作面回采时验证不导水。
二、涌水量预计1、掘进期间涌水量预计根据我矿已掘进6煤工作面涌水量资料,12326工作面掘进时正常涌水量为0~10m³/h,最大涌水量32m³/h。
2、回采期间涌水量预计根据西翼采区12226工作面正常涌水量为10m ³/h ,最大涌水量为32m ³/h ,按比拟法:Q=Q 0×0F F ×0S S 式中,Q —12326工作面预计涌水量;Q0—12226工作面涌水量(m ³/h);S —12326工作面水位降深(m ),648m ;S0—12226工作面水位降深(m ),582m ;F —12326工作面开采面积(km ²),0.666km ²;F0—12226工作面开采面积(km ²),0.572km ²。
经计算:12326工作面正常涌水量13m ³/h ,最大涌水量41.5m ³/h 。
xx矿业(集团)有限责任公司xx煤矿xx工作面水情水害分析报告及综合防治水措施xx煤矿地测科2010.08xx工作面水情水害分析报告及综合防治水措施一、工作面概况xx工作面位于二采区前进方向的南翼。
东侧是23407工作面,现已回采完毕;西侧是23411工作面,尚未采掘。
xx工作面总体位于一单斜构造之上,该区域煤层极不稳定,结构复杂,含二---四层厚约0.02—0.05米的深灰—黑色碳质泥岩、泥岩夹矸层,煤层倾角0—6°,平均3°,在局部由于受到的构造应力比较集中,煤层出现了拉伸、变薄甚至出现了无煤区。
3、4#合并煤层顶板为中—粗粒灰白色长石石英砂岩,局部发育有泥页伪顶(灰---黑灰色);底板为黑---灰黑色泥岩。
该工作面切割巷的南部为武家山小煤矿,据相邻工作面的采掘资料可知,该小矿在该区有越界现象。
另外,在工作面的西部有S7地质钻孔(封孔良好),据资料显示,该区域内煤层厚度约3.25米左右。
二、水情水害分析1、地面水文地质情况xx工作面位于新庄则村东侧,和尚峁西侧(现已搬迁),地表标高823—978米,沟谷纵横,地形复杂;大部为黄土层覆盖,多位耕地,沟底二叠系地层广泛出露;几条山间公路纵横穿过该面,有一条小河从工作面切割巷南部横穿而过。
根据采掘区域的地表调查,没有明显发现地表积水渗漏的渗水点,对井下开采的影响较小。
2、井下水文地质情况xx工作面掘进过程中所受的水害影响主要有武家山采空区积水、23407采空区积水、煤层顶底板砂岩裂隙水、太原组灰岩水及奥陶系灰岩水。
1、在xx工作面靠近切割巷附近,将要受到武家山小煤矿越界的影响,据相邻工作面的资料分析,该矿非法越界开采(约30米左右),而设计切割巷距离武家山井田的保安煤柱约80米,且采空区内存在大量积水,积水量约37万m3,水压在0.5Mpa左右。
2、23407采空区积水:在xx工作面的施工过程中主要受相邻23407工作面采空积水的影响,必须加强对相邻采空区积水的排放。
一、工作面水文地质条件1、工作面概况11071 工作面位于 11 采区东翼上部其次区段, 11071工作面对应地面有箕啊、铁李村,地面标高+112m-+119m。
11071 工作面西起 11 采区上山煤柱,东至铁李正断层,上部为 11031 工作面采空区,下部为 11111 工作面采空区,为“孤岛”采煤工作面。
11071 风巷走向长 1312m,11071 中巷走向长 1541m,11071 机巷走向长 1568m,上下两部份在切 1 测点联合开采形成一个大的工作面。
下部切眼平均采长 162m,上部切眼平均采长 165m,联合后工作面平均采长 327 米,风、中、机巷和切眼均沿二 1 煤层顶板布置,工作面西部巷道方位 104°,中部调向位置以东巷道方位 89°, 11071 风巷顶板标高为-358.530m~ -341.740m,最大高程差为 16.79m;11071 中巷顶板标高为-397.812m~ -373.125m,最大高程差为 24.687m;11071 机巷顶板标高为-433.809m~ -406.325m,最大高程差为27.484m。
