麒麟区珠街乡煤炭坡煤矿联合排水试验报告Word格式文档下载.docx
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2、根据麒麟区气象局近二十年(1992~2012)的气象资料统计,矿区属于亚热带高原季风气候,气温-8~32℃,平均14.5℃。
年均积温4100℃。
年均日照百分率49%,年均太阳总辐射5065MJ/㎡。
雨季为5~10月。
年均降雨量1028.7㎜.年均无霜期240d,最长达到330d.冰雪期5~15d.风向多为西南劲风,最大风速达13.4m/s。
历年最小相对湿度62%,最大相对湿度88%,年平均相对湿度79%。
主要灾害性天气有春旱、倒春寒、冰雹、暴雨、秋季低温等。
由于土地的垦殖率较高,森林覆盖率较低,且山高坡陡,每遇暴雨,水土流失极其严重。
区内气候宜人,冬有凝冻,夏无酷暑,光照充足。
3.地表水
矿区水系为珠江源水系,地表水不发育,雨季有山间小溪,流量受大气降水控制,旱季时有断流。
区内无大的河流,季节性冲沟较发育。
矿区北东角边沿有一条小溪沟,几经转折,水流汇入矿区东南方向的前河,最后流入罗平。
矿区煤层露头附近及周边没有河流、溪沟和其他水体。
矿区最低侵蚀基准面海拔标高+1912m,该矿山最低采矿标高+1875m,低于最低侵蚀基准面标高(+1912m)37m,但由于多年开采,对地表存在一定的破坏,地表水对矿山开采影响较大。
第二节:
水文地质
三、矿井水文状况分析
(一)、矿井开采水文地质情况
1、水文地质资料
恩洪矿区可采煤层赋存于上二叠统龙潭组砂岩弱裂隙含水层中,是矿床主要充水含水层之一;
煤系底板为峨嵋山组玄武岩,极弱裂隙含水层,富水性弱~中等,是矿床底部充水含水层,对矿床充水影响不大;
煤系顶板为下三叠统卡以头组砂岩裂隙含水层,富水性弱~中等,是矿床顶部充水含水层,对矿床充水有影响;
断层构造发育,东部边界有F2断层,西部边界有F3断层,都是比较大的正断层,南部边界有F13、F14、F37断层,中部有F7正断层。
断裂切割含水层,沟通含水层间的水力联系,对开采有一定影响。
大气降水是地下水的主要补给来源。
由于煤层埋藏深,煤炭资源储量均位于地下水位和当地侵蚀基准面之下,矿坑不能自流排放。
本井田共有6个含水带和4个隔水带。
井田内断层多,落差大,破碎带宽度为1.8—6.8m。
但断层均为闭合型,因此断层富水性弱。
井田西北部飞仙关地层组成分水岭,东南部煤组地层多形成谷地,以至地表水易排出。
矿井水主要是靠雨季,由大气降水地表渗入补给。
故矿井水文地质类型属简单类。
2、水文、地质特征:
(1)、水文特征
煤炭坡煤矿矿权范围内属低中山地形,地形总体趋势为北高南低,最高海拔标高2123.4m,最低海拔标高1958m,相对高差165.4m。
区内沟谷发育,故有利于地表水及地下水排泄。
(2)、地表水体
矿区内地表水不发育,无较大的地表水体,一般均为季节性沟谷。
(3)、含隔水层划分
根据矿区内钻孔及地下水露头资料,结合岩性特征分析,证明矿区内地层含水性均弱,将矿区含隔水层由老致新简述如下:
A、峨眉山玄武岩组(P2β):
在核实区内地表没有出露,埋藏在112.83—450m以下,裂隙极不发育。
据钻孔抽水结果,单位涌水量分别为0.0001-0.0023升/秒米,平均0.00133升/秒米,渗透系数分别为0.0018-0.0124米/日,静水位标高1971m—2030m,再加上其上覆盖的铝土质泥岩隔水层与上伏龙潭煤组下段相对隔水层,故对矿坑充水无显著影响。
见表3.1-1
