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蜿蜒流经测区西部,是昭通市境内主要河流。
境内流域面积2017km2,干流长186km,多年平均流量19.2m3/s。
河谷宽展,横断面呈“U”型,纵坡降1.6‰,阶地发育,支流呈树枝状。
2、盘河:
发育于测区南东部,系大关河上游支流,迳流面积158km2,干流长度25km,多年平均流量2.64m3/s。
纵坡降小于1‰,河谷宽缓呈“U”型。
上述地表水体距离本矿区较远,对矿床充水无直接影响,部分支流地表水可作为矿山生产用水。
2.4、区域含、隔水层简述
根据本区地层岩石组合类型、地下水的赋存与运移条件及地层富水性的强弱,将区内地层划分为四个含水层组:
1、松散岩类含水层组:
主要以第四系松散冲洪积、残坡积物为主。
岩性由次圆状砾石,砂土及粘土组成,结构松散。
该层富水性较弱,对矿床充水无影响。
2、碎屑岩类含、隔水层组:
主要有下三叠统飞仙关组(T1f)、下二叠统梁山组(P1l)、下石炭统旧司组(C1dj)等,岩性为薄到中厚层状砂岩、泥岩,矿区煤层产于旧司组之中,含弱裂隙水,对矿床充水有直接的影响。
3、碳酸盐岩类含水层组:
主要有下三叠统永宁镇组第一段(T1y)、二叠统栖霞—茅口组(P1q+m)、中石炭统威宁组(C2w)、下石炭统摆佐组(C1b)、上司组(C1ds)、岩关组(C1y)、上泥盆统宰格组(D3z)、中统曲靖组(D2q),岩性以碳酸盐岩为主,区内分布面积较广,岩溶溶蚀强烈,溶蚀地貌特征明显,富水性中等至强。
2.5、区域地下水补给、径流、排泄特征
1、在矿区范围内,地层岩性以岩浆岩及碎屑岩为主的分布区,地形切割深,相对高差大,向源侵蚀强烈,有利于地表水地下水的径流和排泄,而不利于补给。
地下水以大气降水补给为主,以泉点形式于沟谷及地形低洼处排泄,形成了既是补给区又是排泄区的特点。
该含水岩组的富水性相对较弱,向深部地下水运动缓慢,过渡为弱承压含水层,富水性较浅部弱,此类含水层分布区为水文地质条件简单区。
2、在碳酸盐岩分布区,地层富水性和导水性各异,形成不连续的地下水面,地下水以暗河的形式在不同地带径流、排泄,该区各含水层组除接受大气降水补给外,部分接受碎屑岩区地表水及地下水的补给,层地下水以滴状、脉状流为主,岩溶发育极不均匀,因此,这些地带为水文地质条件相对简单区。
2.6矿井水文地质条件
1、矿区地形地貌及地表水特征
矿区地处洒渔河与盘河分水岭地带,地形总体为南东高北西低,一般海拔2590~2922.5m,区内最高标高位于矿区南中部山顶,高程2922.5m;
最低点位于矿区北西部的矿权边界,高程2588m,最大相对高差334.5m,地形地貌总体为中山区。
矿区内冲沟特别发育,切割深,地形地貌有利于地表水及地下水的排泄,矿区内最低侵蚀基准面为2588m。
2、含(隔)水层(组)特征
矿区地层从新到老主要有:
第四系(Q),二叠系下统栖霞组(P1q)、梁山组(P1l),石炭系中统威宁组(C2w)、下统摆佐组(C1b)、上司组(C1ds)、旧司组(C1dj)、岩关组(C1y),泥盆系上统宰格组(D3z)。
根据矿区及附近出露泉点的流量以及各含隔水层与矿床关系,将矿区的含、隔水层由新到老分述如下:
(1)、第四系(Q)孔隙含水层
