煤矿防治水中长期规划Word文档格式.docx
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第二节矿井排水系统、防水设施…………………………………17
第三章矿井充水因素分析…………………………………………18
第一节矿井充水因素……………………………………………18
第二节矿井主要水害类型…………………………………………21
第四章矿井主要水害及治理方案…………………………………22
第一节矿井发生突水的原因分析…………………………………22
第二节矿井水防治的整体规划……………………………………23
第三节井下水害治理方案………………………………………27
第五章实施计划及预期效果………………………………………33
第一节项目实施计划………………………………………………33
第二节项目实施后的预期效果……………………………………36
前言
矿井水灾是煤矿常见的一种灾害。
随着煤矿企业重组整合工作进一步深入,矿井水害成为继瓦斯事故后影响煤矿安全生产的第二主要灾害。
为了贯彻落实好《煤矿安全规程》、《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》、国家安监总局的《煤矿防治水规定》和省政府的相关规定,杜绝水害事故的发生,保障从业人员生命及财产的安全,结合我矿的水文地质情况实际,坚持“预防为主,防治结合”的方针,按照当前与长远、局部与整体、地面与井下、防治与利用相结合的原则,根据不同的水文地质条件,落实“探、防、堵、截、排”等相应的措施。
因此编制防治水中长期规划是非常必要。
同时要在整体规划的基础上,根据轻重缓急,抓好防治水工作,要严格检查,堵塞漏洞,防患于未然,确保整个防治水工作按计划有条不紊地进行,使防治水规划落到实处,水害得到有效防治。
第一章井田概况及开发现状
第一节井田地理概况
一、矿山位置及交通
矿山位于四川省兴文县先锋硫煤矿区周家矿段第33~42号勘探线之间的地段,主井口位于批准的矿区范围北部外,主平硐坐标X=3125365、647、Y=35494603、461、Z=+821、749m。
行政区划属兴文县周家镇新塘村五组,即兴文县城220o方向,直线距离约22km。
二、地形地貌
矿区为中低山组成的与构造线一致的近东西向长垣脊岭,地势东高西
二、交通条件
矿山有简易公路(约有2、5km)与兴文县至珙县公路相接,北东距兴文县城古宋公路里程为71km,西至珙县火车站34km,交通较为方便。
(见交通位置图)。
三、河流水系
区内无长年性水流溪沟,季节性冲沟较多,其流量随季节性降雨量大小变化明显:
冬季少雨流量较小。
四、气象、地震
1、气象
矿区气候属亚热带温湿季风气候,夏季多暴雨,冬季多雨雾,温热潮湿,雨量充沛,年降雨量一般在1300~2000mm,最高2372mm。
最高气温33、9℃,最低气温-9、6℃,年平均气温12℃左右,大气中相对湿度较大,降雨多集中在每年5~8月份,占总雨量的50~55%,常以大雨或暴雨形式降落,是诱发地质灾害的重要因素之一。
2、地震
根据《中国地震烈度区划图》和四川省地震目录记载,1971~1978年在兴文地区先后发生地震11次,震级2、5~4、2级,烈度6~7度,属云南、马边、雷波地震波及区。
第二节矿井生产现状
一、开拓开采系统
矿井开拓方式为平硐+暗斜井开拓,主平硐标高为+821m,主平硐和回风平硐为穿层巷道,主暗斜井和副暗斜井以及采区回风上山均布置在B4煤层顶板以上12m,沿岩层倾斜方向掘进,目前我矿已经形成以+820m平硐、主副暗斜井为进风,以岩石回风上山和+920m回风平硐回风的矿井开拓系统。
主平硐及主暗斜井承担矿井煤炭、矸石和材料运输任务:
副暗斜井敷设管线及架空人车,承担进风、人员运送任务,回风平硐承担矿井回风任务。
矿井开拓方式为平硐+暗斜井开拓,运输大巷布置在B4煤层之上较稳定的砂岩中,顺岩层布置,通过石门与B4煤层相连通,距B4煤层平距9m左右,矿井开采按标高划分为两个水平,正在布置第二水平的开拓巷道和准备巷道(+820m至+710m水平),采区布置为采区前进、区内后退式开采,回采工作面采用走向壁式采煤法,单体液压支柱金属铰梁接顶,全部垮落法管理顶板。
二、通风系统
矿井为中央边界式通风,通风方法为机械抽出通风,矿井主要通风机型号:
FBCDZ-6-NO15,两台(一台工作、一台备用)电机功率:
2×
55KW。
+820m平硐为主进风井,+920m平硐为回风井。
4701采煤工作面采用全风压“U”型通风,掘进工作面采用局部通风机压入式供风,各作业点通风系统独立。
三、瓦斯抽采系统
矿井装备有瓦斯地面固定抽采系统,安装有2BE-303型水环真空泵2台套、1套工作,1套备用,转速466r/min,抽气量2580m3/h。
配套电机功率为90KW。
抽采主管管径为¢200mm的PE双抗管、长度1540m;
抽采干管管径为¢108mm的PE双抗管、长度850m。
井下4703、4707采用顺煤层钻孔抽放瓦斯,选用Ф65mm钻孔孔径,采用水泥、石膏混合材料封孔,封孔长度不小于8m。
四、排水系统
矿井主要排水系统设置有主、副水仓,水仓总容量为1200m3。
水泵房安装有MD155-30×
5型水泵3台,配套电机功率110KW。
主排水管道2趟,1趟运行,1趟备用,主排水管管径为DN219mm,经副暗斜井排至+820m平硐流出地面。
四川省宜宾市地质工程勘察院于2011年6月水患调查报告:
现矿井涌水量:
正常69、04m3/h,最大111、15m3/h,矿井水文地质类型简单。
预计深部矿井(+600m水平)正常涌水量122、87m3/h,最大涌水量197、81m3/h。
该矿井水文地质类型为简单~中等。
五、安全监测监控、人员定位系统
矿井生产管理和生产调度采用本质安全型电话通讯,矿井安设有程控电话25台,在各工作面、机电硐室、井下各主要工作场所、调度室、地面各要害场所,都安装有电话机,实现了调度室、各工作地点、要害场所的电话直通和互通,满足矿井生产需要。
(其中通风机房安设有2台)
矿井建立有KJ101N型煤矿安全监测监控系统。
实现了各采掘头面、进回风巷、主要硐室等的瓦斯、风速、一氧化碳、负压、温度、风门开闭、设备开停、馈电状态等数据的监测,实现了对矿井生产重要生产要素的数据采集、传送、显示、控制、储存等多项功能。
矿井安设有分站11台、甲烷传感器21台(其中2台为高浓度)、风速传感器2台、一氧化碳传感器2台、负压传感器1台、温度传感器5台、风门开闭传感器3套、烟雾传感器1台、风筒开闭传感器2台、设备开停传感器15个;
备用甲烷传感器10台、风速传感器1台、负压传感器1台、温度传感器2台、风门开闭传感器2套、设备开停传感器4个。
矿井有光学瓦斯检查仪28台、便携仪42台、自救器190台。
矿井建有KJ129型井下人员定位管理系统,现矿井安设有分站3台、天线13个,运行基本正常。
实现了对出入井作业人员的实时、准确定位和井下作业人员身份信息、工作位置、工作轨迹的管理。
六、防尘与防灭火系统
矿井在+860m、+950m标高位置建有200m3地面水池两个,防尘、消防供水管道与生活供水管道在地面部分共用主水管道。
井下消防洒水及供水施救系统主干管为D89×
4、5,分水管选用D73×
4、0和DN57×
3mm无缝钢管,支管为D32×
3、5的热轧无缝钢管。
避难硐室内外设置管径D32×
3、5。
