破城子煤业五号井度防治水计划.docx

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破城子煤业五号井度防治水计划

温宿县破城子煤业有限责任公司五号井煤矿

2015年度矿井防治水计划

编制单位：

温宿县破城子煤业有限责任公司五号井煤矿

编制日期：

二0一五年三月六日

会审意见及签字表

施工单位

年月日

安监科

年月日

生产技术科

年月日

机电副矿长

年月日

安全副矿长

年月日

总工

年月日

矿长

年月日

五号井2015年度防治水计划

一、矿井开拓、开采所采取的安全保证措施

（一）矿井开拓工程位置

五号井斜井口位于井田中部台地附近，地形北高南低，排泄条件较好，工业广场因处于低处有受水患威胁可能，因此在工业场地沿山体砌筑防洪渠沟，将沟谷的水引入防洪渠，防止雨、融雪水进入井筒。

五号井斜井设计是新建矿井，与原老五号井分离，原老五号井口标高为+2039m，为平硐开拓，内有喑斜井。

新建五号井斜井标高+2027.697m，新建斜风井标高为+2026.818m。

在井田内有三个废井，已封闭，在设计中没有利用。

为防止河水在洪水期间沿该废旧井筒进入井下，设计要求将井筒全部打开，将里面的水抽干后重新进行封闭，确保老窑内无积水，在生产时，进行探放水工作。

二、矿区水文地质

（一）含水层、隔水层分布发育情况及其变化规律：

五号井煤层主要赋存于侏罗系下统塔里其克组，其岩性主要由砂砾岩、粗砂岩、粉砂岩及煤层组成，从现有生产矿井观测，在煤层顶底板均未发现强含水层存在，均以弱含水层及隔水层为主，现将该矿区主要含水层及隔水层从老到新分述如下：

（1）三叠系上统小泉沟群隔水层

分布于井田北部，为河流三角洲相与河流相形成的巨厚层状的深灰色砂质页岩，夹有灰白色粗砂岩。

与侏罗系下统呈平行不整合接触。

由其岩性特征构成矿区北界隔水边界，地层厚度大于200m。

（2）侏罗系下统塔里其克组含水层

侏罗系下统塔里其克组为河流相及泥炭沼泽相形成的含煤地层，分布于井田北部，岩性为深灰色砂砾岩、煤层，粗砂岩、粉砂岩。

含A3、A5两层煤，主要含水岩层为A3煤层顶板粗砂岩，A5煤层顶板砂砾岩层，地层厚度为58.7m，在6勘探线以东地层厚度增至150m。

与下伏地层呈平行不整合接触。

（3）侏罗系下统阿合组含水层

分布于矿区中部“S”型褶曲向斜南翼和背斜北翼间，呈东西向展布，岩性以细砂岩、粗砂岩、细砾岩、砂砾岩为主，岩石表面风化裂隙较发育，是矿区主要含水层，也是可采煤层的直接充水含水层。

地层厚度为326m，与下伏地层呈整合接触。

（4）侏罗系中统克孜努尔组下段隔水层

分布于矿区南部，呈东西向带状分布，岩性以细砂岩及粉砂岩间互层为主，由东向西岩层粒度逐渐变粗。

厚度124.5m，与下伏地层呈整合接触。

（5）侏罗系中统克孜努尔组上段隔水层

分布于矿区外南部地区，岩性以灰黑色页岩，其下部为一厚层状灰白色粗砂岩，在该层即喀郎东沟沟口处出露有两处泉水，泉水流量为0.152L/S。

地层厚度大于100m，未见顶。

与下伏地层呈整合接触。

（6）第四系上更新统含水层

分布于矿区中部山梁或沟谷内，为风积亚砂土，厚度不超过5m，为透水不含水层，与下伏地层呈不整合接触。

（7）第四系全新统含水层

分布于井田东部，沟口附近及山前坡积物主要为砾石、砂砾石，最大砾径80cm。

一般为4cm，次棱、次圆状，分选差，厚度0.5—10m，为透水不含水层。

三、采掘工程所采取的防治水措施

五号井为斜井开拓，矿井在生产过程中已留设51m煤柱，五号井、风井为斜井沿岩层垂面开掘，五号井上方无含水层，有利于矿井防水。

采掘工作面均布置在实体煤层中，首采面A3工作面布置老五号井以下，回风标高为+1988m，距老五号井暗斜井井底标高+2002m，（五号井东翼）垂直标高20m，上部为预留煤柱，要求在采掘过程中进行“先探后采（掘）”，“长探短掘”等手段，在开采中设计探水线位置，先进行探放水工作，在有井下涌水异常时采取必要的措施，进行疏放水等方法进行涌水的排放。