工作面采煤面积418545.64m2,煤层倾角平均 12°,平均煤厚 3.98m,计算二 1 煤层地质储量 228.22 万吨。
采煤方法为走向长壁后退式一次采全厚综合机械化采煤。
2、地质构造11071 工作面煤层赋存比较稳定,地质条件相对简洁。
煤层走向 81°~107°,煤层倾角10°30′~14°。
该工作面风、中、机巷揭露状况为西部煤层较厚,中东部煤层较薄,上部煤层整体较厚,下部煤层整体较薄, 11071 工作面东部构造的影响,使煤层顶底板发生不同程度的起伏变化,下切眼向西 100 米范围内煤层整体较薄( 2m)。
11071 工作面东部为铁李正断层,走向 116°~296°,倾角 67°,落差23~26m;上切眼向东约 30m 处为FS7 判断断层,断层落差 0~11m,倾角 65°。
《煤矿防治水专项整治实施方案[共5篇]》第一篇:煤矿防治水专项整治实施方案xx防治水专项整治实施方案xx年十一月防治水专项整治实施方案一、指导思想为全面贯彻落实太原市煤炭工业局176号《市煤炭工业局防治水专项整治实施方案》的通知,进一步强化落实以科学发展观为指导,树立以人为本的思想,按照“安全第一、预防为主、防治结合、综合治理”的安全方针,规范防治水的管理,全面提升防治水的管理水平,从而有效预防止水害事故的发生。
结合我矿当前防治水的现状,特制定《xx》。
二、工作目标通过专项整治,建立健全我矿防治水机构和队伍,摸清我矿的水患情况,完善防治水基础资料,推进水害防治的各项安全措施的实施,有效提高我矿整治防治水的能力。
坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的防治水原则和“采掘防突水、汛期防淹井”的理念,有效遏制各类水害事故的发生。
三、防治水组织机构为了确保我矿的的安全生产,针对防治水专项整治工作有序的进行,特成立专项整治工作领导小组:组长:xx(矿长)副组长:xx(总工程师)xx(安全矿长)xx机电矿长)xx(生产矿长)xx(矿长助理)下设探放水办公室,主任:xx(防治水副总工程师兼地测科科长)电话:xx探放水队伍:xxx四、整治重点(一)设立了防治水机构,配备了一名防治水副总工程师,并成立了防治水科及专业的探放水队伍。
严格执行探掘分离制度和防治水安全确认签字移交制度,并对每个掘进工作面都配备了探水设备。
(二)防治水科全面排查了接近老空区或邻近关闭矿井的采空区,均存在不同程度的水患威胁,矿井直接充水含水层为底板承压含水层,在一定的程度上潜在岩溶水威胁,对周边关闭的矿井和附近老窑开采情况进行水文地质分析,彻底查清水患威胁。
建立了《矿井充水性图》、《矿井水文地质图》、《矿井综合水文地质柱状图》和矿井涌水量观测台账等各种台账及防治水基础资料。
在《井上下对照图》、《采掘工程平面图》上标注了积水范围,积水标高和积水量,及突水点、突水量,在图纸上画定三线(积水线、探水线、警戒线)。
综采工作面防治水安全技术措施1. 背景介绍综采工作面是煤矿生产过程中的一个重要区域,也是水灾事故易发区域之一。
为了保障矿工的生命安全和煤矿生产的正常进行,必须采取一系列的技术措施来防治水灾事故的发生。
本文将介绍几种常见的综采工作面防治水安全技术措施,以帮助煤矿工作人员在综采工作面进行安全作业。
2. 防治水安全技术措施2.1. 井下排水系统在综采工作面上,为了降低地下水位,稳定地下水压力,必须进行井下排水。
井下排水系统是综采工作面防治水的重要措施之一。
井下排水系统分为水平井、倾斜井、立井等,通过井道和井筒与地面的水泵连通,抽取井底的地下水进入地面,从而将综采工作面的地下水位降低,保持井下的工作环境安全。