井下防尘、消防水管从主平硐、副暗斜井接至各用水地点。
在井下采掘工作面、煤仓、溜槽眼口以及皮带输送机、转载点等位置均设置有防尘喷雾洒水设施。
在采煤工作面进、回风顺槽靠近工作面30m内位置、掘进工作面距喷头50m内、装煤点、皮带输送机巷、采区回风巷及回风平巷等处置净化风流水幕,控制风流中的含尘量。
管路每间隔100m安设有三通及相应闸阀,皮带巷间隔50m安设一消防栓。
矿井建立了防灭火管道系统。
防灭火系统和防尘供水系统共用供水管路,根据实际情况分设有分支和阀门。
井底车场建设有消防材料库一个,并按规定配备有灭火器、沙、黄泥、砖、水泥等消防器材。
七、供电与通讯系统
矿井供电电源采用两回LGJ-50型线路,分别由仙峰变电站和周家变电站10KV电源供电。
矿井建有10KV地面变电所,地面生产、生活用电由地面变电所2台S11-M-400/10/0、4变压器供电,地面瓦斯抽采站、压风机房、监控系统等采用双回路供电。
矿配备有JX-300-14GF型柴油发电机组一台。
主要通风机房电源由地面变电所两回10KV(LGJ-35型架空线路)馈出,主要通风井房设置2台S9-200/10/0、4变压器,1台工作,1台备用,形成双回路供电。
井下供电电源由地面变电所两回10KV(MYJV22-3×
35电缆线路)馈出,两回高压电缆由主平硐入井,经副暗斜井至井下中央变电所。
井下中央变电所设置有PBG-10Y型矿用高压隔爆配电装置6台,KBSG-500/10/0、69型矿用隔爆干式变压器2台,KBSG-100/10/0、69型矿用隔爆干式变压器1台,KBZ2-630型矿用低压隔爆馈电开关3台(带过流、检漏、失压等保护功能),KBZ2-400型矿用低压隔爆馈电开关5台(带过流、检漏、、失压等保护功能),KBZ-400型矿用低压隔爆馈电开关3台,ZBZ-4、0型隔爆照明综合保护器1台。
井下各用电电源由中央变电所提供,其中水泵房、提升绞车及乘人装置,局部通风机等为双回路供电。
为提高对主暗斜井绞车供电的可靠性、经济性增设一个主暗斜井绞车房变电所,安设有KS9-315/10型变压器一台。
生产调度交换系统选用数字程控调度交换机一套。
调度电话用户主要包括各主要生产科室,井口检身房、调度室、电工班、变电所、压风机房、瓦斯抽放泵房;
以及井下中央泵房、采煤工作面、掘进头、主要设备硐室等和矿井生产有关的场所。
井下电话用户均采用矿用阻燃通信电缆沿副井引到井下,以确保井下调度通信的畅通和安全。
八、运输系统
1)、主平硐15㎏/m单轨,采用防爆柴油机车牵引列车运输、防爆柴油机车型号:
CCG-3/600型;
2)、矿井主暗斜井断面为8、1m2、倾角16°
、斜长450m,金属骨架+锚网喷联合支护,22㎏/m双轨。
采用2JTB-1、6×
0、9/24型双滚筒提升绞车双钩串车提升、配套电机功率75KW。
斜坡安设ZDC30-1、5跑车防护装置(三档)。
3)、由于710m水平一、二区段的4701、4703工作面在初步设计之前也布置好,采区轨道下山采用两级布置:
4701工作面材料斜巷采用金属三节棚支护,净宽2、6m,净高2、2m,巷道净断面5、8m2,安设JTB-1、0×
0、8型矿用防爆绞车,配套电机功率25KW。
用于4701工作面的材料、设备运输;
一采区轨道下山布置在主暗斜井西翼30m距B4煤层10m的顶板上,巷道全长230m,倾角16°
,采用半圆拱形断面、锚喷支护、净宽2、6m、净高2、5m、净断面5、8m2,安设JTB-1、2×
1、0型矿用防爆绞车,配套电机功率45KW。
用于二、三区段的煤、矸、材料、设备运输
4)、矿井副暗斜井断面8、6m2、倾角16°
、锚网喷支护,RJY30-35/800型架空乘人装置运送人员配套电机功率30KW,运输速度0、96m/s,乘人间距15m、同时乘坐人数57人、最大输送效率230人/h。