矿区内主要分布在南部栖霞茅口灰岩分布地段,为高山平台残坡积与灰岩风化堆积物,岩性主要为红粘土、黄粘土及耕植土。
结构较松散,一般厚度13.57m。
有较多民井,山间沟口处有少量泉点,泉点受季节影响较大,枯季基本上处于疏干状态,对矿床充水无影响。
(2)、下二叠统栖霞组(P1q)岩溶强含水层
下二叠统栖霞组出露于矿区南东部,岩性主要为灰、深灰灰岩、生物碎屑灰岩和少量白云岩、钙质白云岩、假鲕状灰岩组成,局部灰岩具白云岩化,显虎斑状构造和含燧石结构;
平均厚度158.23m。
该岩组岩溶发育,大的洼地、漏斗、溶洞、落水洞多见;
地下水动态变化,不均一性强。
据区域水文资料,平均地下水径流模数16L/s·
km2,水质为HCO3~Ca·
Mg型。
该含水层富水性强,但下伏有梁山组相对隔水层相隔,对矿床充水无直接影响。
(3)、下二叠统梁山组(P1l)相对隔含水层
下二叠统梁山组矿区南东部呈条带状出露,岩性为为灰黑、黄绿、紫红色砂岩,粉至细砂岩和页岩为主,底部含姜节石;
下部夹粉砂岩,泥质灰岩薄层、团块及钙质砂砾透镜体;
上部夹石英粉砂岩、泥质菱铁矿岩、铝土矿砾岩及劣质煤透镜体,含黄铁矿结核及植物碎片。
厚20.16~26.47m,平均22.50m。
地表无泉点出露,钻孔揭露未发现涌漏水现象。
据区域水文资料,平均地下水径流模数0.8L/s·
km2,该层富水性极弱,对矿床起隔水的作用。
(4)、中石炭统威宁组(C2w)岩溶含水层
沿矿区中部呈条带状出露,为一套浅海相碳酸盐沉积,岩性主要为灰白色厚层状隐晶质灰岩、厚层状生物碎屑灰岩、块状微粒灰岩。
底部含少量燧石团块,厚度38.76~56.38m,平均为46.25m。
受地形地貌影响,矿区范围内出露的泉点极少,钻孔揭露全层漏失。
该层富水性不均一,据区域水文资料,地下水径流模数7.2~17L/s·
km2,泉点流量3.6~50L/s,富水性较强,与下统摆佐组(C1b)、上司组(C1ds)组成统一的矿床顶板间接充水岩溶含水层。
(5)、下石炭统摆佐组(C1b)岩溶含水层
沿矿区中部呈条带状出露,为海相碳酸盐沉积。
岩性以灰白色中~厚层状结晶灰岩为主,夹肉红色晶质白云岩及少许含钙泥岩。
厚为46.42~62.83m,平均厚为54.56m。
受到地形地貌影响,矿区范围内出露的泉点极少,钻孔揭露全层漏失。
该层富水性不均一,根据区域水文资料,地下水径流模数为7.2~17L/s·
Km2,泉点流量3.6~50L/s,富水性较强,与威宁组(C2w)、上司组(C1ds)组成矿床的顶板间接充水岩溶含水层。
(6)、下石炭统上司组(C1ds)岩溶不均匀含水层
沿矿区中部呈条带状出露,岩性以灰、深灰色灰岩为主,夹少量薄层状砂岩,泥岩层为主,厚106.51~140.57m,平均厚117.74m。
km2,泉点流量3.6~50L/s,富水性较强,与威宁组(C2w)、摆佐组(C1b)组成矿床的顶板间接充水岩溶含水层。
(7)、下石炭统旧司组(C1dj)裂隙弱含水层
沿矿区北西部半坡上呈条带状出露,岩性由滨海相砂页岩、炭质页岩及煤层组成,区内本段岩性基本稳定,为本区的主要含煤地层,其厚度由北而南有增厚的趋势,厚42.72~51.26m,平均厚46.25m。
钻孔揭露简易水文,消耗量一般无变化,未发生涌水现象。
地表出露泉点极少,据区域水文资料,平均地下水径流模数0.5L/s·