2.2. 水封帘技术水封帘技术是指在矿井的周边或综采工作面的上方设置水封帘,以阻断地下水向综采工作面进入的技术措施。
水封帘可以采用地下水井、混凝土墙等方式构成,有效地阻止地下水流向综采工作面,避免水灾事故的发生。
2.3. 多孔煤层注浆加固技术综采工作面一般会经过煤层,而煤层往往是一种具有多孔性的介质,容易引发水灾事故。
因此,采用多孔煤层注浆加固技术是一种常见的防治水安全措施。
这种技术通过注入特定的注浆材料,填充煤层的孔隙,提高煤层的密实度和抗渗性能,并同时加固煤层的结构强度,从而防止地下水渗入综采工作面,保障矿工的安全。
2.4. 底板水泵抽水技术综采工作面的底板是水灾事故的高风险区域之一,常常容易出现底板冒水现象。
为了防止底板冒水引发事故,底板水泵抽水技术成为一种重要的防治水安全技术措施。
底板水泵抽水技术通过布设在底板上的水泵将底板上的地下水抽入井下排水系统,保持底板的干燥,并及时将底板上的地下水排出,防止底板冒水造成事故。
3. 结论综采工作面防治水安全技术措施是煤矿生产中的重要环节,对矿工的生命安全和煤矿的正常生产起着关键作用。
在综采工作面上,井下排水系统、水封帘技术、多孔煤层注浆加固技术和底板水泵抽水技术是常见的防治水安全技术措施。
中钢煤业公司矿井防治水实施方案二0一三年十一月目录第一章总则 (1)第二章水文地质基础工作 (3)第三章水害隐患排查和水害(情)预测预报 (9)第四章老空区积水调查 (10)第五章探放水 (12)第六章采掘工作面防治水 (15)第七章隔离开采 (17)第八章矿井排水 (19)第九章地面防治水 (20)第十章汇报及审批制度 (21)第十一章奖惩 (23)第一章总则第 1 条。
为认真贯彻落实“安全第一、预防为主、综合治理”的方针,加强煤矿防治水工作,杜绝重大水害事故发生,确保煤矿安全生产和职工人身安全,根据《煤矿安全规程》、《煤矿防治水规定》,针对集团煤业公司所属煤矿受水害威胁现状和防治水工作的特点制定本规定。
第 2 条.各矿必须建立健全并落实防治水责任制。
矿长对防治水工作负管理责任,总工程师对防治水工作负技术责任,矿分管领导对防治水工作负落实责任。
各部门按职责范围,明确责任,确保防治水工作不出现问题.第 3 条.各矿必须配备专职水文地质专业技术人员(地质专业毕业或经专业培训),水文地质类型简单的矿井不少于1人,大型矿井和水文地质类型中等的矿井不少于2人,水文地质类型复杂的矿井不少于3人。
大型矿井和水文地质类型中等及以上的矿井,地质测量科要设水文地质组。
第 4 条。
各矿必须编制中长期防治水规划和年度防治水计划。
年度防治水工程列煤炭安全生产费用计划,经批准的防治水工程计划不得随意变动,确需变动的,要按程序报批。
防治水工程要有方案设计、施工设计及安全技术措施。
第 5 条。
各矿每年底12月25日前应做好下年度水害分析和编制水灾应急救援预案,并规定避水灾路线,设置路标。
年度水害分析应纳入矿井灾害预防与处理计划中实施。
第 6 条。
煤矿企业、矿井应当加强防治水技术研究和科技攻关,推广使用防治水的新技术、新装备和新工艺,提高防治水工作的科技水平。
第 7 条。
各矿企业、矿井,应当装备必要的防治水抢险救灾设备及物资必须专库存放专人保管。
黔西能源开发有限公司青龙煤矿一采区11706工作面防排水专项设计编制单位地测室编制杨小波审核地测副总总工程师接到通知书时间2011年08月24日提交时间2011年08月31日一采区11706工作面防排水专项设计一、工作面概况该工作面位于一采区西部,上部为11606采空区,南以F35逆断层为界,切眼临F35逆断层附近,该断层在11606工作面回采期间已实际揭露,北临11608工作面(回采中),东临风井筒保护煤柱。
