东庞矿特大突水灾害治理
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东庞矿东庞龙10.10其它事故心得体会一:事故发生经过2007年3月26日夜班,汪家寨煤矿平峒井当班入井220人,分别在井下P31112综放工作面、P40104综采工作面、1551返掘石门,P40704运输巷、P40104补充运输巷、P31107运输巷、P31107回风巷掘进工作面和各岗位作业点作业。
1551反掘石门掘进工作面,当班工人10人,瓦检员1人。
26日23时45分,瓦检员左勇检查完瓦斯未超限后,中班人员进入1551反掘石门掘进工作面作业,27日1时20分左右在安全员未到场的情况下放炮,2时许,在瓦检员检查瓦斯未超限后,工人再次进入作业面。
2时38分,1551反掘石门工程掘进工作面左上方发生煤与瓦斯突出。
事故造成1551反掘石门、C409通道内10人被突出的煤炭掩埋,1547轨道运输石门回风口往里30 m处瓦检员和1547轨道运输石门总回风道内4人受伤。
此次事故主要波及1551反掘石门、C409通道及1547轨道运输石门、1547轨道运输石门总回风道,其余区域未受波及。
(二)抢救经过2007年3月27日夜班凌晨2点38分,汪家寨煤矿调度值班人员从安全监测监控系统发现,瓦斯探头T1和T2突然中断信号,平四采总回风瓦斯探头显示瓦斯浓度达4%,调度室值班领导立即通知井下切断平四采区所有动力电源,紧急通知矿救护队入井查明原因并向集团公司作了汇报。
3时40分,水城矿业(集团)公司救护大队赶到事故现场参加抢险救灾工作。
5时30分,救护队员进入防突风门以里约60米位置救出1名瓦检员,并向里继续搜索,未发现其他人员。
现场初步判定是1551反掘石门发生煤与瓦斯突出。
3月27日上午8时,指挥部查明,平峒井当班出勤220人,210人安全升井。
1551反掘石门10名作业人员未升井,下落不明。
经过组织抢险救援,4月1日6时30分,最后一名遇难矿工被找到,抢险工作结束。
事故造成10人死亡,5人受伤。
三、事故原因及性质(一)直接原因1551反掘石门掘进工作面所处的平硐井四采区未开采保护层,掘进施工过程中“四位一体”防突措施不到位,以致掘进工作面上部前方煤体瓦斯压力未得到充分释放,放炮诱发煤与瓦斯突出(延期)。
小煤矿突水淹井后对大矿威胁的水患治理
赵庆彪;李彩惠;陈立武
【期刊名称】《煤矿安全》
【年(卷),期】2002(033)004
【摘要】小煤矿发生突水淹井后,威胁东庞矿的安全.东庞矿采取地面综合物探查明矿井保安煤柱现状以及过水通道后,实施了井下砌筑挡水墙、地面钻孔注浆加固等一系列措施,保证了矿井安全,取得了显著效果.
