采煤工作面防治水工程优化设计

10101采煤工作面防治水技术设计与优化李伟果【摘要】Mine water disaster is an influence factor of restricting the coal mine safe production,so water pre-vention and control of coal mining face becomes especially bines the hydrogeological condition of the first mining face of 10101 in Xishan Jinbangde coal mine Co.,LTD,No.10 coal seam,governs high pressure water of floor by the drillhole layout of drilling vertical drillhole to working face floor.By filed practice,grouting diffusion radi-us is determined 4 m,the spacing of drill hole along coal seam strike separation is 5 m,along the coal seam inclina-tion separation is 4 m.It obtains that the water inflow of working face decrease obviously after grouting,and creates good condition to working face safety production.%矿井水灾已成为制约煤炭安全生产的一个影响因素，采煤工作面的防治水尤其重要。

本文结合西山晋邦德煤业有限公司10＃煤层首采工作面10101的水文地质条件，采用向工作面底板打垂直钻孔的布孔方式治理底板的高承压水。

采煤工作面专项防治水措施为了更好地贯彻执行《煤矿防治水规定》切实抓好矿井防治水工作。

确保安全生产，特根据我矿实际重新编制采煤工作面防治水措施及水害预警程序。

我矿各相关单位认真组织实施。

一、建立健全防治水领导机构1、成立了矿井防治水工作领导组组长：XXX副组长：XXX 孙云锁XXX XXX XXX成员：XXX XXX 王XXX防治水专职副总工程师：XX专设防治水办公司，刘福泉同志兼任办公室主任。

二、职责划分（1）防治水机构负责所属负责矿井防治水的技术管理工作。

健全和完善矿井水害防治各项技术的规定制度等。

审批水害防治工程设计措施及水害防治经费使用。

（2）应急抢险指挥部全权负责矿井应急抢险工作，完善应急救援方案，发布抢险救援命令。

根据抢险需要合理需要的人、才、物等资源。

组织抢险救援工作。

（3）现场抢险组是按照救援方案组织指挥救援队伍实施救援行动。

（4）领导组各成员矿长：是本矿井防治水工作的第一负责人，对矿井防治水工作全面负责。

各分管副矿长负责分管范围内的防治水工作，对分管范围内职责负责。

三、矿井水害的类型及易发突水事故的地点的分析1、矿井水害的类型造成我矿井水害的主要水源有大气降水、地下水和老空水。

其中地下水按其储水空隙特征又分为孔隙水、裂隙水和岩溶水。

根据水源分类，矿井水害分为：（1）、地表水害、（2）、老窑水水害（3）、孔隙水水害、(4)、裂隙水水害等2、矿井水害事故易发生的地点我矿井下易发生突水事故的地点是矿井正常生产的采煤、掘进工作面。

在生产过程中与地表水、地下水或老空水沟通时，就会发生突水事故。

采煤工作面向前推进，采空区顶板自然垮落，自下而上形成了垮落带、导水裂隙带和弯曲下沉带。

垮落带及裂隙带遇到强含水层或老空区、老窑、老巷道积水，水会沿裂隙带空隙流入井下，造成突水事故。

若导水裂缝带高度到达地表，与地表的季节性河流、塌陷坑贯通，也会造成突水事故。

四、矿井发生突水事故的预兆(1)煤层发潮、发暗。

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 。

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256m3/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。

某煤矿开采防治水方案的设计摘要：煤炭作为我国的主要支柱能源，对我国经济的发展具有特别大的推动作用。

根据我国的数据研究体现，在我国未来经济发展需求下“煤炭”依旧会占据我国能源结构的主导地位。

鉴于我国煤层地质、水文条件的复杂性，使煤炭在开采过程中受到了多种水体的威胁。

经统计可知，由于突水事故所造成人员及经济损失位于各类因素所造成的直接经济损失。

因此，本文根据新疆某煤矿煤层地质、水文等情况为其设计有效的防治水方案，为确保采煤工作面的安全生产奠定扎实的基础。

关键词：矿井；防治水；地质；物探；钻探1、工程概况本文以新疆某煤矿为例，此矿位于新疆南部，井田范围由10个坐标拐点圈闭，走向长4.0km，平均倾斜宽2.7km，面积约10.97km2。