5)、710水平运输下山断面7、92m2、平均倾角15°
,11#矿用工字钢架梯形厢支护,采用DTL-65/10/22型矿用皮带输送机运输煤炭,配套电机功率22KW,带宽650mm,运输能力100T/h。
6)、工作面顺槽运输采用矿用工字钢三节棚支护,梯形断面,断面积4、4m2。
采用4台SGB-420/40T型矿用刮板输送运输煤炭,配套电机功率40KW;
7)、工作面运输采用SGB-620/40T型矿用刮板输送机运输煤炭,配套电机功率40KW。
采煤工作面采用MD100/111-TD型111kW单滚筒采煤机割煤,DW12-30/100型单体液压支柱配DJB-1200型金属铰接顶梁支护顶板,最大控顶距为4、8m,最小控顶距为3、6m,放顶步距1、2m。
九、压风系统
地面空压机型号LGJ-20/7G、LWJ-20/7各一台,一台运行、一台备用,通过ф108管道从地面向井下各作业地点供给压缩空气,能够24小时不间断向井下供风。
十、矿井自救系统与救护
在井下建立有完善的压风自救系统,820运输平巷装备有避难硐室,内有压风自救袋23个;
+710m水平井底车场附近布置有一个已经通过验收的避难硐室,安设有自救袋66个,在各作业点均按要求设置压风自救站。
矿井配备有压缩氧自救器190台。
矿井有辅助救护队9人、防突队员10人,并按上级要求定期复训,能够在矿井发生灾害时第一时间进入现场抢险。
我矿与兴文县县矿山救护队签订有救护协议。
矿井编制有各种灾害的应急救援预案并上报县安监局备案,每年都组织相关人员进行了演练,矿井具备有处置矿井一般灾害的能力。
第二章矿井水文地质的基本情况
第一节矿井水文地质概况
一、矿区地质构造
1、矿区构造:
矿区位于珙长背斜南西翼中段,为单斜构造,地层走向近东西向,岩层倾向约190~200º
,倾角为14~15°
,井巷内有小断层分布,对开采煤层具轻微影响。
区内次级褶皱不发育,地表仅在逆向斜坡中上部见两规模较小的断层F4、F5。
F4为星火地正断层,见于星火地一带T1f4~5地层中,走向117°
,断层面倾向207o,倾角43o,断距50m,延长150m;
F5为猫儿岩正断层,见于猫儿岩一带的T1f4~5地层中,走向187°
,断层面倾向277o,倾角70o,断距20m,延长125m。
由于位于浅部,对煤层开采无影响。
该矿山内构造相对简单,井巷内岩层产状亦有一定变化,沿走向有轻微挠曲,且发现有层间滑动及轻微柔皱现象,由此看来,矿区煤层产状总体是稳定的,地质构造复杂程度属简单类型。
2、矿区地层
矿区所处的珙长背斜区为沉积区,区内出露的地层为寒武系~侏罗系处二又叠系上统喷发了峨眉山玄武岩外,其余为一套子碎屑及碳酸岩沉积组合,本区出露的地层由新至老主要为:
第四系的残坡积层,三叠系铜街子组一段、三叠系飞仙关组一至五段、二叠系上统宣威一至四段、二叠系茅口组。
地层与岩性特征简表
地层单位
代号
厚度m
岩性特征及分布
系
统
组
段
第四系
全新统
残坡积层
Qesl
0-15
以黄色粘土为主,含砂、泥岩风化碎石、块石,局部表层具黑灰色、杂色腐植土、耕植土。
于岩溶槽谷及山麓地带以及宽缓斜坡下零星分布。
三叠系
下统
嘉陵江组
第二段
T1f2
85
中上部为绿色水云母泥岩、泥质砂岩夹泥质灰岩;
下部为灰色泥岩、泥质灰岩、夹水云母泥岩;
底部为紫色、黄绿色泥岩,分布于山顶缓坡地带。
第一段
T1f1
160
上部灰黄色中厚层状石灰岩,夹泥质灰岩,下部泥灰色或泥质灰岩,夹钙质泥岩。
铜街子组
T1t2
39
黄灰、紫红、黄绿色等杂色泥岩夹白云质泥岩、假鲕状白云和泥质粉砂岩
一段
T1t1
172、11