B、龙潭组下段(P2l1):
相对隔水层
C19—P2β顶,全层厚度一般55m,与下伏地层峨嵋山玄武岩呈假整合接触。
岩性为细砂、粉砂岩,砂质泥岩及泥岩,底部铝土质泥岩埋藏深度相对较深,裂隙不发育,加之补给有限,相对隔水层。
C、龙潭组中段(P2l2):
弱含水层
C10—C19顶,该段含水层厚77—118m,岩性以中厚层状粉砂岩及细砂岩为主,间夹砂质泥岩及泥岩,含可采煤层5—7层,为矿区的主要含煤段。
据钻孔抽水试验结果,单位涌水量0.0003—0.0068升/秒·
米渗透系数0.0007—0.0125米/日,水位标高1991.20—2056.51米。
含水带裂隙率0.112—1.98%。
泉水流量0.001—0.42升/秒,为直接充水含水层。
水质属重碳酸钠及重碳酸钙镁水。
D、龙潭组上段(P2l3)弱裂隙含水层
C1—C9顶,含水带厚72—129m,一般90m。
岩性以灰—深灰色细砂岩和粉砂岩为主,间夹砂质泥岩及菱铁矿薄层,含可采煤层2—3层。
据钻孔揭露裂隙发育程度和富水性随埋深而变化,一般在垂深50—70m以上,裂隙较发育,裂隙率0.22—1.98%。
泉水流量0.001—0.476L/S,地下迳流模数为4.34L/S.km2,钻孔单位涌水量0.003—0.0963L/s.m。
渗透系数0.0004—0.121米/日,水位标高2038-2080m,水质为重碳酸钠钙及重碳酸钙镁水。
E、卡以头组底部隔水层
矿区均有分布,厚10—15m。
岩性为灰绿色及深灰色砂质泥岩及泥岩、夹泥质粉砂岩。
岩性致密,裂隙不发育,自然状态下该段为良好隔水带。
F、卡以头组(T1K)裂隙弱含水层
岩性以中厚至厚层状细砂岩、粉砂岩为主,局部夹泥岩或砂质泥岩薄层含水层,厚50—80m。
裂隙较发育,裂隙率0.213—2.77%,泉水流量0.001—0.42升/秒,地下迳流模数3.23升/日.平方公里,钻孔单位涌水量0.0039—0.044升/秒·
米,渗透系数0.0024—0.0557米/日,水位标高2067—2085m。
水质属重碳钙镁型。
该含水带在自然状态下,因下部隔水带相阻,与煤系无水力联系,但当大面积回采后,由于顶板塌陷,导水裂隙带将直接沟通本含水带而转为充水含水层。
G、飞仙关组(T1f1)隔水层
地层厚约60m,岩性以泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩为主,裂隙多被蠕虫方解石充填,属隔水性良好地层。
H、第四第(Q)孔隙强含水层
由砂、泥、砾石组成,厚度0—15m米,泉水流量0.12—0.860升/秒,透水性好,旱季干枯,厚度不大,对矿床充水有一定的影响。
(4)、断层导水性和富水性
矿区断层不发育,破碎带较宽,但钻孔中未发现涌水现象,冲洗液消耗量与上、下盘岩石相似,无异常反映,断层抽水结果,单位涌水量分别为0.024升/秒米和0.00099升/秒米。
破碎带多被泥质胶结。
此外,不论是不同断层或同一条断层的导水性及富水性,都是依上、下盘岩性的不同而有所差异,一般说来,在断层带旁的是砂岩含水、粘土岩,煤层不含水因断层和地层富水都很弱且相似,故断层水对矿坑充水无显著影响。
但由于矿区内断层频繁出现,对各含水带间的隔水带(层)的破坏很大,从而给各含水带间发生水力联系创造了有利条件。
(5)老窑积水
矿区煤炭资源开采历史较长,老窑,废窑较多,采深从数十米至数百米,大部分为斜井开采,内积存有数十至数千方老窑积水。
因老窑突水具有突水突然,水量大,来势猛,且含有大量瓦斯,H2S、CO2等有毒气体,对矿井威胁大,矿井在开采中应特别注意防范老窑积水。