km2,泉点最大流量0.61L/s,富水性弱。
该含水层在浅部露头区含弱裂隙潜水,向深部过渡为极弱承压裂隙含水层。
地下水流向基本上跟地表水流向相近似。
是矿床充水的直接充水含水层。
(8)、下石炭统岩关组(C1y)岩溶不均匀含水层
沿矿区北西部半坡上呈条带状出露,岩性下部为深灰、灰白色厚层状含燧石钙质白云岩,中部为深灰色厚层状含燧石结晶灰岩,上部为灰、灰白色薄至中厚层状灰岩,夹白云质灰岩及黑色含钙泥岩。
厚度42.53~48.82m,平均厚45.16m。
该层富水性不均一;
据区域水文资料,平均地下水径流模数10L/s·
km2,泉点最大流量76L/s,富水性较强,与下伏宰格组(D3z)无明显隔水层,由于上距煤系可采煤厚为10~20m,底板突水将是未来矿床开采的主要隐患。
(9)、上泥盆统宰格组(D3z)岩溶含水层
出露于矿区北西部部,出露不全。
岩性下部为黑灰色粗晶质白云岩、灰色中厚层状灰岩,夹黄色页岩、灰黑色中粒中厚层状白云岩;
中部深灰色厚层白云岩、灰黑色中厚层状粗晶白云岩;
上部灰色、灰白色中厚层状白云质灰岩与灰岩互层、薄层状纯灰岩夹黑色薄层状硅质岩。
厚度>600m。
据区域水文资料,地下水径流模数6.2~16L/s·
km2,泉点最大流量708L/s,一般118L/s,富水性较强,与岩关组(C1y)组成矿床的底板间接充水岩溶含水层。
2.7、矿区构造带的富水性及导水性
矿区地处五寨向斜的西翼南段。
总体为一个单斜构造,地层倾向95°
~150°
,倾角10°
~48°
,一般为15°
~25°
。
本次工作共查出较大的断层2条(F1、F4);
本次调查两对生产矿井均不同程度发现较多小断层,在煤系地层中小断层的性质主要为高角度逆断层,落差一般小于2m。
按构造走向及形态可分为北东、北西及近东西向三组,为矿区主导构造形迹,规模大,延伸长;
其富水性和导水性简述如下:
1.北东向构造:
主要为F1逆断层,倾向南东,落差126~223m,切穿含煤地层,为矿区主要断层;
地表沿断层带附近基本无泉点出露,但深部使下盘顶板(C1ds)岩溶含水层与上盘底板(C1y)岩溶含水层直接接触导通,形成贯通含水层组。
对矿井充水有直接影响,因此,近该断层带开采时应做超前探水工作,以进一步掌握断层富水性及对矿井充水的影响。
2.北西向构造:
主要为F4逆断层,倾向北东,落差为30m,切穿含煤地层,为矿区北西向主要断层;
地表沿断层带附近基本无泉点出露,对矿井充水有直接影响,因此,近该断层带开采时应做超前探水工作,以进一步掌握断层富水性及对矿井充水的影响。
2.8、地表水对矿床充水的影响
矿区内无大的地表水体,地表溪沟均为盘河与洒渔河支流。
本区可采煤层露头线分布在2650~2750m之间,各地表溪沟对矿井充水均无直接影响。
虽然地表水对矿床开采无大的影响,但煤矿开采过程中,应注意对浅部开采塌陷区地表水的监测监控。
2.9、矿区滑坡体的富水性
本次工作在矿区内共圈定两个滑体。
分布于含煤地层上部,滑坡体的岩石主要为煤系上覆地层灰岩破碎体,结构松散,富水性相对较好,但旱季一般处于疏干状态,对矿井充水无直接影响。
2.10、生产矿井和相邻矿井水文地质情况