【总页数】2页(P17-18)
【作者】赵庆彪;李彩惠;陈立武
【作者单位】河北金牛能源股份有限公司,河北,邢台,054021;河北金牛能源股份有限公司,河北,邢台,054021;河北金牛能源股份有限公司,河北,邢台,054021
【正文语种】中文
【中图分类】TD745.2
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东庞矿防治水形势及对策作者:王志宏来源:《中小企业管理与科技·下旬刊》2012年第04期摘要:文章分析并阐述了东庞矿开采2#煤、9#煤防治奥灰水采取措施及对策,首先确立了“预防为主、科学找疑,有疑必探,探治结合、先探后掘、先治后采”的防治水原则,采用物探与钻探相结合,多种手段相互验证,科学稳妥地实施防治水工程,确保矿井安全生产。
关键词:奥灰水防治水1 矿井地质及水文地质条件简介冀中能源金牛股份公司东庞矿地处太行山东麓,井田内主要含煤地层为石炭系上统太原组、二叠系下统山西组,其次为石炭系中统本溪组,2#煤和9#煤为井田内主采煤层。
区内含水层主要包括第四系砂砾石层孔隙潜水含水层、二叠系砂岩裂隙承压含水层,寒武、奥陶系灰岩裂隙岩溶承压含水层,对矿区内煤层开采防治水工作影响较大的是大青灰岩含水层及中奥陶系灰岩含水层。
中奥陶统灰岩厚度大,水头高,是本矿区煤层开采的主要水害,是石炭二叠纪煤系地层基盘,是矿区生产过程中重点防范水对象。
从东庞井田内揭露峰峰组的钻孔看,有一部分钻孔有不同程度的岩溶现象,并有个别钻孔发现岩溶很发育,根据资料分析,奥灰顶部裂隙、蜂窝状小溶孔及小溶洞发育。
东庞井田的构造发育有着明显的的分区性和不均一性,根据构造的复杂程度及地层产状特征,把井田分成四个构造单元,即南部单斜区、中部断裂带、北部波曲区和东部褶断带,南部单斜区构造简单,北部波曲区次之,中部断裂带、东部褶断带构造复杂,井田内构造形式有断裂、褶曲、岩溶陷落柱等均有发育,其中断裂构造最为发育,断裂发育是本井田的主要特点。
矿井东北、西北、东南部断层为隔水边界、西南部奥灰含水层与区外水力联系密切。
为三面隔水、一面进水的半封闭型水文地质小单元。
2 矿井防治水面临的形势一般认为,东庞矿开采2#煤层的水文地质条件比较简单,开采2#煤主要受2#煤顶板砂岩水、野青灰岩水、冲积层底部砾石层水以及老空水的影响。
在北翼2600采区、三水平地区回采期间,工作面初次来压时局部富集的顶板砂岩水最大水量达40m3/h,但很快疏干,顶板砂岩水补给条件较差。
东庞矿矿井水的处理技术
李明海;荣宗谦;张明刚;刘宝佳
【期刊名称】《中国煤炭》
【年(卷),期】2003(029)010
【摘要】阐述了矿区矿井水处理及综合利用的必要性,介绍了金牛能源股份有限公司东庞煤矿矿井水的处理技术及处理后的清水在选煤厂、坑口电厂等地的应用情况.【总页数】2页(P44-45)
【作者】李明海;荣宗谦;张明刚;刘宝佳
【作者单位】河北金牛能源股份有限公司东庞矿选煤厂,河北省邢台市,054021;河北金牛能源股份有限公司东庞矿选煤厂,河北省邢台市,054021;河北金牛能源股份有限公司东庞矿选煤厂,河北省邢台市,054021;河北金牛能源股份有限公司东庞矿选煤厂,河北省邢台市,054021
【正文语种】中文
【中图分类】X7