四、防水安全煤柱留设

我矿需要留设的煤柱的种类有：

井田边界煤柱、采空区煤柱、斜井保护煤柱、石门煤柱等。

（1）斜井煤柱在储量计算中已扣除，该煤柱左右各留设30m。

（2）水平煤柱沿倾斜方向留设10m。

（3）运输、回风石门共用煤柱，在采区划分中进行详述。

（4）区段煤柱沿倾斜留设10m。

（5）采区边界煤柱详见采区划分中的叙述。

（6）采空区煤柱留设20m。

（7）井田边界煤柱留设20m。

五、井下探放水措施

（一）探放水原则

矿井回采和掘进过程中，坚持“有疑必探、先探后掘、长探短掘”的原则。

开采时先进行探放水，没有探放水前不得开采。

考虑到井田上部有老五号井（暗斜井井底及东翼+2002m标高）。

接近以下地点时需进行探放水：

1、在采掘工作面接近暗斜井井底及东翼可能存在的裂隙与上部构通时，若水量和水压不大则进行探放水，若水量和水压较大，则不预开采，做为煤柱。

2、接近老窑采空区时，该矿采空区进行探放水。

3、接近涌水量异常区域时进行探放水。

。

4、接近未封闭又可能突水的钻孔时进行探放水。

。

5、接近其它存在有积水的区域时，应对上部及周围可能存有积水的地点进行探测，摸清积水区域的具体位置、积水量和水压等情况，采掘作业时不得破坏防水煤柱的尺寸，防止与积水区掘进造成事故。

采掘过程中如发现煤、岩流水、滴水或变潮等异常情况时，都应进行探水。

探水时可在接近积水区的巷道中做钻场（2×2m），从钻场向积水区打探眼。

探眼垂深不小于70m，与积水区边界的水平距离不小于40m，探明积水区的位置和积水量后，在确保安全的前提下留设设计的煤柱尺寸，若积水区煤层或岩层较破碎，则应根据现场情况加大煤柱或岩柱尺寸。

6、五号斜井位于井田东部及中部，因此在前述中已说明该矿9万t/a井型，矿井生产中，必须进行探放水工作，探水线位置在老五号井（暗斜井井底及东翼+2002m标高）。

接近以下地点时需进行探放水20m垂高，在此区域内进行探放水工作。

7、根据《生产地质报告》所提供的资料，可确定我矿采空区相应位置及标高，在设计中相应图纸已标明探水线位置，均为采空区最下部水平下推斜长20m（急倾斜段下推垂深25m）作为探水线位置。

（二）探放水时的安全措施

①探水前应加固探水工作面支架，背好帮顶，以免压力水冲垮煤壁和支架。

②清理好巷道，保证安全撤退路线畅通无阻。

20°以上的倾斜巷道要设梯子和扶手。

③保证水沟畅通，并有适当的坡度和断面；保证水仓和排水设备有足够的容量。

④探水地点要安设电话，一旦发生透水而又无法控制时，可立即通知有关的险区人员撤离（撤退路线应事先拟定好）。

⑤打钻过程中如发现煤、岩变松或沿钻杆向外流水超过正常打钻供水量时，必须立即停钻（但不得移动或拔出钻杆），派人监视水情并立即报告矿调度室。

如果情况危急，必须立即通知所有受水威胁地点撤人，并采取应急措施。

⑥钻孔接近老空区，估计有可能涌出沼气或其它有害气体时，必须有瓦检员救护队员在现场值班，检查空气成分。

发现有害气体超过规定时，立即停钻停电、撤人，并报告调度室处理。

⑦预计水压较大时，孔口要用套管加固，使钻杆通过套管打钻，套管上装有水压表及闸阀；探到水源后，即利用套管放水。

⑧工作人员要熟悉透水预兆，当发现透水预兆或发生大量涌水，应立即报告调度室，采取措施，或安全撤退。

（5）矿井必需留设足够的隔水煤柱。

同时加强矿井涌水的监测，做好防治水工作。

（6）定期清理水沟及水仓，保证水沟排水畅通及水仓的有效容积。

（7）如发现工作面煤壁潮湿或滴水等异常现象应及时向矿井值班人员汇报。

（8）做好工业广场的疏排水及防洪排涝工作。

（9）定期检修排水设备，保证水泵一台工作、一台备用、一台检修。

（三）探放水设备选择

探放水设备根据探水线与现最低开采水平高差而定，设计中探水线距最低开采水平为80m，探水设备选择1台TXU—75型探水钻，最大钻进深度为100m，可以满足井下探放水的要求。

六、疏放水措施

（一）采掘面疏放水措施

1、回采上部煤层时先对老五号井+2039m水平及暗斜井采空区进行探放水。

回采深部煤层时，先对上水平的采空区进行探放水，确保采掘安全。

该矿回采工作面回采结束时，应在封闭采空区的密闭上设U型管，防止采空区积水。

2、探到水源后，可采用探水钻孔放水，放水钻孔直径50—75mm。

孔深不小于70m。

3、放水前应对水量、水压及煤层透水性进行分析并预测，根据排水设备能力及水仓容量，制定放水的步骤并控制放水量，避免盲目性。

4、放水过程中要注意水量的变化、出水清浊、有无杂质以及有无有害气体等情况，发现异常时及时采取措施。

5、疏放水前应成立疏放水领导小组，制定出疏放水措施，疏放水由经验丰富的人员来操作，作业人员应熟知避灾路线，在疏放水期间领导小组成员要现场跟班指挥。

6、疏放水地点撤退路线上要有良好的照明，保证撤退路线畅通。

7、为防止高压水和碎石喷射或将钻具压出伤人，在水压过大时，应采用反压和防喷装置，并用档板背紧工作面以防止套管和煤壁突然鼓出，档板后要安设顶柱或木垛，然后再进行放水。