主要可采煤层有8层，设计矿井规模为2.4Mt/a，浅部为煤层火烧区，各煤层的火烧层、含水层为一特殊含水层，呈条带状分布在矿区的南北两边，以下5和下10号煤层火烧烘烤为主，火烧区最低标高为+1528.08m，最大火烧深度为340m，受烘烤影响段最大厚度为177m。

受煤层火烧垮落、烘烤的影响，岩体裂隙极发育，贯通性极好，深度变化较大。

该含水层含水丰富，为未来煤矿开采的主要水害隐患。

1.火烧区段治理方案设计2.1、火烧区治理方案为防治周边火烧区积水涌入本矿井，最主要的地面治水方案是在本矿井与邻近矿井的火烧区连接处采用帷幕注浆的方式，采用多个钻孔呈直线布置分别打透煤层及烧变岩后采用注浆形成一道隔水墙，切断本区与邻近矿井内的火烧区烧变岩含水层发生水力联系。

2.2、地面帷幕注浆工程为防治周边火烧区积水涌入本矿井，最主要的地面治水方案是在本矿井与邻近矿井的火烧区连接处采用帷幕注浆的方式，采用多个钻孔呈直线布置分别打透煤层及烧变岩后采用注浆形成一道隔水墙，切断本区与邻近矿井内的火烧区烧变岩含水层发生水力联系。

根据本区烧变岩的渗透特性，其裂隙率约为4%～6%，注浆压力采用1.0～1.5MPa，推测浆液渗透范围较大，半径可达4.0～6.0m。

XV***工作面防治水方案编制单位：综采队编制日期：*年*月*日XV***工作面防治水方案一、工作面概况：1、XV***工作面东为未采区，西为山耳东保护煤柱，南为一五二盘区皮带巷、轨道巷、回风巷（均已掘），北为XV4311工作面（已回采）, 上覆9#煤为91320、91318工作面采空区及小窑破坏区。

2、XV***工作面回采期间两巷煤层底板标高情况说明：XV***巷停采线处煤层底板标高+566.0m；与切眼交叉口处(巷道最高点)煤层底板标高+583.9m；巷道最低点位于XV***巷巷口处，底板标高+544.0m。

XV***巷停采线处煤层底板标高+552.2m；与切眼交叉口处（工作面最高点）煤层底板标高+584.2m；巷道最低点位于XV***巷巷口处(同时是工作面最低点)，底板标高+533.1m。

工作面最高点与最低点标高差为51.1，里高外低，涌水基本沿巷道向外自流。

3、本工作面整体为一个单斜构造，煤层倾角为 0～12°，平均3°。

工作面回采期间小切眼以里区段两巷标高大致相等，排水压力由两巷共同分担，小切眼以外部分XV***巷标高大于XV***巷标高，且高差较大，排水压力主要集中在XV***巷内。

工作面回采期间回采方向整体为下山推进，小切眼以里部分回采时工作面内将可能存在积水，工作面中部必须安装好可靠有效的排水系统，小切眼以外部分回采时，积水将顺XV***巷自行流出。

4、本工作面涌水全部排至一五二盘区水仓，一五二盘区水仓入口处底板标高为+536.6m。

5、工作面两巷排水系统说明：①XV***巷排水系统说明：本巷道内有两个集中水仓，分别为集中水仓一、集中水仓二，均为正压水仓。

巷道内铺设两趟6寸排水管，排水管路在XV***巷巷口处并入一五二盘区皮带巷内两趟排水管中，排水最终排至一五二盘区水仓。

XV***巷巷口处煤层底板标高+544.0m，距一五二盘区水仓入口97.5m。

巷道各处底板标高均高于一五二盘区水仓入口处底板标高。

采煤工作面专项防治水措施规程引言煤炭作为我国的重要能源，其开采对于我国经济建设具有重要的意义。

然而，随着煤炭开采量的不断增加，采煤工作面水灾事故也随之增多。

为了保障煤炭生产过程中的安全，防范和控制采煤工作面水灾事故的发生，制定和实施采煤工作面专项防治水措施规程是非常必要的。

一、规程适用范围该规程适用于地下采煤工作面的水灾防治工作，包括顶板水、底板水、煤岩变形所致的水、煤层赋存水等造成的水灾事故。

二、防治措施1.采取合理的开采方式在采煤工作面的开采过程中，采取合理的通风、支护、排水等手段，尽量减少煤层破坏，从而减少顶板和底板的变形，防止因破坏造成的水灾事故的发生。