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东庞煤矿开采对地下水及环境影响分析郎子龙;赵玉霞【摘要】煤矿的地下开采会造成对矿山水资源环境的破坏.论述东庞井田区域水文地质补给条件,长期开采形成以矿井为中心的降落漏斗,导致煤系地层以上裂隙水受到严重的破坏.提出东庞煤矿开采过程中控制区域地下水水资源被破坏的治理措施.【期刊名称】《地下水》【年(卷),期】2012(034)006【总页数】2页(P94-95)【关键词】煤矿;地下开采;水资源;影响;措施【作者】郎子龙;赵玉霞【作者单位】河北省邢台水文水资源勘测局,河北邢台054000;河北省邢台县水务局,河北邢台054000【正文语种】中文【中图分类】X143东庞井田位于河北省内邱县西南约10 km,井田外形轮廓略呈菱形。
南北长约 8 km,东西宽约 5 km,面积 40.76 km2,东庞矿的煤炭地质储量为4亿 t。
1983年12月26日东庞矿正式投产,自84年建成投产以来,至今已20余年,原煤产量由开始的几十万吨至现年产原煤500万 t。
东庞井田处于邯邢水文地质单元中单元—百泉水文地质单元的西北边界地段,地质条件复杂,中奥陶统碳酸盐岩岩溶裂隙承压含水层为主要含水层,其巨厚、高水头,是上覆煤层开采最危险的底板突水水源,奥灰突水,一般具有发生突然,来势迅猛、涌水量大、持续时间长和造成损失严重等特点,是本矿区开采的主要水害。
1 区域水文地质单元岩溶地下水的补给、迳流和排泄西部山区的灰岩裸露区是区域地下水的补给区,大气降水沿灰岩露头直接下渗,形成面状补给,白马河、七里河、沙河、马会河、北名河等地表径流的渗漏,形成线状集中补给。
区内地下水迳流受地形、地质构造控制,自南西、西、西北主要沿强迳流带向排泄区运动,在达活泉、百泉排出地表成泉群。
岩溶水主要强迳流带有:白马河强迳流带、七里河强迳流带、沙河强迳流带、北洺河强迳流、带紫山百泉强迳流带。
百泉及达活泉是邯邢中单元百泉汇水带地下水的主要排泄区。
东庞井田处于白马河强径流带。
东庞矿防治水工作讲义一、矿井概况东庞井田位于河北省内邱县西南约10km,井田外形轮廓略呈菱形。
其范围:西南以小煤矿、局部以9#煤层露头和F40断层为界,西北及东北分别止于F2及F18断层,东以F22、F19、F34断层为界;东南止于F12断层。
南北长约8km,东西宽约5km,面积40.88k㎡。
京广铁路和京深高速公路及107国道由矿区东侧通过,工业广场至官庄车站8km,距内邱车站10km,矿区运煤专用铁路在官庄车站与京广线接轨,储煤场至107国道有公路相连,矿区到邢台市有9路公共汽车往返行驶,交通十分方便。
东庞井田位于太行山东麓中段,倾斜的山前冲洪积平原之中。
地形西高东低,标高+70~+130m,西部山区山脉走向北北东,最高点位于皇寺镇西南,标高+400m左右。
东部为广袤平原,最低标高约+70m,地势平坦,西南白马河北岸,可见鱼脊状丘陵,标高在+100~+130m。
井田内共发育三条季节性河流,由北而南为李阳河、瞎马河(又名小马河)和白马河,均属海河流域子牙河水系,受大气降水控制,平时水量微小或无水,雨季水量剧增数十或数百倍。
东庞矿井自1977年2月开始建设至1983年12月建成投产,设计与核实生产能力为180万t,服务年限46年。
2009年核定生产能力为330万t。
矿井现在为一矿四井格局,有东庞井、二煤扩延区、北井、西庞井,其中东庞井及二煤扩延区开采2号煤,北井、西庞井开采9号煤。
二、周边小煤矿情况根据河北省政府统一安排部署,从2008年11月起,所有小煤矿一律停产整顿,整合资源,兼并重组。
目前这些小煤矿仍然没有生产。
小煤矿大多始建于1993年,在长达17年的时间里,经常有管理人员交替、矿主更换、矿名更改等,虽然知道有越界开采的事实,但不能提供准确越界开采巷道的位置,也不能提供越界开采巷道里老空水容量。