上部灰色、黄绿色中层状石灰岩,夹泥质灰岩,下部灰~紫灰色泥灰岩夹泥质灰岩和钙质泥岩,薄~厚层状,溶蚀裂隙较发育。
主要分布于分水岭南侧顺向缓坡一带。
仙飞关组
五段
T1f5
102、22
上部紫色钙质泥岩,中部砂质泥岩,下部细砂岩或粉砂夹砂质泥岩。
四段
T1f4
95、72
紫红色薄层至中厚层状砂质泥岩、泥岩夹粉砂岩
二加三段
T1f2+3
187、2
紫红色薄层至中厚层状砂质泥岩,上部夹含质泥岩或粉砂岩,中部夹细粒长石砂岩,下部夹薄层状粉砂岩,形成逆向陡坡、陡崖。
91、28
灰绿色薄至中厚层状泥岩、砂质泥岩、夹薄层粉砂泥、泥质灰岩,多形成反向陡坡。
二叠系
上统
宣
威
第四段
P2x4
36、35
灰~深灰色薄——中厚层状生物碎屑灰岩、砂质泥岩、泥岩、粘土岩互层,中部夹粉砂岩,含煤2~3层,均不可采。
区内多形成陡坡。
第二加三段
P2x
2+3
108、16
含煤段,上部为灰色薄~中厚层粘土岩,夹砂质泥岩、泥岩、粉砂岩,含煤2~5层,可采煤层B3、B4位于该段顶部,中下部为粘土岩、菱铁质粘土岩,向下粉砂岩及细粒岩屑砂岩增多,出露于山麓坡折地带。
P2x1
8、41
上部为灰色菱铁质粘土岩、粘土岩,底部为硫铁矿层,硫铁矿层与B3煤层层间平均100、82m以上。
茅口组
P1m
311、5
浅灰~深灰色石灰岩,生物碎屑灰岩,中部含燧石结核较多,下部偶含钙质泥岩。
分布于山脚岩溶地貌一带
二、水文地质概况
我矿位于珙长背斜南翼中段,为宽缓的单斜构造。
地层走向北西~南东,倾角一般为10~15º
。
地质构造简单,未见有切割煤层的大断裂,但构造裂隙发育。
钻子坳~尖锋山一带是古宋与洛普河分水岭,最高标高1795、79m地势分别向东西端逐渐低斜。
古宋河位于分水岭东端,切割标高415m;
洛普河位于分水岭西端,切割标高510、85m(龙塘)。
我矿位于先锋硫煤矿区新塘矿段与周家段之间(33~42号勘探线),地处分水岭斜坡,龙塘暗河迳流段,无常年性地表水存在。
三、矿床含(隔)水层特征
1、区内第四系沉积以残坡积、崩坡积为主,零星分布于山前缓坡及沟谷内,由泥、砂、块石组成,结构松散,为季节性含水。
1)、二叠系铜子组第一段(T1t1)
由石灰岩、泥质灰岩、钙质泥岩等组成,厚172、11m,出露于分水岭附近顺向缓坡一带,为岩溶裂隙含水。
2)、三叠系下统飞仙关组第四至第五段(T1f4+5)
为粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩互层,厚197、72m,出露于反向斜坡上部,浅部风化裂隙含水微弱,为相对隔水层。
3)、二叠系宣威组第四段至三叠系飞仙关组第一至三段(P2x4+T1f1-3)
由泥质生物碎屑灰岩、砂质泥岩、粘土岩、泥岩、细砂岩、泥灰岩等组成,厚314、83m,属煤层的顶板,对煤层开采有充水影响,分布于反向斜坡中部,为裂隙含水层。
4)、二叠系宣威组第一至三段P2x1-3
由粘土岩、泥岩、粉砂岩等间互产出,厚116、57m,分布于反向坡坡脚一带,为相对隔水层。
矿坑揭露该段时,涌水量很小,且属风化裂隙含水。
5)、二叠系下统茅口组灰岩(P1m)
由石灰岩及生物碎屑组成,厚311、05m,分布于山脚逆向缓坡一带,为岩溶含水层。
本区位于地下水位以上,矿坑揭露该组时,未见涌水。
2、矿床充水类型
1)、地表水
区内地表水贫乏,无常年性水流溪沟,井口左侧(面对井口)有一季节性溪沟,溪沟水经工业广场涵洞排出区外。
2)、第四系松散堆积孔隙水
主要分布于山前缓坡及沟谷崩坡积层,残坡积层内,因厚度小,富小性差,水量少。
3)基岩裂隙、孔隙水
主要赋存于飞仙关组第一至第三段、宣威组第四段岩层中。