昭阳区希望煤矿可采煤层为C4煤层,赋存于石炭系下统旧司组(C1dj)下部地层中,岩性主要为深灰色粉细砂岩、粉砂质泥岩、煤等组成,平均厚46.25m,该段上覆为上司组(C1ds)灰岩,白云岩夹页岩,下伏为岩关(C1y)灰岩夹白云岩除含煤段为砂泥岩裂隙极弱含水层外,煤系上覆、下伏均为岩溶不均匀含水层组,生产矿井在旧司组(C1dj)地层出中掘进,巷道控制标高为2600.00m,控制面积359877m3,涌水量156.0m3/d,其单位面积,单位降浮涌水量Q0为2.46×
10.6m3/d.m2.m。
2.11、矿区地下水补给、径流、排泄特征
矿区各含水层主要接受大气降水的入渗补给,碳酸盐岩区局部地段接受溪沟水(河水)补给,地下水动态变化受大气降水的控制。
同时高原山区的碎屑岩分布区地下水补给条件较差,地形起伏变化大,大气降水极易形成地表迳流流走(雨季的山洪),仅少部分渗入地下,形成一些流量不大长年性泉水出露地表。
矿区各含水层,在浅部可分为碎屑岩裂隙潜水和岩溶溶蚀潜水,但都直接接受大气降水的补给,地下水交替循环强烈,随深度增加含水层富水性逐渐过度为极弱水(碎屑岩区),地下水交替循环缓慢。
裂隙潜水属于侧向交替为主,垂向交替极弱,排泄条件较好的畅流型地下水迳流,岩溶则以垂向交替为主。
裂隙含水层受地形地貌控制,风化导水裂隙发育深度有限,大气降水入渗大多没经过深部循环便以下降泉的形式排泄出地表,具有雨季补给常年排泄的特点;
最小值出现在雨季来临前3~5月间,最大值出现在7~9月间。
形成了既是补给区又是排泄区的特点,即排泄条件良好。
第三节巷道布置及施工工艺
3.1、巷道布置
2326瓦斯尾巷与2324下顺槽平行,之间的距离为6米,巷道布置在3#煤层底板上,使用锚杆锚索支护。
巷道断面规格为净宽3.6m,净高2.4m,净断面8.64m2。
3.2、施工工艺
(一)、施工方法
1、巷道施工方法为钻眼爆破法,工序为钻眼、破(煤)岩、装(煤)岩、运(煤)岩;
循环进尺详见循环作业表、爆破说明书等。
3、掘进采用一次成巷施工法,分两次起爆,先爆破煤层,装完煤后,再爆破岩层,最后出矸石上支架。
4、接班后,必须先进行安全检查,发现隐患及时处理,确认无安全隐患后方可打眼、装药、爆破等工作,爆破后,待炮烟吹散后,由班组长、瓦斯检查员、爆破员进入工作面由外往里依次检查顶板、瓦斯、煤尘和拒爆情况,确认安全后,架设前探量进行护顶,然后出煤(矸),掏腿窝,架支架,背帮顶等,一此为一个循环。
(二)、凿岩方式
1、掘进工作面煤眼采用压MSZ-1.2型煤电钻打煤眼,岩石眼采用缩空气为动力的YT-23(7655)型气腿式凿岩机。
2、掘进工艺流程为:
打煤眼→放煤炮→前探梁支护→出煤→放煤炮→出矸→木箱支护
(三)、爆破作业
钻眼爆破时掏槽方式为楔形掏槽,所用炸药为煤矿许用乳化炸药,雷管为煤矿许用毫秒延期电雷管,装药结构、起爆方式、顺序等详见爆破说明书。
(四)、装、运岩方式
1、装(煤)岩采用矿用扒矿绞车装(煤)岩,车装满后直接用2.5t机车拉至2608m采区车场,用JTB800×
600提升绞车提出地面。
2、扒矿绞车装(煤)岩时必须两人操作,一人操作,一人观察尾轮固定、顶帮情况、打点等工作,出现险情及时打点停机并撤出人员,扒矿绞车工作前防护栏、钢丝绳等是否完好正常,若有问题必须处理后才能启动。
3、风、水管接头严密,不漏风水,供风水管采用DN50的焊管,距工作面20m内采用Ф25和Ф16的耐压胶管。
4、轨道型号统一为15kg/m,水沟断面为200mm×