据最新调查资料显示,目前东庞矿井田西部边界外相邻小煤矿共计七个,由南向北依次为:金石煤矿、东宏煤矿、经利煤矿、金东煤矿、裕泰煤矿、恒盛煤矿及永兴公司煤矿。
★专题论坛———煤矿水害防治★东庞矿特大突水灾害治理郑存良(邢台矿业集团公司,河北省邢台市,054201) 摘 要 东庞矿4112奥灰陷落柱特大突水灾害治理,通过物探、钻探等综合勘探,查清隐伏含水、导水构造形态后,采取地面打钻、注浆封堵过水巷道等措施,提前复产1年时间,减少了灾害损失。
关键词 奥灰陷落柱 特大突水 水害治理 东庞矿1 导言2003年4月12日,河北金牛能源东庞矿在2903工作面掘进过程中发生了2#煤层奥灰陷落柱特大突水灾害。
虽经全力组织抢险救灾,但因突水量远远超过矿井最大排水能力,5天后矿井被淹。
其后全力以赴投入注浆堵水工程。
8月16日开始矿井试排水,9月29日,一水平(-300m)开始恢复生产, 11月11日即恢复一水平(-300m)采掘工作面生产。
11月24日追排水至-480m,12月5日恢复了二水平井底水泵。
12月27日,通过了中国煤炭工业协会组织的全面恢复生产的安全评价。
到2004年8月31日,测定二水平涌水量为120m3/h,生产煤炭101万t,赢利112亿元。
111 突水工作面概况东庞矿1983年建成投产,核定能力为240万t;采用立井、暗斜井多水平开拓,目前开采-300m和-480m水平。
主采2#煤,配采浅部9#煤。
精查地质报告预计开采2#煤时,矿井正常涌水量为63214 m3/h,最大不超过正常涌水量的1倍。
矿井水的主要来源为2#煤顶板砂岩含水层水,约占矿井涌水量的77%。
历年矿井涌水量不超过210m3/h。
矿井排水能力一水平(-300m)为2900m3/h,二水平(-480m)为2000m3/h。
矿井地质条件类型为Ⅱ类,水文地质类型为中等类型。
2903工作面位于二水平南翼,设计走向长1370m,斜长175m,倾角13°,煤厚413m,地质储量140万t;煤层埋深580m,煤层赋存稳定,单斜构造,结构简单,属高级储量区,勘探精度满足设计要求。
附近东17钻孔未见地质异常,相邻的2901工作面在开采时揭露断层落差118m,涌水为顶板砂岩滴淋水,涌水量10m3/h。
在2903工作面掘进揭露时,巷顶局部有淋滴水,水量5m3/h,经化验为顶板砂岩水。
112 突水淹井过程及分析4月12日8时47分,当2903工作面下巷掘进至750m处时,迎头突然出现来压片帮和涌水,此后突水量剧增,4个多小时后二水平泵房被淹,此时突水量约12000m3/h。
15时在突水点西侧距离2500m 处的奥灰地表水文孔观测水位下降15150m;19时最大峰值突水量为74000m3/h。
17日18时54分,矿井被淹没,测算此时突水量为7000m3/h。
二水平被淹后,为力保一水平不被淹没,曾采取措施将清水泵改造为污水泵,使最大排水能力提高到4200m3/h。
组织施工了地面排水工程,并紧急租赁、安装2台500m3/h潜水泵。
突水后,来自科研、高校、地勘和有突水危险矿区的防治水专家,参加了整个抢险救灾指挥决策的技术咨询,防治水专家经过广泛讨论与分析后认为:到本次水灾前,在太行山东麓峰峰、邯郸、邢台、井陉矿区等范围内,2#煤均从未发生过陷落柱奥灰水突水灾害。
由于突水后地面奥灰水文孔的水位速降,降幅达29m。
根据水量巨大、出水迅猛的特点和水质化验,确定突水源为煤系地层基底奥灰强岩溶水。
突水前未见突水征兆。
在距突水点90m的东17钻孔,终孔层位为9号煤底板,未揭露奥灰且封孔良5东庞矿特大突水灾害治理好,未见地质异常,不可能为钻孔突水。