二、工作面水文地质特征1、水文地质特征(1)17煤层顶板以粉、细砂岩为主,砂岩富水性较弱,对回采无影响。
(2)11706工作面为单斜构造,切眼和轨顺附近为F35逆断层,该断层在11606工作面回采和掘进期间未发生导水现象,所以工作面边界水文地质条件较简单。
(3)11706工作面在11606采空区正下方回采,净岩柱平均为10.8m,采空区可疑低洼积水区在11608轨顺沿空送巷期间基本被疏放干净,同时11706两顺槽在掘进期间施工密集探放水钻孔,只有少数钻孔有少量的淋水,大多数钻孔内均无水,所以采空区积水对回采一般情况下无威胁。
2、三带发育高度11606工作面煤层平均采高为3.2m,11706工作面平均采高为1.5m,累计4.7m计算导水裂隙带高度:H=100×4.7÷(3.3n+3.8)+5.1=71.3m;玉龙灰岩、长兴灰岩为工作面上覆主要含水层,灰岩含水层在11606工作面回采期间已被疏放干枯或稳定,虽然回采17煤时导水裂隙带将再次引起上覆灰岩含水层塌陷和垮落,但灰岩含水层对工作面回采无威胁。
3、涌水水源分析11606采空区可疑低洼积水区在11608轨顺沿空送巷期间基本被疏放干净,正常情况下采空区内无积水、无补给水源,涌水量一般稳定在3-4m3/h左右。
采空区主要补给水源为季节性大气降水,但大气降水量无预见性、计量性,2010年雨季期间最大降雨时,经长期观测采空区累计最大涌水量为25-40m3/h,但11706工作面回采后再次引起煤层顶板垮落塌陷,地表塌陷区和地裂缝进一步增大,若工作面回采期间接受大量大气降水补给、工作面涌水量可能增大,反之涌水量较小。
煤矿回采工作面防治水安全技术措施一、概况24207工作面是北二采区4#煤第三个工作面。
该工作面水文地质条件较复杂,工作面带压回采,4#煤层底板标高360—450米,太灰水静水位标高780米,最大带压4.2MPa;奥灰水静水位标高800米,最大带压4.4MPa。
太灰水突水系数最小为0.43,远大于临界突水系数值0.06,但太灰岩岩溶发育不均匀;奥灰水突水系数为0.031,属相对安全区。
遇有大的断层及陷落柱时,必须坚持“有掘必探、先探后掘”的防治水原则,谨防构造导水。
现在的24207尾巷(将来的24208工作面的轨道巷)几次突水表明该区域存在导水构造,导通了太灰水,出水点涌水量现在为8m3/h左右,对本工作面影响很大。
回采中必须坚持“预测预报,先治后采”的原则,完善工作面排水系统,以防突水事故的发生。
二、水情水害分析及防治措施1、地质构造由于工作面带压开采,局部顶板淋滴水现象严重。
胶带巷一横贯前345米处揭露一陷落柱(E34)、轨道巷轨9#点前291米处揭露一陷落柱(E40)。
要求抽采公司应特别对陷落柱(E34、E40)进行钻探验证,查明该构造是否导水,防止突水事故的发生。
并且队组在回采中过程中坚持“预测预报,先治后采”的防治水原则。
(已出设计)2、太原组灰岩岩溶石炭系上统太原组灰岩含水层在井田以东大沟谷中零星出露,由L1~L5等灰岩构成主要含水层,平均厚度20.94m ,本组灰岩厚度不大,出露范围小,岩溶裂隙一般不发育,富水性较弱且差异性大。
单位涌水量0.00064~0.014L/s 〃 m ,渗透系数0.0028~0.02784m/d ,水位标高在+780m 左右。
虽然太灰岩富水性较弱,根据附近钻孔资料分析,太灰水平均隔水层厚度在20.6米,根据突水系数评价法分析pC M P T -= 其中:T —突水系数,MPa/m ;M —底板隔水层厚度,m ;P —隔水层底板承受水压,MPa ;C p —矿压破坏带深度,m 。
22507回采工作面防治水措施在煤矿回采作业中,常常会遇到水文地质条件较差的煤岩含水层。
煤岩含水层的存在,对回采生产形成威胁,甚至对地下矿山安全带来极大影响。