由于岩性组合特殊,岩石软硬相问,节理裂隙发育,厚度大,分布范围广,为矿坑充水的主要含水层,其补给来源主要为大气降水入渗。
4)、碳酸盐岩裂隙岩溶水
区内主要赋存于铜街子组一段石灰岩、泥质灰岩二系下统茅口灰岩中,铜街子组一段由于其远离煤层,对矿坑充水影响不大,据勘探资料,茅口灰岩中的暗河水位低于+550m标高,并且远离煤层,因此,其岩溶水不构成矿床充水的主要来源。
矿山排水方式为平硐自流式,排水量随季度变化,丰水期较大,枯水期较小。
综上所述,煤层开采属顶板裂隙~溶隙充水的矿床,而硫铁矿开采属底板充水矿床。
就矿床水文地质条件而言,煤层分布区上部属地下水的补给、迳流区,属半封闭水文地质单元,而硫铁矿层上部属地下水径流排泄区,为开放式水文地质单元。
3、矿井涌水量
其中部分涌水由+820m平硐自然排水出。
矿井排水方式为暗斜井机械排水、平硐自流式排水,排水量随季节变化,丰水期较大,枯水期较小。
矿井处于斜坡地带,采空区上部地表径流少,降水排泄快,地表水对矿井开采影响小。
但在暴雨季节,大气降雨常沿空间进行渗透,故大气降水为矿坑涌水水源,间接充水为含水层顶板飞仙关组一段及二段岩层,其次为老窑积水。
综上我矿在开采后期仍属于顶板裂隙、溶隙含水、充水为主的水文地质条件中等矿井。
四、河流溪沟
矿区位于长江水系长宁河支流的洛普河次级地表水系源头的龙塘暗河段,矿区内无常年性水流溪沟。
地表水一经流至可溶岩区,便全部转入地下进入暗河,直至龙塘暗河露出地表后,才形成洛普河常年性水流源头。
龙塘暗河水位低于井口标高100m以上,且相隔几公里,因此不存在洪水淹井可能。
五、池塘水库
井田范围内对应地表为高山斜坡地,无大的池塘水库,因此不存在池塘水库对井下充水,造成水灾。
六、泉井
井田范围内对应地表有几处山泉水,主要供给居民饮用,饮用剩余的山泉水,主要通过地表径流流出井田范围,因此泉井涌水对井下涌水影响较小。
七、矿井地面设施
1、矿井距龙塘暗河较远,高差较大,因此不存在河流淹井可能,因此井口未设档水墙。
2、矿井下工业广场有饮用剩余的山泉水经过,水量很小,在井口标高20m以下。
矿井在技改期间已经在工业广场砌有流水涵洞,断面5m2,足以满足洪水期间的排水需要。
3、矸石渣场地段没有大量水流通过,只有降雨时才有少量水,因此矸石渣场不受水威胁,更不会发生溃坝危险。
八、井下涌水
1、井下涌水来源主要已采是采空区涌水,采空区均在+820主平硐以上,通过水沟直接排出地面。
1)、+820水平以上采空区涌水;
2)、矿井东翼边界兴达煤矿采空区涌水;
3)、牛头以里24米左右周家煤矿+820m水平以上采空区水;
4)、井口以里220米左右北翼原开采硫铁矿时的采空区涌水。
本月实测820m水平以上涌水量为76m3/h(平硐自流),周家煤矿4.2m3/h,硫铁矿2.5m3/h。
2、+820水平以下掘进时,有少量裂隙水,在掘进一段时间后,均已自然停止
3、我矿有少量断层,目前发现的断层皆未与老窑,地表连通,因此断层无涌水现象。
4、矿区属斜坡地带,矿区上部地表径流少,降雨排泄快,地表无大的水体,地表水与地下水对矿井开采的影响相对较小。
但在暴雨季节,雨水沿地表裂隙向井下渗透,造成矿井涌水量有所增大。
第二节矿井排水系统、防水设施
一、井下排水
1、矿井主要涌水来源于+820及以上水平,涌水经+820m运输巷从+820m主平硐排出井外。
在矿井生产过程中加强对+820m及以上水平的涌水量观测,经常清理疏通水沟确保水流畅通无阻。
在+820m以下的采掘过程时留设足够的防水煤柱,以免+820m及以上水平的涌水渗漏至以下水平,造成新的安全隐患。
2、+820m—+710m水平涌水:
由于现在只在布
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