(6)矿区生产矿井水文地质情况
本矿井水直接受大气降水控制,矿井涌水量随季节性变化,经矿山多年开采,干季排水量120m3/d,雨季排水量为450m3/d,在雨季开采时应加强排水设施,同时对老窑积水应予以足够重视,以防老窑突水发生,今后生产过程中应加强矿井涌水量的观测。
以便进一步补充和修改资料,做到确保安全生产。
(7)地下水补给、径流和排泄条件
矿区及其周围地形呈西北高东南低,煤系地层呈带状分布于分布于矿区东部边界包,其弱裂隙含水层在露头处接受大气降水和溪沟水补给。
大气降雨大部分沿着溪沟迅速流走,小部分降雨和溪沟水顺着裂隙缓慢补给地下水,下渗到一定深度后即顺层往矿区外的沟谷和区域侵蚀基准面以渗流小泉或季节性泉分散排泄,部分通过矿井水抽出地面排泄。
但斜井方式开拓、地形地貌及煤层埋藏条件不利于矿井水的排泄。
(8)充水因素分析
矿井充水主要有以下几种方式:
A、裂隙含水层对矿井充水:
当巷道揭穿宣威组弱裂隙含水层时,其地下水对矿坑直接充水。
采空区顶板冒落裂隙带沟通煤层顶板以上弱裂隙含水层时,其地下水直接对矿坑充水。
B、老窑积水对矿坑充水:
矿区内采煤历史久远,老窑广布,多为斜井开采,人工排水。
老窑有积水,煤矿在开采浅部煤层时,老窑积水可通过裂隙对矿坑间接充水;
巷道和采区工作面沟通老窑时,老窑积水对矿坑直接充水,发生矿井透水事故。
C、地表水对矿坑充水:
区内无地表水体,只有季节性溪沟。
当采空区顶板冒落裂隙带出露地面或发生地面塌陷、地裂缝时,对矿坑直接充水,雨季时造成淹井事故。
D、大气降水通过裂隙以缓慢渗透的形式对矿坑间接充水。
在开采中后期,大气降雨沿采空区冒落带的导水裂隙直接对矿井充水。
E、断层水直接或间接对矿井进行充水,或导通其它含水层的地下水和溪沟水对矿井进行直接充水。
F、第四系孔隙含水层中的地下水,通过井筒对矿井直接充水。
G、地表水或含煤地层上覆含水层中的地下水,通过未封闭的钻孔对矿井直接充水。
(9)、井田及周边老空区分布状况
曲靖市麒麟区珠街煤炭坡煤矿,位于麒麟区东山镇恩洪矿区7井田东南部,东北部和西北部及西南部分别与其他矿井相邻,但在矿区边缘分别有F3、F7、F6断层相隔,该三条断层依据矿井地质资料相对落差为60m-80m左右,老空区没有联系性。
4、老窑水文地质特征
矿区内采煤老窑多为斜井,煤层顶、底板含水性弱,主要为顶板滴水。
矿坑水现采现排,积水量较少,对矿山的开发影响较小。
但据调查,勘查区范围内及周边分布有较多的老窑,为当地居民开采自用煤形成,采坑长几十米至100米不等,多为斜坑,由于时间较长,现又进行了封闭,均汇聚了一定的老窑积水。
(三)矿区水文地质类型
矿区地形北高南低,相对高差173m,区内沟谷发育,地形有利于地表水、地下水排泄,地层岩性为碎屑岩,含孔隙、裂隙水,其富水性普遍较弱,含水层主要靠大气降水渗透补给,地下水迳流至沟谷排泄,断层富水性及导水性均差。
根据煤矿多年开采,实际收集资料,矿井正常涌水量为23m3/h,雨季最大涌水量为45m3/h,矿井水文地质类型属以弱裂隙充水为主的简单类型。
开采中应进一步探明水文地质情况。
第二章开采现状与涌水因素分析
本矿为斜井开拓,现在有+1900水平一采两掘工作面和两个回采工作面;
+1875水平有运输石门掘进和避险硐室掘进;
分别为111106工作面运输巷掘进、111106回风巷掘进工作面和111105工作面回采110905工作面回采;
+1875水平避险硐室、运输石门掘进工作面。
1、正常涌水量:
正常涌水量23m3/h,