因此,在回采过程中,采取有效的防治水措施,对保障煤矿生产安全至关重要。
本文将重点介绍煤矿回采工作面防治水措施。
工作面防治水措施概述在采取防治水措施前,必须了解工作面的水文地质情况,明确停采水、漏筋水的含水层位置、厚度、水文特征等。
重点掌握以下内容:1.水化学性质及温度、含盐量;2.水文地质特征、覆岩厚度;3.活动断层、构造裂隙;4.其他地质因素。
在掌握了水文地质情况后,确定相应的防治水措施。
防治水措施主要包括完善的水文地质监测,合理的排水及防渗排水工程、加焊滚塔管、堵灌隙、加固巷道支护等。
水文地质监测在回采工作面,水文地质监测是防治水的前提和保障。
监测内容包括:1.工作面区域内高水位观测;2.工作面区域内块体运动及变形观测;3.防渗排水系统状态监测。
排水及防渗排水工程针对水化学性质及温度、含盐量等特征,采取相应的排水措施:1.利用先进的井下排水技术,通过开采10米及以上煤岩层建立水利系统,方便地井下于采动区水源的采集及运输;2.在采动区选取优良的回灌水源,并通过地面输送管线的形式将其输送到煤矿回采工程进口位置;3.对含盐量较大的回灌水进行预处理,例如蒸发结晶、重复过滤或反渗透等技术,减少含盐及其乃至对采煤机工作效率影响的发生。
对于具有高压渗水的煤层,在回采中,在巷道支护的同时,将地质钻孔均匀布置于巷道四周。
并通过加焊滚塔管进巷和截污进巷等措施,将滤液、渗液、地下水集聚、汇流,将其集中排放至排液孔,或用水泵将其汲出,从而达到防渗排水的目的。
加焊滚塔管加焊滚塔管作为防治水的最常用方法之一,其主要作用是阻止水流通过煤层,使其流入巷道,对巷道支护及运输设施造成浸透磨损和破坏。
加焊滚塔管的安装需要注意以下问题:1.加焊滚塔管的选用要结合煤层水文地质条件来决定,一般作业厚度达8米,层水为80吨/小时以上或孔隙水压力超过1.0MPa时适合进行加焊滚塔管;2.填胶剂的选择应综合考虑粘接性、流动性、挥发性等因素;3.加焊滚塔管的焊接应选择特定的焊接方法,严格按照技术流程操作。
河北金牛能源股份有限公司邢台矿51105工作面防治水工程设计
编制单位:地测科
编制:
审核:
科长:
总工程师:
2009年5月25日
河北金牛能源股份有限公司邢台矿
51105工作面防治水工程设计
前言
51105工作面为十一采区5#煤首采工作面,设计沿煤层走向布置,工作面推进长度1597m,面长100m,煤层底板标高在-70~-120米之间。
拟采用综采开采方法,顶板管理为全部垮落法。
工作面两条巷道均沿煤层掘进。
一、工作面概况
51105工作面为51100采区冲积层下5号煤首采面,井下位于西风井南部,北到51100运输上山,南以F12断层防水煤柱线为界,西到F32断层,东以f511-13断层为界。
设计工作面沿煤层走向布置,工作面推进长度1597m,面长100m,煤层厚度在1.63-1.91米之间,平均1.77米,基岩厚度25-70煤层底板标高在-70~-120米之间。
拟采用综采开采方法,顶板管理为全部垮落法。
工作面两条巷道均沿煤层掘进。
米。
二、水文地质条件简介
51105工作面水文地质条件比较复杂,工作面开采受上部野青灰岩及底砾含水层的影响,下部受隐伏含水构造威胁。
5号煤层上距野青灰岩含水层8-12米,距冲积层底砾含水层25-70米, 5号煤到大青灰岩含水层的隔水层厚度为65-72米,附近0802、8309、奥3钻孔资料显示,该地区没有伏青灰岩含水层存在。
在51100运输上山施工大青4号放水孔时,钻进到62.5米出水,出水量256 m3/h,附近0802钻孔资料分析孔底距大青灰岩含水层还有8.3米,通过取水样化验分析大青4号钻孔出水为奥灰水,目前51105运输巷底板潮湿且有浸水,在迎头施工超前探测孔2个,孔1方位N163O孔深227米水量7.2m3/h,孔2方位N181O孔深222米水量55m3/h,终孔层位均控制在5煤底板下30米以内,取水样分析结果表明钻孔出水为灰岩、砂岩混合水。