故可确定在该突水点附近存在导水隐伏陷落柱。
2 巷道注浆堵水设计突水灾害发生后,首先通过综合物探及钻探查清隐伏含水、导水构造形态,分布范围和富水特征,以尽快为抢险救灾和陷落柱治理方案提供依据。
211 陷落柱(综合)探测选择加密三维地震探查突水体位置及边界形态,采用瞬变电磁和直流电法探测突水体富水性及其分布特征,再通过钻探查清隐伏含水、导水构造边界参数。
三维地震勘探认为,区内发育一陷落柱,发育高度达到新生界底部,2#煤层处长轴120m,短轴72m,陷落柱边缘距2903下巷出水点约5m左右,距2901采空区最小煤柱50m;电法探测认为,突水构造含水性较好,2#煤层处陷落柱长轴110m,短轴60m,陷落柱距2901采空区下侧最小煤柱约65m。
采用瞬变电磁法和大功率高密度直流电法探测陷落柱距2901工作面下侧煤柱宽度。
瞬变电磁探测认为:短轴约50~80m,长轴约120m,发育高度达到上石盒子下部(-320m),最小煤柱宽度为65~75m。
为防止通过已开采的相邻的2901工作面发生二次突水,在物探陷落柱长轴顶端2901采空区侧又布置了一个定向探查孔(T1孔)。
经过定向钻探确认,陷落柱上部边界与2901工作面下侧之间实际最小煤柱宽度大于85m,满足《矿井水文地质规程》关于含水、导水构造防隔水煤柱宽度的要求。
212 巷道注浆堵水设计突水点位于2903工作面下巷距迎头20m左右的位置,物探探测初步成果认为突水体为奥灰岩溶陷落柱,其长轴约120m,短轴约70m。
据此提出治水方案设计。
(1)治水方案的确定。
根据陷落柱突水特征和物探初步结果,考虑到突水陷落柱与2901工作面的煤柱已经过回采动压1年时间的考验,基本可排除突水可能性,目标巷道位置准确,可充分利用当时的“充水条件”向巷内快速灌注骨料,有利于快速建成巷内阻力段,为注浆封水创造良好条件。
因此采用施工地面钻孔,先堵陷落柱过水巷道的方案,该方案分2个阶段,先堵巷封水,用半年左右时间恢复生产,再在恢复安全生产的同时做探查陷落柱的工作,在确定陷落柱空间位置后再根治,这样既可少排水,节约资金,又可提前恢复生产约015~110年。
经论证后确定了封堵过水巷道的设计方案。
图1 过水巷道封堵方案设计平面图(2)工程布置及施工设计要求。
距巷道迎头20m突水点外5m处布置G1号钻孔,并自G1号孔以外每隔15m布置一个钻孔,共布置8个钻孔进行骨料充填及注浆封堵,在巷内形成105m长的“堵水段”,截断过水通道。
巷道封堵工艺设计及步骤。
巷道打透4个钻孔后开始进行注骨料工作,留1~2个孔进行注料时的放气。
采用大水流喷射快速填注工艺进行骨料填注,水固比不小于6∶1,后期水固比10∶1以上。
骨料有砂子和粒径从 5~70mm分级石子。
注骨料前,安装钻机以备捅孔。
骨料填注过程中要定期探测骨料堆积高度。
当每个孔骨料均填注到巷道顶板之后再用细砂充填。
充填封顶时,经反复下钻透孔及冲扫,仍不能使骨料落至顶板以下时,表明巷道已充满,可开始注浆。
按照巷道封堵设计,整个注浆过程大体分为3个阶段,孔底(巷内)旋喷注浆、巷内充填升压注浆、检查加固注浆(高压加固注浆)。
3 巷道注浆堵水施工总体设计布置8个钻孔,平均孔深581m,总钻进量为4648m。
为加快注浆堵水工程。
决定钻孔施工由中原石油钻井一公司、华北油田修井大队、中煤大地公司、郑州煤电地勘公司承担。
注浆则由郑州煤电地勘公司负责。
311 钻孔施工巷道注浆钻孔单孔深度581m,目标巷道宽度仅415m,透巷难度很大,测量定位至关重要。