2、雨季时涌水量:
井下最大涌水量为45m3/h。
第三章排水设备
本矿在+1875水平井底车场设有中央水泵房,主、副水仓。
煤矿井下水泵房已经安设有4台主排水泵,其中三台D46-30×
6型排水泵,其流量46m3/h,扬程180m,配套,660V,55kW矿用防爆电动机,一台D155-30×
5型排水泵,其流量155m3/h,扬程150m,配套,660V,110kW矿用防爆电动机。
根据QBm和H排的计算,已经安设的D46-30×
6型排水泵满足使用要求。
正常涌水时1台工作,2台备用,1台检修,最大涌水时2台工作。
煤矿已经安设有三趟无缝钢管管路,一趟工作,两趟备用;
其中排水管为两趟φ100×
5mm无缝钢管,外径Dp=110mm,内径dp=100mm,壁厚δp=5mm;
另一趟为φ159×
7mm无缝钢管,外径Dp=173mm,内径dp=159mm,壁厚δp=7mm
采用无底阀排水,减少阻力损失,配两套气水两用喷射泵ZPBG型,PN=6.4MPa。
在雨季来临前最大涌水量为26m3/h,雨季来临时最大涌水量为45m3/h,矿井正常实际涌水量为23m3/h。
排水泵能力完全能满足矿井雨季前后的涌水量。
水泵技术特征表
水泵编号
水泵型号
额定排水量
(m3/h)
额定扬程
(m)
电机型号
电压/功率
生产日期
生产厂家
1号
D46-30×
6
46
180
YBk-250M-2
660v/55kw
2008.11
无锡浩盛电机制造有限公司
2号
3号
2008.10
4号
D155-30×
5
155
150
YBk-280M-2
660v/110kw
2010.10
水管技术特征表
水管编号
直径
(mm)
壁厚
排水高度
敷设长度
敷设角度
(°
)
敷设途径
Ф100
10
100
270
22
从副井敷出
Ф159
14
水泵房及水仓
1.水泵房断面及支护型式
根据巷道围岩情况,水泵房采用U型钢锚喷支护,掘进断面积11.7m3,净断面积10.5m2,长度20m。
2.水仓断面及支护型式
根据巷道围岩情况,水仓采用U型钢锚喷支护,掘进断面积7.7m3,净断面积6.4m2。
3、水仓容积:
设置两个水仓,一个主水仓,长度65m,容量416m3;
一个副水仓,长度50m,容量320m3,能满足一个水仓清理时,另一个水仓能正常使用。
第四章联合排水试验的条件
第一节联合排水试验目的
为认真贯彻落实煤矿井下排水联合试验,提高矿井防灾抗灾能力,确保雨季安全渡汛工作,根据《2011煤矿安全规程》第二百八十一条规定和本质安全体系管理的要求,特制定本安全措施。
在雨季来临前决定对井下主排水泵房的主排水泵和备用水泵进行联合排水试验,检验工作、备用、检修水泵同时运行情况,主排水管、备用排水管同时排水状况,是否符合要求,检验能否满足矿井最大涌水量时排水要求。
以后我矿井下排水泵在使用中,每年雨季以前必须进行全面检修一次,并对主排水水泵和备用排水水泵进行一次联合排水试验,发现问题及时处理。
主副水仓、沉淀池和水沟中的淤泥及时清理,每年雨季前必须清理一次。
第二节具备联合排水试验的条件
矿井排水水泵房主、备排水泵安装以到位,井下有检修泵,排水泵四台,供电电源两回路:
水泵房电源电缆型号Ⅰ回路:
MY-3×
70+1×
25和Ⅱ回路:
25。
水泵房二趟电源分别来变电所1#、2#变压器,其低压部分、分别在地面变电所二段不同的母线上。
两趟排水管路能互相置换。
井下各水文观测点正常观测,记录规范,有符合实际情况的矿井正常涌水量和最大涌水量以及流量的检测数据。