钻探结果说明51105运输巷前方可能存在隐伏导含水构造。
根据公司规定51105工作面掘进时,必须采取钻探、物探相结合的综合防治水措施,预防巷道前方构造突水及5#煤底板隐伏构造水威胁,确保工作面掘进安全。
根据首采工作面水文情况及该区地层、构造等水文地质特征分析,51105工作面回采过程中直接充水水源为5#煤层底板下局部伏青灰岩、底板砂岩含水层水和顶板野青青灰岩含水层,其中底板砂岩含水层由于厚度较大(8-10m平均9m),根据钻孔揭露情况,局部富水性极强,因此,需要针对底板砂岩含水层的特点采取防治水措施。
此外,由于下部砂岩与大青灰岩含水层之间隔水层厚度局部存在水力联系,因此奥陶系灰岩含水层、大青灰岩含水层可能成为工作面的间接充水含水层。
主要的充水通道为导水断层、导水裂隙带以及采煤引起的底板导水裂隙和顶板冒落导水裂隙。
因此,在工作面掘进和回采过程中,必须加强顶板野青灰岩含水层的合理受控疏放和底板砂岩水、灰岩水的综合防治。
1. 设计目的和任务
为了确保51105工作面的安全开采,在系统分析葛泉矿东井试采区地质、水文地质条件和总结1192工作面掘进和回采过程中防治水经验的基础上,编制本设计。
设计内容主要包括以下几个方面:
(1)、工作面巷道掘进阶段顶、底板及边界断层水害防治工程设计;
(2)、工作面回采之前底板导水构造探查及底板注浆加固改造工程设计;
(3)、工作面回采过程突水监测工程设计;
本设计的目的在于:
(1)、作为防治水工程措施(疏降、注浆堵水、加固改造、排水及配套工程)施工组织设计的技术依据;
(2)、作为主体防治水工程方案的技术操作、工程量、工期和费用编制的依据;
(3)、根据工作面掘进实际情况和前期探查情况,适时调整措施方法及工程量获得常规开采的安全保障与效率保证。
2. 1194工作面防治水工作技术路线
1194工作面防治水工作分3个阶段进行,即巷道掘进阶段、工作面回采前、工作面回采阶段。
各个阶段的具体任务各有侧重,详见下图所示:
1194工作面防治水工作技术路线框图
3. 1194工作面防治水工程设计
根据首采工作面防治水经验,遵循“预防为主,有疑必探,探治结合,探采结合,先探后掘,先治后采”的原则。
工作面巷道掘进阶段防治水工作的中心任务是对掘进头前方煤层底板导水构造的探查与治理;工作面回采之前的重点工作是对工作面底板导水裂隙带的探查与治理,对底板隔水层与本溪灰岩含水层的全面注浆改造应该在全面探查的基础上有的防矢的进行,9#煤底板加固与本溪灰岩注浆改造的重点应该放在相对富水和导水构造发育的区段;工作面回采过程中,除了进行常规的水文地质监测外,还应该对相对薄弱区段进行突水监测与预测预报。
4. 1194工作面巷道掘进阶段防治工程设计
4.1 底板导水构造及本溪灰岩探查与治理工程设计
工作面巷道掘进期间,对掘进头前方煤层底板导水构造的探查是防治水工作的重点。
巷道掘进时,首先采用直流电法超前探测技术,对掘进头前方进行超前探测,若发现低阻异常区(视电阻率小于60Ω.m),则进行背景场改变条件下的二次探测,二次探测未发现相同位置存在异常时巷道继续掘进,二次探测如发现巷道前方相同位置处仍存在低阻异常时,立即停止掘进采用钻探手段进行探查验证。
对钻探验证查明的导水构造,采用注浆加固的方式进行治理,处理后方可继续掘进;若掘进头前方未发现低阻异常区,则采用风动钻沿煤层打超前探构造孔,超前探构造孔终孔位置为下一次物探起始点位置,探构造孔发现地质异常时采用钻探方法查明情况。
物探、钻探超前距必须保证20m。
运料巷掘成后采用瞬变电磁探测技术(测向探测距离约130m)对工作面侧进行探测,发现异常进行钻探验证。