2.加强瓦斯、细煤粉等易燃物质的控制在采煤工作面的开采过程中，加强瓦斯、细煤粉等易燃物质的控制，掌握其产生的规律和特点，采取相应的防爆措施，防止因易燃物质爆炸而产生的水灾事故的发生。

3.合理设计排水系统根据地质条件、水文地质条件和采煤工作面的固定条件，合理设计排水系统，确保采煤工作面的底板、顶板和切眼的及时、有效排水，防止因排水不畅而引发的水灾事故的发生。

4.加强顶板、底板支护在采煤工作面的开采过程中，加强顶板、底板支护，采取合理的支护方式和支护材料，稳固和支撑煤层，防止煤层的垮落、漏水、断裂等情况的出现，从而减少水灾事故的发生。

5.强化巡查检查加强采煤工作面的巡查检查，发现存在安全隐患和可能引发水灾的地段及时进行处理和加固，同时对于已经发现的问题及时处理，预防事故的发生。

6.必要时采取抽水、封堵等措施在发现采煤工作面存在水灾隐患时，可采取抽水、封堵等措施，及时解决问题，防止事故的发生。

三、防治措施的落实1. 建立健全防治水安全管理制度和工作程序，确定责任和分工，明确各部门和人员的相关职责。

2.完善防治水设施，保证设施的有效运转。

3.定期进行防治水应急演练，增强应急处置能力。

4.关注工作面周围地下水流动情况，及时采取相应的措施。

5.销毁采煤工作面红线范围内的地下及上片区有安全问题的作业区域，取消因地质条件等无法控制的安全隐患单位，加强环保管理。

煤矿防治水工程设计方案和施工安全技术措施前言煤矿压力、突水等造成的水患是煤矿安全生产中的重大风险，对煤矿的正常开采和生产造成了巨大的威胁。

为了有效应对煤矿水患，保障煤矿生产安全和顺利进行，制定出一项合理的煤矿防治水工程设计方案和施工安全技术措施显得至关重要。

防治水工程设计方案目标制定本方案的主要目标是针对煤矿水患的发生原因与经验教训进行分析，针对煤矿地质特点和水文特征，制定适应性强、可靠性高的防治水工程方案。

主要工作该方案主要包括对煤矿水系特征、水量、水压、水质、水流方向、污染物的分析，在此基础上根据煤矿的特点设计水工建筑物、传动系统和自动控制系统，实现对煤矿水患的可靠防治。

方案包括的主要工作包括：水文地质调查、水山模拟、工程选址、工程设计、施工图设计以及工程监测。

其中，水文地质调查是方案制定的重要基础，通过对煤矿地质结构、水文水系、地下水运动规律的认真调查分析，明确了地下水分布、水源、水流走向、水量和水质情况。

针对方案要求，进行详细的工程设计和施工图设计，确保对煤矿水患进行可靠的防治。

同时，在设计过程中采用BIM技术、虚拟现实技术等现代科技手段，大幅度提高设计质量和效率。

由于方案实施后对环境和人员都将产生一定的影响，因此在设计过程中考虑设立生态补偿措施和保护措施，确保煤矿防治水工程的环保和生态效益。

安全保障在防治水工程设计方案的制定过程中，安全保障至关重要。

因此，在方案制定和工程建设过程中将执行以下安全措施：•实行严格的安全管理体系，确保对施工人员的生命安全和财产安全进行全面保障。

•进行必要的安全宣传和培训，提高工人的安全意识和安全素质。

•设立完整的工程安全保障体系，对施工过程全面监控，对施工现场进行全天候安保。

•设立紧急应急预案，对施工过程中可能发生的突发事件进行充分预案，确保突发事件得到及时迅速的应对。

施工安全技术措施工作目标本次施工安全技术措施的主要目标是为煤矿防治水工程的施工过程提供覆盖面广、制度健全、技术先进、实施可控的安全保障措施，确保工程施工的安全和效益。