第三节联合排水试验时间
联合排水试验时间:
2013年5月10日。
第四节联合排水试验措施及要求
1、参加联合排水试验一切工作必须在指挥部的统一安排下指挥开展,各部门及单位领导一定要统一思想,提高认识,充分认识这次演练意义,亲自安排并参加排水联合试验工作,保证人员,通讯等措施到位,以实战的心态认真实施好演练的各科项目。
2、参加联合排水试验的各部门和单位人员要认真学习排水演练措施及方案,要做到提前进行预试验,准确快速的实施各自的职能。
3、联合排水试验结束后,参加演练的科室及单位要进行总结,并于5月13日前将总结报煤矿安监科。
4、在水泵运行期间,闸阀和电气开关手把上悬挂“禁止操作”字样的牌板。
5、在水泵运行期间禁止任何人碰触转动部位。
经常注意电机和水泵声音是否正常,有无异常振动现象,若出现必须停止水泵运行。
6、电动机温升不得超过铭牌规定,滚动轴承不超过750C,若超过必须停止水泵运行。
7、水泵禁止反转,禁止无水空转,盘根松紧合适,保持“滴水不成线”填料箱不应过热,过热时要查找原因进行处理。
8、时常注意各处水管接头是否漏水,特别要注意防止喷到电气设备上。
9、时常注意吸水笼头是否堵塞,附近有无杂物影响上水。
10、水泵达到正常运转后,要及时打开出水阀门,不允许关住出水阀长时间运转。
11、在检修设备和管路时,要停电进行,开关打到零位。
12、水泵操作启动顺序:
A、水泵操作顺序:
灌水---启动水泵电动机---操作阀门---正常停机;
B、水泵启动顺序:
先启动工作水泵---再启动备用水泵---最后启动检修水泵。
为确保本次联合排水泵试验能够顺利进行,成立联合排水试验指挥部:
总指挥:
刘映飞(矿长)
副总指挥:
刘奎生(机电副矿长)、吕吉明(总工程师)
成员:
何锡能(机电副总工程师)、刘矿生(机电科长)、吕风新(安全矿长)、熊华荣(生产副矿长)、梁玉国(生产副总)、刘正华(调度室主任)、曹全福(安全科长)、张贵荣(技术科长)、。
一、指挥部设在矿调度室,统一指挥试验工作。
二、为确保试验安全顺利进行,同时成立电气、机械、地面测水、地面排水、资料五个专业组。
1、电气组由刘奎生任组长,负责井上下供电;
2、机械组由何锡能任组长,负责泵房的开停泵及管路检查维护等工作;
3、地面测水组由张贵荣任组长,负责测定水量工作,并做好记录;
4、地面排水组由刘文聪任组长,负责保证地面排水的疏导与畅通工作;
5、资料组由吕吉明负责,做好试验技术资料的记录收集、归档工作。
第五节井下主排水泵房排水系统简介
+1875水泵房配(主排一台,备用二台,检修一台)四台水泵,其中型号为D46-30×
6三台相同,一台检修,其他二台能同时工作,另一台备用泵型号为D155-30×
5也能投入正常工作。
1、水泵型号为D46-30×
6三台(主排一台,备用一台,检修一台),另一台泵型号为D155-30×
5处于备用;
2、D46-30×
6三台流量46m3/h,扬程180m,配套电机55KW,排水管道规格为Ф100×
5mm无缝钢管两趟;
另一台水泵型号为D155-30×
5流量155m3/h,扬程150m,配套电机110KW,排水管道规格为Ф159×
7mm无缝钢管一趟。
排水泵房主、备排水泵安装较为完善;
排水泵电源为双回路,两趟排水管路能互相置换。
第六节试验前的准备
一、我矿于2013年4月20日前完成排水供电线路、供配电设备、主排水泵、备用排水泵、检修泵、排水管路等设备的检修工作。
完成水仓清淤工作。
二、在矿井联合排水试验中做好充分准备,加强水泵的维护检修,提高水泵工作效率,保证井下每台水泵均处于完好状态。