对确认的垂向导水构造进行注浆加固,防止巷道滞后突水。
对掘进头前方及已掘巷道直流电法勘探的过程,也是对煤层底板下伏本溪灰岩含水层富水性特征的探查研究过程。
4. 2 低阻异常区钻探验证工程设计
①、单孔结构设计
物探异常区探查孔由Ф108mm孔口管、Ф89mm止水套管、裸孔Ф75mm组成。
裸孔出水段长度和探放水孔倾角及孔口管长度在符合相关规程的基础上,因钻孔位置、物探异常区范围以及初见水量大小而不同。
由于探查孔兼作本溪灰岩注浆加固改造孔,因此,终孔层位为进入本溪灰岩底板下2m。
②、钻孔布置
低阻异常区探查孔的布置关键在于探水线的选择,探查孔起探距离不小于20 m ,一般情况下选择在煤层底板布置2个下斜钻孔,根据物探异常区与待掘巷道的位置关系选择钻孔方位,同时兼顾对本溪灰岩含水层的探查。
4. 3 顶板大青灰岩水疏放工程设计
工作面掘进过程中,根据顶板滴淋水情况每隔100-150m施工一个大青灰岩放水孔,查明大青灰岩水文条件及与9#煤层间距。
4. 4 SF2断层的探查与注浆加固
结合地震勘探成果及1192工作面实际揭露资料,预计1194工作面切眼附近存在SF2(H=0~9.8m,∠75°)断层。
该断层在1192运输巷揭露时未发现导水
现象,延展到1194工作面落差有可能增大。
为防止1194工作面段断层导水,当巷道掘进至该断层附近时,首先采用直流电法超前探测技术对该断层进行探测,初步确定断层位置,再采用钻探探查其落差和水文情况。
此后进行注浆加固。
4. 5 1194工作面底板注浆加固工程设计
1194运输巷设计施工注浆钻孔一览表表1
81个,总钻探工程量约4390m。
见附图:1194工作面底板注浆加固设计图
六、底板注浆加固费用概算
预计2007年5月1194工作面圈出。
钻探、注浆工程预计于07年2月开始进行。
计划动用6台钻机进行施工,一部钻机平均日进8m,一个月按正常钻进25天计算,则钻探工期为3940÷(8×6×25)=3.3个月,钻孔施工与钻孔注浆工程同步进行。
由于注浆效果检查孔需待07年9月工作面“坑透”和“音频电透视”工作做完后进行,9个检查孔450m钻探及注浆工程量预计在10月中旬前完成。
可以保证08年3月份工作面安装工作。
5. 首采工作面回采之前防治水工程设计
东井区9#煤试采区位于百泉水文地质单元径流区靠近百泉排泄区的位置,奥灰水文地质条件复杂,井田内岩溶陷落柱已发现62个。
葛泉矿东井9#煤开采面临底板以下本溪灰岩水的潜在威胁,该含水层厚度明显大于邢台矿区其它矿井的厚度,加之本灰至奥灰含水层之间的厚度仅8.8~16.68m,在陷落柱极为发育的葛泉井田二者发生水力联系的可能性很大。
基于上述水文地质条件的认识,东井在9#煤开采过程中,应从大面积注浆改造本灰含水层开始,逐步向局部注浆加固底板的方式过渡。
底板注浆可以解决两个方面的问题,即隔水层加固与本灰含水层改造,这不仅解决了本灰含水层自身的水患问题,同时,增加了底板隔水层厚度从而有利于对奥灰水的预防,起到双重的防治水效果。
因此,1194工作面回采之前,首先采用坑透探测技术,勘探工作面内部构造裂隙发育情况;其次,采用井下音频电透视勘探技术,探查煤层底板隔水层及本溪灰岩含水层富水性特征;最后,根据上述勘探结果,布设注浆检查钻孔,检查注浆效果,对局部加固改造效果不理想的区段进行补充注浆,直至符合回采条件的情况下工作面方可回采。
6. 工作面回采过程中突水监测工程设计
在工作面回采过程中对工作面底板薄弱区段和受采煤扰动影响较大的区段进行底板突水实时监测,布置底板扰动破坏深度观测孔,监测水压变化情况,及时发现突水征兆,保障1194工作面的回采安全。
同时,研究采动破坏深度尤其是采动引起的导水裂隙带深度,为东井安全开采9#煤提供基础技术资料。