200mm。
第四节探水眼的超前距
岩、煤性质
超
前水压
距
煤层厚度
水压(MPa)
<
0.5
0.5-1
1-2
坚硬岩石
----
8
10
12
松软岩石
15
18
煤层
1.4
20
25
1.4-1.8
由表可以推断超前距为15米,为了保险起见超前距设计为20米。
由公式计算:
超前距:
α=0.5AL(3P/K)1/2
=0.5×
10×
2.4(3×
1×
105/18×
104)1/2
=15.5m取20m
α超前距,m;
A——安全系数,取10;
L——巷道跨度(宽或高取其大者),取2.4m;
P——水头压力,取1×
105Pa;
K——煤的抗张强度,18×
104Pa。
第五节探水眼的布置
一、探水钻孔布置方式。
(1)巷道探水钻孔的布置方式、数量和夹角
探水孔布置方式:
钻孔呈半扇形布置在巷道上(前)帮.
孔数:
一般布置3-4个孔,
钻孔水平夹角:
7-15度.
二、放水钻孔径及孔数的确定。
(1)钻孔孔径:
放水钻孔径应根据煤层的坚硬程度,放水孔深度等因素确定。
如煤层坚硬系数较大,钻孔较深,可选用稍大一点的孔径;
反之,则选较小孔径。
在生产实践中常采用的孔径为42mm、一般不超过60㎜,以免因流速过高,冲垮煤柱。
(2)钻孔孔数的确定:
A.单孔出水量估算:
Q=60C·
W(2gh)1/2
式中Q——单孔出水量,m3/min;
C——流量系数,其值与孔壁的粗糙度、孔径大小、钻孔深度等因素有关,可由试验得出,无资料时可用0.6~0.7;
W——钻孔断面积,㎡;
9——重力加速度,9.81m/s2;
h——钻孔出口处水头高度,m,随着积水的放出,其水头高度将逐渐降低,为简便计算钻孔的平均放水量,可用钻孔出口处最大水头高度的40%~50%。
B.平均放水量计算:
Qcp=W/t+Q动
式中Qcp—平均放水量,m3/min;
W静储量或老空总积水量
t计划放水期限min;
Q动补给水量,m3/min;
C、钻孔数计算/Q
N=Qcp/Q+K
式中:
N放水钻孔数
K备用孔数取2
第二章安全措施
第一节排水设备的维护
一、水泵启动前应对下列部位进行检查:
1、设备各部件螺栓紧固,不得松动。
2、连轴器间隙应符合规定,防护罩应可靠。
3、轴承润滑油质合格,油量适当,水泵转动平稳、灵活。
4、辅助上水系统、吸水管道应正常,吸水高度应符合规定,吸水井内无影响吸水的杂物。
5、接地系统没有损坏,应符合规定。
6、电控设备各开关手把应在停泵位置。
7、电压、电流、压力、真空等各种仪表指示正常,电源电压应符合电动机启动要求。
二、水泵司机班中应进行巡回检查
1、巡回检查的时间一般为每小时一次。
2、巡回检查的内容为:
(1)各紧固件及放松装置应齐全,无松动。
(2)轴承、电机、泵体等各发热部位的温度不超限。
(3)水泵密封松紧适度,不进气、滴水不成线。
(4)电动机、水泵运转正常,无异响或异震。
(5)电流不超过规定值;
电压符合电机正常运行要求;
(6)各种仪表指示正常。
(7)在正常情况下,吸水井积泥面距龙头底面距离不小于0.5米。
及时填写巡回检查中发现的问题及处理经过,认真填写水泵的
运行日志。
三、水泵司机的日常维护内容:
1、轴承润滑:
按规定时间要求换油。
油质符合规定,禁止用不同型号的油混杂使用;
2、更换盘根:
(1)盘根老化和磨损后不能保证正常密封时应及时更换;
(2)盘根的安装要求:
接口互错120°
,接口两端间隙越小越好,盘根压紧到最大限度后,拧回0.5~2.5扣,至盘根有水滴滴出为止;
(3)更换盘根应在停泵时进行,但拧紧程度可在开泵后作最后调整。
3、定期清刷吸水笼头罩,清除吸水井杂物。
第二节水沟水仓的清理制度
在每年雨季前、探放水前,必须对水仓、沉淀池、水沟中的淤泥清理一次,保证流水畅通。
1、每天派专人清理水仓、沉淀池、水沟。
2、在清理水仓时坚持敲邦问顶,保证作业安全。
3、清理水仓前与调度和水泵司机联系,严禁向水仓放水。
4、清理出的淤泥要及时的运出井下不得回流到其他巷道。
第三节流水路线
探放出的水由矿用潜水泵配合水管沿顺槽排出,流水路线如下:
积水顺槽水管中央水仓大巷水管
地面水管防尘水池返回到井下用于洒水灭尘
第四节安全躲避硐
为了安全起见防止水压太大,探水人员无法安全逃离工作面,决定在靠实煤壁侧每隔40米打一个安全躲避硐,躲避硐规格为:
矿用工字钢支护,长4米,宽2.4米,高2米。
第五节通风方法和瓦斯防治
一、通风方式
1、巷道采用压入式局部通风机供风,为确保施工人员的氧气吸入量,风筒末端的出风量必须≥80m3/min,局部通风机选择安装在主井内。
2、掘进工作面风量计算与风机选择
(1)按人数计算:
Q掘=4×
15=60m3/min
N——掘进工作面同时工作的最多人数。
(2)按炸药量计算:
Q掘=25×
A=25×
4=100m3/min
A——掘进工作面一次爆炸的最大用药量,Kg。
(3)按局部通风机的实际吸风量计算
Q掘=Q局机×
I×
Kf=180(11KW)×
1.2=216m3/min
式中:
Q局机掘进工作面局部通风机的实际吸风量m3/min
I——局部通风机台数;
Kf—防止风机吸循环风的风量备用系数,取1.2
(4)按瓦斯涌出量计量
Q掘=100×
QCH4×
K倔=100×
0.5×
1.8=90m3/min
K倔通——掘进工作面瓦斯涌出不均衡等备用系数取1.8
QCH4——掘进工作面瓦斯绝对涌出量,其值取0.5m3/min;
3、掘进工作面的风量进行验算:
(1)按最低风速验算:
煤巷掘进工作面最低风量(Q煤掘):
Q掘≥15×
S掘=15×
4.74=71.1m3/min
S掘——煤巷掘进工作面的断面积,m2。
(2)按最高风速验算:
Q岩掘≤240×
S掘=240×
4.74=1137.6m3/min
S掘——掘进工作面的断面积,m2。
所算风量符合要求
1137.6>216>71.1,掘进工作面所须的最大风量为216m3/min,最小风量为80m3/min;
应选择YBT-52(11KW)局扇作为局部通风机,抗电阻、直径为400mm的阻燃风筒,可满足掘进通风的要求。
二、瓦斯防治
1、按照瓦斯等级鉴定资料,矿井瓦斯为低瓦斯矿井,没有高瓦斯区域和瓦斯异常区,施工过程中不需进行瓦斯抽放。
2、瓦斯监控系统应专人负责管理,24小时不间断监控井下瓦斯变化情况,发现出现异常或超限,立即报告调度室。
3、监控信号线路应整齐悬挂在巷道距底板1.6m处的帮上,瓦斯监测仪—甲烷传感器,应悬挂在距迎头10m以内的回风巷侧,
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