利用与6中国煤炭第30卷第11期2004年11月北京大学共同开发的地测信息管理系统、T2经纬仪和DI-20测距仪在地表标定钻孔位置,再用G PS定位系统复检孔位。
首先透巷的钻孔是6#孔,工期15天,由中原钻井一公司施工。
北京中煤大地公司的钻机设备系2002年我国首次引进的美国车载T685WS型风动钻机,采用风动潜孔锤钻进,高速气流循环携带岩粉。
钻孔采用电子单点照相测斜仪测斜,24小时监测孔斜情况,施工5#和2#两个注浆孔,工期分别为11天、10天。
钻孔施工工期共46天,钻进进尺4607m。
各钻孔透巷误差小于015m,质量符合设计要求。
312 巷道钻孔骨料灌注及注浆骨料灌注采用的是水射流沙石自重连续灌注法。
骨料充填后,将巷道管道流变为渗透流,逐步增大沿程阻力,减少陷落柱出水量。
投注排水量不小于80m3/h。
骨料粒径按先从小到大、再从大到小的原则投放,骨料固相比为1∶1。
共注入骨料4283m3。
在巷内骨料充填、封顶后,建成足够长度和强度的“阻力段”,把巷内的“管道流”改造成“渗透流”,再对各注浆孔进行旋喷注浆、充填注浆、升压注浆、引流注浆,将巷道堆积物、巷道顶底板以及巷帮胶结成一个整体。
其主要步骤为:①注前压水;②制输浆;③浆液压注;④串浆处理;⑤停止注浆。
巷道钻孔注浆从6月8日开始到9月22日结束,旋喷注浆水泥325t,充填注浆水泥14507t,升压注浆水泥2368t,引流注浆水泥9176t,合计注水泥26376t。
313 注浆效果分析每个注浆孔历经了充填注浆、升压注浆和加固及引流注浆过程,除了对2903下巷进行了全断面封堵注浆外,对巷道顶底板均进行加固注浆封堵。
单孔注浆结束时进浆量不大于50L/min,孔口压力5MPa,孔底压力达10MPa以上,维持时间不少于30min。
单孔注浆质量均按设计验收合格。
本项注浆堵水工程不仅巷道的截流封堵质量可靠,对2903下巷从其顶板岩石导水裂隙到2#煤底板以下的岩层导水裂隙均已进行了封堵加固,而且还充分利用和发挥了“引流注浆”的条件,尽最大努力部分地改造了陷落柱及其周边的其它导水通道,有效保障矿井今后的安全生产和减少矿井总涌水量。
排水试验初期,观26奥灰孔水位略有下降,尚有部分泄漏。
为此进行引流注浆堵水。
历经反复引流注浆,共注水泥946115t,不仅有利于巷道堵水,更对陷落柱连通的各含水层起到了封堵作用。
4 排水复产工程复产工程的重点是追排水工程,一通三防系统恢复,井下供电和排水系统的恢复,井下冒顶处理和防治水以及工作面设备和出煤系统恢复等。
411 排水设备自开始突水至9月22日注浆工程结束,测算矿井涌水总量约为1000万m3。
其中矿井总充水量约为680万m3,另有部分出水渗透到采空区围岩裂隙中及浅部小矿。
追排水设备为原煤炭部救灾中心德国产大型潜水泵6台,主井安装2台扬程550m、流量1000m3/h 的潜水泵;副井安装2台扬程630m、流量1000m3/h 的潜水泵和2台扬程460m、流量550m3/h的潜水泵;主井、副井排水能力为5100m3/h,实际达7000m3/h。
二水平利用一水平泵房排水和副井2台潜水泵强排。
地面排水用内径114m的钢筋混凝土管道直通至瞎马河。
412 排水试验和封堵质量评价为检查堵水效果,进行了3个降深的排水试验。
试验表明-140m井下涌水量与回灌水量的总和预计为825m3/h。
因此,将矿井水位连续排降至一水平后恢复一水平泵房,并追排水到二水平。
经过注骨料和注浆后,奥灰水位全面回升,至9月29日追排水至一水平(-300m),副井水位从-64159m降至-300m,共排水530万m3,当时实测涌水量为1100m3/h,12月25日一水平涌水量为280 m3/h。