8、情况紧急时工作人员应立即撤出工作面。

9、事先应制定好安全措施，并严格贯彻落实。

（二）矿井疏放水措施

该矿井原地质报告提供的矿井正常涌水量为23.92m3/d，最大涌水量为35.88m3/d。

为安全可靠起见，原设计取值正常涌水量为60m3/d，最大涌水量为120m3/d。

现矿井已至+1938m水平，根据矿方实测资料，矿井正常涌水量已达4.25m3/h，因此设计根据矿井的实测涌水量对矿井的排水系统重新进行计算选型。

1、内容

（1）设计依据

正常涌水量：

4.25m3/h

最大涌水量：

7.5m3/h

混合井口标高：

+2026m

第一运输水平标高：

+1924m

井筒倾角25°

混合井口到沉淀池高：

15m

排水高度为：

122m

混合斜井总长：

246m

排水方式：

在+1938m水平中央变电所旁设水泵房，由+1938m水平沿混合斜井敷设两趟排水管排至井口附近的沉淀池内。

（2）水泵选型

正常涌水时：

Qz=1.2Q=96m3/h

最大涌水时：

Q大=1.2Q=144m3/h

H=K（Hh+5）=（1.25～1.30）（2026－1924+15+5）=152.5～158.6m

根据上述计算，选择水泵型号为125D－25×8型。

其主要技术参数为：

额定流量101m3/h

扬程172m

级数8级

转速2950r/min

效率77.5％

配电动机选取YB280S－2型，功率75kw，转速2950r/min，电压660v。

订货时请注明，选用共用底盘。

（3）管道选择与工况点确定

①管子选择

排水管直径dp=√Qp/900ЛVj=134mm

吸水管直径dx=dp+0.025=159mm

根据上述计算，排水管选用无缝钢管dp=140×5mm，壁厚δ=5mm，吸水管选用无缝钢管dx=168×5mm，壁厚δ=5mm，排水管在泵房内采用法兰联接，在井筒内采用管箍焊接，间隔用法兰联接，以便今后检修，排水管长L=372×2m，吸水管长3×5.5m。

②管道特性曲线和工况点确定

H=Hg+1.7L/100（RT100.Q2）

H=122+0.002666Q2

见水泵特性曲线图

工况点参数：

流量Q=110m3/h

扬程H=160m

效率η=76%

功率N=60kw

（4）水泵台数确定

本设计选用三台水泵，一台工作，一台检修，一台备用。

遇突水时三台同时运作，集中外排水量。

（5）水泵性能校验

①排水时间

正常涌水量期间一昼夜内水泵工作时间：

TZ=24Qr/n.Q=17.45小时<20小时

在最大涌水量时的排水时间：

Tm=24Qrm/（n+nˊ）Q=13.09小时<20小时

均能满足要求

②排水管内的实际流速

Vp=Q/900Лdp2=1.99m/s（Vj=1.5－2.2m/s）满足要求。

（6）水仓清理

采用人工清理方式，由人工将水仓沉淀物装入矿车，并用人工推车至井底车场，由混合提升斜井至提至地面。

七、地表水防治

（一）地表水防治设计依据

矿区地处南天山南麓中段、塔里木盆地西北缘的中山区，总体地形为北高南低、西高东低。

海拔高程在+2150m—+2600m之间，最大高差450m左右。

该区气候为干旱的内陆性气候，昼夜温差大。

年降雨量约400mm，年蒸发量2400mm，7—9月为雨季，易形成洪水。

矿区内无常年性河流。

区内的沟谷为干沟，逢雨季或冰雪消融期常形成洪水。

（二）地形、水系及涌水面积

根据地质报告矿区总体地形为北高南低、西高东低。

区内“V”字型沟谷纵横，陡崖发育，地形较复杂。

南北向冲沟较发育，区内的沟谷为干沟，逢雨季或冰雪消融期常形成洪水。

该矿井所处地势在春季融雪期和雨季形成水流，流经矿区对矿井生产及工业广场会造成一定的危害，为避免灾害发生，本设计采取以下防洪措施，具体如下：

1、沿工业广场东北、西北山坡底均设截水渠，截水渠断面上宽3米，下宽2米，高2米,用M10砂浆与卵石护砌，渠长150m，把山坡积水有组织的排入工业广场以南自然冲沟。

2、截水渠排水能力验算

根据矿井地质地形图，该矿区工业广场以北汇水面积为150000m2，年降水量约400mm,按年降雨量集中在一天计算汇水量如下：

（1）矿井涌水量

0.4×150000/24=2500m3/h=0.69m3/s

（2）该矿截水渠的断面为5.5m2，流速按1m/s计

排水量为：

5.5×1×0.5×3600=9900m3/h=2.75m3/s

从计算可以看出本设计工业广场截水渠的排水能力满足要求。

温宿县破城子煤业有限责任公司五号井

二〇一五年三月六日