试验当天矿井+1875泵房及四台水泵按预定方案先后起动运行两台水泵进行联合排水运行,然后再启动三台同时工作。
“水泵及其闸阀、止回阀、吸水管路、排水管路、射流器(或底阀)等均完好正常”、“地面总变至矿井双回路电源,至井下低压共电系统完好正常,并联运行供电”、“+1875泵房密闭门开关灵活、密封良好可靠,(吸水井配水闸开启灵活),完好正常。
”各项完好指标,各试验点的负责人先后向指挥中心汇报试验情况。
此次矿井联合排水试验旨在让所有水泵操作司机在遇到紧急情况或抗洪抢险时熟练具体操作程序步骤。
同时也全面检测排水系统的排水能力及供电系统的安全可靠性,是矿井对抗洪抢险人员、设备的一次全面试验及检验。
第五章联合排水试验
第一节试验相关参数
1、主、副水仓容积能满足8h以上矿井最大涌水量要求则:
矿井8h最大涌水量Q=45m3/h×
8h=360m3<
736m3。
2、单台泵排水能力能满足20h内能排出矿井24h正常涌水量则:
矿井24h正常涌水量Q=23m3/h×
24h=552m3<
782m3。
3、一主、一备用泵排水能力能满足20h内能排出矿井24h最大涌水量则:
矿井24h最大涌水量Q=45m3/h×
24h=1080m3<
1564m3。
4、检验各种设备、各部门联合协调能力。
第二节联合排水试验
1、试验性质:
联合排水试验
2、实验地点:
麒麟区珠街乡煤炭坡煤矿+1875水泵房
3、试验时间:
2012年5月10日
为进一步提高矿井的防水抗灾能力,测定排水系统的工作效率,在+1875水泵房、地面变电所、排水管出口、副斜井管路等地点举行矿井联合排水试验。
2013年5月10日10时20分,总指挥(矿长)在调度室下达开始命令,地面绞车、地面空压机和井下液压泵停止供电和运转,副总指挥刘奎生(机电矿长)在水泵房下达开始联合排水试验命令。
1、水泵操作人员接到命令后,按下1号主排水泵启动按钮,启动电机。
2、启动电机5秒钟后,打开水阀,进行排水。
3、然后依次启动2号泵,即先启动工作水泵—再启动备用水泵,进行联合排水。
4、正常运转后每开一台水泵必须向指挥部汇报,待地面测完出水量后由地面负责人通知是否增开一台水泵。
5、技术员每隔10分钟在各点记录水泵运转前、后的有关电压、电流、压力和真空度等数据。
6、水文人员在地面水沟水文观测点对每增开一台水泵所排出的水量、流速进行测量并记录,并及时向调度指挥中心汇报运行状况。
经过2个半小时的紧张演习,水泵工接到总指挥结束命令后,根据井下排水泵逐台关机。
第三节联合排水试验记录
+1875水平水泵房
2013年5月10日
水泵运行记录表
泵房名称:
井下+1875水平水泵房日期:
2013年5月10日
启泵时间
停泵时间
运行电压
(v)
运行电流
(A)
工况流量
压力
(MPa)
真空度
10:
12:
40
670
141
1.93
1.92
检修
总回路最大电流:
20(A)Ⅰ回路电流:
20(A)Ⅱ回路电流:
19(A)
1、一管一泵试测记录:
在2个半小时排完水仓100m³
的蓄水,按一台水泵开启运转计算,抽出水仓24h正常涌水量所需时间:
h=552m3÷
46m³
/h=12h。
2、两管二泵实测记录:
1个半小时能抽完水仓100m³
蓄水。
按二台水泵排水计算,抽出水仓24h最大涌水量所需时间:
h=1080m3
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- 麒麟 区珠街乡 煤炭 煤矿 联合 排水 试验报告