采煤工作面防治水工程优化设计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。

标签：采煤；工作面；防治水采煤工作面的突水问题严重影响采煤工作的开展，采煤工作面的防治水方法有很多种，这些方法都能有效的解决工作面突水的问题本文采用将工作面地板加固和对含水层进行改造的方法，对采煤工作面的防治水工程进行优化设计，以保证采煤工作的顺利进行。

1 煤矿的具体情况分析1.1 本文我国的某煤矿为例，对采煤工作面的防治水工程进行优化设计。

该煤矿的年产量为180万吨，煤矿的水文条件和地质条件都比较复杂。

在煤矿投入生产以来，已经多次发生工作面的突水事件，大大的影响了采煤工作的进行，也给煤矿企业造成了一定的经济损失，针对这一问题，应该做好采煤工作面的防治水工作，对防治水工程进行优化设计，采用底板加固和含水层改造的设计方法对突水问题进行治理。

1.2 煤矿的水文条件和地质条件。

此煤矿的采煤层为二煤层，其中灰岩的含水层组为50m，整个含水层由6层石灰岩组成，层与层之间都有泥岩，并且各层的灰岩层较稳定，灰岩层内有裂缝，有较强的富水性，岩层的渗透系数一般在2m/d～20m/d之间，岩层内的水压值在4～6MPa之间，每个含水層都有一定的水力联系，这些含水层会造成采煤工作面的突水情况。

煤层底板岩层就主要的隔水层组，由于该煤矿的地质条件比较复杂，所以容易发生突水状况。

1.3 工作面突水情况分析。

该煤矿采煤工作面的隔水层约为50m，抗压强度较低，并且工作面由砂和泥岩组成。

根据以往的经验可以判断，在对工作面进行开采工作时，工作面的底板会受到一定的压力，进而发生突水情况。

2 工作面防治水方案2.1 缩短采煤工作面的倾斜长度。

兴发煤矿矿井防治水专项设计一、项目背景煤矿矿井防治水是煤矿安全生产的重要环节之一，也是矿井生产的关键问题。

由于矿山地质条件的复杂性和矿井深入程度的不同，矿井水涌、渗透等问题屡次发生，严重影响了矿山的正常生产。

因此，针对煤矿矿井防治水问题进行专项设计，对于确保矿山安全生产具有重要意义。

二、设计目标1.提高矿井防治水能力：通过本次设计，确保矿井的排水系统能够稳定、高效地运行，及时排除矿井内的积水。

2.减少矿井水涌事故：通过科学合理地设计防治水系统，降低矿井水涌事故发生的概率和影响程度。

3.优化矿井排水管理：建立完善的矿井排水管理制度和操作规程，提高矿井排水系统的管理水平。

4.提升矿井生产效率：通过防治水系统的合理布局和优化设计，减少因水涌事故导致的生产中断，提升矿井的生产效率。

三、设计方案1.矿井水涌监测系统：安装水涌监测设备，实时监测矿井水涌情况，及时预警，以便抢险救援。

2.矿井排水系统：设计合理的排水系统，确保矿井内的积水能够迅速排除。

a.安装抽水设备：根据矿井的地质条件和水位情况，合理选择抽水设备，确保抽水系统的正常运行。

b.设置排水通道：矿井内设置合理的排水通道，确保水流顺畅流出矿井。

3.矿井涌水防治措施：针对矿井水涌问题，采取合理的防治措施。

a.阻水措施：使用防水材料、注浆等方法，对矿井周边的地质进行加固，阻止水涌入矿井。

b.降水措施：通过钻孔、井下抢排等方式，将矿井内的积水迅速排泄出去。

4.矿井排水管理制度：制定矿井排水管理制度，明确责任部门和人员，并定期进行排水设备的检修和维护工作。

5.应急预案：制定矿井防治水应急预案，明确各部门的应急任务和措施，确保在发生矿井水涌事故时能够及时有效地进行应对。

四、设计实施方案1.进行矿井现场勘察，了解矿井的地质情况、水位情况等相关信息。

2.制定防治水设计方案，包括矿井水涌监测系统、排水系统、涌水防治措施等。

3.进行设计方案的论证和评审，确保设计方案的科学性和可行性。